JPS5929904A - 低窒素酸化物燃焼装置 - Google Patents

低窒素酸化物燃焼装置

Info

Publication number
JPS5929904A
JPS5929904A JP13788182A JP13788182A JPS5929904A JP S5929904 A JPS5929904 A JP S5929904A JP 13788182 A JP13788182 A JP 13788182A JP 13788182 A JP13788182 A JP 13788182A JP S5929904 A JPS5929904 A JP S5929904A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulverized coal
gas
burner
combustion
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13788182A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Morita
茂樹 森田
Tadahisa Masai
政井 忠久
Toshio Uemura
俊雄 植村
Hitoshi Migaki
三垣 仁志
Shoichi Masuko
益子 庄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP13788182A priority Critical patent/JPS5929904A/ja
Publication of JPS5929904A publication Critical patent/JPS5929904A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D1/00Burners for combustion of pulverulent fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

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】 本発明は低窒素酸化物燃焼装置に係り、特に石炭類の燃
焼排ガス中の窒素酸化物を低減するに好適なボイラ等の
燃焼装置に関するものである。
事業用ボイラ等の大容量熱発生装置における燃料源とし
て、依然埋R量の豊富な石炭の需要が急増している。上
記装置における燃焼方式は、以前の火格子式から現在は
微粉炭バーナ式へと移行しティる6微粉炭バーナの利点
は、石炭をあたかもガス、油燃料のように気流中で燃焼
させることができる点にある。
石炭中には通常1〜2vut%の窒素原子が有機化合物
として含有されており、このため、一般に、燃焼排ガス
中に含まれる有害な窒素酸化物(以下、NO工と称する
)の濃度(博)も、ガス、油焚き時に比べると数倍大き
くなる。
仁のため、種々のNO工抑制対策がm(じられているが
、固体燃料であるが故の燃焼性の悪さにより、必らずし
も従来のガス、油におけるNO,低減対策の全tが適用
できるとは限らず、また適用可能な場合でも、通常、そ
の範囲が限定されることが多い。例えば、アフタエアポ
ートを有する、いわゆる二段燃焼法は、燃料の種類を問
わず、NO,低減法としての効果は大きいが、この方法
を石炭燃焼に適用してバーナシー/の空気不足状態を強
化すると、一般に、排ガス中燃焼灰の未燃分が増加する
ことカを多い。これは、バーナゾーンで充分に燃焼せず
に残存する石炭(チャー)のlが増大し、アフタエアボ
ートと火炉出口間でチャーが燃え切るためのタイムスペ
ースが確保できなくなるためと考えられている。従って
、微粉炭焚ぎボイラに、ガス、油1」に適用したNOx
低減対策を同様に適用するためには、一般に火炉容積を
大きくしなげればならないという問題がある。
上記の問題点を改善するKは、先ずバーナで充分燃焼さ
せ、しかもNo工の発生を抑制することが肝要であるが
、−膜圧技術的には難題であると考えられている。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、排
ガス中に含まれる未燃分を増加させることなく、NO,
を低減することができる、高効率のバーナな備えた微粉
炭燃焼装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明者らは種々σ)燃焼実
験を行ない、効果的な脱硝燃焼につ℃・て検討した。す
なわら、NO,発生抑制手段として、燃料過剰後を形成
させること(例えば二段燃焼)カ;有効であることが知
られているが、木発明者ら(i、以下のような基礎実験
を行ない、この原用門につ(・て検討を加えた。第1図
は、基礎実験装置の概要を示すが、実験用バーナ100
に、プロ/り/(C3Hs)、空気(25°C)、不活
性ガス(N2)、J6よび検電対象ガスとして一酸化窒
素(NO)を供給して燃焼させ、一方、火炎後流にサン
ブリンク°フ。
ロープ(石英製水冷式)110を設置し、採取ガス中の
NO濃度をNoモニタ(化学発光式)120でN1測す
ることにより、混入NOの分解率を調べた。なお、火炎
中で分解されたN OLZ NlhまJこし1他の窒素
化合物XNもしくはN2とな、る。
