JPS63118511A - 微粉固形燃料燃焼装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、石油コークスや石炭などの固形燃料を細か
く粉砕した微粉固形燃料を燃焼させる装置の改良に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第に図に、従来より提供されている微粉固形燃料燃焼装
置を示しである。

ゼイラ火炉１にはバーナ風箱９と補助空気吹込ノズル１
０が取り付けてあシ、バーナ風箱９からは微粉固形燃料
と燃焼用空気との混合物が噴出され、また、補助空気吹
込ノズル１０からは補助空気が供給される。

火炉１あるいはそれに連通ずる煙道２内には、蒸気過熱
器３および節炭器４が配置され、更に、サイクロン５、
空気予熱器６、電気集塵器７から煙突８に到る通路が形
成されている。

微粉固形燃料は図示されてない微粉固形燃料勃 供給設備から微粉固体燃料配管１２全通して空気輸送さ
れ、バーナ風箱９からゼイラ火炉１内へ吹き込まれて図
示されてない着火源によって着火され、火炎を形成する
。

一方、燃焼用空気は図示されてない送風設備から燃焼用
空気配管１１を通して空気予熱器６へ送り込まれ、所定
温度迄昇温された後、主燃焼用空気と補助空気とに分け
られて、夫々、バーナ風箱９と補助空気吹込ノズル１０
からゼイラ火炉１内へ吹き込まれ、燃焼に供される。

一般に主燃焼用空気と補助空気の配分割合は窒素酸化物
（以下、ＮＯｘと略称）と燃焼性を考慮して決定される
。

第１図に試験炉で実施した燃焼試験から得られたＮＯｘ
発生量と補助空気投入率の関係を示した。

第６図よシ、一般にＮＯｘ発生量は補助空気投入率が大
きい程、少なくなる傾向にあり、このことは現在、衆知
の事実でもある。

従がってＮＯｘ発生量を抑制するためには主燃焼用空気
投入率を低く維持する燃焼法を採る方が有利であるが、
低くしすぎると、主燃焼領域１３において酸素不足とな
り燃焼劣化を来たして未燃分が多くなる。そのため通常
はＮＯｘ発生量と燃焼性を考慮して主燃焼領域１３にお
ける持する場合が多い。微粉固形燃料の殆んどは主燃焼
領域１３で燃焼を完了するが、主燃焼領域１３で燃焼出
来なかった燃料は補助空気吹込ノズル１０から補助燃焼
領域１４へ吹込まれる補助空気によって燃焼全完了する
。

このようにして行なわれる微粉固形燃料の燃焼によって
発生した燃焼排ガスは蒸気過熱器３及び節炭器４全経て
サイクロン５に達する。

サイクロン５では燃焼排ガスに含有されたサイクロ／灰
と称される粗粒灰が捕集され灰排出機１５を介して外部
へ排出される。

サイクロン５で粗粒のサイクロン灰を除去された燃焼排
ガスは空気予熱器６に達し、図示されてない送風設備か
ら別途、燃焼用空気配管１１全通して送り込まれて来る
燃焼用空気との間で熱交換全行ない、電気集塵器７へ送
り込まれる。電気集塵器７は通常、数基に分割されてい
て入口に近い集塵基稈、粗目の灰が捕集され、出口にな
る程、微粒な灰が捕集され灰排出機１５を介して外部へ
排出される。この電気集塵器７で捕集される灰はサイク
ロン灰に対して通常、ＥＰ灰と称される。このようにし
て含有する殆んどの灰を除去された燃焼排ガスは煙突８
から大気に放出される。

一方、サイクロン５及び電気集塵器７で捕集された灰は
灰中の含有未燃分が少なくて色が白い場合は建設用セメ
ントに利用出来るためセメント業者等へ売却出来るが、
逆に灰中の含有未燃分が多く、色が黒い場合はセメント
への利用が出来ないため高価格の灰処理費用を支払って
灰処理業者へ処分を依頼するか、又は広大な敷地を必要
とする（灰貯蔵のための）灰処理設備全設置所有して自
からの手で処分するかする必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の微粉固形燃料を使用するゼイラ等では特に揮発分
が少なく、固定炭素が多い微粉固形燃料全使用する場合
、燃焼が困難なため捕集灰の灰中未燃分が多く、セメン
ト某社等への売却が出来ず、灰処理のために莫大な費用
全必要としており、安価な灰処理が望まれている。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、ゼイラ火炉と、それに取り付けられる微粉固
形燃料と燃焼用空気とを噴出するバーナ風箱および補助
空気吹込ノズルと、火炉の排ガス通路に配置された灰捕
集設備と含有する微粉固形燃料燃焼装置において、上記
灰捕集設備の灰出口と上記補助空気吹込ノズルとを連通
ずる捕集灰供給管を具備したものである。

