JPH0451725B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、微細分された固体燃料のガス化のた
めのバーナーに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a burner for the gasification of finely divided solid fuels.
固体燃料のガス化は、一酸化炭素および水素と
から主として構成される生成ガスを生成するため
に、準化学量論量の純粋な酸素または空気のよう
な酸素含有ガスと共に、固体燃料を部分燃焼させ
る方法として定義され得る。燃焼媒体の構成物に
依存して、生成ガスは、有益となり得るかまたは
汚染物として考えられ得るその他の物質を更に含
む。 Solid fuel gasification involves the partial combustion of a solid fuel with a substoichiometric amount of pure oxygen or an oxygen-containing gas such as air to produce a product gas consisting primarily of carbon monoxide and hydrogen. can be defined as a method of Depending on the composition of the combustion medium, the product gas also contains other substances that may be beneficial or may be considered as pollutants.
本発明は、主として微粉炭について参照しつつ
記載されるであろうけども、本発明に関するバー
ナーおよび方法は、亜炭、木材、ビチユーメン、
すすおよび石油コークスのような、ガス化出来る
その他のタイプの固体燃料に対しても更に好適で
あることに注意すべきである。 Although the invention will be described primarily with reference to pulverized coal, the burner and method according to the invention may include lignite, wood, bitumen,
It should be noted that it is also suitable for other types of solid fuels that can be gasified, such as soot and petroleum coke.
良く知られたガス化方法に従えば、微細分され
た状態の固体燃料は、担体ガスと共にバーナーを
介して反応器区域に向かつて通過し、その間燃焼
媒体は、バーナー内部で固体燃料流に付加される
か、あるいは前記反応器区域内へ別個に導入され
る。反応体が互いに効果的に混合されることに、
多大な注意が払われなければならない。もし反応
体が互いに密接な接触を生じなければ、酸素およ
び固体燃料は、少なくとも部分的に独立した流れ
径路を辿つて反応器内部に流れるであろう。反応
器区域は、主として高温の一酸化炭素および水素
で満たされているので、酸素は固体燃料の代りに
これ等のガスと急速に反応するであろう。そのよ
うに反応して形成された非常に高温の燃焼は２酸
化炭素と水蒸気とを生成し、その２酸化炭素と水
蒸気もまた、比較的に低温の固体燃料流とわずか
な接触しか有しない独立した流れ径路を辿るであ
ろう。酸素のこのような作用は、反応器内に局部
的な高温地点を生ずるであろうし、それにより反
応器の耐火性内張に対して損傷を生じ、そして適
用させたバーナーに対する熱流束（heat flwx）
が増加する可能性がある。 According to well-known gasification methods, solid fuel in a finely divided state is passed along with a carrier gas through a burner toward a reactor section, while a combustion medium is added to the solid fuel stream inside the burner. or separately introduced into the reactor section. that the reactants are effectively mixed with each other;
Great care must be taken. If the reactants do not come into intimate contact with each other, the oxygen and solid fuel will flow into the reactor interior following at least partially independent flow paths. Since the reactor section is filled primarily with hot carbon monoxide and hydrogen, oxygen will react rapidly with these gases instead of solid fuel. The very high temperature combustion so formed produces carbon dioxide and water vapor, which are also separated into independent fuels that have little contact with the relatively cool solid fuel stream. will follow the flow path. Such action of oxygen would create localized hot spots within the reactor, thereby causing damage to the refractory lining of the reactor and reducing the heat flux to the applied burner. )
may increase.
固体燃料と酸素との十分な混合は、バーナーそ
れ自体の中で酸素を固体燃料に付加することによ
り達成出来る。この方法の欠点は、然しながら−
特に高圧のガス化においては−、バーナーの設計
および作動が高度に限界的なものであるという点
より構成される。この原因は、混合の瞬間と燃
料／酸素混合物が反応器区域に入り込む瞬間との
間の経過時間が、混合物の燃焼誘導時間よりもい
つも短くなければならないことである。その上、
フラツシユバツク現象を避けるために、バーナー
内の混合物の速度は火炎伝播速度よりも速くなけ
ればならない。然しながら、ガス化圧力の上昇に
際して、燃焼誘導時間は短縮されそして火炎伝播
速度は増加する。更に、もしバーナーが低燃料負
荷で作動される場合、換言すると、もしバーナー
内の燃料／酸素混合物の速度が低い場合、燃焼誘
導時間またはフラツシユバツク状態は、バーナー
それ自体内に容易に達し、その結果バーナーに対
して過熱を生じそしてバーナーに対して激しい損
傷を与える可能性がある。 Adequate mixing of the solid fuel and oxygen can be achieved by adding oxygen to the solid fuel within the burner itself. The disadvantage of this method, however, is -
Particularly in high-pressure gasification, burner design and operation are highly critical. The reason for this is that the elapsed time between the moment of mixing and the moment when the fuel/oxygen mixture enters the reactor zone must always be shorter than the combustion induction time of the mixture. On top of that,
To avoid flashback phenomena, the velocity of the mixture in the burner must be greater than the flame propagation velocity. However, upon increasing gasification pressure, the combustion induction time decreases and the flame propagation velocity increases. Furthermore, if the burner is operated at low fuel loads, in other words, if the velocity of the fuel/oxygen mixture in the burner is low, combustion induction times or flashback conditions can easily be reached within the burner itself, resulting in This can cause overheating and severe damage to the burner.
