JPS59205507A - 微粉炭の炉内脱硝燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微粉炭の炉内脱硝燃焼装置に係９、特に排ガス
中の窒素酸化物（以下、ＮＯ工と称す）を低減するに好
適な微粉炭焚ボイラ装置に関するものである。

近年、世界のエネルギ事情の変化にともない石油専焼火
力の建設が困難となってきておシ、その対応の１つとし
て、分布範囲が広い上埋蔵量が多いとされる石炭を燃料
として用いる微粉炭焚ボイラの建設が注目されつつちる
。しかし、微粉炭は上記の利点がある反面、石油に比較
してＮ分ヤ灰分を多く含むため、ＮＯｘ排出量およびフ
ライアッシュの処理等が環境上の問題となっている。

上記の問題のうちでも特に、ＮＯ，は光化学オキシダン
トや酸性雨の原因物質の１つとされているため、その発
生を効果的に抑制する燃焼法の開発が要望されているゎ
このような目的に沿った燃焼法として、（１）排ガス再
循環法、（２）二段燃焼法および環元（緩慢）燃焼法が
知られている。排ガス再循環法は、排ガスを混入するこ
とによＪ）　Ｏｘ分圧を低下させた空気を燃焼用ガスと
して使用し、緩やかな燃焼を行うことによｊＤ　ＮＯ工
を低減する方法であるが、ＮＯｘ低減効果に限界がある
。二段燃焼法は一般に、複数段のバーナとその上方にア
フタエアロとを備えた装置において、各段バーナをＮＯ
工低減化にとって有利な低空気比に保ちながら第工次の
燃焼を行い、次いで該燃焼によシ生じた未燃分をアフタ
エアロから供給される空気の存在下で再燃焼させるもの
であるが、バーナ部での燃焼は緩やかであるためＮＯ工
低減が可能となる０次に、還元燃焼法も上記二段燃焼法
と同様な装置で行われるが、この方法は複数段バーナの
下流側に燃料大過剰の燃焼領域を形成し、該領域で発生
する還元ラジカルによシ上流側のバーナ部で発生するＮ
ＯｘをＮ２に還元し、一方、未燃分については上記二段
燃焼法の場合と同様にアフタエアロから供給される空気
の存在下で完全燃焼させるものである。

このように、従来燃焼法のうちでも特に、二段燃焼法と
還元燃焼法はともにすぐれた脱硝燃焼法であるが、これ
らの燃焼方法はいずれも上記したごと＜０２分圧の低下
を燃焼条件の基本としているので、微粉炭の燃焼速度低
下に基づく未燃分増加や煙色の発生が避けられない。

この傾向は単に上記の燃焼条件に基因するばかりでなく
、最下段バーナの燃焼特性によっても促進される。すな
わち、最下段バーナの火炎は火炉ホッパ部の氷壁によシ
冷却される上、該ホツノく部に対して一般に供給される
燃焼排ガスにより０２分圧の低下作用と冷却を受けるの
で、燃焼状態が他段バーナのそれに比べて著しく悪化す
るからである。

従来法では以上のように未燃分の増加が避けられず、こ
のためボイラ排ガス煙道における酸素濃度（例えばエコ
ノマイザ−の０２濃度）を高くせざるを得す、結果的Ｉ
ＣＮ０．の・低減化が困難となっていた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、排
ガス中の煤塵（未燃分）を増加させることなく、ＮＯ工
を低減できる微粉炭の炉内脱硝燃焼装置を提供すること
にある。

上記の目的を達成するため、本発明は、複数段のバーナ
とその上方にアフタエアロとを備えた微粉炭の燃焼装置
において、上記複数段バーナのうちの最下段バーナを、
三次空気供給通路にサーキュラレジスタを設けたものと
し、最下段以外の各段バーナは、強旋回下に主燃料微粉
炭を噴射させる環状の主燃料噴出口と、その中心部にお
いて該噴射主燃料火炎の再循環燃焼域へ向けて再循環排
ガス搬送の副燃料微粉炭を噴射させる副燃料噴出口とを
有する高効率脱硝燃焼式のバーナとしたものである。

このような構成とすることによシ、最下段バーナではサ
ーキュラレジスタによシ旋回力を与えられた三次空気が
スロート部を経たのち火炉内へ末広状に噴射され、バー
ナ火炎の燃焼改善と火炉のコーナ部に濃縮され易い未燃
分の燃焼を促進し、一方、最下段バーナ以外のバーナで
４主燃料が高効率で燃焼され、その際発生するＮＯよお
よび最下段バーナで発生するＮＯ，は副燃料の還元燃焼
炎で良好に還元されるので、未燃分の発生を極力抑制し
ながらＮＯｘの還元を好適に達成することができる。

本発明において、最下段バーナのサーキュラレジスタか
ら送られる旋回空気流は、本発明の目的が達成される限
シ流速の調節を必要としないが、スロート部にその断面
積を可変とする空気速度調整機構を設けることが好まし
い。

