WO2020175639A1

WO2020175639A1 - 粉体燃料燃焼装置及び燃焼方法

Info

Publication number: WO2020175639A1
Application number: PCT/JP2020/008123
Authority: WO
Inventors: 敬通松下; 幹雄柏; 信嗣丹野
Original assignee: 株式会社環境経営総合研究所; 日台マシナリー株式会社
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2020-09-03
Also published as: CA3130559A1; KR102540051B1; CN113544433B; EP3933264A1; US20220120441A1; JP2020139702A; CN113544433A; TW202037847A; JP6989876B2; CA3130559C; BR112021017044A2; TWI740396B; KR20210131409A; EP3933264A4

Abstract

【課題】未燃分量計測装置等の装置を設けることなく、燃焼室内への空気の噴射方向を可変とすることなく、燃焼室内の被燃焼物を効率よく灰化できる燃焼装置及び燃焼方法を提供する。【解決手段】粉体燃料燃焼装置１は、燃料供給装置１０と、１次燃焼室２０と、２次燃焼室５０と、空気供給灰出装置３２と、サイクロン集塵機６０とを備える。１次燃焼室２０の底部２３には傾斜部２３ａが形成され、傾斜部２３ａは底部空気供給口３１と空気供給灰出装置３２を有する。空気供給灰出装置３２は、底部空気噴射ノズル３４と、灰送出装置３５とを備える。底部空気噴射ノズル３４は、上端及び下端が開口しており、側面には空気が噴射される噴射口３４ａが複数設けられる。粉体燃料Ｆの燃焼中にこの底部空気噴射ノズル３４から定期的又は不定期に強い風圧の空気を噴射し、粉体燃料Ｆを攪拌させて良好な燃焼状態を得る。

Description

\¥02020/175639 1 卩（：17 2020/008123 明細書

発明の名称：粉体燃料燃焼装置及び燃焼方法

技術分野

[0001 ] 本発明は、粉体燃料を燃焼させる燃焼装置、及びその燃焼装置における燃焼方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、微粉炭を燃料として燃焼を行い、燃焼熱を回収して発電プラント等に過熱蒸気を供給するボイラが知られている（特許文献 1参照）。特許文献 1 に記載のボイラは、中空形状で鉛直方向に沿って設置される火炉と、固体燃料と燃焼用空気とを混合した微粉炭混合気を火炉内に噴射するために鉛直方向に配置された三台の燃焼パーナを備えている。

[0003] また、当該ボイラは、燃焼パーナより鉛直方向の下方で燃焼用空気を火炉内に噴射する炉底空気ノズルと、炉底空気ノズルによる燃焼用空気の噴射方向を水平方向に調整可能な水平方向調整装置とを有している。特許文献 1のボイラでは、このような構成とすることで、火炉内での燃料の燃焼を促進して未燃分の発生を抑制している。

[0004] 特許文献 1 に記載されたボイラは、公報の段落 0 0 2 7や 0 0 5 1等に記載されているように、燃料として主に石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料（固体燃料）として用いている。

[0005] _方で、本願発明者等は、特許文献 2に開示された炭化燃料製造装置及び炭化燃料製造方法を用いて、主に再利用のために回収された合成樹脂等を原料として質の高い炭化燃料を製造することを行っている。

[0006] 特許文献 2に開示された炭化燃料製造装置及び炭化燃料製造方法によれば、回収された合成樹脂の質が悪く、再生に向いていない合成樹脂であっても、石炭に近いカロリーを有する炭化燃料とすることができる。このため、回収されたが再利用が難しいような合成樹脂や、埋め立て処分しかできないような合成樹脂についても、質の高い燃料として再生することができるので、〇 2020/175639 2 卩（：171? 2020 /008123

合成樹脂の再資源化と埋め立て処分場の負担軽減等の優れた効果を得ることができる。

先行技術文献

特許文献

[0007] 特許文献 1 :特開 2 0 1 7 - 1 4 5 9 7 6号公報

特許文献 2 :国際公開公報〇 2 0 0 8 / 0 7 4 1 8 9号

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0008] 特許文献 1 におけるボイラは、縦長の火炉において、縦方向に 3箇所の燃焼パーナを設置し、微粉炭が火炉内で燃焼されるように構成しているが、未燃物は火炉の底部に堆積する。特許文献 1 においては、この火炉の底部に堆積した微粉炭に対して、炉底空気ノズルから燃焼用の空気を導入し、炉底内の未燃物の焼却を行っている。

[0009] また、特許文献 1 におけるボイラでは、当該公報の図 9に表示されているように、炉底に灰や未燃分を貯留するホッパが設けられている。特許文献 1 のボイラでは、このホッパに貯留された灰や未燃分をホッパ底部に設置した未燃分量計測装置と未燃分分析装置にて分析して、炉底空気ノズルからの空気の噴射方向を調節し、未燃分量が減少するように制御している。

[0010] 特許文献 1のように、未燃分量計測装置や未燃分分析装置、或いは空気ノズルの噴射方向を可変とする構成は、大型のプラントであれば、技術的又はコストの面で対応が可能である。しかしながら、小型の装置においては、装置の構造が複雑となり、設置コストが嵩む。また、これらの計測装置やノズルの可変機構については、日々のメンテナンスも必要となり、ランニングコストも上昇するという不都合がある。

[001 1 ] 本発明は、上記不都合を解消するため、未燃分量計測装置や未燃分分析装置を設けることなく、また、燃焼室内への空気の噴射方向を可変とすることなく、燃焼室内の被燃焼物を効率よく灰化させることができる燃焼装置及び〇 2020/175639 3 卩（：171? 2020 /008123

燃焼方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 上記目的を達成するために、本発明の粉体燃料燃焼装置は、粉体燃料を燃焼させる燃焼装置であって、前記粉体燃料を内部で燃焼させる 1次燃焼室と、前記 1次燃焼室から排出された燃焼ガスを燃焼させる 2次燃焼室を備え、前記 1次燃焼室は、前記粉体燃料を内部に供給する燃料供給装置と、内部に空気を供給する 1次空気供給口と、内部の前記粉体燃料に着火する着火バーナが設けられ、前記 1次燃焼室の底部には、下方に向けて狭まるように傾斜する傾斜部と、内部に空気を供給する底部空気供給口と、前記傾斜部の下方位置に設けられた灰出口と、筒状で上下方向に向けて配置され上端及び下端に開口を有し前記下端が前記灰出口に向けて配置され内部に空気が供給される底部空気噴射ノズルが設けられ、前記 2次燃焼室には、内部を加熱して前記 1次燃焼室から排出された燃焼ガスに着火する 2次パーナと、内部に燃焼用の空気を供給する 2次空気供給口が設けられ、前記 1次空気供給口及び前記底部空気供給口に空気を供給する 1次空気供給装置と、前記底部空気噴射ノズルに空気を供給する噴射空気供給装置と、前記 2次空気供給口に空気を供給する 2次空気供給装置と、前記燃料供給装置、前記着火パーナ、前記 2 次パーナ、前記 1次空気供給装置、前記噴射空気供給装置、及び前記 2次空気供給装置の作動を制御する制御装置を備えている。