早期燃焼についての上記の問題は、燃焼と酸素
がバーナーの外側の反応器区域内で混合される場
合には生じない。この場合、上述したように、燃
料の効果的なガス化のために必要な十分な混合を
保証するために特別な措置が講じられるべきであ
る。燃料および酸素の反応器区域内のバーナーの
外側での混合の欠点は、反応器区域内に存在する
生成ガス、すなわち一酸化炭素および水素、と酸
素との早期接触により発生する高温の火炎のた
め、バーナー前面が過熱することである。燃料と
酸素との密接な混合を促進するために、酸素を高
速度ジエツトとして燃料流内に加えることが既に
提案されている。そのような高速度ジエツトは、
然しながら、反応ガスの容易な混入を、反応器空
間における過熱区域形成の危険性と共に生じさせ
る。既に上述したように、そのような過熱区域
は、反応器の耐火性内張およびバーナーの前方部
分に対する損傷の原因に容易になり得る。 The above problem of premature combustion does not occur if combustion and oxygen are mixed in the reactor area outside the burner. In this case, as mentioned above, special measures should be taken to ensure sufficient mixing necessary for effective gasification of the fuel. The disadvantage of mixing fuel and oxygen outside the burner in the reactor zone is due to the high temperature flame generated by the early contact of the oxygen with the product gases, i.e. carbon monoxide and hydrogen, present in the reactor zone. , the front of the burner overheats. It has been previously proposed to add oxygen as a high velocity jet into the fuel stream to promote intimate mixing of the fuel and oxygen. Such a high speed jet is
However, easy incorporation of reaction gases occurs with the risk of the formation of overheated zones in the reactor space. As already mentioned above, such overheating zones can easily cause damage to the refractory lining of the reactor and the front part of the burner.
本発明の１つの目的は、固体燃料のガス化のた
めの改良されたバーナーであつて、既知のバーナ
ーを使用した場合における燃料／酸素の混合に伴
う上記の欠点を有することなく、バーナー外側で
燃料と酸素との適当な混合が達成出来るようなバ
ーナーを提供することである。 One object of the present invention is an improved burner for the gasification of solid fuels, without having the above-mentioned disadvantages associated with fuel/oxygen mixing when using known burners, but with a It is an object of the present invention to provide a burner in which a proper mixing of fuel and oxygen can be achieved.
酸素供給通路と、該酸素供給通路の内側で同軸
線上に配置された固体燃料供給通路を含み、該固
体燃料供給通路は、中央の酸素出口通路と環状の
酸素出口通路との間に配置された固体燃料出口通
路へ合流している微細分された固体燃料のガス化
のためのバーナーにおいて、該酸素供給通路は中
央の高速度酸素出口通路に合流し、かつくびれた
通路を介して別体の環状の低速度酸素出口通路へ
合流しており、前記くびれた通路は、前記の中央
の高速度酸素出口通路の上流側端部またはその下
流側に配置されている、ことを特徴とする固体燃
料ガス化のためのバーナーに関するものである。 an oxygen supply passageway and a solid fuel supply passageway disposed coaxially within the oxygen supply passageway, the solid fuel supply passageway being disposed between a central oxygen outlet passageway and an annular oxygen outlet passageway; In a burner for the gasification of finely divided solid fuel, which merges into a solid fuel outlet passage, the oxygen supply passage merges into a central high-velocity oxygen outlet passage and, via a constricted passage, connects a separate solid fuel merging into an annular low-velocity oxygen outlet passageway, said constricted passageway being located at the upstream end of said central high-velocity oxygen outlet passageway or downstream thereof; It relates to a burner for gasification.
中央の酸素供給通路と管状の低速度酸素出口通
路との間のくびれた通路は、異なつた複数の態様
で形成され得る。酸素の一様な流出を促進するた
めに、このくびれた通路は好ましくは、管状の低
速度酸素出口通路上に一様に分布された複数の通
路、または環状の低速度酸素出口通路と同軸線に
配置された環、のいずれかにより形成される。 The constricted passageway between the central oxygen supply passageway and the tubular low velocity oxygen outlet passageway can be formed in a number of different ways. To promote uniform outflow of oxygen, this constricted passageway preferably has a plurality of passages uniformly distributed over the tubular low velocity oxygen outlet passageway, or coaxially with the annular low velocity oxygen outlet passageway. formed by any of the rings arranged in .