第2図に、上記実+SにおけるNOσ)分解率ηIJO
−ex N 、N2とバーナ空気比λの関係を示す。図
から明らかなように、η、。−XN、Ntは空気比λへ
の依存度が大であり、特にλ(0,65の場合にNOの
大部分が分解されることが分る。なお、この傾向はNO
の混入隈を種々変化しても変らなかった。
以上の知見から、燃料過剰後によって低NO,化を図る
場合にも火炎全体(或いは燃焼領域全体)を徒らに燃料
過剰とする必要はなく、局所的に燃料の非常に濃いゾー
ン(例えば空気比0.65以下のゾーン)を形成させる
ことがNO8発生抑制に対し有効であることが分る。
本発明は、上記知見に基いてなされたもので、バーナス
ロート内にガスにより伴送される微粉炭の噴出口を有す
る燃焼装置において、前記噴出口内に前記粉炭流を複数
の区分に分割するガス流路を股ゆたことを特徴とする。
以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。
@3図は、本発明の一実施例を示すボイラ火炉のバーナ
付近の断面図である。こσ戸く−ナ装置は、火炉10内
に開口するバーナスロート70の外側のウィンドボック
ス80をP1通して設けられたノ(−す21と、該バー
ナ21の先端部と7(−ナスロー170間に同心状に設
けられた2次空気41および3次空気42の流路と、同
じくバーナスロートの開口部に向けて設ゆらハ、た点火
トーチ90とを有し、これらの点は、燃焼用空気を多段
化して送入する従来の低NO,バーナと同じで、G)る
が、ノく−す21の側方に設げられた主管からバーナ2
1に挿入された支管61Aの端部に、微粉体伴送空気流
と平行に分割用ガス送入ノズル61を設けた点7ilζ
異なっている。
上記分割用ガスノズル61の形状は、微粉炭を含むガス
流30を複数に分割するものであればよく、例えばV字
型、スリット型等、第4図ないし第8図に示すようなも
のがあげらJしる。すなわち、第4図は微粉炭流路を放
射状に均等2分割する鳴合、第5図は同様に不均等2分
割する場合、第6図は上下または左右に2分割する場合
、’?i’、 7図は中心付近に保炎板65を設けた微
粉炭流路な放射状に2分割する場合、および第8図は微
粉体流路を放射状に3分割する。用台をそれぞれ示す。
なお」二図の実施例は全て微粉炭流の噴出口が円形断面
の形状として示されているが、上記に限定されず、例え
ば角型の噴出口でもよい。上記分割用ノズル61に連結
される主管63は、図示されない排ガス供給管、または
排ガスと空気の混合ガス供給管に連結されている。
上記構成のバーナ装置において、主管63、および支管
61Aを介してガスを供給すると、該ガスはバーナ21
内の分割用ガスノズル61からパーナスC:1−)70
を通って火炉10内に噴出され、バーナ21から一次空
気と其処噴出される微粉炭流路を複数区分に分割し、微
粉炭の濃厚火炎3Iおよび31Aを形成する。そしてこ
のように分割された微粉炭流路の空気比を、前述のよう
な低NO1化に好適な範囲、例えば0.6以下ぞ4−る
ように微粉炭と一次空気の鼠を調整することにより極め
て効果的な低NO!燃焼を行なわせることができる。
またこのように分割された濃厚火炎31.31Aの存在
により、バーナ全体の空気比を過度に低下させることな
く、燃焼排ガス中のNo工を著しく低減すると共に、未
燃分の増加も防止することができる。
次に第9図は、本発明に用いる分割用ガスノズル61の
他の実施例を示したものであり、ガスノズルの前方、す
なわち微粉炭を含む一次空気30が衝突もしくは接触す
る箇所にセラミックのような耐摩耗材62を設けたもの
である。この耐摩耗材62は、例えば耐摩耗材を塗布、
蒸J s またはノズル形状に合せた成形品をキャップ
状にかぶせることによって設けることができる。このよ
うに分割用ノズル61(支管61Aも含む)に耐摩耗材
を旋すことKより、ノズルの摩耗を防止し、その耐久性
を向上させることができる。
本発明において、前記分割用ノズル61に供給するガス
としては微粉炭(燃料)をtまないガス、好ましくは燃
焼排ガス、該排ガスと空気との混合ガスカー好ましい。
この空気の適度の混合は、固定炭素比率の高い、いわゆ
る高燃料比炭と溶料として用いる場合に、その着火、保
炎および燃焼性等を調整する上で有効である。
第10図は、第3図に示されるバーナ21を実際のボイ
ラ火炉10に設置した場合の概略系統図を示すものであ
る。この火炉圧は下方から前述のような構造の微粉炭バ
ーナ21が2段設けられ、さらKその上部にアフタエア
ポート91が設けられている。微粉炭バーナ21には微
粉炭伴送空気30が供給されるとともに、該バーナの火
炎を分割するための分割用ノズルには主管63から排ガ
スが供給され、また前記バーナ21のバーナスロートお
よびアフタエアポート91には、ウィンドボックス80
を介して2次および3次空気41.42が供給される。
またこの空気の一部は、ダンパ43を介して前記排ガス
流路63に導入され、排ガスと空気との混合ガスとして
ダンパ44および45の開度調整下に前記分割用ノズル
に供給される。
次に第11図は、前記バーナ21を火炉内に3段設け、
下の方の2段のバーナの空気比をほぼ1とし、最上段バ
ーナの空気比を極度に小、すなわち2次および3次供給
空気量を極度にしぼって燃焼過剰領域を強化し、このと
き生成する未燃分を燃焼させるためにアフタエアボー1
