JPS6346306A - 石炭の燃焼方法および装置 - 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】 炉麺ミに石突の理論空気量の０．３ないし０・７の空気
を供給するガス化用望見供給手段と、上記流動床ガス化
炉内と上記燃焼炉とを連通する連通管と、上記燃焼炉内
に空気を供給する燃焼用空気供給手段とを有し、上記流
動床ガス化炉で発生したガスを燃焼炉内で燃焼させるこ
と全特徴とする石炭の燃焼装置。

３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、石炭ガス化焚ボイラシステムにおける石炭の
燃焼方法およびその方法を実応するため“の燃焼装置に
関する。

従来の技術 第６図は従来の石炭焚ボイラの概略構成を示したもので
、Ｊは火炉であゃ、四隅に供給される燃料ヲ燃魂させる
タンゼンシャルファイアリングの火炉である。この火炉
１に供給される燃料としては、石１ｉｉ２００メツシュ
通過９０％程度まで微粉砕した微粉炭が使用されろ。２
は火炉１へ燃料全供給するための燃料供給管である。３
は火炉１へ燃焼用望見を供給するための空気管である。

４は後部煙道であり、５は図示しない煙突へ向力）う排
ガスを示しているが、排ガス経路中には過熱器６、ボイ
ラ７、節炭器８が夫々設けられている。

火炉１の四隅に供給された燃料は、燃焼用空気と混合さ
れて火炉１内部で旋回し、タンゼンシャルに燃焼する。

燃料の燃焼によって生じた高温の燃焼ガスは、過熱器６
内部の流体を加熱するとともにボイラ７内部の流体も加
熱して低温となり、更に低温となった排ガスは、節炭器
８へ供給されて熱が回収される。

発明が解決しようとする問題点 ところで、従来の石炭ガス化焚きボイラシステムは、燃
料として使用する石炭を２００メツシュ通過９０チ程度
まで微粉砕する必要があり、そのためのミル装置を設備
しなければならないという問題があり、その運転動力費
も高価なものであった。また、微粉炭を燃焼させると、
灰分が火炉内部やボイラ伝熱管表面に付着して、火炉内
の汚れ、伝熱管の腐蝕や熱交換性能を劣化させる等の問
題もあった。更に、微粉炭を燃焼した際に発生するフラ
イアッシュの量は多く、そのため大型の集塵装置が必要
となり、経済性にも難点があった。

問題点を解決するための手段 ス化炉に理論空気量の０．３ないし０．７の空気を供給
して上記石炭ヲガス化させると共に、発生したガスを８
００°Ｃ以上に保ったまま燃焼炉のバーナに供給し、同
燃焼炉内で残りの空気とともに該ガスを燃焼させること
ｆ：特徴とする石炭の燃・暁方法と、更に立てて設置さ
れた筒状の炉本体と、同炉本体円を上下に２分する隔壁
と、同隔壁より下方の上記炉本体内に形成されろ流動床
ガス化炉と、上記隔壁より上方の上記炉本体内に形成さ
れる燃焼炉と、上記流動床ガス化炉内に塊状の石炭を供
内 給する石炭供給手段と、上記流動床ガス化炉−に石炭の
理論空気量の０．３ないし０．７の空気を供給するガス
化用空気供給手段と、上記流動床ガス化炉内と上記燃焼
炉とを連通する連通管と、上記燃焼炉内に空気を供給す
る燃焼用空気供給手段とを■し、上記流動床ガス化炉で
発生したガスを燃焼炉内で燃焼させることを特徴とする
石炭の燃焼装置を提供している。

作用 上記のように、本発明では、燃料として塊炙を使用し、
ガス化炉で理論空気量の０・３ないしくＬ７倍の空気全
供給して上記石炭ヲガス化するので、ガス化効率が良く
、また、ガス化炉でガス化したものを燃料として燃焼炉
で燃焼させるので、石炭の灰分はガス化炉で回収でき、
火炉内部やボイラ伝熱管に灰が付着することによる障害
を防止できる。

実姉例 以下本発明に係る石炭の燃焼方法および燃焼装置の実姉
例を第１図ないし第５図を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明を適用した石炭ガス化焚きボイラシステ
ムの一例を示した系統図である。第１図において、１】
は四隅に供給される可燃性ガスを燃焼させる従来と同床
の火炉であり、１２は火炉】１へ供給する可燃性ガス全
発生させるための固定床ガス化炉である。このガス化炉
１２の詳細は第２図に示されておジ、後で説明する。

１３はガス化炉１２へ石炭全供給する給炭器、】４は火
炉１１およびガス化炉１３へ燃焼用空気を供給する押込
通風器である。また、】５は火炉１１から排出される排
ガス中の塵を取除くための集塵装置、１６は排ガスを吸
引して煙突１７から大気へ放出させる誘引通風器である
。

固定床ガス化炉１２は、第２図に示されているように、
円筒形をしており、その上部に石炭受口２１が設けられ
ていて、その下に分散板２２が配置されている。そ゛し
て、下部には回転火格子２３が配置され、底部に灰排出
口２４が位置している。