低速度酸素出口通路からの酸素の流出速度を更
に減少させるため、環状の低速度酸素出口通路は
好ましくは下流側方向に徐々に拡大されている。
この態様において中央の酸素供給通路内の酸素速
度は、本発明に関するバーナーの作動中に低速度
酸素出口通路より流出する低速度酸素のシールド
作用に影響を及ぼすことなく、比較的高速度に選
択されることが出来る。 To further reduce the rate of oxygen exit from the low velocity oxygen outlet passage, the annular low velocity oxygen outlet passage is preferably gradually widened in the downstream direction.
In this embodiment, the oxygen velocity in the central oxygen supply passage is selected to be relatively high without affecting the shielding effect of the low velocity oxygen exiting from the low velocity oxygen outlet passage during operation of the burner according to the invention. Rukoto can.
作動中、低速度酸素出口通路より流出する低速
度酸素は、高速度酸素および固体燃料流の周囲に
シールドを形成し、それにより高速度酸素流によ
る高温反応ガスの過度の吸い込みを防止する。高
温の反応ガスをバーナー表面に沿つて吸い込むこ
とは、過熱を生じ得そしてバーナーそれ自体にま
でも損傷を与え得る。バーナー前面の過熱を防止
する保護シールドを形成することは別として、該
低速度酸素流は、固体燃料のガス化を完全にする
ため酸素を付加的に供給するのに更に役立つ。 During operation, the low velocity oxygen exiting the low velocity oxygen outlet passage forms a shield around the high velocity oxygen and solid fuel streams, thereby preventing excessive ingestion of hot reactant gases by the high velocity oxygen stream. Drawing hot reactant gases along the burner surface can cause overheating and even damage the burner itself. Apart from forming a protective shield to prevent overheating of the burner front, the low velocity oxygen flow further serves to provide an additional supply of oxygen to complete the gasification of the solid fuel.
ガス化されるべき固体燃料の質は、純粋な酸素
または酸素含有ガスにより形成されたガス化媒体
と固体燃料との適当な接触に必要な混合度に対す
る必要条件を設定する。所要の混合度に応じて、
固体燃料出口通路は中央の高速度酸素出口通路に
対して平行に、または下流側方向に前記高速度酸
素出口通路に向かうテーパーを有する位置に配置
され得る。 The quality of the solid fuel to be gasified sets requirements for the degree of mixing necessary for proper contact of the solid fuel with a gasification medium formed by pure oxygen or an oxygen-containing gas. Depending on the degree of mixing required,
The solid fuel outlet passage may be disposed parallel to the central high velocity oxygen outlet passage or tapered in a downstream direction towards said high velocity oxygen outlet passage.
低速度酸素シールドの最適な効果を達成するた
めに、該シールドは好ましくは、固体燃料流の周
囲を密封するように形成されるべきである。この
ことは、環状の低速度酸素出口通路と固体燃料出
口通路とは、平行な径路を辿るように配置される
べきことを意味し、また換言すれば、両通路は中
央の高速度酸素出口通路に対する平行であるか、
または下流側方向にテーパーを有するかのいずれ
かであるべきことを意味する。 To achieve optimal effectiveness of the low velocity oxygen shield, the shield should preferably be formed to seal around the solid fuel stream. This means that the annular low velocity oxygen outlet passage and the solid fuel outlet passage should be arranged to follow parallel paths, or in other words, both passages should be placed in the central high velocity oxygen outlet passage. is parallel to
or tapered in the downstream direction.
もし提案されたバーナーが固体燃料の比較的低
い処理量を目的としている場合には、固体燃料出
口通路は、中央の高速度酸素出口通路を環状の低
速度酸素出口通路から分離している環状の導管に
より都合良く形成され得る。該環状の導管は、総
ての固体燃料の粒子が酸素と接触出来るようにす
るため、寧ろ限定された厚さを有する。 If the proposed burner is intended for a relatively low throughput of solid fuel, the solid fuel outlet passage may be annular, separating the central high-velocity oxygen outlet passage from the annular low-velocity oxygen outlet passage. It may conveniently be formed by a conduit. The annular conduit has a rather limited thickness to allow all solid fuel particles to contact the oxygen.
比較的大きな処理量を完了するためには、環状
の出口通路の適用をやめることが得策である。そ
のような環状のものでは寧ろ大きな厚さを有する
必要があるので、総ての固体燃料粒子を酸素と接
触させるのに適当ではないからである。 In order to complete relatively large throughputs, it is advisable to dispense with the use of annular outlet passages. This is because such an annular shape needs to have a rather large thickness and is therefore not suitable for bringing all the solid fuel particles into contact with oxygen.
