JP6019565B2 - 酸素燃焼ボイラの微粉燃料供給方法及び酸素燃焼ボイラシステム - Google Patents

酸素燃焼ボイラの微粉燃料供給方法及び酸素燃焼ボイラシステム Download PDF

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Description

本発明は、酸素燃焼ボイラの微粉燃料供給方法及び酸素燃焼ボイラシステムに関するものである。
従来の火力発電用ボイラシステムは、空気を酸化剤として用いる燃焼法が一般的に採用されてきたが、例えば、石炭を原料として用いるボイラシステムは、他の化石燃料に比べて単位発熱量当たりの二酸化炭素の発生量が多い。そのため、二酸化炭素回収・貯留技術の研究開発が盛んに進められている。
そこで、酸素燃焼により二酸化炭素濃度を高めて二酸化炭素の回収を効果的に行えるようにした酸素燃焼ボイラが提案されている（特許文献１、２等参照）。
石炭を原料として用いる酸素燃焼ボイラにおいて二酸化炭素濃度を高めるには、特許文献２に示すように、酸素製造装置により空気から酸素と窒素主体のガス（以下では窒素ガスと称する）とに分離して得られた酸素をボイラ本体に供給する一方、ボイラ本体下流の排ガスから取り出した再循環ガスの一部を一次再循環ガスとして粉砕装置に供給することにより石炭を乾燥粉砕し得られた微粉燃料と一次再循環ガスの混合流体をボイラ本体のバーナに供給すると共に、前記再循環ガスの他部を二次再循環ガスとしてボイラ本体（例えばウインドボックス）に供給することで、酸素濃度を調整して微粉燃料の酸素燃焼を行っている。従って、微粉燃料の燃焼のためにボイラ本体に供給されるガスの主成分は酸素、二酸化炭素、水蒸気であり、燃焼時の窒素が押えられることにより、空気によって微粉燃料を燃焼する従来のボイラに比して、排ガス中の二酸化炭素濃度を大幅に高めることができる。
特開平０５−０２６４０９号公報 特開２００７−１４７１６２号公報
前記したように、一次再循環ガスを搬送ガスとして粉砕装置に供給して石炭の乾燥粉砕を行うと、一次再循環ガス中には水分が含まれているために、微粉燃料が湿り気を帯びることになって微粉燃料の輸送を妨げる、即ち、例えば湿り気で微粉が固まって流れを妨げる懸念がある。又、一次再循環ガスに同伴する酸性ガス、例えば二酸化硫黄（ＳＯ２）や三酸化硫黄（ＳＯ３）などの硫黄酸化物（ＳＯＸ）が水分と共に凝縮して、粉砕装置や配管を腐食する懸念があり、更には湿り気によって燃焼性が悪化するなどの懸念がある。
従って、前記一次再循環ガスは乾燥したガスにする必要があり、このために、一次再循環ガスを冷却して水分を除去した後、再び加熱することで一次再循環ガスを乾燥させることが一般的に行われるが、冷却部では、一次再循環ガス中に共存する硫黄酸化物（ＳＯＸ）によって酸性のドレンが発生して機器・配管等を腐食させることになるため、機器・配管等を耐食性の材料で構成する必要が生じて設備が高価になる問題がある。
一方、近年では燃料事情の問題などから、石炭の中でも低品位とされる褐炭を原料として用いることが多くなってきており、特に褐炭は乾燥すると自然発火し易いという性質を有している。従って、褐炭を粉砕装置に供給して予熱した一次再循環ガスにより乾燥粉砕を行う場合には、一次再循環ガスには酸素が含まれているために発火を生じる可能性がある。又、木材の端材や廃棄物を前記石炭と一緒に粉砕装置に供給して粉砕する方法、或いは、木材等を供給して粉砕する専用の粉砕装置を備える方法も提案されているが、これらの木材も粉砕時に発火を生じる可能性がある。
従って、前記したような褐炭等の発火し易い原料を粉砕する際には、発火を防止するために一次再循環ガスの温度はあまり上げることができず、そのために、前記と同様に一次再循環ガスを冷却することが必要になって設備が高価になる問題がある。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、粉砕時に発火し易い原料も安定して粉砕することができ、乾燥した微粉燃料をボイラに供給できるようにした酸素燃焼ボイラの微粉燃料供給方法及び酸素燃焼ボイラシステムを提案することにある。
