JPS6033406A - 微粉炭の炉内脱硝燃焼装置 - 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】 本発明は微粉炭の炉内脱硝燃焼装置に係り、特に排ガス
中の窒素酸化物（以下、ＮＯ！と称する）を低減するに
好適な微粉炭焚ボイラ装置に関するものである。

近年、世界のエネルギ事情の変化にともない石油専焼火
力の建設が困難となっており、その対応の１つとして、
分布範囲が広い上埋蔵量が多いとされる石炭を燃料とし
て用いる微粉炭焚ボイラの建設が注目されつつある。し
かし、微粉炭は上記の利点がある反面、石油に比較して
Ｎ分や灰分を多く含むため、ＮＯｘ排出量およびフライ
アッシュの処理等が環境上の問題となっている。

上記の問題のうち、％ＫＮＯ，は光化学オキシダントや
酸性雨の原因物質の１つとされているため、その発生を
効果的に抑制する燃焼法の開発が要望されている。この
ような目的に沿った燃焼法として、（１）排ガス再循環
法、（２）二段燃焼法および（３）環元（緩慢）燃焼法
が知られている。排ガス再循環法は、排ガスを混入する
ととによシ０！分圧を低下させた空気を燃焼用ガスとし
て使用し、緩やかな燃焼を行うことによ、９ＮＯ，を低
減する方法であるが、ＮＯ，低減効果に限界がある。

二段燃焼法は一般に、多段バーナとその上方にアフタエ
アロとを備えた装置において、多段バーナをＮＯ！低減
化にとって有利な低空気比に保ちながら第１次の燃焼を
行い、次いで該燃焼によシ生じた未燃分をアフタエアロ
から供給される空気の存在下で追加燃焼させるものであ
るが、バーナ部での燃焼は緩やかであるためＮＯ，低減
が可能となる０次に、還元燃焼法も上記二段燃焼法と同
様な装置で行われるが、この方法は多段バーナ内の下流
側に燃料大過剰の燃焼領域を形成し、該領域で発生する
還元ラジカルにより上流側のバーナ部で発生するＮｏ　
−”ｅ　Ｎ　１に還元し、一方、未燃分については上記
二段燃焼法の場合と同様にアクタエアロから供給される
空気の存在下で完全燃焼させるものである。このように
、従来燃焼法のうちでも特に、二段燃焼法と還元燃焼法
はともにすぐれた脱硝燃焼法であるが、これらの燃焼法
はいずれも上記したごと＜０２分圧の低下を燃焼条件の
基本としているので、微粉炭の燃焼温度低下に基づく灰
中の未燃分増加が避けられず、そのため燃焼効率が高く
ない上に、ＮＯｘ低減化にとって必要なＯ！分圧の低下
を強化できないという欠点がある。

このような欠点を克服するため、上記の多段バーナを後
記第２図に示すバーナを含む脱硝バーナに代え、個々の
バーナで高率燃焼と高率脱硝とを同時に行う炉内脱硝式
の燃焼方法も提案されているが、この方法による場合で
も燃焼により生じたＮＯ！を完全に還元することは困難
である。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、灰
中未燃分を増加させることな（Ｎｏ、を一段と低減でき
る微粉灰の炉内脱硝燃焼装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、一方の＠壁に多
段、多列のバーナとその上方のアフタエアロとを備えた
微粉炭の炉内脱硝燃焼装置において、上記のバーナを下
記ａに示す構造の主脱硝バーナとするとともに、対向す
る他方の側壁に上記の各バーナおよびアフタエアロに対
応してそれぞれ下記邊に示す構造の剛脱硝バーナおよび
アフタエアロを設けたことを特徴とする。

ａ、中心部から外周へ向は順次、排ガス搬送側微粉炭の
噴射口、排ガス噴射口、空気搬送主微粉炭の旋回噴射口
および三次旋回空気噴射口を備えた脱硝バーナ。

ｂ、中心部から外周へ向は順次、排ガス搬送微粉炭の噴
射口および空気と排ガスからなる混合ガスの噴射口を備
えた脱硝バーナ。

上記のような構成とすることにより、主脱硝バーナでは
、主微粉炭の急速燃焼と、その際に発生するＮＯｘの還
元とが同時に行われ（このＮＯ，還元は上記燃焼火炎と
副機粉炭噴出流との接触を介して行われる）、さらに燃
焼火炎中になお残留する１部のＮＯ！はとの火炎に対し
て副脱硝バーナの還元性火炎をバーナ毎に正面から衝央
、混合させることによシ良好に還元される。

以下、図面に示す実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。

第１図に示す装置は、一方の側壁例である前側壁におい
て多段（図では３段）、多列に設けられた、第２図参照
の主脱硝バーナＩＡと、その上方に設けられた多列のア
フタエアロ２人と、前側壁の対向壁である後側壁におい
て上記の主脱硝バーナ１人およびアフタエアロ２人にそ
れぞれ対応して設けられた、副脱硝バーナＩＢおよびア
フタエアロ２Ｂとから主に構成される。