〔作用〕

排ガス通路内を流れる排ガス中の灰は、サイクロンや電
気集塵器で代表される灰捕集設備で捕集されるが、その
灰は捕集灰供給管を介して補助空気吹込ノズルから火炉
内に噴出されることになり、灰は再度燃焼の場に戻され
る。

〔実施例〕

以下、本発明全第１図に示す第１の実施例の装置につい
て説明する。

第１図における符号工ないし１５は第３図における同じ
符号の各部材と同じ構造で、作用も略等しいのでここで
は説明を省略する。

図において、１７は捕集灰輸送管で、サイクロン５と電
気集塵器７の下部に設けられた灰排出機１５と、補助空
気吹込ノズル１ｏとを連通している。１６は送風機で、
捕集灰輸送用空気を捕集灰輸送管１７に供給するもので
ある。

送風機１６によって捕集灰輸送管１７を送り込まれて来
だ捕集灰輸送用空気に電気集塵器７の下部及びサイクロ
ン５の下部に設けられた灰排出機１５によってＥＰ灰及
びサイクロン灰が混入され、捕集灰輸送管１７全通して
ゼイラ火炉１に設けられた補助空気吹込ノズル１ｏへ送
り込まれる。

補助空気吹込ノズル１０へ捕集灰輸送用空気に混入され
て送り込まれて来たサイクロン灰とＥＰ灰は、別途送シ
込まれて来た補助空気と共にゼイラ火炉１内の補助燃焼
領域１４へ吹込まれ、再燃焼されて灰中未燃分キ０の真
白な灰となり、別途バーナ風箱９からゼイラ火炉１内へ
吹込まれた微粉固形燃料の燃焼によって出来た若干の未
燃分を有する灰と混合してサイクロン５及び電気集塵器
７で捕集される。捕集されたサイクロン灰及びＢＰ灰は
再燃焼しないものに比べ灰中未燃分が半減し、建設用セ
メントに利用出来る迄に白くなる。この結果、捕集され
たサイクロン灰及びＢＰ灰は、セメント某社等への売却
が可能となり、従来のように灰処理に多額な費用全必要
としなくなる。

なお、サイクロン灰及びＢＰ灰全全バーナ風箱９ら吹込
むと （、）　　主燃焼領域１３は通常、空気比入キ１．０程
度に維持されており、もともと若干酸素不足気味のとこ
ろに可燃分が増加することになるため未燃分の低減は不
可能である。

（ｂ）　　主燃焼領域１３は通常、約１３ｏｏ〜１５ｏ
。

Ｃの高温雰囲気であシ灰量が増大すると灰の溶融による
ゼイラ火炉１の壁へのスラグ付着景が増大する。

（ｃ）　　その結果、ヂイラ火炉１内の伝熱性能が劣化
してゼイラ自体の運転が不可能となる。

などの不具合が生じる。

それに比べ、サイクロン灰及びＢＰ灰全全補助空気吹込
ノズル１０ら吹込むと、 （Ａ）　　補助燃焼領域１４は補助空気並びに捕集灰輸
送用空気を補助空気吹込ノズル１０から全燃焼用空気量
の約１９％（火炉出口１ｏ□＝４％として）投入されて
おり吹込灰量が微粉固形燃料の２５％であれば灰中未燃
分キ７６％迄、３０％であれば灰中未燃分キロ３％迄の
燃焼が可能である。

（Ｂ）　　補助燃焼領域１４は主燃焼領域１３に比べ雰
囲気温度が低く（通常、約１０００〜１２００Ｃ）、吹
込み灰量が増加しても灰溶融によるダイラ火炉１の壁へ
のスラグ付着が少ない。

と云った利点がある。

第２図には、本発明の第２の実施例を示しである。第１
図のものと異なる点は、捕集した灰全細かく粉砕して補
助空気吹込ノズルに供給するための粉砕機１８を有する
ことである。