[0013] 前記制御装置は、前記燃料供給装置により前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料を所定量堆積させ、堆積された前記粉体燃料に前記着火バーナによって着火を行うと共に、前記 2次パーナを作動させて前記 2次燃焼室内を加熱し、前記堆積された前記粉体燃料のガス化燃焼を行う際に、前記 1次空気供給装置及び前記噴射空気供給装置を作動させて前記堆積された前記粉体燃料の完全燃焼に必要な空気量よりも少ない空気量を前記 1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供給して前記 1次燃焼室内で可燃性ガスを発生させ、前記堆積された前記粉体燃料の直接燃焼を行う際に、前記 1次空気供給装置及び前記噴射空気供給装置を作動させて前記 1次燃〇 2020/175639 卩（：171? 2020 /008123

焼室内に前記粉体燃料の直接燃焼に必要な空気量を前記 1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供給すると共に、前記燃料供給装置を作動させて前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料を供給して燃焼させ前記燃料供給装置をパーナとして作動させ、前記堆積された前記粉体燃料のガス化燃焼を行う際、及び前記堆積された前記粉体燃料の直接燃焼を行う際に、前記 2次空気供給装置を作動させ、前記 2次空気供給口から前記可燃性ガスの完全燃焼に必要な量の 2次燃焼用空気を供給して前記可燃性ガスを燃焼させることを特徴とする。

[0014] 本発明の粉体燃料燃焼装置では、堆積された粉体燃料のガス化燃焼を行う際に、 1次燃焼室に固定された 1次空気供給口、底部空気供給口、及び底部空気噴射ノズルから空気を供給して 1次燃焼室内で可燃性ガスを発生させており、 1次空気供給口、底部空気供給口のみならず、底部空気噴射ノズルからも空気を噴射している。本発明では、このような構成で粉体燃料の完全燃焼を行うことができるので、未燃性分の分析や 1次空気供給ノズルの角度等の変更が不要となる。

[0015] また、本発明の粉体燃料燃焼装置では、前記 1次燃焼室内の前記粉体燃料の燠火燃焼及び灰化を行う際に、前記燃料供給装置による燃料の供給を停止させると共に、前記底部空気噴射ノズルからの空気の供給を停止させてもよい。

[0016] 本発明の粉体燃料燃焼装置において、粉体燃料の成分によっては、 1次燃焼室内の粉体燃料の燠火燃焼及び灰化を行う際、 1次燃焼室及び 2次燃焼室内で白煙が発生し、 2次燃焼室よりも下流に設置されるサイクロン集塵機及びバグフィルタ等の装置に負荷がかかる場合があった。

[0017] 本願発明者等が鋭意検討を重ねた結果、燠火燃焼及び灰化を行う際に白煙が発生した場合、助燃バーナや 2次パーナを用いて 1次燃焼室及び 2次燃焼室内を加熱するという方法を用いることなく、底部空気噴射ノズルからの空気の供給を停止させることにより、この白煙の発生を防止することができることを知見した。従って、 1次燃焼室内の粉体燃料の燠火燃焼及び灰化を行〇 2020/175639 5 卩（：171? 2020 /008123

う際、 1次燃焼室及び 2次燃焼室内で白煙が発生する場合には、底部空気噴射ノズルからの空気の供給を停止させればよい。

[0018] また、本発明の粉体燃料燃焼装置において、前記制御装置は、前記堆積された前記粉体燃料のガス化燃焼を行う際、及び前記堆積された前記粉体燃料の直接燃焼を行う際に、前記底部空気噴射ノズルに定期的又は不定期で前記粉体燃料を攪拌可能な噴射量で空気を噴射するよう前記噴射空気供給装置を制御してもよい。

[0019] 当該制御により、前記底部空気噴射ノズルから噴射される定期的又は不定期の空気により粉体燃料が攪拌されるので、粉体燃料が炉底の壁面に固着するのを防止することができ、粉体燃料を効率よく燃焼させることができる。

[0020] また、本発明の粉体燃料燃焼装置において、前記燃料供給装置は、前記粉体燃料が投入される燃料用ホッパと、前記燃料用ホッパ内に上下方向に向けて配置され少なくとも下方に空気を噴射するホッパ用噴射ノズルと、前記ホッパ用噴射ノズルに空気を供給するホッパ用空気供給装置と、前記ホッパ用噴射ノズルの下方に設けられ前記粉体燃料を下方に送出する燃料送出装置と、前記粉体燃料と空気とが混合される混合管と、前記混合管に空気を供給する燃料用ブロワとを有し、前記制御装置は、前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料を供給する際に、前記燃料用ブロワを作動させると共に、前記燃料送出装置を作動させ、前記混合管の内部で前記粉体燃料と前記燃料用ブロワから供給される空気を混合させて前記混合管から前記 1次燃焼室に前記粉体燃料を供給し、所定のタイミングで前記ホッパ用空気供給装置を作動させて前記ホッパ用噴射ノズルから空気を噴射するものとしてもよい。

[0021 ] 当該構成によれば、ホッパ用空気供給装置により、燃料用ホッパ内の粉体燃料を燃料送出装置に円滑に送出することができ、安定して混合管から 1次燃焼室内に粉体燃料を供給することができる。

[0022] また、本発明の粉体燃料燃焼方法は、粉体燃料燃焼装置によって粉体燃料を燃焼させる燃焼方法であって、燃料投入行程、着火行程、ガス化燃焼行程、直接燃焼行程、及び燠火 ·灰化行程より構成され、前記粉体燃料燃焼装置〇 2020/175639 6 卩（：171? 2020 /008123

は、前記粉体燃料を内部で燃焼させる 1次燃焼室と、前記 1次燃焼室から排出されたガスを燃焼させる 2次燃焼室を備え、前記 1次燃焼室は、前記粉体燃料を内部に供給する燃料供給装置と、内部に空気を供給する 1次空気供給口と、内部の前記粉体燃料に着火する着火パーナが設けられ、前記 1次燃焼室の底部には、下方に向けて狭まるように傾斜する傾斜部と、内部に空気を供給する底部空気供給口と、前記傾斜部の下方位置に設けられた灰出口と、筒状で上下方向に向けて配置され上端及び下端に開口を有し前記下端が前記灰出口に向けて配置され内部に空気が供給される底部空気噴射ノズルが設けられ、前記 2次燃焼室には、内部を加熱して前記 1次燃焼室から排出された燃焼ガスに着火する 2次パーナと、内部に燃焼用の空気を供給する 2次空気供給口が設けられ、前記 1次空気供給口及び前記底部空気供給口に空気を供給する 1次空気供給装置と、前記底部空気噴射ノズルに空気を供給する噴射空気供給装置と、前記 2次空気供給口に空気を供給する 2次空気供給装置と、前記燃料供給装置、前記着火パーナ、前記 2次パーナ、前記 1次空気供給装置、前記噴射空気供給装置、及び前記 2次空気供給装置の作動を制御する芾 I」御装置を備えている。

