JPS6138961B2 - - Google Patents
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- JPS6138961B2 JPS6138961B2 JP8025982A JP8025982A JPS6138961B2 JP S6138961 B2 JPS6138961 B2 JP S6138961B2 JP 8025982 A JP8025982 A JP 8025982A JP 8025982 A JP8025982 A JP 8025982A JP S6138961 B2 JPS6138961 B2 JP S6138961B2
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- combustion
- coal
- pulverized coal
- low
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Links
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 58
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
- F23C5/08—Disposition of burners
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は窒素酸化物（以下NOxと称す）の低
減を図つたボイラあるいは燃焼炉における微粉炭
の低NOx燃焼方法に関する。
減を図つたボイラあるいは燃焼炉における微粉炭
の低NOx燃焼方法に関する。
石炭を燃料として用いる石炭焚きボイラー等で
の燃焼方法は、燃料石炭を微粉化して火炉内に噴
出燃焼させる微粉炭燃焼が主流である。微粉炭燃
焼は燃焼用空気によつて微粉炭を搬送する予混合
燃焼法を採用する場合が多い。バーナより火炉内
に噴出された微粉炭は、着火、熱分解、気体燃焼
及び固体燃焼の過程で燃焼を完了する。燃焼初期
領域は着火熱分解の進む領域であり、放出された
揮発分の燃焼領域に移行する。揮発分の多い石炭
ほどガス燃焼に近づくために燃焼性が良く、この
揮発分の燃焼火炎によつて固体燃焼が助長され、
全般的に安定な燃焼を行なうことができる。従来
の燃料石炭は揮発分の多い石炭を用いてきたが、
石炭の輸入を広く海外に依存するにつれ、揮発分
の少ない炭種も含め数多い炭種を燃料に使用する
傾向になつてきている。一般に石炭中に含有され
る固定炭素分と揮発分の比は燃料比と称されてい
るが、固定炭素分に比べ揮発分の含有率の高い低
燃料比炭は比較的低温領域で燃焼させることが可
能であるが、固定炭素分に比べ揮発分の含有率の
低い高燃料比炭は固体燃焼を行なわせるためには
高温領域で燃焼させることが必要である。特に固
定炭素分の多い石炭燃焼では完全に燃焼しきれず
未燃分が多くなる欠点がある。また、微粉炭燃焼
に伴なつて生成されるNOxは石炭中に含有され
る窒素分（以下Ｎ分と称す）が燃焼過程で酸化さ
れて生成するフユーエルNOxと燃焼用空気中の
Ｎ分が酸化されて生成するサーマルNOxとに大
別されるが、NOx生成量の80〜90％はフユーエ
ルNOxである。従つて、微粉炭燃焼における
NOx生成を抑制するためにはフユーエルNOx′を
低減することが主体となる。従来行なわれている
低NOx燃焼法は石炭中Ｎ分が熱分解時に揮発分
と共に放出し、酸化されて直接NOxになるもの
とシアン（HCN）及びアンモニア（NH3）などＮ
化合物が生成される。低酸素雰囲気及び低温領域
でこれらＮ化合物がNOxをN2に還元することが
報告されている。このNOx還元反応を行なわせ
る条件設定のため低酸素雰囲気を達成させる手段
に燃焼排ガスを微粉炭燃焼用バーナに再循環して
燃焼させる方法が報告されている。この方法は揮
発分の多い石炭には有効であるが前記したごと
く、高燃料比炭の場合未燃分の増加をもたらし、
未燃分（固体）の燃焼速度が遅いために火炉内で
燃焼しきれず排出され、低いNOxは達成できて
も未燃分が多くなる欠点がある。従つて低
NOx、低未燃分を同時に達成する燃焼法が必要
である。
の燃焼方法は、燃料石炭を微粉化して火炉内に噴
出燃焼させる微粉炭燃焼が主流である。微粉炭燃
焼は燃焼用空気によつて微粉炭を搬送する予混合
燃焼法を採用する場合が多い。バーナより火炉内
に噴出された微粉炭は、着火、熱分解、気体燃焼
及び固体燃焼の過程で燃焼を完了する。燃焼初期
領域は着火熱分解の進む領域であり、放出された
揮発分の燃焼領域に移行する。揮発分の多い石炭
ほどガス燃焼に近づくために燃焼性が良く、この