上記主脱硝バーナ１人の構造を第２図に示すが、このバ
ーナは、中心部から外周へ向けて順次設けられた排ガス
搬送副微粉訳管７に連通する副機粉炭噴射口３と、排ガ
ス供給管８に連通ずる排ガス噴射口４と、微粉炭供給管
９を経たのち旋回器１０で旋回力を与えられ、空気搬送
によシ主微粉炭を噴出するだめの主微粉炭旋回噴射口５
と、レジスタ１１で旋回力を与えられた空気を噴出する
丸めの三次旋回空気噴射口６とから主として構成されて
いる。また、副脱硝バーナＩＢの構造は、第３図に示す
ように中心部から外周へ向けて順次設けられた、排ガス
搬送微粉炭管１４に連通ずる微粉炭噴射口１２と、レジ
スタ１５で旋回力を与えられだ空気および排ガスからな
る混合ガスを噴出するだめの噴射口１３とから主に構成
される。

このような構成の装置において、噴射口５から空気搬送
の主微粉炭（噴出微粉炭のうちの大部分を占める）が旋
回下に噴出されるが、この主微炭流は噴射口４から噴出
される排ガスと噴射口６から噴出される三次旋回空気と
の間に狭まれ、保護されているため、環状を保ちながら
バーナスロート面に沿って拡散する。主微粉炭はこの拡
散過程で三次旋回空気と激しく混合され、短炎下に効率
よく燃焼される。同時にＮＯ，の発生増大をともなうが
、このＮＯｘは、下記の副機粉炭による環元炎によシそ
の大部分が環元、除去される。すなわち、上記の燃焼火
炎は強度の旋回下におるため、該火炎の先端部ではその
中心軸へ向う大量の再循環火炎流を生ずる。この火炎流
に対しバーナ中心部の噴射ロアから噴出される排ガス搬
送の副機粉炭が還元雰囲気下に衝突、混合され、これに
より火炎含有ＮＯ，の還元が行われることとなる。なお
、上記排ガスは通常低温であることが好ましく、また副
機粉炭は主微粉炭に比し極少量でよい。

しかしながら、上記の燃焼においてもＮＯ工を含有した
火炎の１部が再循環されることなく、そのまま後流方向
へ移送されることがある。本実施例においては、下記（
１）弐に従い炭化水素ラジカル（・Ｈｅ）の発生を可能
とした副脱硝バーナＩＢを主脱硝バーナ例人に対応して
後側壁に設ける構成としたため、上記によυ後流方向へ
移送されたＮＯ。

含有火炎に対し副脱硝バーナの還元性火炎をバーナ毎に
正面から衝突、混合させることができ、これによ、９Ｎ
Ｏ，を一段と低減させることができる。

なお、・ＨＣは副脱硝バーナで微粉炭を低０２分圧下で
噴出させることにより容易に生成させることができる。

Ｈｅ　＋　Ｏｘ　→　拳ＨＣ＋　Ｐ　・・・・・・・・
・・・・・・・・・−（１）（式中、ＨＣは微粉炭中の
炭化水素成分、Ｐは任意の反応生成物を示す。） 以上、本発明によれば、一方の火炉側壁に微粉炭の高率
燃焼と高率脱硝とを同時に行うことのできる主脱硝バー
ナを多段、多列に設けるとともに、対向する他方の側壁
に上記の主脱硝バーナに対応して微粉炭の還元性火炎を
形成可能とする副脱硝バーナを設けたこと罠より、主脱
硝バーナで微粉炭の高率燃焼と高率脱硝を行う一方、該
主脱硝バーナで未還元のＮＯ，については、これを含む
主脱硝バーナの火炎に対し副脱硝バーナの還元性火炎を
バーナ毎に正面から衝突、混合させることによシ、良好
に還元することかで龜、これによりＮＯ工を一段と低減
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の実施例に係る微粉炭炉内脱硝燃焼装
置の側断面図、第２図は、第１図の装置に適用される主
脱硝バーナ例の側断面図、第３図は、第１図の装置に適
用される副脱硝バーナ例の側断面図である。 ＩＡ・・・主脱硝バーナ、ＩＢ・・・剛脱硝バーナ、２
Ａ、２Ｂ・・・アフタエアロ、３・・・細微粉炭噴射口
、４・・・排ガス噴射口、５・・・主微粉炭旋回噴射口
、６・・・三次旋回空気噴射口、１０・・・旋回器、１
１・・・レジスタ、１２・・・微粉炭噴射口、１３・・
・混合ガス噴（ｑ） 射口、１５・・・レジスタ。 代理人　弁理士　川　北　武　長 （１０）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方のｌｌ１ｌ壁に多段、多列のバーナとその上
   方のアフタエアロとを備えた微粉炭の炉内脱硝燃焼装置
   において、上記のバーナを下記ａＶｃ示す構造の主脱硝
   バーナとするとと本に、対向する他方の側壁に上記の各
   バーナおよびアフタエアロに対応してそれぞれ下記すに
   示す構造の副脱硝バーナおよびアフタエアロを設けたこ
   とを特徴とする微粉炭の炉内脱硝燃焼装置、 ａ、中心部から外周へ向は順次、排ガス搬送副機粉炭の
   噴射口、排ガス噴射口、空気搬送主微粉員の旋回噴射口
   および三次旋回空気噴射口を備えた脱硝バーナ、 表中右部から外周へ向は順次、排ガス搬送微粉炭の噴射
   口および空気と排ガスからなる混合ガスの噴射口を備え
   た脱硝バーナ。