JPH02275214A - 固体燃料の酸素富化燃焼装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気中の窒素ガスを分離し、この窒素ガスと
酸素が富化された残存ガスとを利用する固体燃料の酸素
富化燃焼装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ボイラ等において、固体燃料を燃焼させるには、
−船釣に空気が使用されており、また、固体燃料のガス
化装置には、空気又は深冷法等により得られた酸素を使
用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

固体燃料は、粒度、発熱量、灰分、含有水分揮発分等の
成分比により燃焼性が著しく異なり、空気により効率よ
く燃焼させるのが困難な場合もあり、また、良好な燃焼
性を得るため粒度を細かくしたり、充分な乾燥を行なっ
たり、燃焼空気を予熱する等の対策を講じる必要がある
。

一方深冷法等により得られた高濃度の酸素を使用するこ
とにより固体燃料の良好な燃焼を得ることができるが、
酸素の製造コストが高くまた、酸素の取扱いに安全上の
配慮をする必要がある。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、空気より窒素ガ
スを分離し、この窒素ガスと酸素が富化された残存ガス
とによって固体燃料を効果的に燃焼させると共に固体燃
料の加圧、搬送貯蔵、を安全に行なうことができる固体
燃料の酸素富化燃焼装置を提供しようとするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の固体燃料の酸素富化燃焼装置は、空気中の窒素
の分離装置、同分離装置により分離された窒素ガスを固
体燃料の加圧、搬送又は貯蔵設備へ供給する供給管、及
び上記分離装置で窒素が分離され酸素が富化された残存
ガスを上記固体燃料を燃焼させる炉へ供給する供給管を
備えた。

（作　用〕 本発明においては、分離装置によって、空気中の窒素ガ
スと酸素が富化された残存ガスが得られる。

この酸素富化残存ガスは供給管より炉へ供給され燃焼用
空気の一部として使用することによって固体燃料は良好
な燃焼が行なわれる。

一方、窒素ガスは固体燃料の加圧、搬送又は貯蔵設備へ
供給することによって、燃料の自然発火が防止され、安
全性が向上する。

Ｃ実施例〕 本発明の第一の実施例を第１図及び第２図によって説明
する。

１は空気中の窒素を吸着する圧力スイング窒素吸着装置
であって、同吸着装置１で吸着された窒素ガスは、吸着
装置１の窒素ガス管２９から送風機５により供給管６を
経て石炭等の固体燃料８の貯蔵ビン７へ供給されるよう
になっている。一方窒給管３から炉４へ供給されるよう
になっている。

固体燃料貯蔵ピン７下部には供給機９が連設されており
、同供給機９は１次空気送風機１０より空気が送られる
インジェクタ１１に接続され、供給機９から送られる固
体燃料は、同インジェクタ１１より燃料の供給管１２を
経て炉４に投入されるようになっている。

本実施例の圧力スイング窒素吸着装置１を第２図に示す
、吸着塔２４には窒素吸着剤２５が充填されており、原
空ブロワ２１から押込まれた空気は、大口弁２２を経て
吸着塔２４へ入り、窒素吸着剤２５によって選択的に窒
素が吸着され、酸素が富化された空気は、出口弁２６を
経て排空気管２７へ放出ガスとして排出され、前記送風
機２へ供給されるようになっている。

一方吸着された窒素ガスは、窒素ガス管２９に設けられ
た真空ポンプ２８を作動することによって窒素吸着剤２
５から脱着され、出口弁２３を経て窒素ガス管２９へ排
出され前記送風機５へ供給される。

この吸着塔２４は第２図に示すように２塔以上並列に設
けられており、一方の吸着塔２４が窒素の吸着を行って
いるときに、他方の吸着塔２４が窒素の脱着を行うこと
によって、常に交替に窒素ガス及び酸素富化空気が製造
されるようになっている。

本実施例では、圧力スイング窒素吸着装置ｌより製造さ
れた窒素ガスは、送風機５で加圧され、供給管６を経て
固体燃料貯蔵ビン７に送入され、固体燃料の自然発火を
防止することに供され、また同貯蔵ビン７内の固体燃料
の加圧に供される。

一方、圧力スイング窒素吸着装置１より窒素を吸着、分
離する過程で生じた放出ガス中には、窒素を分離した残
りの酸素が通常の空気より２〜３倍含まれており、この
放出ガスは、排空気管２７より送風機２に入って加圧さ
れ、供給管３を経て、炉内に吹込まれ、燃焼用空気とし
て利用される。