揮発分の燃焼火炎によつて固体燃焼が助長され、
全般的に安定な燃焼を行なうことができる。従来
の燃料石炭は揮発分の多い石炭を用いてきたが、
石炭の輸入を広く海外に依存するにつれ、揮発分
の少ない炭種も含め数多い炭種を燃料に使用する
傾向になつてきている。一般に石炭中に含有され
る固定炭素分と揮発分の比は燃料比と称されてい
るが、固定炭素分に比べ揮発分の含有率の高い低
燃料比炭は比較的低温領域で燃焼させることが可
能であるが、固定炭素分に比べ揮発分の含有率の
低い高燃料比炭は固体燃焼を行なわせるためには
高温領域で燃焼させることが必要である。特に固
定炭素分の多い石炭燃焼では完全に燃焼しきれず
未燃分が多くなる欠点がある。また、微粉炭燃焼
に伴なつて生成されるNOxは石炭中に含有され
る窒素分（以下Ｎ分と称す）が燃焼過程で酸化さ
れて生成するフユーエルNOxと燃焼用空気中の
Ｎ分が酸化されて生成するサーマルNOxとに大
別されるが、NOx生成量の80〜90％はフユーエ
ルNOxである。従つて、微粉炭燃焼における
NOx生成を抑制するためにはフユーエルNOx′を
低減することが主体となる。従来行なわれている
低NOx燃焼法は石炭中Ｎ分が熱分解時に揮発分
と共に放出し、酸化されて直接NOxになるもの
とシアン（HCN）及びアンモニア（NH3）などＮ
化合物が生成される。低酸素雰囲気及び低温領域
でこれらＮ化合物がNOxをN2に還元することが
報告されている。このNOx還元反応を行なわせ
る条件設定のため低酸素雰囲気を達成させる手段
に燃焼排ガスを微粉炭燃焼用バーナに再循環して
燃焼させる方法が報告されている。この方法は揮
発分の多い石炭には有効であるが前記したごと
く、高燃料比炭の場合未燃分の増加をもたらし、
未燃分（固体）の燃焼速度が遅いために火炉内で
燃焼しきれず排出され、低いNOxは達成できて
も未燃分が多くなる欠点がある。従つて低
NOx、低未燃分を同時に達成する燃焼法が必要
である。
本発明は上記欠点を改善しようとしてなされた
もので、その目的とするところは、低NOx化と
未燃分の排出を抑制することにある。
もので、その目的とするところは、低NOx化と
未燃分の排出を抑制することにある。
即ち、本発明の特徴とするところは、ボイラ等
における微粉炭の燃焼方法において、微粉炭の噴
出部を炉内上下方向に少なくとも２個所設けると
共に、固定炭素分に比べ揮発分の含有率の低い微
粉炭を下方より、また、固定炭素分に比べ揮発分
の含有率の高い微粉炭を上方より夫々噴出せし
め、かつ、上記揮発分の含有率の低い微粉炭を理
論燃焼空気量以上の空気量過剰の状態で燃焼し、
揮発分の含有率の高い微粉炭は理論燃焼空気量以
下の空気量不足の状態で燃焼せしめてなる微粉炭
の低NOx燃焼方法にある。
における微粉炭の燃焼方法において、微粉炭の噴
出部を炉内上下方向に少なくとも２個所設けると
共に、固定炭素分に比べ揮発分の含有率の低い微
粉炭を下方より、また、固定炭素分に比べ揮発分
の含有率の高い微粉炭を上方より夫々噴出せし
め、かつ、上記揮発分の含有率の低い微粉炭を理
論燃焼空気量以上の空気量過剰の状態で燃焼し、
揮発分の含有率の高い微粉炭は理論燃焼空気量以
下の空気量不足の状態で燃焼せしめてなる微粉炭
の低NOx燃焼方法にある。
以下、本発明の一実施例を図面によつて説明す
る。１はボイラの火炉、２及び３は火炉１の上下
方向に設けられた微粉炭燃焼用のバーナであり、
固定炭素分に比べ揮発分の含有率の低い微粉炭
（高燃料比炭）４と燃焼用空気５（予熱された空
気が好ましい）はエゼクタ６で混合されてバーナ
２から理論燃焼空気量以上の空気量過剰の状態で
噴出される。また、固定炭素分に比べ揮発分の含
有率の高い微粉炭（低燃料比炭）７と燃焼用空気
８はエゼクタ１０で混合され、排ガス９と共にバ
ーナ３から理論燃焼空気量以下の空気量不足の状
態で噴出される。１１は火炉１の排ガス通路に設
けられて排ガス９を加熱する熱交換器である。更
にＡはバーナ２の、また、Ｂはバーナ３の燃焼ゾ
ーンである。
る。１はボイラの火炉、２及び３は火炉１の上下
方向に設けられた微粉炭燃焼用のバーナであり、
固定炭素分に比べ揮発分の含有率の低い微粉炭
（高燃料比炭）４と燃焼用空気５（予熱された空
気が好ましい）はエゼクタ６で混合されてバーナ
２から理論燃焼空気量以上の空気量過剰の状態で
噴出される。また、固定炭素分に比べ揮発分の含
有率の高い微粉炭（低燃料比炭）７と燃焼用空気
８はエゼクタ１０で混合され、排ガス９と共にバ
ーナ３から理論燃焼空気量以下の空気量不足の状
態で噴出される。１１は火炉１の排ガス通路に設
けられて排ガス９を加熱する熱交換器である。更