[0023] 前記制御装置により、前記燃料投入行程では、前記燃料供給装置により前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料を所定量堆積させ、前記着火行程では、前記 2次バーナによって前記 2次燃焼室内を加熱し、前記 2次燃焼室内が所定温度に達した後、前記堆積された前記粉体燃料に前記着火バーナによって着火を行い、前記ガス化燃焼行程では、前記堆積された前記粉体燃料の完全燃焼に必要な空気量よりも少ない空気量を前記 1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供給して前記 1次燃焼室内で可燃性ガスを発生させ、前記可燃性ガスを前記 2次燃焼室内に導入し、前記 2次空気供給口から 2次燃焼用空気を供給して前記可燃性ガスを完全燃焼させ、前記直接燃焼行程では、前記 1次空気供給装置及び前記噴射空気供給装置を作動させて前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料の直接燃焼に必要な空気量を前記 1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供〇 2020/175639 7 卩（：171? 2020 /008123

給すると共に、前記燃料供給装置を作動させて前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料を供給して燃焼させ前記燃料供給装置をパーナとして作動させ、前記 1 次燃焼室から排出される燃焼ガスを前記 2次燃焼室内に導入し、前記 2次空気供給口から 2次燃焼用空気を供給して前記燃焼ガスを完全燃焼させ、前記燠火 ·灰化行程では、前記燃料供給装置による燃料の供給を停止させ、前記 1次燃焼室内に残存する前記粉体燃料を燠火燃焼させて灰化させることを特徴とする。

[0024] 本発明の粉体燃料燃焼方法は、燃料投入行程、着火行程、ガス化燃焼行程、直接燃焼行程、及び燠火 ·灰化行程より構成されている。そのガス化燃焼行程において、 1次空気供給口、底部空気供給口、及び底部空気噴射ノズルから空気を供給して 1次燃焼室内で可燃性ガスを発生させており、 1次空気供給口、底部空気供給口のみならず、底部空気噴射ノズルからも空気を噴射している。従って、下方に向けて狭まるように傾斜する底部の内部に堆積された粉体燃料に対して、空気が噴射されるので、従来の焼却方法に比べて、粉体燃料を確実に燃焼させることができる。

[0025] 本発明の粉体燃料燃焼方法では、前記燠火 ·灰化行程において、前記底部空気噴射ノズルからの空気の供給を停止させてもよい。当該処理により、粉体燃料の燠火 ·灰化の際の白煙の発生を防止することができる。

[0026] また、本発明の粉体燃料燃焼方法において、前記制御装置により、前記ガス化燃焼行程、及び前記直接燃焼行程において、前記底部空気噴射ノズルに定期的又は不定期で前記粉体燃料を攪拌可能な噴射量で空気を噴射するよう前記噴射空気供給装置を制御してもよい。当該制御により、 1次燃焼室の底部に堆積された粉体燃料を攪拌させることができるので、従来の焼却方法に比べて、粉体燃料を確実に燃焼させることができる。

[0027] また、本発明の粉体燃料燃焼方法において、前記燃料供給装置は、前記粉体燃料が投入される燃料用ホッパと、前記燃料用ホッパ内に上下方向に向けて配置され少なくとも下方に空気を噴射するホッパ用噴射ノズルと、前記ホッパ用噴射ノズルに空気を供給するホッパ用空気供給装置と、前記ホッパ用〇 2020/175639 8 卩（：171? 2020 /008123

噴射ノズルの下方に設けられ前記粉体燃料を下方に送出する燃料送出装置と、前記粉体燃料と空気とが混合される混合管と、前記混合管に空気を供給する燃料用ブロワとを有し、前記燃料投入行程及び前記直接燃焼行程において、前記制御装置により、前記燃料用ブロワを作動させると共に、前記燃料送出装置を作動させ、前記混合管の内部で前記粉体燃料と前記燃料用ブロワから供給される空気を混合させて前記混合管から前記 1次燃焼室に前記粉体燃料を供給し、所定のタイミングで前記ホッパ用空気供給装置を作動させて前記ホッパ用噴射ノズルから空気を噴射するようにしてもよい。

［0028］当該制御によれば、燃料投入行程及び直接燃焼行程において、ホッパ用空気供給装置により、燃料用ホッパ内の粉体燃料を燃料送出装置に円滑に送出することができ、安定して混合管から 1次燃焼室内に粉体燃料を供給することができる。

発明の効果

［0029］本発明によれば、回収された合成樹脂や廃プラスチック等を原料とする炭化燃料のような粉体燃料であっても、良好に燃焼させることができる燃焼装置及び燃焼方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

［0030］［図 1］本実施形態の粉体燃料燃焼装置を含む発電システムを示す説明図。

［図 2］本実施形態の粉体燃料燃焼装置における燃料供給装置を示す説明図。

［図 3］本実施形態の粉体燃料燃焼装置の 1次燃焼室の底部の構成を示す説明図

発明を実施するための形態

［0031］次に、本発明の実施形態の一例である粉体燃料燃焼装置及び粉体燃料燃焼方法について、図 1〜図 3を参照して説明する。図 1は、本実施形態の粉体燃料燃焼装置を含む発電システムを示す説明図である。図 2は、本実施形態の粉体燃料燃焼装置における燃料供給装置を示す説明図である。図 3は、本実施形態の粉体燃料燃焼装置の 1次燃焼室の底部の構成を示す説明図である。本実施形態においては、粉体燃料は特許文献 2に記載された炭化燃料製造 \¥02020/175639 9 卩（：17 2020/008123

装置により製造された廃プラスチックを原料とする粉末状のチヤを用いている。

[0032] 本実施形態の粉体燃料燃焼装置 1は、図 1 に示すように、粉体燃料による発電システム 2に用いられる燃焼装置である。発電システム 2は、粉体燃料燃焼装置 1 に加えて、ボイラ 3、集塵装置 4、発電装置 5、煙突 6及びこれらを制御する制御装置 7を備えている。

[0033] 粉体燃料燃焼装置 1は、図 1 に示すように、燃料供給装置 1 0と、 1次燃焼室 2 0と、 2次燃焼室 5 0と、空気供給灰出装置 3 2と、サイクロン集塵機 6 0とを備えている。サイクロン集塵機 6 0の出口はボイラ 3に接続されている。

[0034] 1次燃焼室 2 0は、本実施形態では全体的に円筒形であり、その上方に位置する天井部 2 1 と、天井部 2 1の下方に位置する胴部 2 2と、胴部 2 2の下方に位置する底部 2 3から構成されている。

[0035] 天井部 2 1 には、 1次燃焼室 2 0内で発生した可燃性ガス或いは燃焼ガスが排出される 1次排気口 2 4が設けられている。また、 1次排気口 2 4には、 1次燃焼室 2 0内で発生した燃焼ガスの温度を検出する第 1温度センサ 2 5が設けられている。なお、 1次排気口 2 4は、図 1のように、天井部 2 1 の天板に形成されていてもよく、側面に形成されていてもよい。

