JPS62134405A - 火炉内の多段微粉炭燃焼方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は微粉炭焚ボイラにおいて用いる火炉内の多段微
粉炭燃焼方法に関するものである。

［従来の技術］ 微粉炭燃焼で発生する窒素酸化物（以下Ｎ０ｘ）は燃料
中に含まれるＮが酸化反応して生成されるＦｕｅｌ　Ｎ
Ｏｘが８０〜９０％あり、その低減方法として燃焼領域
の酸素分圧を抑制する２段燃焼法が多く適用されている
。

微粉炭燃焼で生成するＦｕｅｌ　ＮＯｘは石炭性状によ
って大きく異なり、特に燃料比（固定炭素分と揮発分の
比率）およびＮ分によってＮＯＸ生成量、２段燃焼での
ＮＯｘ低減率が影響を受けることが本発明者および他研
究者によって指摘されている。また昨今の海外輸入炭は
国内炭に比べ燃料比が高く、且つＮ分が高＜ＮＯｘ低減
が困難なばかりでなく、灰中未然弁が高くなり、燃焼効
率の低下を招く特性をもっている。

従来の２段燃焼方法は、第５図に示す如く、火炉１に設
けられたバーナ２のほかに、該バーナ２よりも後流側に
２段燃焼空気を供給するための燃焼空気ポート３を１段
のみ設け、該燃焼空気ポート３より２段燃焼空気を火炉
１内に供給させて燃焼させることにより燃焼領域の酸素
分圧を抑制し低’ＮＯｘ化を図るようにしである。

［発明が解決しようとする問題点］ 前記した従来の２段燃焼方法では、燃焼空気ポート３か
ら火炉１内に２段燃焼空気を供給して燃焼させることに
よりＮＯＸ生成を抑制することができて低ＮＯｘ化を図
ることはできる。

しかし、２段燃焼空気ポートが１段（１列）のみである
ため、低ＮＯｘ化を目的として２段燃焼を行うとき、燃
焼性の悪い海外輸入炭を使用すると、燃焼領域の酸素分
圧を抑制することから、２段燃焼空気と混合してもその
燃焼完結に要する時間が多くかかることから灰中未然分
の増大が避けられず、これが原因で火炉の燃焼効率の低
下を招くことになっていた。すなわち、従来の２段燃焼
法では低ＮＯ×、低灰中未燃分を両立することが難しか
った。

そこで、本発明者は、ＮＯｘと灰中未燃分との関係につ
いて種々の実験を試みた結果、２段燃焼空気供給用の燃
焼空気ポートを、バーナからより後流側に設置すること
により低ＮＯｘ化が図れ、逆に上記燃焼ポートを、バー
ナから余り離れない近い位置に設置することで低灰中未
燃分化が図れることを見い出し、本発明をなした。

したがって、本発明の目的とするところは、火炉での微
粉炭の還元燃焼において、低ＮＯｘ化と低灰中未然分化
とを同時に達成できる燃焼方法を提供しようとするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、火炉のバーナよりも後流側に、２段燃焼用空
気のポートを２列に設け、該２列の燃焼空気ポートから
２段燃焼空気を各々火炉に供給して還元燃焼を行わせる
ようにする。

火炉構造によっては、２段以上の空気ポートを有する場
合も同効果が得られる。

［作　　用］ ２列の燃焼空気ポートのうち、バーナに近く設置された
１段目の燃焼空気ポートから供給される２段燃焼空気は
、燃焼領域の排ガスと早期に混合することから灰中未燃
分を抑制でき、バーナからより後流側に離れて設置され
た２段目の燃焼空気ポートから供給される２段燃焼空気
は、還元雰囲気条件下の燃焼領域が拡がることからＮＯ
ｘを還元分解できる。本発明は、これらの２つの作用を
組み合せることにより、低ＮＯｘ化、低灰中未燃分化を
達成するものである。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例を示すもので、火炉１のバーナ
２設置よりも後流側に、２段燃焼空気を供給するための
燃料空気ポート４と５を２段（２列）に設け、１段目の
燃料空気ポート４と２段目の燃焼空気ポート５とから各
々火炉１内に多段燃焼空気を供給させるようにする。

上記の構成で微粉炭の多段燃焼を行わせると、バーナ２
に近い位置に設置された１段目の燃焼空気ポート４から
供給される２段燃焼空気によって火炉１では燃焼ガスと
の良好な混合が行われて灰中未燃分が減少する。更に、
バーナ２からより後流側に設置された２段目の燃焼空気
ポート５から供給される２段燃焼により火炉においてＮ
Ｏｘの分解が良好に行われる。これにより火炉１では低
ＮＯｘ且つ低灰中未燃分を図る燃焼が行われることにな
る。