微粉固形燃料の燃焼に着目すると、燃料粒子はその表面
から燃焼が進行し、粒子径が大きなものはその内部迄充
分に燃え切らないうちに燃焼が終了してサイクロン灰又
はＥＰ灰として捕集される。従って難燃性の固形燃料や
、十分に粉砕されずに供給された燃料を用いた場合、灰
の粒子径が大きくなりその内部に未燃分が残存するので
そのまま補助空気吹込ノズル１ｏがらゼイラ火炉１内へ
吹込み、再燃焼を図ったとしても充分に灰中の未燃分を
燃焼し尽くさないままに再度サイクロン灰又はＥＰ灰と
して捕集される恐れがある。

本実施例の装置では、捕集灰輸送管１７系に石炭粉砕機
１８を設け、再循環して来たサイクロン灰及びＥＰ灰を
微粉砕するようにしている。

灰粒子は石炭粉砕機１８で微粉砕されることにより灰中
の未燃分が表面に現れる上、灰粒子径も小さくなるので
、補助空気吹込ノズル１ｏからゼイラ火炉１内へ吹込ん
で再燃焼した場合、充分に燃焼が促進されて、灰中未燃
分がほぼ０の真っ白な灰となる。

なお、捕集された灰量て’ｅＶ助空気吹込ノズル１０に
供給して再燃焼させるのではなく、通常は微粉固形燃料
の燃焼によって生じる灰量とすれば、はとんど白い灰を
得ることができる。

従って、実施例の装置のように、灰捕集設備としてサイ
クロン５と電気集塵器７を有する設備の場合には、灰の
粒径が比較的大きく、未燃分の多く含むサイクロン灰を
主として循環させれば良いことになる。

また、灰中未燃分全頁に低下させる場合には、再燃焼さ
せる灰の量を増加させれば良いことになる。

第３図は、第３の実施例を示すが、第３の実施例のもの
は第１の実施例において、酸素あるいは酸素富化空気全
供給する酸素供給管１９全捕集灰輸送管１７の途中に連
結したものである。

サイクロン５で集められたサイクロン灰および、電気集
塵器７で捕集されたＥＰ灰は、灰排出機１５で集められ
、送風器１６から捕集灰輸送管１７に供給される捕集灰
輸送空気により搬送され、補助空気吹込ノズルｉｏから
、捕集灰輸送用空気、酸素供給管１９からの酸素あるい
は酸素富化空気、及び、別途送り込まれて来た補助空気
と共にボイラ火炉１内の補助燃焼領域１４へ吹込まれて
再燃焼される。このとき、酸素濃度を高くしているので
、灰中の未燃分を燃焼しやすくしている。

第４図には、本発明の第４の実施例を示しである。第４
の実施例のものは、第２の実施例のものにおいて、酸素
あるいは酸素富化空気を、補助空気吹込ノズル１０に供
給するように酸素供給管１９を連結したものである。

未燃分が灰により包含された燃焼しにくい構造になって
いる捕集された捕集灰は、粉砕器１８で粉砕することに
より、灰中の未燃分を表面に表させ、粒子径も小さくす
ると共に酸素濃度を高くしているので、燃焼し易くシ、
燃焼を促進させる。

〔発明の効果〕

本発明のように、微粉固形燃料を燃焼させて生じる灰を
灰捕集設備で捕集し、再度燃焼させることにより未燃分
が少なくなり、微粉固形燃料燃焼装置から排出される灰
は白くなるので、売却も可能となる。従って、灰処理設
備に多額の費用を必要とせず、産業上極めて有用である
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は夫々本発明の第１ないし第４の実
施例の系統図、第５図は従来の微粉固形燃料燃焼装置の
系統図、第６図はＮＯｘ発生量と補助空気投入率との関
係を示すグラフである。 １・・・ボイラ火炉、２・・・煙道、５・・・サイクロ
ン、７・・・電気集塵器、９・・・バーナ風箱、１０・
・・補助空気吹込ノズル、１６・・・送風機、１７・・
・捕集灰輸送管、１８・・・粉砕機、１９・・・酸素供
給管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボイラ火炉と、同火炉に取り付けられる微粉固形燃料と
   燃焼用空気とを噴出するバーナ風箱と、上記ボイラ火炉
   に取り付けられる補助空気吹込ノズルと、上記ボイラ火
   炉の出口に連通する排ガス通路に配置される灰捕集設備
   とを有する微粉固形燃料燃焼装置において、上記灰捕集
   設備の灰出口と上記補助空気吹込ノズルとを連通する捕
   集灰供給管を具備したことを特徴とする微粉固形燃料燃
   焼装置。