もし提案されたバーナーが大きな処理量を目的
としている場合には、固体燃料出口通路を間隔を
おいて離れた比較的小さな複数の出口導管により
形成することは、それ故に得策である。この具体
例の１つの利点は、各々が酸素により十分に包囲
される比較的細い複数の固体燃料流を発生させる
ことが出来るという点より構成される。これ等の
導管は好適には、中央の高速度酸素出口通路を環
状の低速度酸素出口通路から分離している管状要
素上に、一様に分布される。該固体燃料出口導管
は該管状要素の外側またはその内側表面にて配置
され得る。 If the proposed burner is intended for high throughput, it is therefore expedient to form the solid fuel outlet passage by a plurality of spaced relatively small outlet conduits. One advantage of this embodiment consists in the ability to generate relatively narrow solid fuel streams, each of which is fully surrounded by oxygen. These conduits are preferably uniformly distributed over the tubular element separating the central high velocity oxygen outlet passage from the annular low velocity oxygen outlet passage. The solid fuel outlet conduit may be located on the outside of the tubular element or on its inside surface.
本発明に関する上記バーナーの変更例において
は、筒状部材の壁部には固体燃料の通路のための
穴が設けられている。 In a modification of the burner according to the invention, the wall of the cylindrical member is provided with holes for passage of the solid fuel.
固体燃料供給通路は好ましくは円筒形状を有す
る通路により形成され、該通路はバーナー内部で
対称的な配置を得るために酸素供給通路の内側の
中央に配置されており、該対称的な配置は作動中
振動を減少するのに都合が良い。当該技術におい
て知られているように、固体燃料出口通路の横断
面積は固体燃料通路中のよどみ区域形成の危険を
防止するために、好ましくは固体燃料出口通路の
横断面積と等しく選択される。 The solid fuel supply passage is preferably formed by a passage having a cylindrical shape, which passage is arranged centrally inside the oxygen supply passage in order to obtain a symmetrical arrangement inside the burner, which symmetrical arrangement is Convenient for reducing medium vibrations. As is known in the art, the cross-sectional area of the solid fuel outlet passage is preferably selected to be equal to the cross-sectional area of the solid fuel outlet passage in order to prevent the risk of stagnation zone formation in the solid fuel passage.
中央の出口通路における酸素の速度は、固体燃
料流の容易な分散が出来るため十分に高速に選択
されるべきである。中央の酸素の好適な速度は、
少なくとも60ｍ／secに選択され、更により好適
には酸素の速度は少なくとも90ｍ／secである。
酸素供給通路内の酸素流速度を、中央出口通路内
の酸素の要求される最小速度に影響を与えること
なく許容され得るレベルに維持する為に、中央の
高速度酸素出口通路とくびれた通路との全横断面
積は、好ましくは酸素供給通路の横断面積と実質
的に等しく、更により好ましくは酸素供給通路の
横断面積よりも小さい。 The oxygen velocity in the central outlet passage should be selected to be sufficiently high to allow for easy dispersion of the solid fuel stream. The preferred rate of central oxygen is
The velocity of the oxygen is selected to be at least 60 m/sec, and even more preferably the oxygen velocity is at least 90 m/sec.
A central high velocity oxygen outlet passageway and a constricted passageway are used to maintain the oxygen flow rate in the oxygen supply passageway at an acceptable level without affecting the required minimum velocity of oxygen in the central outlet passageway. The total cross-sectional area of is preferably substantially equal to the cross-sectional area of the oxygen supply passageway, and even more preferably less than the cross-sectional area of the oxygen supply passageway.
更に本発明は微細分された固体燃料のガス化の
ための方法に関し、該方法は本発明に関し上述し
たタイプの１つまたはそれ以上のバーナーを使用
することにより構成される。そのようなバーナー
を使用する場合、ガス化されるべき固体燃料は高
速度酸素の流れを囲む環としてバーナー下流側の
反応器空間内に導入され、一方固体燃料の環状流
それ自体は、低速度酸素の保護シールドにより包
囲される。 Furthermore, the invention relates to a method for the gasification of finely divided solid fuels, which method is constituted by using one or more burners of the type described above in connection with the invention. When using such burners, the solid fuel to be gasified is introduced into the reactor space downstream of the burner as a ring surrounding a high velocity oxygen stream, while the annular stream of solid fuel itself is introduced into the reactor space as a ring surrounding a high velocity oxygen stream. Surrounded by a protective shield of oxygen.
固体燃料のまわりの環および中央の酸素通路よ
り出る酸素は、他にも役立つが、固体燃料のガス
化を完全にするためにより以上の燃焼媒体として
役立つ。既に上述したように、環状の低速度酸素
流は、固体燃料流および中央の高速度酸素流の周
囲にシールドを形成するという更に別の機能を有
し、それにより高速度酸素流に向かつて高温の反
応ガスがバーナー前面に沿つて吸い込まれること
を抑制している。低速度酸素のシールドは更に固
体燃料の逃出しを抑制し、それにより交換速度、
すなわち供給された固体燃料の量に対する有益な
製造ガスに変換される固体燃料の量、に都合良く
影響する。 The oxygen exiting the ring around the solid fuel and the central oxygen passage serves as a combustion medium, among other things, to complete the gasification of the solid fuel. As already mentioned above, the annular low-velocity oxygen stream has the additional function of forming a shield around the solid fuel stream and the central high-velocity oxygen stream, thereby directing the high-velocity oxygen stream to the high temperature This prevents reactive gases from being sucked in along the front of the burner. The low-velocity oxygen shield further inhibits the escape of solid fuel, thereby reducing the exchange rate,
That is, the amount of solid fuel converted into useful production gas relative to the amount of solid fuel supplied is advantageously influenced.