以下、図面に示す実施例によｐ本発明をさらに詳しく説
明する。

第１図に示す装置は、火炉５の前側および後側壁におい
て下方から上方へ向は順次設けられた最下段バーナ１、
中段バーナ２および上段バーナ３と、上段バーナ３の上
方に設けられたアフタエアロ４と、火炉５の下方ホッパ
部７に設けられた燃焼排ガス調整用のホッパ口℃とから
主に構成される。上記最下段バーナ１は、第２図に示す
ように、中心部から外周へ向けて順次設けられた一次空
気搬送微粉炭の噴出口８、二次空気通路１２の先端にお
いて開口する二次空気噴出口９およびスロート１１と後
記ラッパ状体の間に形成される三次空気噴出口１０と、
三次空気に旋回力を与えるため核空気の通路に設けられ
たサーキュラレジスタ１５と、風箱壁を貫通して設けら
れたバーナ１４によρ二次空気通路１２に沿って水平方
向（矢印参照）へ摺動自在とされた、三次空気速度調整
用の２ツバ状体１３とから主に構成されている。また、
中段バーナ２と上段バーナ３はともに、第３図に示すよ
うに、中心部から外周へ向けて順次設けられた、再循環
排ガスによって搬送される副燃料微粉炭を噴射させるだ
めの副燃料噴出口８　Ａｓと、−次空気搬送の主燃料微
粉炭を噴射させるだめの環状主燈料噴出口８んと、レジ
スタ１６によル旋回力を与えられた二次空気の噴出口９
Ａと、レジスタ１５Ａによシ旋回力を与えられた三次空
気の噴出口１０Ａとから主に構成されている。

このような構成とすることによシ、最下段バーナ１にお
いては、噴出口８から噴射される微粉炭流の外側にサー
キュラレジスタ１５によシ旋回力を与えられたのち、ラ
ッパ状体１３によシ速度調節された三次空気が噴射され
るので、微粉炭流はホッパ口６から導入される燃焼排ガ
スとの接触が回避され、燃焼性が大幅に向上する。さら
に、上記三次空気は未燃分が濃縮され易い火炉５のコー
ナ部にも到達するので、該未燃分も良好に燃焼される。

このような燃焼性向上にともなう総合的効果によシ、最
下段バーナに起因する未燃分の発生は大幅に減少する。

次に、中段バーナ２および上段バーナ３においでは、環
状の主燃料噴出口８　Ａｘから一次空気搬送の主燃料微
粉炭が噴出され、噴出口９Ａおよび１ＯＡからそれぞれ
噴射される旋回下の二次空気および三次空気と混合され
て高効率燃焼される。一方、副燃料噴出口８んからは再
循環排ガスによって搬送される副燃料微粉炭が噴射され
るが、このものは０２分圧の低い再循環琲ガスの雰囲気
下にあるので燃焼遅れを生じ、主燃料火炎の再循環燃焼
域１７に達したところで始めて燃焼し、ここで還元雰囲
気を形成することになる。この還元雰囲気により上記の
主燃料火炎および最下段バーナの燃焼域で生成したＮＯ
８が還元され、低ＮＯ，化が良好に達成される。このよ
うにして、未燃分の発生を極力抑制しながらＮＯ，の低
減を行うことができる。

以上の説明は本発明の典型的な実施例について行ったも
のであるが、本発明は勿論これに限定さ　　　　゛れる
ものではなく、本発明範囲内で他に種々の変形や応用例
が存在することはいうまでもない０例エバ）火炉の一側
壁のみに複数段バーナとアフタエアロを設ける構成の片
面燃焼式装置に対しても同様に適用可能であシ、同様な
効果が達成される。

以上、本発明によれば、複数段バーナのうちの最下段バ
ーナの三次空気供給通路にサーキュラレジスタを設け、
最下段以外のバーナを高効率脱硝燃焼バーナとすること
Ｋより、最下段バーナにおける微粉炭燃焼の改善と火炉
コーナ部に濃縮される未燃分の燃焼を促進することがで
き、その結果後流の還元部では低酸素濃度の運転が可能
となるので、未燃分の増加をともなうことなくＮＯ！を
太幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例１係る微粉炭炉内脱硝燃焼装置
の側断面図、第２図は、第１図に示す装置に適用される
最下段バーナの側断面図、第３図は、第１図に示す装置
に適用される中段および上段バーナの側断面図である。 １・・・最下段バーナ、２・・・中段バーナ、３−・・
上段バーナ、４・・・アフタエアロ、５・・・火炉、６
・・・ホッパ口、７・・・ホッパ部、８・・−微粉炭噴
出口、８Ａ１°゛。 副燃料噴出口、８ん−・主燃料噴出口、９．９人・・・
二次空気噴出口、１０、ｌ０Ａ−・・三次空気噴出口、
１１・・−スロート、１３・−・ラッパ状体、１５・・
・サーキュラレジスタ、１７・−・再循環燃焼域。 代理人　弁理士　　川　北　武　長

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数段のバーナとその上方にアフタエアロとを備
   えた微粉炭の燃焼装置において、上記複数段バーナのう
   ちの最下段バーナの三次空気供給通路にサーキュラレジ
   スタを設け、上記最下段バーナを除く各段バーナを、強
   旋回下に主燃料微粉炭を噴射させる環状の主燃料噴出口
   と、その中心部において該噴射主燃料火炎の再循環燃焼
   域へ向けて再循環排ガス搬送の副燃料微粉炭を噴射させ
   る副燃料噴出口とを有する高効率脱硝燃焼式のバーナと
   したことを特徴とする微粉炭の炉内脱硝燃焼装置。