分散板２２は、第３図に示すように、円盤状の板で細長
い貫通穴２５が形成されている。この分散板２２はモー
タ２６によって回転駆動されるものである。なお、第２
図において、２７は可燃性ガスの出口、２８は回転火格
子２３に連通する空気取入れ口である。ガス化炉破ハ、
１基、２基、４基等必要に応じて適宜のａｋ設置すれば
よい。

ガス化炉１２の石炭受は口２１−＼、給災器１３から粒
径が５ないし５０６程度の塊炙３０がガス化原料として
供給される。塊炭３０は分散板２２の回転によって、そ
の貫通穴２５ｆｔ通してガス化炉１２内に均一に分散さ
れる。ガス化炉１２内圧は石炭（塊炭３０）の層ができ
、上から乾燥層（落下した石］ａ−乾燥させる領域）３
１、ガス化層（石炭を熱分解してガス化する領域）３２
、燃焼層（石炭が燃焼してガス化のための熱源となる領
域）３３となる。そして、最下部に灰層３４が形成され
る。

すなわち、回転火格子２３の下から燃焼用空気をガス化
炉１２内に導入して、石炭を部分燃焼させてガス化させ
るが、この時の空気量はガス化炉１２内の石炭の理論空
気量の０．３乃至０．７倍（３０〜７０％）とし、さら
にガス出口２７での可燃性ガスの温度を８００乃至９０
０°Ｃ以上となるようにする。このように石炭は、ガス
化炉１２同を上から下へ移動する間にガスを発生し、最
後は灰となって回転火格子２３の周辺から落下して、灰
排出口２４から排出される。ガス化炉１２で発生した可
燃性ガスは、Ｃ０１ＣＦ（４、Ｎ２等の可燃性成分と、
Ｃ０２、Ｎ２、Ｎ２０、　タール、灰分等の不燃焼成分
を含んでいるが、温度が８００〜９００°Ｃ以上のため
タール分が分離して析出することはない。

ガス化炉１２で発生した可燃性ガスは、火炉１１の四隅
に設けたバーナへ供給され、同じく四隅へ押込通風機１
４から供給される燃焼用空気と混合して燃焼する。なお
、可燃性ガスに含まれている微少量の灰分は、ガス化炉
１２のガス出口２７部あるいはガス化炉］２と火炉１１
との連結部に簡単な邪魔板（図示せず）を設けることに
よって容易に除去することができる。このように、火炉
１１ではガスを燃焼させるので、灰分が極めて少なく通
常の微＃炭焚ボイラにみられるような、火炉内や伝熱管
への灰の付着がなく、従ってそれに伴う伝熱効率の低下
、伝熱管の腐蝕、火炉内の汚れ等が発生することはない
。

次に、火炉１１とガス化炉１２を一体化した石炭の燃焼
装置の実施例について説明する。第４図はこの装置の一
実櫂例を示したもので、第１図ないし第３図と同一部分
には同一符号を付しであるので、その部分の説明は省略
する。

第４図において、４１は燃焼装置本体を示し、縦型に設
置された円筒状をしている。燃焼装置本体４１の内部の
中間部には、上下に部分するように隔壁４２が設けられ
ており、上部が火炉１１、下部が固定床ガス化炉１２と
なっている。この火炉１１とガス化炉１２とは、第５図
を参照すると明らかなように、四隅が４本の連結管４３
で接続されている。この連結管４３は、ガス化炉１２か
ら可燃性ガスを火炉１１側へ導くもので、火炉１】側光
端部はバーナになっている。

ガス化Ｆ１２の上部には、給炭器１３が設置されている
。この実症例では、給炭器１３は、モータ１３ａで駆動
されるスクリューフィーダ１３ｅ＋ｔ［したものである
が、重力落下式のものであってもよい。石炭は隔壁４２
下の石炭受は部２１へ供給されるが、その下て分散板２
２が設けられている。この分散板２２ぼｆ、３図に示し
たものと同様である。

ガス化炉１２の下部には、空気噴出用の多数の溝を有す
る回転火格子２３と、底部には灰排出口２４が位置して
いる。２３＆は回転火格子２３を回転させるモータであ
る。なお、火炉１１には、図示していないが、第６図と
同様に過熱器、ボイラ、節炭器等が備えられていること
は言うまでもない。

さて、給炭器１３から供給される石炭は、粒径が５〜５
０１ＸＩＫの塊炭で、分散板２２によってガス化炉１２
内に均一に散布される。燃焼用金気ｒｒ！２気取入れ口
２８全通して回転火格子２３０間から吹込まれるが、供
給する空気量は、ガスイビ炉内の石炭の理論空気量の０
．３乃至０．７倍（３０〜７０％〕程度とする。この空
気で石炭ｉ′ｉ部分燃焼し、可燃性ガスを発生する。す
なわち、ガス化炉内は上から乾燥層３１、ガス化層３２
、燃焼層３３、灰層３４を形成し、石炭は下へ移動する
に従ってガス化して最後に灰となって排出される。