固体燃料８は、供給機９を経て、１次空気送風機１０に
より送入された１次空気によりインジェクタ１１、供給
管１２を通り炉４に投入され、この１次空気と前述の酸
素富化空気により燃焼される。

本実施例では、酸素富化空気を使用することにより燃焼
用空気量が減少するため燃焼温度は上昇し、燃料の燃焼
時間は、短縮され未燃損失は減少する。

例えば、酸素濃度４０％の放出ガスと１次空気を合わせ
て、２５％濃度の混合比になるような酸素富化空気で固
体燃料を燃焼した場合、理論空気量は約２０％減少し、
この結果、理論燃焼ガス温度は２００〜３００’Ｃ上昇
するので、同一粒度の燃料を燃焼させても燃切り時間は
大巾に短縮され、未燃損失は減少する。

また、生成ガス量が約１５％減少するので排ガス１員失
が減少すると共に火炉や熱交換器をコンパクトにするこ
とができる。

また更に、空気から分離した窒素ガスを固体燃料貯蔵ビ
ン７に送入して、同貯蔵ビン７内のガスをパージするこ
とによって、燃料の自然発火を防止することができる。

この場合、窒素ガスによる貯蔵ビン７内のガスパージに
は、通常固体燃料の約１０倍の体積の窒素ガスが必要で
あり、固体燃料が石炭の場合重量ベースでは固体燃料の
約１３％の窒素ガスを必要とするが、上記した酸素濃度
４０％の放出ガスを得る際に発生する窒素ガスによって
このガスパージを行なうことができる。

本発明の第二の実施例を第３図によって説明する。

本実施例は、上記第一の実施例における窒素ガスが分離
され酸素が富化されたガスの供給管３を燃料の供給管１
２に接続した０本実施例では酸素が富化されたガスを送
風機２によって加圧して、供給管３を経て燃料の供給管
１２へ供給し、固体燃料と混合して炉４へ投入する。

本実施例においても、上記第一の実施例と同様な作用及
び効果が奏せられる。

本発明の第三の実施例を第４図によって説明する。

本実施例では、別に設けられ送風機１４をもつ燃焼用空
気管１３に酸素が富化されたガスの供給管３を接続し、
燃焼用空気管１３を経て送風機１４よりの空気と共に上
記酸素が富化されたガスを炉４へ投入するようにした。

本実施例も上記第−及び第二の実施例と同様な作用及び
効果をあげることができる。

なお、上記各実施例では、窒素ガスは固体燃料貯蔵ビン
に供給されているが、固体燃料の搬送管に供給し、同窒
素ガスで固体燃料の搬送を行なわせる等固体燃料の加圧
、搬送に利用することもできる。また、上記各実施例で
は圧力スイング窒素吸着装置を用いているが、他の形式
の窒素分離装置を用いることもできる。

〔発明の効果〕

本発明は、次の効果を挙げることができる。

（１）窒素の分離装置により発生した酸素富化ガスを固
体燃料の燃焼用空気の一部として使用することによって
、燃焼用空気量が減少し、燃焼温度の上昇、燃料の燃焼
時間の短縮が実現されると共に未燃損失を減少させるこ
とができる。

（２）一方、窒素の分離装置により、発生した窒素ガス
を固体燃料の加圧、搬送、貯蔵用の不活性ガスとして使
用することによって、安全性を高めることができる。

（３）窒素ガス及び酸素富化ガスは、窒素の分離装置に
よって安価に得られると共に、生成されたガスは上記の
ように直ちに消費されその取扱いに当って特別な安全上
の配慮をする必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の系統図、第２図は同実
施例に用いられる圧力スイング窒素吸着装置の説明図、
第３図及び第４図は、それぞれ本発明の第二及び第三の
実施例の系統図である。 １・・・圧力スイング窒素吸着装置。 ２．５・・・送風機、　　３・・・酸素富化ガスの供給
管。 ４・・・炉、　　　　　　６・・・窒素ガスの供給管。 ７・・・固体燃料貯蔵ビン ８・・・固体燃料、ＩＯ・・・１次空気送風機。 １２・・・燃料の供給管、１３・・・燃焼用空気管。 １４・・・送風機、２４・・・吸着塔。 ２５・・・窒素吸着剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空気中の窒素の分離装置、同分離装置により分離された
   窒素ガスを固体燃料の加圧、搬送又は貯蔵設備へ供給す
   る供給管、及び上記分離装置で窒素が分離され酸素が富
   化された残存ガスを上記固体燃料を燃焼させる炉へ供給
   する供給管を備えたことを特徴とする固体燃料の酸素富
   化燃焼装置。