JPH0235887B2 - - Google Patents

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JPH0235887B2
JPH0235887B2 JP58126391A JP12639183A JPH0235887B2 JP H0235887 B2 JPH0235887 B2 JP H0235887B2 JP 58126391 A JP58126391 A JP 58126391A JP 12639183 A JP12639183 A JP 12639183A JP H0235887 B2 JPH0235887 B2 JP H0235887B2
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JP
Japan
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combustion
air
solid fuel
auxiliary
combustion furnace
Prior art date
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Application number
JP58126391A
Other languages
English (en)
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JPS6017611A (ja
Inventor
Toshio Oonishi
Teiji Matsuda
Yutaka Iwano
Tsutomu Matsuoka
Yutaka Nakajima
Osamu Kondo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Onoda Cement Co Ltd
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Publication date
Application filed by Onoda Cement Co Ltd filed Critical Onoda Cement Co Ltd
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Publication of JPH0235887B2 publication Critical patent/JPH0235887B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/006Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion
    • F23C3/008Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion for pulverulent fuel

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は石炭、コークス等固形燃料の燃焼方
法及びそれに用いる装置に関する。
更に詳しくは無煙炭、コークス類等の如き、揮
発性成分の少い固形燃料の燃焼方法及び装置に関
する。
一般に、無煙炭、コークス類等の如く輝発性成
分の少い固形燃料は主にフリーカーボンから成
り、ガス、液体燃料、一般炭等に較べ着火性が悪
く、燃焼性は著しく劣り、更にノツクスの発生が
多く、ボイラー等通常の燃焼設備に単独に適用す
るには問題がある。
一般に上記のようなフリーカーボンから成る固
形燃料を効率よく燃焼させるにはその粒子の大き
さ及び燃焼雰囲気温度又は燃焼粒子温度が重大な
要因であることは周知である。ただ、粒子径につ
いては、工業的、経済的に粉砕上の制約があり、
又、数10μ以下の超微粒に形成しても粒子間相互
の再凝集を生じ、実際の燃焼に際しては実効があ
がらない。
上記燃焼雰囲気温度については高温の火炎及び
雰囲気を形成する程有利であるが、その一方ノツ
クスの発生が著しくなる関係にある。又着火性に
ついても輝発性成分の少い固形燃料では着火が著
しく遅れる。従つて通常は重油、ガス等の着火性
良好な燃料を付加して燃焼させている。又、ノツ
クスについては固形燃料中の窒素分は重油に較べ
て10〜20倍であり、フユエルノツクスが大量に発