[0036] 胴部 2 2には、燃料供給装置 1 0が接続されている。この燃料供給装置 1 〇は、粉体燃料が投入される燃料用ホッパ 1 1 と、粉体燃料と燃焼用空気とを混合させる混合管 1 2と、燃料用ホッパ 1 1 に投入された粉体燃料を任意の供給量で混合管 1 2に供給する燃料送出装置 1 3と、燃焼用空気を混合管 1 2に供給する燃料用ブロワ 1 4と、混合管 1 2の先端部にあるパーナロ 1 5とを備えている。

[0037] 燃料用ホッパ 1 1 には、その中央に、上下方向に延びる筒状のホッパ用噴射ノズル 1 6が設けられている。ホッパ用噴射ノズル 1 6は、円筒状の部材であり、上下端部が開口しており、側面には空気が噴射される噴射口 1 6 3 が複数設けられている。ホッパ用噴射ノズル 1 6の下端部は、燃料用ホッパ〇 2020/175639 10 卩（：171? 2020 /008123

1 1の開口部 1 1 3に向けて設けられている。また、ホツバ用噴射ノズル 1 6には、エアコンプレッサ 7 0、燃料用電磁弁 1 7及び燃料用空気供給管 1 6匕からなるホッパ用空気供給装置 1 8が接続されている。

[0038] 燃料供給装置 1 0の燃料送出装置 1 3は、円筒状のケース 1 3 ₃の内部で口ータリーバルブ 1 3匕が回転して粉体燃料の送出を行う。燃料の時間当たりの送出量は、図示しないモータをインバータ制御して、口ータリーバルブ 1 3匕の回転数を調整することにより行われる。

[0039] 燃料供給装置 1 0の燃料用ブロワ 1 4も図示しないモータをインバータ制御することにより送風量を調節することができる。燃料送出装置 1 3の粉体燃料の送出量と、燃料用ブロワ 1 4の送風量を調節することにより、パーナロ 1 5から吹き出される燃料の空燃比を変更することができる。

[0040] 燃料供給装置 1 0は、 1次燃焼室 2 0内で燃焼が行われている状態で、バ

—ナロ 1 5から粉体燃料と燃焼用空気が 1次燃焼室 2 0内に供給されると、パーナロ 1 5の近傍で粉体燃料が着火し、その後はバーナとして燃焼が行われる。

[0041 ] また、胴部 2 2の周壁には、 1次燃焼室 2 0内に 1次燃焼用の空気を供給する 1次空気供給口 2 6が複数設けられている。この 1次空気供給口 2 6には、胴部 2 2の外側に設けられた 1次空気供給装置である 1次空気用ブロワ 2 7から空気が供給される。

[0042] また、胴部 2 2の上方位置には、水蒸気導入口 2 8及びベントガス導入口

2 9が設けられている。これらの導入口からは、必要に応じて 1次燃焼室 2 〇内に水蒸気及びベントガスを導入することができる。水蒸気としては、特許文献 2に開示された燃料製造装置による燃料製造の際に回収された臭い成分を含有する水蒸気等を導入可能である。ベントガスとしては、特許文献 2 に開示された燃料製造装置による燃料製造の際に回収されたガスを使用することができる。

[0043] また、胴部 2 2には、 1次燃焼室 2 0内の燃焼を補助する助燃バーナ 3 0 と、この助燃バーナ 3 0に空気を供給する助燃用電磁弁 3 0 3が設けられて〇 2020/175639 1 1 卩（：171? 2020 /008123

いる。この助燃バーナ 3 0には、燃料として特許文献 2に開示された燃料製造装置による燃料製造の際に回収されたベントオイル等が用いられる。

[0044] 1次燃焼室 2 0の底部 2 3には、胴部 2 2の壁面から下方に向けて狭まるように傾斜する傾斜部 2 3 ₃が形成され、傾斜部 2 3 3の下方には灰出口 2 3匕が形成されている。傾斜部 2 3 3には、内部に燃焼用の空気を導入する底部空気供給口 3 1が複数設けられている。この底部空気供給口 3 1 には、

1次空気用ブロワ 2 7から空気が供給される。

[0045] また、底部 2 3には、傾斜部 2 3 3の内部に空気供給灰出装置 3 2と、底部 2 3内に投入された粉体燃料に着火する着火バーナ 3 3が設けられている。この着火バーナ 3 3で使用される燃料は、灯油或いは重油等が用いられる。

[0046] 空気供給灰出装置 3 2は、底部空気噴射ノズル 3 4と、灰送出装置 3 5とを備えている。底部空気噴射ノズル 3 4は、上下方向に延びる筒状の部材であり、傾斜部 2 3 3のほぼ中央に設けられている。底部空気噴射ノズル 3 4 は、上端及び下端が開口しており、側面には空気が噴射される噴射口 3 4 ₃ が複数設けられている。底部空気噴射ノズル 3 4の下端部は、灰出口 2 3匕に向けて設けられている。

[0047] 底部空気噴射ノズル 3 4には、噴射空気供給装置 3 6として、エアコンプレッサ 7 0及び底部用電磁弁 3 7、及び底部空気供給管 3 8が接続されている。この噴射空気供給装置 3 6から底部空気噴射ノズル 3 4に噴射用空気が供給される。

[0048] 灰送出装置 3 5は、円筒状のケース 3 5 3の内部で口ータリーバルブ 3 5 匕が回転して灰の送出を行う。また、灰送出装置 3 5には、ケース 3 5 ₃の下方部分の内部に水を噴射する散水ノズル 3 9が設けられている。この散水ノズル 3 9から水が噴射されると、ケース 3 5 3内の灰が冷却されると共に、灰が水によって集結し、周囲に飛散することなく下方に落下する。

[0049] 灰出口 2 3匕の下方には、灰受け器 4 0が配置されており、灰出口 2 3匕から排出される灰を貯留することができる。この灰受け器 4 0は、フォーク〇 2020/175639 12 卩（：171? 2020 /008123

リフト等の移動手段により、灰出口 2 3匕の下方位置から灰の回収場所まで移動可能となっている。

[0050] 粉体燃料燃焼装置 1 には、その他に、助燃バーナ 3 0に燃料であるベントオイルを供給するベントオイルタンク 7 1、散水ノズル 3 9に水を供給するウォータータンク 7 2等が設けられている。

[0051 ] 2次燃焼室 5 0は、円筒状の燃焼室であり、 1次燃焼室 2 0の燃焼ガスが導入される 1次排気口 2 4が接続されている。この 1次排気口 2 4の接続部近傍には、燃焼ガスに着火を行う 2次バーナ 5 1が設けられている。また、

2次燃焼室 5 0の周壁には、 2次燃焼を行わせるための 2次燃焼用空気を供給する 2次空気供給口 5 2が複数設けられている。この 2次空気供給口 5 2 には、 2次空気供給装置である 2次空気用ブロワ 5 3から空気が供給される

[0052] 2次燃焼室 5 0の下流側には 2次排気口 5 4が設けられ、サイクロン集塵機 6 0に接続されている。この 2次排気口 5 4には、 2次燃焼室 5 0の燃焼ガスの温度を検出する第 2温度センサ 5 5が設けられている。また、サイクロン集塵機 6 0の下方には、サイクロン用回収装置 6 1が設けられている。