本発明は、搬送ガスにより原料を乾燥粉砕して搬送ガスと微粉燃料の混合流体を送出する粉砕装置と、空気を導入して酸素と窒素ガスとに分離する酸素製造装置と、前記粉砕装置で粉砕した微粉燃料をバーナに供給すると共に前記酸素製造装置からの酸素を導入して燃焼を行うボイラ本体と、該ボイラ本体下流の排ガスの一部を抜き出し、抜き出した排ガスの一部を一次再循環ガスとして前記バーナに供給し、他部を二次再循環ガスとして前記ボイラ本体に供給する再循環ガス流路とを有する酸素燃焼ボイラの微粉燃料供給方法であって、
前記酸素製造装置で分離した窒素ガスを搬送ガスとして前記粉砕装置に供給することにより原料の乾燥粉砕を行い、前記粉砕装置から導出される窒素ガスと微粉燃料の混合流体を微粉分離装置に供給して微粉燃料を分離し、前記微粉分離装置で分離した微粉燃料は前記一次再循環ガスの一部を分岐して加圧したガスにより流動させて前記一次再循環ガスの他部に混合することでバーナに導き、前記酸素製造装置で分離した窒素ガスはミルエアヒータにより加熱して前記粉砕装置に供給することを特徴とする酸素燃焼ボイラの微粉燃料供給方法、に係るものである。
本発明は、搬送ガスにより原料を乾燥粉砕して搬送ガスと微粉燃料の混合流体を送出する粉砕装置と、空気を導入して酸素と窒素ガスとに分離する酸素製造装置と、前記粉砕装置で粉砕した微粉燃料をバーナに供給すると共に前記酸素製造装置からの酸素を導入して燃焼を行うボイラ本体と、該ボイラ本体下流の排ガスの一部を抜き出し、抜き出した排ガスの一部を一次再循環ガスとして前記バーナに供給し、他部を二次再循環ガスとして前記ボイラ本体に供給する再循環ガス流路とを有する酸素燃焼ボイラシステムであって、
前記酸素製造装置で分離した窒素ガスを搬送ガスとして導入し燃料の乾燥粉砕を行って窒素ガスと微粉燃料の混合流体を送出する粉砕装置と、
該粉砕装置から放出される混合流体中の微粉燃料を分離する微粉分離装置と、該微粉分離装置で分離した微粉燃料は前記一次再循環ガスの一部を分岐して加圧したガスにより流動化させて前記一次再循環ガスの他部に混合するようにした微粉流動補助系統を有する微粉燃料供給装置と、
前記酸素製造装置で分離されて前記粉砕装置へと導入される窒素ガスを加熱するミルエアヒータと、
を備えたことを特徴とする酸素燃焼ボイラシステム、に係るものである。
上記酸素燃焼ボイラシステムにおいて、前記微粉分離装置は、サイクロンとバグフィルタの少なくとも一方を備える。
又、上記酸素燃焼ボイラシステムにおいて、前記微粉燃料供給装置は、混合流体の窒素ガスが一次再循環ガスに混合するのを防止するためのシール手段を備えていることが好ましい。
本発明によれば、酸素製造装置で分離した窒素ガスを搬送ガスとして粉砕装置に導入して原料の乾燥粉砕を行うようにしたので、粉砕装置内を窒素ガスによる不活性雰囲気に保持することができ、よって、発火し易い原料においても安定した粉砕を行うことができ、且つ、前記窒素ガスは水分を含まないために乾燥した微粉原料が得られるという優れた効果を奏し得る。
本発明の酸素燃焼ボイラシステムの一実施例の概略を示す全体構成図である。 図１における微粉燃料供給装置の詳細を示す側面図である。 図２の微粉燃料供給装置の他の例を示す側面図である。 図２の微粉燃料供給装置の更に他の例を示す側面図である。 図１の酸素燃焼ボイラシステムの他の実施例の概略を示す全体構成図である。
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１は本発明の酸素燃焼ボイラシステムの実施例の概略を示すもので、図１中、１は空気２を取り入れて酸素３と窒素ガス４（窒素主体ガス）とに分離する酸素製造装置、５は石炭等の原料６を導入して粉砕を行う粉砕装置、７はバーナ８及びウインドボックス９を備えたボイラ本体、１０はボイラ本体７の排ガス１１を下流へ導く煙道であり、該煙道１０には脱硝装置１２、ミルエアヒータ１３ａ、一次エアヒータ１３ｂ、二次エアヒータ１３ｃ、除塵器１４が設けられている。
前記除塵器１４出口の煙道１０には、排ガス１１の一部を再循環ガス１１'として分岐して取り出す再循環流路１５が設けてあり、分岐した再循環ガス１１'の一部は一次再循環ガス１６として一次再循環ガス流路１６ａにより前記一次エアヒータ１３ｂを介して前記バーナ８に供給し、分岐した再循環ガス１１'の他部は二次再循環ガス１７として二次再循環ガス流路１７ａにより前記二次エアヒータ１３ｃを介して前記ボイラ本体７に供給する。二次再循環ガス１７を供給するボイラ本体７とは、前記ウインドボックス９及び図示しないウインドボックス９上部に設けられるＯＡＰ（オーバーエアポート）等である。