バーナー前面に沿つて高温の反応ガスが吸い込
まれるのを十分抑制することを達成するために、
環状の低速度酸素流の速度は好ましくは大きくて
も50ｍ／secであり、より以上に好ましくは大き
くても30ｍ／secである。 In order to achieve sufficient suppression of hot reaction gas ingestion along the burner front,
The velocity of the annular low velocity oxygen stream is preferably at most 50 m/sec, even more preferably at most 30 m/sec.
ガス化の目的は別として、中央の酸素流は固体
燃料流の分散に役立つという主要な機能を有す
る。中央の酸素の速度は、固体燃料流を分散する
のに十分な運動量を提供するため、好ましくは少
なくとも約60ｍ／secの大きさ程度にあるべきで
ある。更により好適には、中央の酸素流は少なく
とも90ｍ／secの速度を有する。 Apart from gasification purposes, the central oxygen stream has the primary function of helping to disperse the solid fuel stream. The central oxygen velocity should preferably be on the order of at least about 60 m/sec to provide sufficient momentum to disperse the solid fuel stream. Even more preferably, the central oxygen flow has a velocity of at least 90 m/sec.
反応器温度を許容されるレベルにおいて維持す
るために、酸素供給通路を介して通過する酸素に
対して調節ガス（moderator gas）が付加され得
る。該調節ガスは、例えば水蒸気、２酸化炭素、
窒素および冷却反応ガスにより形成され得る。 A moderator gas may be added to the oxygen passing through the oxygen supply passage to maintain the reactor temperature at an acceptable level. The regulating gas may be, for example, water vapor, carbon dioxide,
It can be formed by nitrogen and a cooled reactant gas.
本発明は、今添付図面を参照しており一層説明
されるであろう。 The invention will now be further explained with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.
本発明は、これ等の図面に基づいた記載によつ
て何ら限定されるものではないことに注意すべき
である。 It should be noted that the present invention is not limited in any way by the description based on these drawings.
図面の第１図および第２図は本発明に関するバ
ーナーの第１の実施例を表わし、全体を参照番号
１で示された該バーナーは、微粉炭のような微細
分された固体燃料のガス化を目的とするものであ
る。前記バーナー１は、実質的に円筒形をしてお
り内側が冷却された中空壁部材２を構成し、該壁
部材はバーナー前面３を形成している拡大した端
部を有しており、該バーナー前面はバーナーの縦
方向軸線４に対して実質的に垂直に延びている。
該中空壁部材２の内側には同心の仕切り壁５が設
けられており、該仕切り壁はバーナー前面３近傍
に配置された拡大端部６を有している。該仕切り
壁５は中空壁部材２の内部を通路７と８とに分離
し、冷却流体がその内部を通つて循環するように
している。中空壁部材２は、実質的に中央に配置
された酸素供給通路９を包囲しており、該酸素供
給通路は、固体燃料供給通路が位置していると実
質的に同心的に配置されている。この固体燃料供
給通路１０は、実質的に円筒形の壁部１１によつ
て酸素供給通路９より分離されている。 Figures 1 and 2 of the drawings represent a first embodiment of a burner according to the invention, generally designated by the reference numeral 1, which is used for the gasification of finely divided solid fuels such as pulverized coal. The purpose is to Said burner 1 constitutes a hollow wall member 2 of substantially cylindrical shape and cooled on the inside, said wall member having an enlarged end forming a burner front face 3 and having an enlarged end. The burner front surface extends substantially perpendicular to the longitudinal axis 4 of the burner.
A concentric partition wall 5 is provided inside the hollow wall member 2 and has an enlarged end 6 located near the burner front face 3. The partition wall 5 separates the interior of the hollow wall member 2 into passages 7 and 8 through which cooling fluid can circulate. The hollow wall member 2 surrounds a substantially centrally located oxygen supply passageway 9 which is arranged substantially concentrically with respect to where the solid fuel supply passageway is located. . This solid fuel supply passage 10 is separated from the oxygen supply passage 9 by a substantially cylindrical wall 11 .