燃焼層３３で発生する熱でガス化層３２から可燃性ガス
が発生するが、このガスは連結管４３部分で８００〜９
００°Ｃ以上となるように制御され、バーナ部を介して
火炉１１へ噴出し別に供給される燃焼用空気と混合され
て燃焼し、火炎４４を形成する。この燃焼に伴う熱エネ
ルギは図示しない過熱器等で回収された後排出される。

なお、隔壁′４２はガス化炉から連結管を通らずに火炉
へ漏れるのを防止するために設けたものである。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、固定床ガス化炉
と火炉全役け、石炭をガス化炉で可燃性ガスとして火炉
へ供給し燃焼させるので、灰分をガス化炉で除去できる
。よって、火炉での灰による伝熱効率の低下、伝熱管の
腐蝕、火炉内の汚れ等の障害を防止できる。そして、ガ
ス化炉へ供給する空気を理論望見愈の３０〜７０％とし
たので、ガス化効率を最適とすることができる。また、
石炭は塊炭を使用するので、微＃炙設備が不要となり、
集塵器も小形にすることができる等の種々の効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した石炭ガス化焚きボイラシステ
ムの一例を示す系統図、第２図は本発明において使用さ
れる固定床ガス化炉の一１３’ｌＪ’を示す縦断面図、
第３図は固定床ガス化炉に設けられる分散板の一例を示
す斜視図、第４図は本発明に係る石炭の燃焼装置の一例
を示す縦断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に溢う断面
図、第６図は従来の石炭焚ボイラの概略構成を示す図で
ある。 １１・・火炉、１２・・固定床ガス化炉、１３・・給炭
器、１４・・押込通風器、１５・・集塵装置、１６・・
誘引通風器、】７・・煙突、２２・・分散板、２３・・
回転火格子、２７・・可燃性ガス出口、２８・・空気取
入れ口、３１・・乾燥層、３２・・ガス化層、３３・・
燃焼層、３４・・灰層、４１・・燃焼装置本体、４２・
・隔壁、４３・・連結管。 復代理人　木　村　正　巳′　つ （ほか／ｉ′− 第を図 第４図 第５図 第６図 手続補正書（自発） 昭和６２年　１月１６日 特許庁長官　黒　１）　明　雄　殿 ■、事件の表示　　　特願昭６１年１８６８７４号２、
発明の名称　　　石炭の燃焼方法および装置３、補正を
する者　　事件との関係　特許出願人名称　　　三菱重
工業株式会社 ４、復代理人　　〒１００東京都千代田区有楽町−丁目
８番１号５、？Ｉ正の対象　　　明細書の「特許請求の
範囲コ及び「発明の詳細な説明」の欄 明細書を次のように補正します。 （１）特許請求の範囲を別紙の通り訂正。 （２）第４頁において、第１１行、第１３行、第１４行
、第１６行及び第１９行の「流動床」をすべて「固定床
」と訂正。 特許請求の範囲 ｌ　塊状の石炭を固定床ガス化炉に投入し、該ガが ス化諮に理論空気量の０．３ないし０．７の空気を供給
して上記石炭をガス化さ仕ると共に、発生したガスを８
００℃以上に保ったまま燃焼炉のバーナに供給し、同燃
焼炉内で残りの空気とともに該ガスを燃焼させることを
特徴とする石炭の燃焼方法。 ２　立てて設置された筒状の炉本体と、同炉本体円を上
下に２分する隔壁と、同隔壁より下方の上記炉本体内に
形成されるμ床ガス化炉と、上記隔壁より上方の上記炉
本体内に形成される燃焼炉と、上記畦床ガス化炉内に塊
状の石炭を供給する石炭供給手段と、上記固定床ガス化
炉内に石炭の理論空気量の０．３ないし０．７の空気を
供給するガス化用空気供給手段と、上記１床ガス化炉内
と上記燃焼炉とを連通ずる連通管と、上記燃焼炉内に空
気を供給する燃焼用空気供給手段とを有し、上記１床ガ
ス化炉で発生したガスを燃焼炉内で燃焼させることを特
徴とする石炭の燃焼装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　塊状の石炭を固定床ガス化炉に投入し、該ガス化炉
   に理論空気量の０．３ないし０．７の空気を供給して上
   記石炭をガス化させると共に、発生したガスを８００℃
   以上に保つたまま燃焼炉のバーナに供給し、同燃焼炉内
   で残りの空気とともに該ガスを燃焼させることを特徴と
   する石炭の燃焼方法。 ２　立てて設置された筒状の炉本体と、同炉本体円を上
   下に２分する隔壁と、同隔壁より下方の上記炉本体内に
   形成される流動床ガス化炉と、上記隔壁より上方の上記
   炉本体内に形成される燃焼炉と、上記流動床ガス化炉内
   に塊状の石炭を供給する石炭供給手段と、上記流動床ガ
   ス化炉内に石炭の理論空気量の０．３ないし０．７の空
   気を供給するガス化用空気供給手段と、上記流動床ガス
   化炉内と上記燃焼炉とを連通する連通管と、上記燃焼炉
   内に空気を供給する燃焼用空気供給手段とを有し、上記
   流動床ガス化炉で発生したガスを燃焼炉内で燃焼させる
   ことを特徴とする石炭の燃焼装置。