前記酸素製造装置１で分離された酸素３は、酸素供給管１８により前記二次再循環ガス流路１７ａの二次再循環ガス１７に混合する。一方、この酸素３の一部を分岐管１９により分岐してバーナ８に供給するようにしてもよい。
前記酸素製造装置１で分離された窒素ガス４は、窒素ガス供給管２０により前記ミルエアヒータ１３ａを介して前記粉砕装置５に供給している。従って、粉砕装置５では窒素ガス４の供給により原料６の乾燥と共に粉砕を行い、粉砕によって生じた微粉燃料２１と前記窒素ガス４の混合流体２２は混合流体管２３から送出される。図１中、２７、２８、２９は押込みファンを示す。
前記混合流体管２３から送出される混合流体２２は微粉燃料供給装置２６に導かれている。該微粉燃料供給装置２６は、前記混合流体２２を導入して微粉燃料２１を分離する微粉分離装置２４と、該微粉分離装置２４で分離した微粉燃料を前記バーナ８に接続された一次再循環ガス流路１６ａの一次再循環ガス１６に混合する微粉流動補助系統２５とを備えている。
図２は図１における前記微粉燃料供給装置２６の詳細を示すもので、前記粉砕装置５からの混合流体２２を微粉分離装置２４であるサイクロン３０に供給するようにした場合を示している。複数備えられるバーナ８に対応して複数のサイクロン３０が備えられる場合には、前記粉砕装置５からの混合流体管２３を複数に分岐して、分岐した各混合流体管２３を各サイクロン３０に接続する。
前記混合流体管２３からの混合流体２２は、サイクロン３０上部の大径部３１に接線方向から導入され、サイクロン３０に導入された混合流体２２は、下方へ向かって縮径した縮径部３２内を旋回する間に遠心力によって微粉燃料２１が分離され、分離された微粉燃料２１は縮径部３２下部の筒部３３内部に落下する。又、サイクロン３０の中心上部からは分離された窒素ガス４が取り出される。前記筒部３３の下部には下方へ向かって縮径した別の縮径部３４が形成してあり、該縮径部３４を通った微粉燃料２１は前記一次再循環ガス流路１６ａに供給されて一次再循環ガス１６と混合され、バーナ８へ供給されるようになっている。
更に、前記サイクロン３０の下部に設けた縮径部３４では、該縮径部３４の内部に微粉燃料２１が詰まる現象（ブリッジ現象）を生じる可能性があるため、この詰まりの問題を防止して微粉燃料２１を安定して一次再循環ガス流路１６ａに供給するための微粉流動補助系統２５を設けている。該微粉流動補助系統２５は、前記一次再循環ガス流路１６ａからの一次再循環ガス１６の一部を分岐して加圧ファン３５により加圧し、加圧した一次再循環ガス１６を前記縮径部３４に吹き込むノズル３６を備えている。この微粉流動補助系統２５によると、ノズル３６から吹き込まれる一次再循環ガス１６によって、縮径部３４の内部に微粉燃料２１が詰まる問題を防止して、微粉燃料２１を安定して一次再循環ガス流路１６ａに供給することができる。
又、図２の微粉燃料供給装置２６には、サイクロン３０に導入される混合流体２２の窒素ガス４が一次再循環ガス流路１６ａに混合されるのを防止するためのシール手段３７を備えている。このシール手段３７は、一次再循環ガス流路１６ａにおける一次再循環ガス１６の圧力とサイクロン３０内側上部の圧力との圧力差を検出する検出器３８を有しており、該検出器３８によって、一次再循環ガス１６の圧力に対してサイクロン３０内側上部の圧力が所定の圧力だけ低くなるように、サイクロン３０の窒素ガス４出口に設けた流量調節器３９（ダンパ）の開度を調節するようにしている。このように、一次再循環ガス１６の圧力に対してサイクロン３０内上部の圧力が所定の圧力だけ低くなるように調節すると、サイクロン３０の内部には微粉燃料２１が所要の層厚で蓄積して微粉燃料層２１'を形成するようになり、この微粉燃料層２１'がシール機能を発揮することによって、サイクロン３０内の窒素ガス４が一次再循環ガス流路１６ａに漏洩して一次再循環ガス１６に混合するのを防止することができる。