[0053] サイクロン用回収装置 6 1は、口ータリーバルブ 6 2と、スクリユーコンべヤ 6 3によって構成されている。このサイクロン用回収装置 6 1 によって、サイクロン集塵機 6 0で回収された粉塵は、再度 1次燃焼室 2 0内に戻されて燃焼が行われる。

[0054] 本実施形態の発電システム 2におけるボイラ 3は、サイクロン集塵機 6 0 によって集塵処理が行われた排気ガスの熱で過熱蒸気や飽和蒸気を発生させる装置である。本実施形態では、ボイラ 3は約 6 0 0 ^°〇の排気ガスから熱回収を行い、排気ガスの出口温度を約 2 0 0 °〇まで下降させている。

[0055] 発電装置 5は、ボイラ 3によって発生した蒸気で図示しない夕ービンを回転させて発電する装置である。この発電装置 5は、現在一般に使用さているものを採用している。ボイラ 3によって発生した蒸気は、このように発電装置 5に用いられる他、暖房設備等の付帯設備にも用いることもできる。〇 2020/175639 13 卩（：171? 2020 /008123

[0056] ボイラ 3の下流側には集塵装置 4が設けられている。この集塵装置 4は、一般に広く用いられているバグフィルタ等を用いることができる。また、バグフィルタの前にガスの温度を降下させる装置等も必要に応じて設置する。その他、集塵装置 4としては、遠心式集塵機、電気式集塵機、或いは重力式集塵装置等の他の集塵装置を用いることもできる。また、発電システム 2の規模や燃焼させる燃料の種類によっては、この集塵装置 4自体を省略することができる。

[0057] 煙突 6には、図示しない吸引ファンが設けられており、粉体燃料燃焼装置

1から発生する排気ガスを煙突 6まで吸引して外部に放出する。この吸引ファンもインバータ制御によって駆動され、制御装置 7からの信号によって回転数が制御される。

[0058] 制御装置 7は、いわゆる制御盤と呼ばれるものであり、各種操作スイッチと、各装置の運転状態を示すインジケータと、各装置の制御を行うコンピュ —夕を内蔵している（それぞれ図示省略）。制御装置 7のコンピュータは、〇 11、記憶装置、通信装置等を備えており（それぞれ図示省略）、記憶装置には本実施形態の粉体燃料燃焼装置 1 を含む発電システム 2の運転を実行するプログラムが記憶されている。

[0059] 次に、本実施形態の粉体燃料燃焼装置 1の燃焼方法について説明する。本実施形態の燃焼方法は、燃料投入行程、着火行程、ガス化燃焼行程、直接燃焼行程、及び燠火 ·灰化行程より構成される。これらの各行程は、制御装置 7に記憶されたプログラムによって実行される。

[0060] 本実施形態の燃焼方法では、まず燃料投入行程が行われる。燃料投入行程においては、燃料供給装置 1 〇を用いて 1次燃焼室 2 0内に粉体燃料を所定量堆積させる。粉体燃料の量は、 1次燃焼室 2 0の約 1 / 3の容積が埋まる程度としている。この所定量としては、粉体燃料燃焼装置 1の運転効率を考慮すると、 1次燃焼室 2 0の約 1 / 4〜 1 / 2程度が好ましいが、粉体燃料の性質によって適宜変更することができる。

[0061 ] この燃料投入行程においては、まず、燃料供給装置 1 0の燃料用ホッパ 1 〇 2020/175639 14 卩（：171? 2020 /008123

1 に粉体燃料を投入した状態で燃料供給装置 1 0を始動させる。この粉体燃料の燃料用ホツパ 1 1 への投入は、コンべヤ等を用いて制御装置 7により制御してもよく、コンべヤ等を手動で操作して行ってもよい。

[0062] 燃料供給装置 1 0が制御装置 7により始動されると、口ータリーバルブ 1

3匕が回転し、燃料用ホツパ 1 1内の粉体燃料が口ータリーバルブ 1 3匕によってケース 1 3 3の下方に搬送される。このとき、燃料用ホツパ 1 1では、所定のタイミングでホツパ用空気供給装置 1 8からホツパ用噴射ノズル 1 6に噴射用の空気が送られる。これにより、燃料用ホツパ 1 1内の粉体燃料がプリツジ等を起こすことなく口ータリーバルブ 1 3匕によってケース 1 3 3の下方に搬送される。

[0063] ホツパ用空気供給装置 1 8を作動させるタイミングは、粉体燃料の状態に応じて適宜変更することができ、例えば 1〜 1 〇分毎にホツパ用空気供給装置 1 8を作動させてもよく、燃料用ホツパ 1 1 に粉体燃料を追加する毎に作動させてもよい。

[0064] 一方で、燃料用ブロワ 1 4の運転も開始され、混合管 1 2に空気が供給される。これにより、混合管 1 2の内部で粉体燃料と供給された空気が混合され、バーナロ 1 5から前方に放出される。

[0065] このとき、 1次燃焼室 2 0内では着火バーナ 3 3や助燃バーナ 3 0は作動していないため、燃料供給装置 1 0から放出された粉体燃料は 1次燃焼室 2 0の底部 2 3に堆積する。この燃料供給装置 1 0の運転を 1次燃焼室 2 0 の約 1 / 3の容積が埋まるまで続け、所定の量まで粉体燃料が供給された後、燃料供給装置 1 〇の運転を停止させる。

[0066] 本実施形態の燃焼方法においては、次に着火行程が行われる。着火行程においては、まず 2次燃焼室 5 0の 2次バーナ 5 1の燃焼を開始し、 2次燃焼室 5 0内の温度を上昇させる。 2次燃焼室 5 0の温度が所定温度（8 0 0 °〇等）となった後、着火バーナ 3 3を作動させて 1次燃焼室 2 0内に堆積している粉体燃料に着火する。このとき、第 1温度センサ 2 5により 1次燃焼室 2 0内における堆積した粉体燃料への着火が確認されたときは、着火バ〇 2020/175639 15 卩（：171? 2020 /008123

—ナ 3 3を停止させる。

[0067] 次に、ガス化燃焼行程について説明する。ガス化燃焼行程では、 1次燃焼室 2 0内で、燃料投入行程で投入された粉体燃料の_部が燃焼して可燃性ガスを発生させる。 1次燃焼室 2 0には、 1次空気用ブロワ 2 7、 1次空気供給口 2 6及び底部空気供給口 3 1から 1次燃焼用の空気が供給されている

[0068] ガス化燃焼行程において、 1次燃焼室 2 0内に導入される 1次燃焼用の空気は、粉体燃料の完全燃焼に必要な空気量よりも少ない空気量が供給される。従って、 1次燃焼室 2 0内では、粉体燃料の一部が燃焼し、周囲の粉体燃料を加熱しながら少しずつ燃焼範囲を広げていくため、粉体燃料から可燃性ガスが発生する。