にＡはバーナ２の、また、Ｂはバーナ３の燃焼ゾ
ーンである。
さて、高燃料比炭を火炉１の下方の燃焼ゾーン
Ａで燃焼させるようにするので燃焼時間（火炉１
内での滞留時間を長くすることで未燃分の排出を
少なくすることができる。燃焼ゾーンＡで過剰酸
素濃度で高温燃焼をすることで高燃料比炭中のＮ
分が放出し、酸化されてNOxが生成される。こ
の燃焼ゾーンＡは高酸素でしかも高温であり、
NH3及びHCNの発生量は石炭の種類によつても
異なるがわずかで大半が直接NOxになる。
Ａで燃焼させるようにするので燃焼時間（火炉１
内での滞留時間を長くすることで未燃分の排出を
少なくすることができる。燃焼ゾーンＡで過剰酸
素濃度で高温燃焼をすることで高燃料比炭中のＮ
分が放出し、酸化されてNOxが生成される。こ
の燃焼ゾーンＡは高酸素でしかも高温であり、
NH3及びHCNの発生量は石炭の種類によつても
異なるがわずかで大半が直接NOxになる。
次にバーナ３からは揮発分の含有率の高い低燃
料比炭７が供給される。燃焼条件としては石炭供
給量に対し燃焼用空気量が理論燃焼空気量より少
ない低空気化で燃焼させる。このような低空気
比、すなわち酸素条件で燃焼させるのは燃焼温度
を抑えNOx生成を抑制し、低酸素雰囲気条件で
NH3，HCNの生成が高酸素条件に比較して多い
ためである。低酸素燃焼を行なうため排ガス９を
バーナ３に循環し、火炉１内に低燃料比炭７と燃
焼用空気８をエゼクタで予め混合した燃料と共に
噴出する。この排ガス循環方式は排ガス９が燃焼
ゾーンＢを包むようにバーナ３から噴出し、外部
からの酸素の拡散をなくし、低燃料比炭７の燃焼
ゾーンＢでは常に低酸素条件で燃焼できるように
したものである。この低燃料比炭７の燃焼ゾーン
ＢはNH3，HCNが生成していることで、かつ低
酸素条件であることから、高燃料比炭４の燃焼ゾ
ーンＡで生成したNOxはNH3及びHCNによつて
N2に還元され、最終的に火炉１より排出される
NOxは抑制することができる。また、未燃分に
ついても比較的燃焼性のよくない高燃料比炭４を
火炉１内での滞留時間を長くするように燃焼さ
せ、燃焼ゾーンＢの低酸素燃焼下で生成した低燃
料比炭７からの未燃分も燃焼ゾーンＡの燃焼での
余剰酸素によつて充分火炉１内で燃焼することが
でき、未燃分排出も抑制できる。
料比炭７が供給される。燃焼条件としては石炭供
給量に対し燃焼用空気量が理論燃焼空気量より少
ない低空気化で燃焼させる。このような低空気
比、すなわち酸素条件で燃焼させるのは燃焼温度
を抑えNOx生成を抑制し、低酸素雰囲気条件で
NH3，HCNの生成が高酸素条件に比較して多い
ためである。低酸素燃焼を行なうため排ガス９を
バーナ３に循環し、火炉１内に低燃料比炭７と燃
焼用空気８をエゼクタで予め混合した燃料と共に
噴出する。この排ガス循環方式は排ガス９が燃焼
ゾーンＢを包むようにバーナ３から噴出し、外部
からの酸素の拡散をなくし、低燃料比炭７の燃焼
ゾーンＢでは常に低酸素条件で燃焼できるように
したものである。この低燃料比炭７の燃焼ゾーン
ＢはNH3，HCNが生成していることで、かつ低
酸素条件であることから、高燃料比炭４の燃焼ゾ
ーンＡで生成したNOxはNH3及びHCNによつて
N2に還元され、最終的に火炉１より排出される
NOxは抑制することができる。また、未燃分に
ついても比較的燃焼性のよくない高燃料比炭４を
火炉１内での滞留時間を長くするように燃焼さ
せ、燃焼ゾーンＢの低酸素燃焼下で生成した低燃
料比炭７からの未燃分も燃焼ゾーンＡの燃焼での
余剰酸素によつて充分火炉１内で燃焼することが
でき、未燃分排出も抑制できる。
本発明によれば、高燃料比炭を効率よく燃焼さ
せると同時に、低燃料比炭を低酸素燃焼させるこ
とで高燃料比炭から生成したNOxをN2に還元す
ることができ、低NOx、低未燃分を達成できる
効果がある。
せると同時に、低燃料比炭を低酸素燃焼させるこ
とで高燃料比炭から生成したNOxをN2に還元す
ることができ、低NOx、低未燃分を達成できる
効果がある。
図面は本発明微粉炭の低NOx燃焼方法の一実
施例を示す説明図である。 １……火炉、２，３……バーナ、４……微粉炭
（高燃料比炭）、５……燃焼用空気、７……微粉炭
（低燃料比炭）、８……燃焼用空気。
施例を示す説明図である。 １……火炉、２，３……バーナ、４……微粉炭
（高燃料比炭）、５……燃焼用空気、７……微粉炭
（低燃料比炭）、８……燃焼用空気。
Claims (1)
- １ ボイラ等における微粉炭の燃焼方法におい
て、微粉炭の噴出部を炉内上下方向に少なくとも
２個所設けると共に、固定炭素分に比べ揮発分の
含有率の低い微粉炭を下方より、また、固定炭素
分に比べ揮発分の含有率の高い微粉炭を上方より