生する。このため二段燃焼排ガス循環が実施され
ている。しかしこれらの方法は燃焼温度を下げ、
燃焼速度を遅らせる。又大量の燃え残りを生じ
る。
これらの事情により、ボイラー等の通常の燃焼
設備に単独に適用するのは困難で、コークス炉等
の設備か、又は一般炭使用の微粉炭ボイラー等に
おいて、そのごとく一部を、これら難燃性燃料で
代替使用されるに過ぎないのが実情である。
この発明は上記の状況にかんがみてなされたも
ので、その目的は上記の難燃性の固形燃料を、従
来設備に簡単な助燃装置を付加するだけで、一般
炭の代替としてはもとより、灰分の少いものによ
つては重油代替としても使用可能とする方法、及
びそれに用いる装置を提供することである。
この発明についてまずその概略を述べると、 (1) 燃焼室外の補助燃焼炉で、不足空気下におい
て旋回状火炎を形成させ、これを燃焼室へ吹込
み、 (2) 燃焼室での燃焼完結に必要な空気は、三次空
気として、前記火炎を包み込む形式で、かつ三
次空気の燃焼室への吐出質量速度を、前記補助
燃焼炉からの火炎の質量速度より速くして吹込
み、低ノツクスで効率的な燃焼を行わせるもの
である。
以下この発明を、実施例を示す図面について詳
述する。
まず、第1図に示すように、ボイラー等の通常
の燃焼室1のバーナ口2へ、補助燃焼炉3を、直
接連結するか、又は第2図に示すように連結管4
を介して連結する。補助燃焼炉3は連結管4を介
して連結する。補助燃焼炉3は耐火材により内張
りし、前記難燃性の微粉固形燃料5を、理論燃焼
空気量のほぼ20%以内の一次空気と同伴させて吹
込む第1吹込口6を設け、又第3図に示すように
補助燃焼炉3内で高速旋回流を生じさせるに適す
るように、一例として接線方向に、二次空気を吹
込む第二吹込口7,7′,7″…を設け、これによ
り、二次空気を吹込む。そして前記一次、二次両
空気の量が、理論燃焼空気量の60%以内になるよ
うに制限する。8は燃焼初期に前記炉3内を昇温
させるための、着火手段を有する、ガス又は液体
燃料用バーナである。
更に燃焼室1内での、燃焼完結に必要な三次空
気は補助燃焼炉3の燃焼室1に対する開孔口9の
周囲に、又は前記連結管4の、燃焼室1への開孔
口9の周囲に、第4図に示すように、それぞれ補
助燃焼炉3からの火炎を取り囲む形で、第三吹込
口10を形成し、該管10から供給される。そし
て前記開孔口9の断面積と第三吹込口10の断面
積の比を、三次空気の単位時間当りの吹込量と、
補助燃焼炉への単位時間当りの、一、二次空気量
及び固形燃料の吹込量との比以上となさしめるよ
うにする。そして、このように形成した装置、方
法を用いることにより、次のような特徴ある燃焼
が行われる。即ち、予めガス等を用いる専用バー
ナ8により補助燃焼炉3内を高温とし、次に、前
記燃焼性固形燃料5を吹込むと、専用バーナ8の
火炎により着火し燃焼を開始する。この後専用バ
ーナ8を消火しても固形燃料の燃焼は安定して維
持される。そして同炉3内には前記二次空気によ
り高速旋回流が形成されているため半ば燃焼、半
ばガス化が進み、旋回火災を形成しつつ燃焼室1
へ吹込まれる。燃焼室1では旋回火炎の周囲から
三次空気を接触し、燃焼を完結するが、火炎中の
残留粒子は火炎の外周寄りに分布し、このため速
やかに三次空気と接触し、しかも火炎中心部から
の高温輻射熱にバツクアツプされ、急速に燃焼す
る。又火炎内のCO等の燃焼性還元ガスは火炎の
拡散、三次空気との混合により、より後段で燃焼
するが、同時に、すでに生成されたノツクスの還
元効果も有する。なお上記燃焼を、低ノツクス
で、効果的に行わせるために、一次、二次空気
量、及び燃料と三次空気の供給速度の比を、第三
次吹込口10と補助燃焼炉3の燃焼室1への開孔
口9との比との関係において、前記の如く形成す
る。このことは一次空気についてみると、これは
空気流のみであれば高風速で吹込むことに障害は
ないが、固形燃料粒子を高速に吹込むと、第一吹
込口6の吐出口を磨耗する。
又遠心力により有効に補助燃焼炉内が使われず
燃焼率が悪化するため極力低風速、低風量で軸方
向へ吹込む。但しあまり少いと空気輸送上の不安
定を生じるため、吹込風速20m/S程度で、理論
燃焼空気量の20%以内とし、好ましくは10〜15%
程度である。
又、一次、二次両空気量の和は、多い程補助燃
焼炉3内は高温となり、燃焼性は向上するが、理
論燃焼空気量の60%以上となると、同炉3内温度