[0069] このとき、空気供給灰出装置 3 2の底部空気噴射ノズル 3 4からは断続的に空気が 1次燃焼室 2 0内に供給される。底部空気噴射ノズル 3 4からは、上下端部及び噴射口 3 4 ₃から空気が噴射される。このとき、例えば、所定時間微小の空気量の噴射を行い、定期的又は不定期に噴射量を増加させる制御を行う。具体的には、 5分間は底部空気噴射ノズル 3 4の周囲の粉体燃料が風圧により移動しないような量の空気を噴射し、 5分毎に底部空気噴射ノズル 3 4の周囲の粉体燃料が攪拌可能な強さで空気の噴射を行う。

[0070] 或いは、 5分毎のような定期的な噴射のみならず、通常は弱い風圧での空気の噴射を行い、 1次燃焼室 2 0内の温度が所定温度以下になった際に粉体燃料が攪拌されるような強さで空気の噴射を行ってもよい。この断続的な底部空気噴射ノズル 3 4の上下の開口部分、及び側面に設けられた噴射口 3 4 3からの空気の噴射により、 1次燃焼室 2 0の底部 2 3に堆積している粉体燃料が攪拌されて良好な燃焼が行われる。

[0071 ] ガス化燃焼行程において、加熱された 2次燃焼室 5 0内に 1次燃焼室 2 0 からの可燃性ガスが排出されると、 2次バーナ 5 1 によって可燃性ガスが着火し、 2次燃焼室 5 0内で完全燃焼が行われる。

[0072] 本実施形態では、 2次燃焼室 5 0内の燃焼温度が 8 0 0 °〇以上、好ましく〇 2020/175639 16 卩（：171? 2020 /008123

は 9 0 0 °〇以上となるように制御を行っている。なお、 2次バーナ 5 1は、第 2温度センサで検出される温度が所定の温度以上になったときは作動を停止するが、その後も 2次燃焼室 5 0内では 1次燃焼室 2 0からの可燃性ガスによって燃焼が継続する。

[0073] このガス化燃焼行程においては、制御装置 7によって、 2次燃焼室 5 0内の燃焼温度がほぼ一定となるように制御される。 2次燃焼室 5 0内の燃焼温度の制御は、 2次空気用ブロワ 5 3により可燃性ガスの完全燃焼に必要な一定量の 2次空気を供給した状態で、 1次空気用ブロワ 2 7による 1次空気の量の調節により行われる。

[0074] また、このとき、助燃/ ーナ 3 0による燃焼を制御して 2次燃焼室 5 0内の燃焼温度を制御することもできる。一方で、水蒸気導入口 2 8からの水蒸気の供給、及びベントガス導入口 2 9からのベントガスの導入があった場合でも、 1次空気用ブロワ 2 7による 1次空気の量の調節で 2次燃焼室 5 0内の燃焼温度を制御することができる

[0075] 2次燃焼室 5 0内で完全燃焼された後の排気ガスは、 2次排気口 5 4から排出されてサイクロン集塵機 6 0を経てボイラ 3に導入される。サイクロン集塵機 6 0では、排気ガス中の粉塵を分離してサイクロン集塵機 6 0の底部に落下させる。この底部に落下した粉塵は、サイクロン用回収装置 6 1の口 —タリーバルブ 6 2及びスクリユーコンべヤ 6 3によって、 1次燃焼室 2 0 内に戻されて燃焼が行われる。

[0076] このように粉塵が除去された排気ガスは、 2次排気口 5 4においては高温であるが、ボイラ 3によって熱交換されて温度が下がり、集塵装置 4及び煙突 6を介して外気に放出される。

[0077] ボイラ 3では、燃焼後の排気ガスの熱によって蒸気が生成され、この蒸気を用いて発電装置 5で発電が行われる。本実施形態では、粉体燃料は特許文献 2に記載された炭化燃料製造装置により製造された回収プラスチックを原料とするチヤを用いている。このように、発電装置 5では、燃料である粉体燃料は回収プラスチックが原料であり、その回収プラスチックを用いて〇 2020/175639 17 卩（：171? 2020 /008123

発電を行っているため、極めて環境負荷の小さい発電を行うことができる。

[0078] このガス化燃焼行程を所定時間継続すると、 1次燃焼室 2 0内に堆積された粉体燃料がガス化燃焼から直接燃焼に徐々に切り替わる。この燃焼状態の切り替わりは、 1次燃焼室 2 0内の温度と、 2次燃焼室 5 0内の温度条件によって判断する。

[0079] 具体的には、 1次燃焼室 2 0内の温度が現状維持か上昇傾向にある状態において、 2次燃焼室 5 0の温度が下降し始めるタイミングでガス化燃焼から直接燃焼に徐々に切り替わることを検知する。制御装置 7の制御により、 2 次燃焼室 5 0の燃焼温度を一定にするために 1次空気用ブロワ 2 7による 1 次空気の量の調節を行っている。

[0080] 1次燃焼室 2 0内での粉体燃料の燃焼が進むと、粉体燃料が徐々に減っていくため、制御装置 7は、可燃性ガスを増やすために 1次空気用ブロワ 2 7の回転数を高くするよう制御する。この状態が進むと、 1次燃焼室 2 0 内で減少した粉体燃料の量と、増加した 1次空気の量が適正な空燃比に近づき、完全燃焼に近づいていくため、 2次燃焼室 5 0へ送り込まれる可燃性ガスの量が減り、 2次燃焼室 5 0内の温度低下が始まる。このような 2次燃焼室 5 0内の温度低下が検知されると、制御装置 7は、燃焼状態が切り替わったものと判断する。

[0081 ] 本実施形態の燃焼方法においては、ガス化燃焼行程が終了すると直接燃焼行程に移行する。直接燃焼行程では、 1次燃焼室 2 0の底部 2 3に堆積した粉体燃料が直接燃焼により燃焼を続ける。このとき、底部空気供給口 3 1 から空気が供給されると共に、底部空気噴射ノズル 3 4からも断続的に空気が噴射されている。

[0082] また、直接燃焼行程においては、燃料供給装置 1 0から粉体燃料の供給が行われる。燃料供給装置 1 0から粉体燃料が供給されると、 1次燃焼室 2 0内は粉体燃料の発火温度を超えている状態であるため、パーナロ 1 5 から噴射された粉体燃料が着火され、連続して燃焼を続けるようになる。このように、直接燃焼行程においては、燃料供給装置 1 〇は粉体燃料用パー〇 2020/175639 18 卩（：171? 2020 /008123

ナとして作動する。

[0083] 燃料供給装置 1 0から噴射された粉体燃料は、このように燃焼しながら

1次燃焼室 2 0内に供給され、燃焼した成分は燃焼ガスとして 2次燃焼室 5 〇に排出され、燃焼しきれなかった部分は 1次燃焼室 2 0内に燃焼しながら堆積される。また、 1次燃焼室 2 0内に供給された粉体燃料は、 1次空気供給口 2 6及び底部空気噴射ノズル 3 4から供給される燃焼用空気によって燃焼が継続され、徐々に灰化される。

[0084] 本実施形態の燃焼方法においては、直接燃焼行程が終了すると燠火 ·灰化行程に移行する。直接燃焼行程を終了する場合、燃料供給装置 1 0による粉体燃料の供給を停止させる。これにより、 1次燃焼室 2 0内での燃焼は、