第１図に関する実施例においては、該固体燃料
供給通路は、バーナー前面近傍にて４本に間隔を
おいて離された固体燃料出口通路１２に分けられ
ており、該出口通路は互いに間隔をあけて位置し
ている。固体燃料供給通路１０より固体燃料出口
通路１２内への固体燃料のなめらかな流出を保証
するため、固体燃料出口通路の上流部分は、外方
へ向かつてわずかに傾斜している。第１図中に示
すように、固体燃料出口通路１２の上流部分は固
体ブロツク１３内に設けられた穴により形成さ
れ、該ブロツクは複数のスペーサー要素１４を介
して酸素供給通路９内の実質的に中央に取り付け
られている。固体燃料出口通路１２の大部分は、
固体ブロツク１３にしつかりと固着された管状要
素１５により形成されている。固体燃料通路内の
よどみ区域の発生を更に防止する為に、固体燃料
出口通路１２の全横断面積は、固体燃料供給通路
１０の横断面積と実質的に等しく選択される。 In the embodiment relating to FIG. 1, the solid fuel supply passage is divided into four spaced apart solid fuel outlet passages 12 near the front of the burner, the outlet passages being spaced apart from each other. It is well located. To ensure a smooth outflow of solid fuel from the solid fuel supply passage 10 into the solid fuel outlet passage 12, the upstream portion of the solid fuel outlet passage is slightly sloped outwards. As illustrated in FIG. is mounted centrally on the Most of the solid fuel outlet passage 12 is
It is formed by a tubular element 15 firmly attached to a solid block 13. To further prevent the occurrence of stagnation areas within the solid fuel passageway, the total cross-sectional area of the solid fuel outlet passageway 12 is selected to be substantially equal to the cross-sectional area of the solid fuel supply passageway 10.
酸素供給通路９は、バーナー全面３の近傍で、
中央の高速酸素出口通路１６に合流し、かつ実質
的に環状のくびれた通路１７を介して実質的に環
状の低速度出口通路１８に合流する。第１図中に
明瞭に示されているように、該通路１７と１８
は、ベンチユリ管形状をした実質的に環状の開口
の部分を事実上形成する。低速度酸素出口通路１
８の拡大の比率は、前記通路より流出する酸素の
所望の速度に依存する。 The oxygen supply passage 9 is located near the burner surface 3,
It merges into a central high velocity oxygen outlet passage 16 and via a substantially annular constricted passage 17 into a substantially annular low velocity outlet passage 18 . As clearly shown in FIG.
substantially forms a portion of a substantially annular opening in the shape of a lily tube. Low velocity oxygen outlet passage 1
The rate of expansion of 8 depends on the desired rate of oxygen exiting the passageway.
環状の低速度酸素出口通路は、実質的に同心に
配置された中空管状要素１９の装置により中央の
高速度酸素出口通路１６から離隔され、該中空管
状要素１９は、固体燃料の通路のための管状要素
１５を囲つている。 The annular low velocity oxygen outlet passageway is separated from the central high velocity oxygen outlet passageway 16 by a system of substantially concentrically arranged hollow tubular elements 19, which hollow tubular elements 19 are separated from the central high velocity oxygen outlet passageway 16 for the passage of solid fuel. It surrounds the tubular element 15.
既述のごとく、第１図および第２図に記載の実
施例１では、酸素供給通路９および固体燃料供給
通路１０が同心的に配置されている。さらに、第
１図および第２図には、固体燃料供給通路１０
は、固体ブロツク１３および管状要素１５を介し
て４本の固体燃料出口通路１２に分かれることが
示されている。 As described above, in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the oxygen supply passage 9 and the solid fuel supply passage 10 are arranged concentrically. Furthermore, in FIGS. 1 and 2, a solid fuel supply passage 10
is shown dividing into four solid fuel outlet passages 12 via solid block 13 and tubular element 15.
通路９を通じて供給された酸素は、前記の同心
的配置のために固体燃料供給通路１０の周囲の場
所を自由に流動できるから、酸素供給通路９が中
央の高速度酸素出口通路１６に合流できることは
全く明らかであろう。この構造は第１図および第
２図（実施例１）に明瞭に示されている。 Since the oxygen supplied through the passage 9 can flow freely around the solid fuel supply passage 10 due to the aforementioned concentric arrangement, it is possible for the oxygen supply passage 9 to merge into the central high-velocity oxygen outlet passage 16. It should be quite obvious. This structure is clearly shown in Figures 1 and 2 (Example 1).
今、本発明に関するバーナーの別の実施例を示
している第３図および第４図を参照する。 Reference is now made to FIGS. 3 and 4, which illustrate another embodiment of a burner in accordance with the present invention.
図示された２つのバーナーの同一の部品は、同
じ参照符号で示されていることに注意すべきであ
る。 It should be noted that identical parts of the two burners illustrated are designated with the same reference numerals.