・91を前部と後部に設けて、超低NOx化を図ったも
のである6次に第12図は、本発明の具体的効果を示す
ための実験に用いた石炭1.5トン/ hr燃焼炉の概
略を示すものである。この燃焼炉は、11幅4 m、奥
行3 nt、高さ11 mの竪型火炉を有し、前部に3
列のバーナ21およびその上部にアフタエアポート91
を有している。この実験炉を用い、空気比を種々変化さ
せて燃焼排ガス中のNO3濃度を測定した結果を第13
図に示す。図に−はいて、横軸はバーナゾーンの平均空
気比λ(へ)、縦’1111は排ガスを6%02濃度に
換算したNo、濃度(pm )を示す6 (なお、排ガ
ス中の02は4〜4.5チ) No、濃度測定には市販
の赤外吸光式No、eモニターを用いた。なお、供試炭
は通常の歴青炭である。図中、11+1 ;Wi! I
は、第2図において分割用ノズル61を有していない通
常の低Noアバーナを用いた場合、曲線IIIは木発明
による第2図に準するバーナな用いた場合、および曲線
IIは、本発明の場合IIIで使用したバーナに火炎分
割用ガスを供給しない場合の結果をそれぞれ示すもので
ある。
図から明らかIKように、本発明によるバーナを用いた
場合(曲線III )は、従来の低NO!バーナに比べ
て40〜50%のNOx低減効果が得られることがわか
る。なお分割用ノズルにガスを供給しない場合は、火炎
分割効果がIIIの場合よりも劣ることも明らかである
以上、本発明によれば、微粉炭が供給されるバーナスロ
ート内にガス通路を形成することにより、微粉炭火炎を
分割して濃厚な燃料過剰炎を形成し、バーナ単体による
No工低減効果を増大するとともに、石炭の高効率な無
公害化燃焼を達成することができる。また本発明のバー
ナ装置は既存のバーナを改良して容易に実施することが
でき、実用的な価値も大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の詳細な説明するための実験装置の概
略図、第2図は、第1図の実験装置により求められた空
気比と脱硝不との関係を示すグラフ、第3図は、本発明
の燃焼装置の一実施例を示すバーナ付近の概略断面図、
第4図、第5図、第6図、第7図および第8図は、それ
ぞJし本発明に用いる分割用ガスノズルの種々の断面形
吠を示す図、第9図は、本発明に用いる分割用ノズル6
1の改良例を示す部分図、第10図および第11図は、
それぞれ本発明をボイラ火炉に適Jll Lだ場合の実
施例を示す概略断面図、第12図は、本発明の具体的効
果を説明するために用いた実験炉の41)1略説明図、
第13図は、本発明の具体的実施例の結果を示す空気比
と排ガス中のN OL9度との関係を示すグラフである
。 10・・・ボイラ火炉、21・・・微粉炭バーナ、30
・・・微粉炭仕送空気、31.31A・・・−次火炎、
50・・・火炎外周、60・・・分割用ガス、61・・
・分割用ガスノズル、61A・・・支管、63・・・分
割用ガス主′a、91・・・アフタエアポート、1【[
・・・本発明の場合。 代理人 弁理士  川 北 武 長 筒4図第5図第6図 jl! 10図  1i9図 第11図 第12図 堕 貴 第13図 )、7 0.8 0.9  +、OL/I   +、2
XaNR(’10)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)バーナスロート内にガスにより伴送される微粉炭
    の噴出口を有する燃焼装置において、前記噴出口内に前
    記粉炭流を複数の区分に分割するガス流路を設けたこと
    を特徴とする低窒素酸化物燃焼装置。 (2、特許請求の範囲第1項において、前記ガスが排ガ
    スであることを特徴とする仰望5素酸化物燃焼装置。 (3)%許請求の範囲第1項において、前記ガスが排ガ
    スと空気の混合ガスであることを特徴とする低窒素酸化
    物燃焼装置。 (4)特許請求の範囲第1項において、前記ガス通路は
    、微粉炭が衝突する個所に耐摩耗性被覆を施したガス供
    給管を、前記微粉炭噴出口内にガス流と平行に投げるこ
    とKより形成されることを特徴とする低窒素酸化物燃焼
    装置。
JP13788182A 1982-08-10 1982-08-10 低窒素酸化物燃焼装置 Pending JPS5929904A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13788182A JPS5929904A (ja) 1982-08-10 1982-08-10 低窒素酸化物燃焼装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13788182A JPS5929904A (ja) 1982-08-10 1982-08-10 低窒素酸化物燃焼装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5929904A true JPS5929904A (ja) 1984-02-17

Family