1次燃焼室 2 0の底部 2 3に堆積する粉体燃料のみとなり、直接燃焼から徐々に燠火燃焼へと移行し、燠火燃焼が継続すると粉体燃料は徐々に灰化する。

[0085] このとき、底部空気噴射ノズル 3 4からの空気の噴射を停止させ、 1次空気供給口 2 6及び底部空気供給口 3 1からの空気の供給のみを行う。このように、底部空気噴射ノズル 3 4からの空気の噴射を停止させることにより、

2次燃焼室 5 0から排出される排気ガスの白煙の発生を防止することができる。

[0086] 燠火 ·灰化行程において、粉体燃料が燠火燃焼に移行することにより、残存する粉体燃料が徐々に灰化され、最終的にほぼ灰となる。 1次燃焼室 2 0内の粉体燃料が灰化されたことは、 1次燃焼室 2 0内の温度を第 1温度センサ 2 5で検出することができる。

[0087] 灰化された粉体燃料の灰は、空気供給灰出装置 3 2の灰送出装置 3 5によって 1次燃焼室 2 0の外部に送出される。灰送出装置 3 5においては、口 —タリーバルブ 3 5匕を回転させて 1次燃焼室 2 0の底部 2 3にある灰を灰出口 2 3 13から外部に排出する。その際、断続的に底部空気噴射ノズル 3 4 から空気が強く噴射させ、底部 2 3に堆積する灰が円滑に外部に排出させる〇 2020/175639 19 卩（：171? 2020 /008123

[0088] 灰出口 2 3匕から排出された灰には、ケース 3 5 3の下方部分において散水ノズル 3 9から水が噴射されるため、ケース 3 5 3内の灰の温度が低下すると共に水によって灰が集結し、周囲に飛散することなく下方に落下する。灰出口 2 3匕の下方には、灰受け器 4 0が配置されており、灰出口 2 3匕から排出される灰を収容し、必要に応じてフォークリフト等で灰の回収場所へ運搬する。

[0089] このように、本発明の粉体燃料燃焼装置 1 を含む発電システム 2は、固定された底部空気噴射ノズル 3 4及び底部空気供給口 3 1からの 1次空気の供給によって、粉体燃料の完全燃焼を行っている。従って、特許文献 1のように、未燃性分の分析を行う必要がなく、 1次空気の供給に際して角度を変化させる必要もない。

[0090] また、本発明の粉体燃料燃焼装置 1では、空気供給灰出装置 3 2の底部空気噴射ノズル 3 4によって、 1次燃焼室 2 0の底部 2 3の粉体燃料に断続的に空気を噴射しているため、粉体燃料が炉底に堆積することなく、確実に燃焼 ·灰化され、 1次燃焼室 2 0の外部に排出される。従って、本発明の粉体燃料燃焼装置 1は、粉体燃料を確実に燃焼させ、発電装置 5等によるエネルギー回収を効率よく行うことができる。符号の説明

[0091 ] 1 粉体燃料燃焼装置、 2 発電システム、 3 ボイラ、 4 集塵装置、

5 発電装置、 6 煙突、 7 制御装置、 1 0 燃料供給装置、 1 1 燃料用ホッパ、 1 1 3 開口部、 1 2 混合管、 1 3 燃料送出装置、 1 3 3 ケース、 1 3匕口ータリーバルブ、 1 4 燃料用ブロワ、 1 5 バーナロ、 1 6 ホッパ用噴射ノズル、 1 6 3 噴射口、 1 7 燃料用電磁弁、 1 8 ホッパ用空気供給装置、 2 0 1次燃焼室、 2 1 天井部、 2 2 胴部、

2 3 底部、 2 3 8 傾斜部、 2 3 13 灰出口、 2 4 1次排気口、 2 5 第 1温度センサ、 2 6 1次空気供給口、 2 7 1次空気用ブロワ、 2 8 水蒸気導入口、 2 9 ベントガス導入口、 3 0 助燃パーナ、 3 1 底部空気供給口、 3 2 空気供給灰出装置、 3 3 着火パーナ、 3 4 底部空気噴〇 2020/175639 20 卩（：171? 2020 /008123

射ノズル、 3 4 3 噴射口、 3 5 灰送出装置、 3 5 8〜ケース、 3 5 13 口ータリーバルブ、 3 6 噴射空気供給装置、 3 7 底部用電磁弁、 3 8 底部空気供給管、 3 9 散水ノズル、 4 0 灰受け器、 5 0 2次燃焼室、 5 1 2次パーナ、 5 2 2次空気供給口、 5 3 2次空気用ブロワ、 5 4 2次排気口、 5 5 第 2温度センサ、 6 0 サイクロン集塵機、 6 1 サイクロン用回収装置、 6 2 口ータリーバルブ、 6 3 スクリユーコンべヤ、 7 0 エアコンプレッサ、 7 1 ベントオイルタンク、 7 2 ウォータータンク。

Claims

\¥02020/175639 21 卩（：17 2020/008123 請求の範囲

[請求項 1 ] 粉体燃料を燃焼させる燃焼装置であって、

前記粉体燃料を内部で燃焼させる 1次燃焼室と、前記 1次燃焼室から排出された燃焼ガスを燃焼させる 2次燃焼室を備え、

前記 1次燃焼室は、前記粉体燃料を内部に供給する燃料供給装置と、内部に空気を供給する 1次空気供給口と、内部の前記粉体燃料に着火する着火パーナが設けられ、

前記 1次燃焼室の底部には、下方に向けて狭まるように傾斜する傾斜部と、内部に空気を供給する底部空気供給口と、前記傾斜部の下方位置に設けられた灰出口と、筒状で上下方向に向けて配置され上端及び下端に開口を有し前記下端が前記灰出口に向けて配置され内部に空気が供給される底部空気噴射ノズルが設けられ、

前記 2次燃焼室には、内部を加熱して前記 1次燃焼室から排出された燃焼ガスに着火する 2次パーナと、内部に燃焼用の空気を供給する 2次空気供給口が設けられ、

前記 1次空気供給口及び前記底部空気供給口に空気を供給する 1次空気供給装置と、前記底部空気噴射ノズルに空気を供給する噴射空気供給装置と、前記 2次空気供給口に空気を供給する 2次空気供給装置と、

前記燃料供給装置、前記着火パーナ、前記 2次パーナ、前記 1次空気供給装置、前記噴射空気供給装置、及び前記 2次空気供給装置の作動を制御する制御装置を備え、

前記制御装置は、

前記燃料供給装置により前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料を所定量堆積させ、

堆積された前記粉体燃料に前記着火バーナによって着火を行うと共に、前記 2次パーナを作動させて前記 2次燃焼室内を加熱し、前記堆積された前記粉体燃料のガス化燃焼を行う際に、前記 1次空〇 2020/175639 22 卩（：171? 2020 /008123

気供給装置及び前記噴射空気供給装置を作動させて前記堆積された前記粉体燃料の完全燃焼に必要な空気量よりも少ない空気量を前記 1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供給して前記 1次燃焼室内で可燃性ガスを発生させ、前記堆積された前記粉体燃料の直接燃焼を行う際に、前記 1次空気供給装置及び前記噴射空気供給装置を作動させて前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料の直接燃焼に必要な空気量を前記 1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供給すると共に、前記燃料供給装置を作動させて前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料を供給して燃焼させ前記燃料供給装置をパーナとして作動させ、