図１では、前記サイクロン３０で分離した窒素ガス４を導入して微粉を分離するようにしたバグフィルタ４０が設けてあり、該バグフィルタ４０で分離した微粉はスクリューフィーダ４１によって前記一次再循環ガス流路１６ａに供給するようにし、バグフィルタ４０で微粉が分離された窒素ガス４は煙突４２に導くようにしている。前記バグフィルタ４０で分離した微粉は廃棄するようにしてもよい。
又、前記煙道１０における再循環流路１５の分岐位置よりも下流には排ガス精製装置４３が設けられ、更に、該排ガス精製装置４３の下流には二酸化炭素回収装置４４を設けて液化二酸化炭素４５を生成して取出すようになっている。二酸化炭素回収装置４４で液化二酸化炭素４５を取り出す際に分離された非凝縮性のオフガス４６は前記煙突４２に導くようにしている。
次に、上記実施例の作動を説明する。
ボイラ本体７の煙道１０における前記除塵器１４出口の排ガス１１は再循環流路１５により分岐され、分岐された再循環ガス１１'の一部は一次再循環ガス１６として一次再循環ガス流路１６ａを通り前記一次エアヒータ１３ｂにより予熱されて前記バーナ８に供給され、分岐された再循環ガス１１'の他部は二次再循環ガス１７として二次再循環ガス流路１７ａを通り前記二次エアヒータ１３ｃにより予熱されて前記ボイラ本体７のウインドボックス９に供給される。
前記酸素製造装置１において空気２から分離された酸素３は、酸素供給管１８によって前記二次再循環ガス流路１７ａの二次再循環ガス１７に混合される。
一方、前記酸素製造装置１において空気２から分離された窒素ガス４は、窒素ガス供給管２０を通り前記ミルエアヒータ１３ａにより予熱されて前記粉砕装置５に供給される。石炭等の原料６が供給される粉砕装置５内では、前記窒素ガス４の供給により原料６の乾燥粉砕が行われ、粉砕した微粉燃料２１と前記窒素ガス４との混合流体２２が混合流体管２３から送出される。
ここで、前記酸素製造装置１からの窒素ガス４には水分が含まれておらず、しかも窒素ガス４は前記ミルエアヒータ１３ａによって加熱されているため、原料６は好適に乾燥されて粉砕される。更に、前記酸素製造装置１からの窒素ガス４には酸素が含まれていないため、粉砕装置５の内部は窒素ガス４による不活性雰囲気に保持されるので、例えば、褐炭のような発火し易い原料６の粉砕を行っても、微粉燃料２１が発火するような問題を確実に防止することができる。
前記粉砕装置５から混合流体管２３を介して送出される混合流体２２は、微粉燃料供給装置２６の微粉分離装置２４であるサイクロン３０に導入されて、微粉燃料２１と窒素ガス４とに分離されて、微粉燃料２１はサイクロン３０の内部下方へ落下する。
このとき、一次再循環ガス流路１６ａの一次再循環ガス１６の圧力とサイクロン３０内側上部の圧力との圧力差を検出する検出器３８を有して、該検出器３８により、一次再循環ガス１６の圧力に対してサイクロン３０内側上部の圧力が所定の圧力だけ低くなるように、サイクロン３０の窒素ガス４出口の流量調節器３９（ダンパ）の開度を調節するようにしたシール手段３７を備えているので、サイクロン３０の内部には常に微粉燃料２１による微粉燃料層２１'が所要の層厚で形成されるようになる。一方、前記サイクロン３０下部の縮径部３４には、一次再循環ガス流路１６ａの一次再循環ガス１６の一部を分岐して加圧ファン３５により加圧した一次再循環ガス１６を、ノズル３６を介して前記縮径部３４に吹き込むようにした微粉流動補助系統２５を備えているので、微粉燃料層２１'の微粉燃料２１は安定して切り出されて、一次再循環ガス１６に混合されるようになる。
従って、前記サイクロン３０内で分離された微粉燃料２１は、常にサイクロン３０内に所定厚の微粉燃料層２１'を形成した状態で微粉流動補助系統２５により一次再循環ガス流路１６ａへ切り出されるようになるため、前記微粉燃料層２１'によるシール機能が発揮され、サイクロン３０内の窒素ガス４が一次再循環ガス流路１６ａに漏洩する問題を防止することができる。従って、漏洩した窒素ガス４が一次再循環ガス１６に混合することによって排ガス１１の二酸化炭素濃度が低下する問題を防止することができる。尚、微粉流動補助系統２５は基本的には常時使用するが、微粉の流れが順調な場合、停止することもできる。