ID=15208865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13788182A Pending JPS5929904A (ja) 1982-08-10 1982-08-10 低窒素酸化物燃焼装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5929904A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2772888A1 (fr) * 1997-12-24 1999-06-25 Pillard Chauffage Amelioration aux bruleurs a combustible solide
US6889619B2 (en) * 2001-11-16 2005-05-10 Hitachi, Ltd. Solid fuel burner, burning method using the same, combustion apparatus and method of operating the combustion apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2772888A1 (fr) * 1997-12-24 1999-06-25 Pillard Chauffage Amelioration aux bruleurs a combustible solide
EP0926435A1 (fr) * 1997-12-24 1999-06-30 Entreprise Generale De Chauffage Industriel Pillard Amélioration aux brûleurs à combustible solide
US6889619B2 (en) * 2001-11-16 2005-05-10 Hitachi, Ltd. Solid fuel burner, burning method using the same, combustion apparatus and method of operating the combustion apparatus
US7168374B2 (en) * 2001-11-16 2007-01-30 Hitachi, Ltd. Solid fuel burner, burning method using the same, combustion apparatus and method of operating the combustion apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5146858A (en) Boiler furnace combustion system
US4790743A (en) Method of reducing the nox-emissions during combustion of nitrogen-containing fuels
US4329932A (en) Method of burning fuel with lowered nitrogen-oxides emission
CA2487215C (en) Solid fuel burner, solid fuel burner combustion method, combustion apparatus and combustion apparatus operation method
AU2003212026B2 (en) Nox-reduced combustion of concentrated coal streams
US6189464B1 (en) Pulverized coal combustion burner and combustion method thereby
JPS5623615A (en) Burning method for low nox
JPS62276310A (ja) 低NOx燃焼用バ−ナ
US4669398A (en) Pulverized fuel firing apparatus
JP2003240227A (ja) 固体燃料バーナと固体燃料バーナの燃焼方法
RU2067724C1 (ru) Низкоэмиссионная вихревая топка
JPH0798104A (ja) ボイラ火炉
RU2348861C1 (ru) Вихревая топка для сжигания твердого топлива
JPS5929904A (ja) 低窒素酸化物燃焼装置
JPS5977206A (ja) 燃焼装置
JPH049511A (ja) 微粉炭燃焼法および微粉炭ボイラ
JPS5960107A (ja) 低NOx燃焼装置
JPH08121711A (ja) 微粉炭燃焼方法および微粉炭燃焼装置および微粉炭バーナ
JPS6249521B2 (ja)
JPS58145810A (ja) 石炭の燃焼方法
JPH0227307Y2 (ja)
RU2349835C2 (ru) Способ сжигания твердого топлива в вихревой топке и вихревая топка для его реализации
JP2003156203A (ja) 固体燃料バーナと固体燃料バーナの燃焼方法
SU1753186A1 (ru) Способ сжигани пылеугольного топлива
JPS6215614Y2 (ja)