は1500℃以上となり耐火材の耐熱性、又は灰分の
溶融によるトラブルが発生する。又ノツクスにつ
いては、前記空気量が50〜60%程度の際に低量と
なる。
又、それが80%以上となると火炎が高温となり
サーマルノツクスの発生、及び三次空気減少によ
る二段燃焼効果の低下によりフユニルノツクス発
生が起る。又50%以下では補助燃焼炉3内の温度
が下がり、CO等の還元性ガスの生成割合が減少
してくる。又燃焼室1側での燃焼割合が増すため
若干ながらノツクスは増加する。
従つて補助燃焼炉3内への吹込空気量は、灰分
の溶融温度を目安とし、前記の如く60%以内に制
限する必要がある。更に前記開孔口9の断面積と
第三空気吹込口10の断面積の比を、三次空気の
単位時間当りの吹込量と、補助燃焼炉への単位時
間当りの一、二次空気及び固形燃料の吹込量との
比以上となさしめたのは、旋回火炎の軸方向への
それぞれの質量速度を、三次空気側を相対的に速
くすることで、補助燃焼炉3からの旋回火炎の急
激な、燃焼室1への拡散を三次空気により抑え込
み、燃焼ゾーンを主に火炎外周面とさせ、火炎の
外周部に集中的に分布する燃料粒子が優先的に燃
焼し、火炎の拡散に従つて内部のCO等還元性ガ
スの燃焼が、継続して進行する。このような燃焼
過程のための燃焼時間を要する固形燃料を、燃焼
し易い状態とするばかりでなく、火炎表面でのフ
イルム状燃焼でかつ炭素粒の燃焼が先行するため
に火炎の輻射能が高く、周囲への熱放散も速やか
で、伝熱効率も良好となり、しかも燃焼ガス温度
の上昇が抑えられ、燃焼後段迄CO等還元性ガス
が保持されるためノツクス還元効果が重なり、効
率的な燃焼にもかかわらずノツクス発生を低位に
抑えることができる。
このように、この発明によれば、従来、ボイラ
ー等の通常の燃焼装置では殆んど使用されていな
かつた輝発分の少い固形燃料を、簡単な補助燃焼
炉を付加することにより、低ノツクスで効率的に
燃焼させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示し固形燃料の燃
焼方法及びそれに用いる装置の概略を示す図、第
2図はこの発明の第二の実施例を示す第1図に相
当する図、第3図は第1図の―線矢視図、第
4図は第1図の―線矢視図である。 1…燃焼室、3…補助燃焼炉、6…第一吹込
口、7,7′,7″…第二吹込口、8…ガス又は液
体の燃焼用バーナ、9…開孔口、10…第三吹込
口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 固形燃料を、その理論燃焼空気量のほぼ20%
    以下の一次空気と共に補助燃焼炉に吹き込み燃焼
    させ、又前記補助燃焼炉に二次空気を接線方向に
    吹き込み、前記一次、二次両空気の吹き込み量
    を、前記固形燃料の理論燃焼空気量のほぼ60%以
    下となさしめ、前記補助燃焼炉内の、旋回燃焼中
    の燃料を旋回状態のまま燃焼室に導入し、該旋回
    燃焼中の燃料の外側から該燃料の燃焼完結に要す
    る三次空気を供給することを特徴とする固形燃料
    の燃焼方法。 2 耐熱材にて内張りした補助燃焼炉3の開孔口
    9を、燃焼室1に連通させ、前記補助燃焼炉3
    に、ガス又は液体の燃焼用バーナ8及び固形燃料
    を一次空気と共に供給する第一吹込口6を設け、
    又二次空気を接線方向に供給する第二吹込口7,
    7′,7″…を設け、前記燃焼室1に、かつ前記補
    助燃焼炉3の開孔口9との間に環状の空間を形成
    して、ほぼ前記補助燃焼炉3の軸方向に三次空気
    を供給する処の第三吹込口10を形成したことを
    特徴とする固形燃料の燃焼装置。 3 前記開孔口9の断面積と前記第三吹込口10
    の断面積の比を、三次空気の単位時間当りの吹込
    量と補助燃焼炉3への単位時間当りの、一、二次
    空気及び固形燃料の吹込量との比以上となさしめ
    たことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
    固形燃料の燃焼装置。
JP12639183A 1983-07-12 1983-07-12 固形燃料の燃焼方法及びそれに用いる装置 Granted JPS6017611A (ja)

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