次に、上記低ＮＯｘ化と低灰中未燃分化が達成できるこ
とを、本発明者の行った実験データによって明らかにす
る。

第２図は還元雰囲気条件下のＮＯｘ分解挙動について本
発明者が行った実験に基づくデータを示すものであり、
炉内ガス滞留時間τとＮＯｘ分解率（％）との関係は、
図示の曲線工、■、■の如く、炉内ガス滞留時間τが短
かければ、ＮＯｘ分解率が低く、又、炉内ガス滞留時間
τが長Ｃプれば長いほどＮＯｘ分解率が高くなる、とい
う結果が得られた。図中の曲線■はバーナ２の燃料に対
する空気比をＯ６６とした場合、曲線■は同じく空気比
を０．７、曲線■は同じく空気比を０．８とした場合で
ある。従来の２段燃焼法はバーナ後流直後に２段燃焼ポ
ートが設置されていることからＮＯｘの大幅な分解が期
待できなかった。本発明では、２段燃焼空気ボートを、
従来の１段（１列〉のみとした方式に代えて２段（２列
）４，５に設置して各段ごとに２段燃焼空気を炉内に供
給するようにしているので、炉内ガス滞留時間の短かい
位置におる１段目の燃焼空気ポート４の部分ではＮＯｘ
分解率は低く、この部分から炉内に供給される２段燃焼
空気のみでは低ＮＯｘ化は望めないが、本発明者の実験
では２段燃焼ポートから火炉出口までの炉内滞留時間を
十分とることで灰中未燃分は抑制できることが判明した
。又、炉内滞溜時間が長くとれる２段目の燃料空気ポー
ト５の部分では、図中の曲線■、■、■の場合ともＮＯ
ｘ分解率が高くなっており、この部分から２段燃焼させ
ることにより、より低ＮＯｘ化が図れることが実証され
、本発明者の実験では上記２段目の燃焼空気ポート５の
みから燃焼空気を炉内に供給して２段燃焼を行った場合
の灰中未燃分は、同一火炉の場合１段目の燃焼空気ポー
ト４のみから燃焼空気を供給した場合に比して著しく増
大したことも判明した。

次に、第３図は火炉１における灰中未燃分の抑制度合い
を性状の異なる石炭で実験した結果得られたデータを示
すもので、本発明における２段目の燃焼空気ポート５の
開度は一定としたまま１段目の燃焼空気ポート４の開度
のみを逐次変更したときのＮＯｘの量と灰中未燃分の吊
を示す。図中の・印は豪州のＡ炭、Ｏ印は豪州のＢ炭を
示す。性状の異なる両石炭とも、２段目の燃焼空気ポー
ト５の開度は一定にして燃焼空気を供給し続ける一方で
、１段目の燃焼空気ポート４の開度を大きく変化させて
燃焼空気の供給を行わせた結果、灰中未燃分は減少して
行き、又、ＮＯｘの量は抑制された状態が維持された。

以上の如く、本発明では、１段目の燃焼空気ポート４で
低灰中未燃分化を、２段目の燃焼空気ポート５で低ＮＯ
ｘ化を達成できるが、本発明の如く、燃焼空気ポートを
２段に設置した場合と、従来の２段燃焼法の如き燃焼空
気ポートを１段のみに設置した場合における火炉１のＮ
Ｏｘと灰中未燃分の比較を行った結果、第４図と第６図
の如くでめった。この実験は、本発明者が第３図の場合
より更に異なる性状の豪州Ｃ炭について燃料比１，７％
、Ｎ　１．６（２，０％無　１水無灰ベース）で行った
ものである。第６図に示す従来方式の燃焼法ではＮＯｘ
は３００ｐｐｍ以下に低減できたが灰中未燃分が多く、
［発明が解決しようとする問題点］の項で記載した如き
問題点を呈している。これに対し、本発明では、第４図
に示す如く、ＮＯｘの量も灰中未燃分の量も大幅に低減
でき、ＮＯｘは従来の場合に比し約４５％低減でき、灰
中未燃分は従来の場合に比して約６５％低減できた。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明によれば、火炉に２段燃焼空気
を２列の燃焼空気ポートから供給し、バーナに近い方の
１段目の燃焼空気ポートから供給される２段燃焼空気に
より灰中未燃分の抑制を行い、バーナからより離れた２
段目の燃焼空気ポートから供給される２段燃焼空気によ
りＮ　Ｏ，ｘの抑制を行わせるので、火炉内での還元燃
焼において低ＮＯｘ化と低灰中未燃分化が同時に達成で
きる、という優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する火炉の概要図、第２図は炉内
ガス滞留時間とＮＯｘ分解率との関係を示す図、第３図
は本発明における１段目の燃焼空気ポートの開度とＮＯ
ｘ量及び灰中未燃分量の変化を示す図、第４図は本発明
により得られるＮＯｘ、灰中未燃分の量を示す図、第５
図は従来の２段燃焼方法を実施する火炉の概要図、第６
図は第５図の場合によるＮＯｘ、灰中未燃分の量を示す
図である。 １は火炉、２はバーナ、３．４．５は燃焼空気ポートを
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）火炉内での微粉炭の還元燃焼方法において、火炉の
   バーナよりも後流側位置に、２段燃焼空気を火炉内に供
   給するための燃焼空気ポートを２列設け、該２列の燃焼
   空気ポートから各２段燃焼空気を供給して燃焼させるこ
   とを特徴とする火炉内の多段微粉炭燃焼方法。