図３はサイクロン３０からなる微粉分離装置２４と微粉流動補助系統２５とを備えた場合の微粉燃料供給装置２６の他の例を示すもので、この実施例では、サイクロン３０の下部に、サイクロン３０で分離した微粉燃料２１を貯留するように構成された例えばＪバルブと称されるシール装置４７を設けている。このシール装置４７は、前記サイクロン３０の下部に備えた鉛直部４７ａの下端から水平部４７ｂが形成され該水平部４７ｂの端部から立ち上がり部４７ｃが形成されている。そして、図２と同様に、一次再循環ガス流路１６ａの一次再循環ガス１６の一部を分岐し加圧ファン３５により加圧した一次再循環ガス１６を、前記シール装置４７の水平部４７ｂに設けたノズル３６により水平部４７ｂの底部からシール装置４７の出口４７ｄに向かって吹き込むようにした微粉流動補助系統２５を構成している。従って、シール装置４７に貯留した微粉燃料２１はノズル３６から吹き込まれる加圧した一次再循環ガス１６によって安定して切り出され、一次再循環ガス１６に混合されるようになる。
又、図２と同様に、一次再循環ガス１６の圧力とサイクロン３０内側上部の圧力との圧力差を検出する検出器３８を備えて、該検出器３８により、一次再循環ガス１６の圧力に対してサイクロン３０内側上部の圧力が所定の圧力だけ低くなるように、サイクロン３０の窒素ガス４出口の流量調節器３９（ダンパ）の開度を調節するようにしたシール手段３７を備える。
図３の構成によれば、シール装置４７には常に所要の層厚で微粉燃料２１が貯留されるようになり、一方、前記シール装置４７には、一次再循環ガス１６の一部を分岐して加圧ファン３５により加圧した一次再循環ガス１６を、前記ノズル３６により吹き込むようにした微粉流動補助系統２５を備えているので、微粉燃料２１は安定して切り出されて、一次再循環ガス１６に混合されるようになる。
このように、前記サイクロン３０内で分離された微粉燃料２１は、常にシール装置４７内に一定厚で貯留された状態を保持して一次再循環ガス流路１６ａに切り出されるようになるため、前記シール装置４７内に貯留された微粉燃料２１はシール手段３７としてのシール機能を発揮するようになり、サイクロン３０内の窒素ガス４が一次再循環ガス流路１６ａに漏洩する問題を防止することができる。
図４は、サイクロン３０からなる微粉分離装置２４と微粉流動補助系統２５とを備えた場合の微粉燃料供給装置２６の更に他の例を示すもので、この例では、サイクロン３０の下部に、サイクロン３０で分離した微粉燃料２１を貯留するためのホッパ４８を設け、該ホッパ４８の下部には微粉燃料２１を一次再循環ガス流路１６ａに切り出すための微粉流動補助系統２５としてのロータリフィーダ４９を設けている。又、一次再循環ガス１６の圧力とホッパ４８内上部の圧力との圧力差を検出する検出器５０を有し、該検出器５０により、一次再循環ガス１６の圧力に対してホッパ４８内側上部の圧力が所定の圧力だけ低くなるように、前記ロータリフィーダ４９の回転数を制御するようにしたシール手段３７を備えている。
図４の構成によれば、前記シール手段３７の作用により、ホッパ４８内には常に所要の層厚の微粉燃料層２１'が形成されるようになるため、前記ホッパ４８内に貯留される微粉燃料層２１'がシール機能を発揮して、サイクロン３０内の窒素ガス４が一次再循環ガス流路１６ａに漏洩する問題を防止することができる。
図５は本発明の酸素燃焼ボイラシステムの他の実施例の概略を示すもので、この実施例では、前記粉砕装置５から混合流体管２３に送出される混合流体２２の全てをバグフィルタ５１（微粉分離装置２４）に導き、該バグフィルタ５１によって微粉燃料２１を分離している。そして、前記バグフィルタ５１で分離した微粉燃料２１は、下部に備えたスクリューフィーダ５２（微粉流動補助系統２５）によって前記一次再循環ガス流路１６ａに供給するようにしている。
図５の実施例によれば、前記スクリューフィーダ５２の内部には微粉燃料２１が充填した状態が保持されるので、このスクリューフィーダ５２内に充填した微粉燃料２１のシール機能によって、バグフィルタ５１からの窒素ガス４が一次再循環ガス流路１６ａに漏洩する問題を防止することができる。又、図５の実施例では、スクリューフィーダ５２の出口から取り出される微粉燃料２１を複数に分岐することによって微粉燃料２１を複数箇所に分岐して供給することができる。従って、複数備えられるバーナ８に対応して一次再循環ガス１６を供給する複数の一次再循環ガス流路１６ａの夫々に対して、前記スクリューフィーダ５２出口で分岐した微粉燃料２１を混合することができる。