前記堆積された前記粉体燃料のガス化燃焼を行う際、及び前記堆積された前記粉体燃料の直接燃焼を行う際に、前記 2次空気供給装置を作動させ、前記 2次空気供給口から前記可燃性ガスの完全燃焼に必要な量の 2次燃焼用空気を供給して前記可燃性ガスを燃焼させることを特徴とする粉体燃料燃焼装置。

[請求項 2] 請求項 1 に記載の粉体燃料燃焼装置であって、

前記 1次燃焼室内の前記粉体燃料の燠火燃焼及び灰化を行う際に、前記燃料供給装置による燃料の供給を停止させると共に、前記底部空気噴射ノズルからの空気の供給を停止させることを特徴とする粉体燃料燃焼装置。

[請求項 3] 請求項 1又は 2に記載の粉体燃料燃焼装置であって、

前記制御装置は、前記堆積された前記粉体燃料のガス化燃焼を行う際、及び前記堆積された前記粉体燃料の直接燃焼を行う際に、前記底部空気噴射ノズルに定期的又は不定期で前記粉体燃料を攪拌可能な噴射量で空気を噴射するよう前記噴射空気供給装置を制御することを特徴とする粉体燃料燃焼装置。

[請求項 4] 請求項 1〜 3のいずれか一項に記載の粉体燃料燃焼装置であって、前記燃料供給装置は、前記粉体燃料が投入される燃料用ホッパと、〇 2020/175639 23 卩（：171? 2020 /008123

前記燃料用ホッパ内に上下方向に向けて配置され少なくとも下方に空気を噴射するホッパ用噴射ノズルと、前記ホッパ用噴射ノズルに空気を供給するホッパ用空気供給装置と、前記ホッパ用噴射ノズルの下方に設けられ前記粉体燃料を下方に送出する燃料送出装置と、前記粉体燃料と空気とが混合される混合管と、前記混合管に空気を供給する燃料用ブロワとを有し、

前記制御装置は、前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料を供給する際に、前記燃料用ブロワを作動させると共に、前記燃料送出装置を作動させ、前記混合管の内部で前記粉体燃料と前記燃料用ブロワから供給される空気を混合させて前記混合管から前記 1次燃焼室に前記粉体燃料を供給し、所定のタイミングで前記ホッパ用空気供給装置を作動させて前記ホッパ用噴射ノズルから空気を噴射することを特徴とする粉体燃料燃焼装置。

[請求項 5] 粉体燃料燃焼装置によって粉体燃料を燃焼させる燃焼方法であって燃料投入行程、着火行程、ガス化燃焼行程、直接燃焼行程、及び燠火 ·灰化行程より構成され、

前記粉体燃料燃焼装置は、

前記粉体燃料を内部で燃焼させる 1次燃焼室と、前記 1次燃焼室から排出されたガスを燃焼させる 2次燃焼室を備え、前記 1次燃焼室は、前記粉体燃料を内部に供給する燃料供給装置と、内部に空気を供給する 1次空気供給口と、内部の前記粉体燃料に着火する着火パーナが設けられ、

前記 1次燃焼室の底部には、下方に向けて狭まるように傾斜する傾斜部と、内部に空気を供給する底部空気供給口と、前記傾斜部の下方位置に設けられた灰出口と、筒状で上下方向に向けて配置され上端及び下端に開口を有し前記下端が前記灰出口に向けて配置され内部に空気が供給される底部空気噴射ノズルが設けられ、 24 卩（：171? 2020 /008123

前記 2次燃焼室には、内部を加熱する 2次パーナと、内部に燃焼用の空気を供給する 2次空気供給口が設けられ、

前記制御装置により、

前記燃料投入行程では、前記燃料供給装置により前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料を所定量堆積させ、

前記着火行程では、前記 2次パーナによって前記 2次燃焼室内を加熱し、前記 2次燃焼室内が所定温度に達した後、前記堆積された前記粉体燃料に前記着火バーナによって着火し、

前記ガス化燃焼行程では、前記堆積された前記粉体燃料の完全燃焼に必要な空気量よりも少ない空気量を前記 1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供給して前記 1次燃焼室内で可燃性ガスを発生させ、前記可燃性ガスを前記 2次燃焼室内に導入し、前記 2次空気供給口から 2次燃焼用空気を供給して前記可燃性ガスを完全燃焼させ、

前記直接燃焼行程では、前記 1次空気供給装置及び前記噴射空気供給装置を作動させて前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料の直接燃焼に必要な空気量を前記 1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供給すると共に、前記燃料供給装置を作動させて前記 1次燃焼室内に前記粉体燃料を供給して燃焼させ前記燃料供給装置をパーナとして作動させ、前記 1次燃焼室から排出される燃焼ガスを前記 2次燃焼室内に導入し、前記 2次空気供給口から 2次燃焼用〇 2020/175639 25 卩（：171? 2020 /008123

空気を供給して前記燃焼ガスを完全燃焼させ、

前記燠火 ·灰化行程では、前記燃料供給装置による燃料の供給を停止させ、前記 1次燃焼室内に残存する前記粉体燃料を燠火燃焼させて灰化させることを特徴とする粉体燃料燃焼方法。

[請求項 6] 請求項 5に記載の粉体燃料燃焼方法であって、

前記燠火 ·灰化行程において、前記底部空気噴射ノズルからの空気の供給を停止させることを特徴とする粉体燃料燃焼方法。

[請求項 7] 請求項 5又は 6に記載の粉体燃料燃焼方法であって、

前記制御装置により、前記ガス化燃焼行程、及び前記直接燃焼行程において、前記底部空気噴射ノズルに定期的又は不定期で前記粉体燃料を攪拌可能な噴射量で空気を噴射するよう前記噴射空気供給装置を制御することを特徴とする粉体燃料燃焼方法。

[請求項 8] 請求項 5〜 7のいずれか _項に記載の粉体燃料燃焼方法であって、前記燃料供給装置は、前記粉体燃料が投入される燃料用ホッパと、前記燃料用ホッパ内に上下方向に向けて配置され少なくとも下方に空気を噴射するホッパ用噴射ノズルと、前記ホッパ用噴射ノズルに空気を供給するホッパ用空気供給装置と、前記ホッパ用噴射ノズルの下方に設けられ前記粉体燃料を下方に送出する燃料送出装置と、前記粉体燃料と空気とが混合される混合管と、前記混合管に空気を供給する燃料用ブロワとを有し、

前記燃料投入行程及び前記直接燃焼行程において、前記制御装置により、前記燃料用ブロワを作動させると共に、前記燃料送出装置を作動させ、前記混合管の内部で前記粉体燃料と前記燃料用ブロワから供給される空気を混合させて前記混合管から前記 1次燃焼室に前記粉体燃料を供給し、所定のタイミングで前記ホッパ用空気供給装置を作動させて前記ホッパ用噴射ノズルから空気を噴射することを特徴とする粉体燃料燃焼方法。