この別の実施例においては、酸素供給通路９は
複数の分離した通路２０を介して、下流側方向に
向かつて拡大する環状の低速度酸素出口通路２１
に合流する。第３図から明らかなように、通路２
０は、それに隣接する酸素供給通路９および環状
の低速度酸素出口通路２１よりも寸法が小さく、
すなわち一層狭い通路であり、したがつて通路２
０は、第１図および第２図に記載の“くびれた通
路１７”に相当するものである。通路２０は、縦
方向のバーナー軸線４の周囲を実質的に一様に分
布している。参照番号２２で示された固体燃料出
口通路は、この別の実施例においては、管状要素
２３の壁部中に配置された穴により形成される。
前記通路は、第１に上流部分は外側に向かつて傾
斜し、中間部分は縦方向のバーナー軸線４に実質
的に平行に、そして下流部分は内側に向かつて傾
斜することにより、それぞれ形成されている。固
体燃料出口通路の下流部分が内側に向かつて傾斜
していることは、作動中固体燃料が中央の高速度
酸素出口通路１６から流出する高速度酸素に向つ
て流れる原因となり、これにより燃料と酸素との
激しい混合が促進される。固体燃料と高速度酸素
とを低速度酸素の保護シールドで密接に囲むた
め、環状の低速度出口通路２１と固体燃料出口通
路の端部とは実質的に平行な流れ径路を辿る。 In this alternative embodiment, the oxygen supply passage 9 is provided via a plurality of separate passages 20, an annular low velocity oxygen outlet passage 21 which widens in the downstream direction.
to join. As is clear from Figure 3, passage 2
0 is smaller in size than the adjacent oxygen supply passage 9 and the annular low velocity oxygen outlet passage 21;
That is, it is a narrower passage and therefore passage 2
0 corresponds to the "necked passage 17" described in FIGS. 1 and 2. The passages 20 are distributed substantially uniformly around the longitudinal burner axis 4 . The solid fuel outlet passage, indicated by the reference numeral 22, is formed in this alternative embodiment by a hole arranged in the wall of the tubular element 23.
Said passageway is formed by firstly sloping an upstream part towards the outside, an intermediate part substantially parallel to the longitudinal burner axis 4 and a downstream part by sloping towards the inside. There is. The inward slope of the downstream portion of the solid fuel outlet passage causes solid fuel to flow towards the high velocity oxygen exiting the central high velocity oxygen outlet passage 16 during operation, thereby causing the fuel and oxygen to flow together. Vigorous mixing is promoted. To closely surround the solid fuel and high velocity oxygen with a protective shield of low velocity oxygen, the annular low velocity outlet passage 21 and the ends of the solid fuel outlet passage follow substantially parallel flow paths.
中央の高速度酸素出口１６は、複数の通路２４
を介して酸素供給通路と流体的に接続しており、
該通路２４は、管状要素２３の壁部内で隣り合う
固体燃料出口通路２２の間に形成されている。バ
ーナーの作動中に酸素の一様な高速度流出を促進
するために、複数の流路２４の全横断面積は、好
ましくは高速度酸素出口通路１６の横断面積と少
なくとも等しいことに注意すべきである。 The central high velocity oxygen outlet 16 is connected to a plurality of passageways 24
is fluidly connected to the oxygen supply passage through the
The passages 24 are formed within the wall of the tubular element 23 between adjacent solid fuel outlet passages 22 . It should be noted that the total cross-sectional area of the plurality of channels 24 is preferably at least equal to the cross-sectional area of the high-velocity oxygen outlet passage 16 to promote uniform high-velocity outflow of oxygen during burner operation. be.
第１図および第３図中に示されているように、
環状部１７および通路２０によつてそれぞれ形成
されたくびれた通路は、中央の高速度酸素出口通
路１６の上流端の下流に配置されている。該くび
れた通路は、しかしながら、中央の高速度酸素流
と環状の低速度酸素流とを得るために、中央の酸
素出口通路の上流端においても配置され得る。各
図面において環状の低速度酸素出口通路は環路と
して形成されて示されているけれども、少なくと
も下流端において実質的に環状となるならば、そ
れぞれ別体の複数の流路から形成してもよい。 As shown in FIGS. 1 and 3,
The constricted passageway formed by annulus 17 and passageway 20, respectively, is located downstream of the upstream end of central high velocity oxygen outlet passageway 16. The constricted passage, however, may also be placed at the upstream end of the central oxygen outlet passage to obtain a central high velocity oxygen flow and an annular low velocity oxygen flow. Although the annular low-velocity oxygen outlet passageway is shown as being formed as a ring in the drawings, it may be formed from a plurality of separate passageways, provided that it is substantially annular at least at the downstream end. .
第１図は、本発明に関する第１のバーナーの前
方部分の縦断面図；第２図は、第１図に示すバー
ナーの正面図；第３図は、本発明に関する第２の
バーナーの前方部分の縦断面図；そして第４図
は、第３図に示すバーナーの−線断面図であ
る。
１……バーナー、２……中空壁部材、３……バ
ーナー前面、４……縦方向軸線、５……仕切り
壁、６……拡大端部、７，８……通路、９……酸
素供給通路、１０……固体燃料供給通路、１１…
…円筒形壁部、１２，２２……固体燃料出口通
路、１３……固体ブロツク、１４……スペーサー
要素、１５，２３……管状要素、１６……高速度
酸素出口通路、１７……環状のくびれた通路、１
８，２１……低速度酸素出口通路、１９……中空
管状要素、２０，２４……通路。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the front part of a first burner according to the invention; FIG. 2 is a front view of the burner shown in FIG. 1; FIG. 3 is a front part of a second burner according to the invention. and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the - line of the burner shown in FIG. 3. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Burner, 2... Hollow wall member, 3... Burner front, 4... Longitudinal axis, 5... Partition wall, 6... Enlarged end, 7, 8... Passage, 9... Oxygen supply Passage, 10... Solid fuel supply passage, 11...