尚、本発明の酸素燃焼ボイラの微粉燃料供給方法及び酸素燃焼ボイラシステムは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１ 酸素製造装置
２ 空気
３ 酸素
４ 窒素ガス
５ 粉砕装置
６ 原料
７ ボイラ本体
８ バーナ
１１ 排ガス
１６ 一次再循環ガス
１７ 二次再循環ガス
２１ 微粉燃料
２２ 混合流体
２４ 微粉分離装置
２５ 微粉流動補助系統
２６ 微粉燃料供給装置
３０ サイクロン
３７ シール手段
５１ バグフィルタ

Claims (4)

  1. 搬送ガスにより原料を乾燥粉砕して搬送ガスと微粉燃料の混合流体を送出する粉砕装置と、空気を導入して酸素と窒素ガスとに分離する酸素製造装置と、前記粉砕装置で粉砕した微粉燃料をバーナに供給すると共に前記酸素製造装置からの酸素を導入して燃焼を行うボイラ本体と、該ボイラ本体下流の排ガスの一部を抜き出し、抜き出した排ガスの一部を一次再循環ガスとして前記バーナに供給し、他部を二次再循環ガスとして前記ボイラ本体に供給する再循環ガス流路とを有する酸素燃焼ボイラの微粉燃料供給方法であって、
    前記酸素製造装置で分離した窒素ガスを搬送ガスとして前記粉砕装置に供給することにより原料の乾燥粉砕を行い、前記粉砕装置から導出される窒素ガスと微粉燃料の混合流体を微粉分離装置に供給して微粉燃料を分離し、前記微粉分離装置で分離した微粉燃料は前記一次再循環ガスの一部を分岐して加圧したガスにより流動させて前記一次再循環ガスの他部に混合することでバーナに導き、前記酸素製造装置で分離した窒素ガスはミルエアヒータにより加熱して前記粉砕装置に供給することを特徴とする酸素燃焼ボイラの微粉燃料供給方法。
  2. 搬送ガスにより原料を乾燥粉砕して搬送ガスと微粉燃料の混合流体を送出する粉砕装置と、空気を導入して酸素と窒素ガスとに分離する酸素製造装置と、前記粉砕装置で粉砕した微粉燃料をバーナに供給すると共に前記酸素製造装置からの酸素を導入して燃焼を行うボイラ本体と、該ボイラ本体下流の排ガスの一部を抜き出し、抜き出した排ガスの一部を一次再循環ガスとして前記バーナに供給し、他部を二次再循環ガスとして前記ボイラ本体に供給する再循環ガス流路とを有する酸素燃焼ボイラシステムであって、
    前記酸素製造装置で分離した窒素ガスを搬送ガスとして導入し燃料の乾燥粉砕を行って窒素ガスと微粉燃料の混合流体を送出する粉砕装置と、
    該粉砕装置から放出される混合流体中の微粉燃料を分離する微粉分離装置と、該微粉分離装置で分離した微粉燃料は前記一次再循環ガスの一部を分岐して加圧したガスにより流動化させて前記一次再循環ガスの他部に混合するようにした微粉流動補助系統を有する微粉燃料供給装置と、
    前記酸素製造装置で分離されて前記粉砕装置へと導入される窒素ガスを加熱するミルエアヒータと、
    を備えたことを特徴とする酸素燃焼ボイラシステム。
  3. 前記微粉分離装置は、サイクロンとバグフィルタの少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項２に記載の酸素燃焼ボイラシステム。
  4. 前記微粉燃料供給装置は、混合流体の窒素ガスが一次再循環ガスに混合するのを防止するためのシール手段を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の酸素燃焼ボイラシステム。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103438473B (zh) * 2013-08-07 2016-01-20 华电电力科学研究院 一种300mw炉底加热与微油点火结合无邻炉输粉机组启动方法
CN104776440B (zh) * 2015-04-23 2017-10-24 西安西热锅炉环保工程有限公司 钢球磨煤机中间储仓式多功能送粉***
WO2017164990A1 (en) * 2016-03-21 2017-09-28 Linde Aktiengesellschaft Methods for coal drying and oxy-fuel combustion thereof
