JPH06288512A - ボイラー等の燃焼方法及びその装置 - Google Patents
ボイラー等の燃焼方法及びその装置Info
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- JPH06288512A JPH06288512A JP9668093A JP9668093A JPH06288512A JP H06288512 A JPH06288512 A JP H06288512A JP 9668093 A JP9668093 A JP 9668093A JP 9668093 A JP9668093 A JP 9668093A JP H06288512 A JPH06288512 A JP H06288512A
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Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 メタンガス等の気体燃料から効率よく熱を取
り出す。 【構成】 燃焼筒１の下部中央にノズルバーナ２を挿入
して設置し、該ノズルバーナ２の燃焼火炎帯ａ中にセラ
ミックその他の固体粒子又は固体触媒等の流動粒子６を
投入することによりメタンガスその他の気体燃料の輝炎
輻射を増大させ、かつ、流動粒子をバイパス系Ｂを介し
て再循環させ、筒内全体を均一に加熱するとともに、流
動粒子の顕熱を回収する。
り出す。 【構成】 燃焼筒１の下部中央にノズルバーナ２を挿入
して設置し、該ノズルバーナ２の燃焼火炎帯ａ中にセラ
ミックその他の固体粒子又は固体触媒等の流動粒子６を
投入することによりメタンガスその他の気体燃料の輝炎
輻射を増大させ、かつ、流動粒子をバイパス系Ｂを介し
て再循環させ、筒内全体を均一に加熱するとともに、流
動粒子の顕熱を回収する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ボイラー等の燃焼方
法及びその装置に関する。
法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボイラー等の燃焼装置において、循環流
動層は本来粒子循環による熱負荷向上を目的として開発
され、石炭燃焼、触媒反応等に応用されている。
動層は本来粒子循環による熱負荷向上を目的として開発
され、石炭燃焼、触媒反応等に応用されている。
【０００３】しかし、従来の循環流動層燃焼装置は、燃
焼器（ライザー）が単管構造であり、ライザー内の粒子
流動が流動化ガスや粒子循環量により決まってしまうこ
とが多く流動状態の変化には制限があった。
焼器（ライザー）が単管構造であり、ライザー内の粒子
流動が流動化ガスや粒子循環量により決まってしまうこ
とが多く流動状態の変化には制限があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
従来の技術の有する斯かる問題点に鑑み、特に、Ｃ／Ｈ
比の小さいメタンガス等の気体燃料から効率よく熱を取
り出す燃焼方法及びその装置の提供を目的としている。
従来の技術の有する斯かる問題点に鑑み、特に、Ｃ／Ｈ
比の小さいメタンガス等の気体燃料から効率よく熱を取
り出す燃焼方法及びその装置の提供を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のボイラー等の燃焼方法及びその装置は、
たとえば、実施例に対応する図１に示されているよう
に、バーナ２の燃焼火炎帯ａ中にセラミックその他の固
体粒子又は固体触媒等の流動粒子６を投入し、該流動粒
子６が加熱されて火炎とともに泡沫状に飛散することに
よりメタンガスその他の気体燃料の輝炎輻射を増大さ
せ、かつ、該流動粒子を循環させて全体を均一に加熱す
るとともに、流動粒子６の顕熱を回収する燃焼方法を主
要な特徴としている。
に、この発明のボイラー等の燃焼方法及びその装置は、
たとえば、実施例に対応する図１に示されているよう
に、バーナ２の燃焼火炎帯ａ中にセラミックその他の固
体粒子又は固体触媒等の流動粒子６を投入し、該流動粒
子６が加熱されて火炎とともに泡沫状に飛散することに
よりメタンガスその他の気体燃料の輝炎輻射を増大さ
せ、かつ、該流動粒子を循環させて全体を均一に加熱す
るとともに、流動粒子６の顕熱を回収する燃焼方法を主
要な特徴としている。
【０００６】また、燃焼筒１の下部にバーナ２を組込ん
だライザーＡと、該バーナ２の燃焼火炎帯ａ中に投入さ