... cylindrical wall, 12, 22 ... solid fuel outlet passage, 13 ... solid block, 14 ... spacer element, 15, 23 ... tubular element, 16 ... high velocity oxygen outlet passage, 17 ... annular constricted passage, 1
8, 21...Low velocity oxygen outlet passage, 19...Hollow tubular element, 20, 24... Passage.
Claims (1)
軸線上に配置された固体燃料供給通路を含み、該
固体燃料供給通路は、中央の酸素出口通路と環状
の酸素出口通路との間に配置された固体燃料出口
通路へ合流している微細分された固体燃料のガス
化のためのバーナーにおいて、該酸素供給通路は
中央の高速度酸素出口通路に合流し、かつくびれ
た通路を介して別体の環状の低速度酸素出口通路
へ合流しており、前記くびれた通路は、前記の中
央の高速度酸素出口通路の上流側端部またはその
下流側に配置されている、 ことを特徴とする固体燃料のガス化のためのバー
ナー。 ２ 該くびれた通路は酸素供給通路と同心的に配
置される特許請求の範囲第１項記載のバーナー。 ３ 該くびれた通路は一様に間隔をおいて位置す
る複数の通路にり形成される特許請求の範囲第２
項記載のバーナー。 ４ 該くびれた通路は環状のスリツトにより形成
される特許請求の範囲第２項記載のバーナー。 ５ 該環状の低速度酸素出口通路は下流側方向へ
徐々に拡大されている特許請求の範囲第１項ない
し第４項のいずれか１つに記載のバーナー。 ６ 該環状の低速度酸素出口通路および固体燃料
出口通路の各々が円筒形状を有している特許請求
の範囲第１項ないし第５項のいずれか１つに記載
のバーナー。 ７ 該環状の低速度酸素出口通路および固体燃料
出口通路が各々下流側方向にテーパーを有してい
る特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
１つに記載のバーナー。 ８ 該固体燃料出口通路は、環状の低速度酸素出
口通路から中央の高速度酸素出口通路を分離して
いる環状の導管より形成されている特許請求の範
囲第１項ないし第７項のいずれか１つに記載のバ
ーナー。 ９ 該固体燃料出口通路は、環状の低速度酸素出
口通路から中央の高速酸素出口通路を分離してい
る管状要素上で、一定の間隔を置いて離れて一様
に分布された複数の導管により形成されている特
許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１つ
に記載のバーナー。 １０ 該固体燃料供給通路は、酸素供給通路の内
側で中央に配置された円筒形の流路により形成さ
れる特許請求の範囲第１項ないし第９項のいずれ
か１つに記載のバーナー。[Scope of Claims] 1. Includes an oxygen supply passage and a solid fuel supply passage coaxially arranged inside the oxygen supply passage, the solid fuel supply passage having a central oxygen outlet passage and an annular oxygen outlet passage. in the burner for the gasification of finely divided solid fuel, the oxygen supply passage merging into a central high-velocity oxygen outlet passage and constricted a separate annular low velocity oxygen outlet passageway, the constricted passageway being located at or downstream of the upstream end of the central high velocity oxygen outlet passageway; A burner for gasifying solid fuel, characterized by: 2. The burner of claim 1, wherein the constricted passageway is arranged concentrically with the oxygen supply passageway. 3. The constricted passageway is formed by a plurality of uniformly spaced passageways.
Burner as described in section. 4. A burner according to claim 2, wherein the constricted passage is formed by an annular slit. 5. A burner according to any one of claims 1 to 4, wherein the annular low velocity oxygen outlet passage gradually widens in the downstream direction. 6. A burner as claimed in any one of claims 1 to 5, wherein each of the annular low velocity oxygen outlet passage and solid fuel outlet passage has a cylindrical shape. 7. A burner according to any one of claims 1 to 5, wherein the annular low velocity oxygen outlet passage and the solid fuel outlet passage each taper in a downstream direction. 8. Any one of claims 1 to 7, wherein the solid fuel outlet passage is formed by an annular conduit separating a central high velocity oxygen outlet passage from an annular low velocity oxygen outlet passage. Burner as described in one. 9. The solid fuel outlet passage is defined by a plurality of uniformly distributed conduits spaced apart on a tubular element separating a central high velocity oxygen outlet passage from an annular low velocity oxygen outlet passage. A burner according to any one of claims 1 to 7 formed therein. 10. The burner according to any one of claims 1 to 9, wherein the solid fuel supply passage is formed by a cylindrical flow passage centrally arranged inside the oxygen supply passage.
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Patent Citations (1)
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