US20170321896A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 Elwha Llc Managing emission produced by a combustion device
CN106940026A (zh) * 2017-03-27 2017-07-11 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 锅炉制粉***
CN111871115A (zh) * 2020-07-16 2020-11-03 甘肃银光聚银化工有限公司 一种输送消解电石粉尘的工艺
CN111750373A (zh) * 2020-08-07 2020-10-09 西安热工研究院有限公司 一种防止中速磨煤机煤粉管道积粉自燃的烟气再循环***
CN113446584A (zh) * 2021-06-24 2021-09-28 华能秦煤瑞金发电有限责任公司 一种电厂锅炉水循环***

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3969068A (en) * 1974-12-16 1976-07-13 Tusco Engineering Co., Inc. Method for coal firing glass furnaces
US4226371A (en) * 1979-04-06 1980-10-07 Willams Robert M Inert grinding and direct firing in coal burning systems
US4346302A (en) * 1980-04-28 1982-08-24 Combustion Engineering, Inc. Oxygen blown coal gasifier supplying MHD-steam power plant
JPS5924115A (ja) * 1982-08-02 1984-02-07 Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd 粉末状石炭の燃焼方法
LU84444A1 (fr) * 1982-10-27 1984-05-10 Arbed Systeme de reglage de l'alimentation en matieres solides d'une lance de soufflage
JPS63267814A (ja) * 1987-04-24 1988-11-04 Babcock Hitachi Kk 微粉炭燃焼方法
JP3053914B2 (ja) 1991-07-16 2000-06-19 バブコック日立株式会社 Ｃｏ２回収型ボイラ
JPH0531396A (ja) * 1991-07-30 1993-02-09 Kawasaki Steel Corp 高炉吹込み用微粉炭の製造装置
JP3143719B2 (ja) * 1992-05-14 2001-03-07 バブコック日立株式会社 微粉炭燃焼装置および運転方法
JP3659750B2 (ja) * 1996-10-07 2005-06-15 三菱重工業株式会社 石炭ガス化炉の粉粒体分配器
JP4731293B2 (ja) 2005-11-28 2011-07-20 電源開発株式会社 酸素燃焼ボイラの燃焼制御方法及び装置
PL2209920T3 (pl) * 2007-11-01 2017-01-31 Self-Screen B V Nowy sposób wykrywania hpv szyjki macicy
US8316784B2 (en) * 2008-09-26 2012-11-27 Air Products And Chemicals, Inc. Oxy/fuel combustion system with minimized flue gas recirculation
JP4896194B2 (ja) * 2009-09-30 2012-03-14 株式会社日立製作所 酸素燃焼ボイラプラント

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