夫々噴出せしめ、かつ、上記揮発分の含有率の低
い微粉炭を理論燃焼空気量以上の空気量過剰の状
態で燃焼し、揮発分の含有率の高い微粉炭は理論
燃焼空気量以下の空気量不足の状態で燃焼せしめ
てなることを特徴とする微粉炭の低NOx燃焼方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8025982A JPS58198606A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 微粉炭の低ＮＯｘ燃焼法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8025982A JPS58198606A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 微粉炭の低ＮＯｘ燃焼法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58198606A JPS58198606A (ja) | 1983-11-18 |
| JPS6138961B2 true JPS6138961B2 (ja) | 1986-09-01 |
Family
ID=13713311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8025982A Granted JPS58198606A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 微粉炭の低ＮＯｘ燃焼法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58198606A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014095540A (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ボイラ |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60245907A (ja) * | 1984-05-21 | 1985-12-05 | Hitachi Zosen Corp | 三段燃焼装置 |
| JP2002115808A (ja) * | 2000-10-12 | 2002-04-19 | Asahi Glass Co Ltd | 燃焼炉燃焼ガスの窒素酸化物削減方法 |
| JP3790504B2 (ja) * | 2002-08-09 | 2006-06-28 | 三菱重工業株式会社 | 微粉炭燃焼システム |
| US7168947B2 (en) * | 2004-07-06 | 2007-01-30 | General Electric Company | Methods and systems for operating combustion systems |
| JP2008039341A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 石炭燃焼方法及び石炭燃焼装置 |
| JP5854620B2 (ja) * | 2011-04-01 | 2016-02-09 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ボイラ及びボイラの運転方法 |
| MY166869A (en) | 2011-04-01 | 2018-07-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Combustion burner, solid-fuel-combustion burner, solid-fuel-combustion boiler, boiler, and method for operating boiler |
-
1982
- 1982-05-14 JP JP8025982A patent/JPS58198606A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014095540A (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ボイラ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58198606A (ja) | 1983-11-18 |
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