れるセラミックその他の固体粒子又は固体触媒等の流動
粒子６を捕集して再循環させるバイパス系Ｂとを設けた
燃焼装置をも主要な特徴としている。
だライザーＡと、該バーナ２の燃焼火炎帯ａ中に投入さ
れるセラミックその他の固体粒子又は固体触媒等の流動
粒子６を捕集して再循環させるバイパス系Ｂとを設けた
燃焼装置をも主要な特徴としている。
【０００７】
【作用】Ｃ／Ｈ比の小さいメタンガス等の気体燃料から
効率よく熱を取り出すためには、伝熱係数の増大、顕熱
の有効利用、燃焼効率の向上等を満足しなければならな
い。
効率よく熱を取り出すためには、伝熱係数の増大、顕熱
の有効利用、燃焼効率の向上等を満足しなければならな
い。
【０００８】そこで、この発明は前記構成としたから、
セラミックその他の固体粒子又は固体触媒等の流動粒子
６をバーナ２の燃焼火炎帯ａ中に投入することにより、
本来気体射出率の小さなＣ／Ｈの低いメタンガス等の燃
料に対して積極的に輝炎輻射を増大させ火炎全体の温度
均一化並びに放射特性を改善する。
セラミックその他の固体粒子又は固体触媒等の流動粒子
６をバーナ２の燃焼火炎帯ａ中に投入することにより、
本来気体射出率の小さなＣ／Ｈの低いメタンガス等の燃
料に対して積極的に輝炎輻射を増大させ火炎全体の温度
均一化並びに放射特性を改善する。
【０００９】また、固体粒子等の流動粒子６は排ガス後
流部から再度燃料投入部に循環し、この時顕熱回収が図
られる。さらに、流動粒子６の存在により装置内の伝熱
管一気体燃焼部間の伝熱係数が増大する。
流部から再度燃料投入部に循環し、この時顕熱回収が図
られる。さらに、流動粒子６の存在により装置内の伝熱
管一気体燃焼部間の伝熱係数が増大する。
【００１０】さらには、火炎の温度均一化に伴って局所
的高温帯生成が避けられ、特に、サーマルＮＯｘの発生
が抑止され、かつ、固体粒子として三元触媒を用いるこ
とにより生成ＮＯｘの還元及び未燃炭化水素の完全酸化
に対する効果も期待できる。
的高温帯生成が避けられ、特に、サーマルＮＯｘの発生
が抑止され、かつ、固体粒子として三元触媒を用いるこ
とにより生成ＮＯｘの還元及び未燃炭化水素の完全酸化
に対する効果も期待できる。
【００１１】
【実施例】以下この発明のボイラー等の燃焼方法及びそ
の装置の一実施例について図面を参照して説明する。
の装置の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１２】実施例は、ボイラーにこの発明を適用した
例であって、図において、Ａは燃焼筒１の下部中央にノ
ズルバーナ２を挿入して設置したライザーで、燃焼筒１
の外周部に給水路３を設け、水取入口４から給水路３に
至った水を加熱昇温して湯又は蒸気として取出口５から
放出する熱交換器を備えて顕熱を回収する構造となして
いる。
例であって、図において、Ａは燃焼筒１の下部中央にノ
ズルバーナ２を挿入して設置したライザーで、燃焼筒１
の外周部に給水路３を設け、水取入口４から給水路３に
至った水を加熱昇温して湯又は蒸気として取出口５から
放出する熱交換器を備えて顕熱を回収する構造となして
いる。
【００１３】Ｂは前記ノズルバーナ２の燃焼火炎帯ａ中
に投入されるセラミックその他の固体粒子又は固体触媒
等の流動粒子６を捕集して再循環させるバイパス系で、
該バイパス系Ｂにはサイクロン７、ホッパー８及びバル
ブ９とを備えている。
に投入されるセラミックその他の固体粒子又は固体触媒
等の流動粒子６を捕集して再循環させるバイパス系で、
該バイパス系Ｂにはサイクロン７、ホッパー８及びバル
ブ９とを備えている。
【００１４】サイクロン７は流動粒子６の循環粒子等６
ａと燃焼排ガス６ｂを分離するためのもので、燃焼筒１
の上部一側の排出ダクト１０からの流動粒子６が螺旋状
を呈して落下することにより循環粒子６ａはホッパー８
へ流入し、燃焼排ガスは排気筒１１から器外に放出され
る構造となっている。
ａと燃焼排ガス６ｂを分離するためのもので、燃焼筒１
の上部一側の排出ダクト１０からの流動粒子６が螺旋状
を呈して落下することにより循環粒子６ａはホッパー８
へ流入し、燃焼排ガスは排気筒１１から器外に放出され
る構造となっている。
【００１５】ホッパー８は前記サイクロン７により回収
された循環粒子等６ａが下降し、該ホッパー８内に設け
られた熱交換器１２により循環粒子等６ａの顕熱を回収
して湯沸し等に供するなど排熱を有効に利用する構造と
なっている。
された循環粒子等６ａが下降し、該ホッパー８内に設け
られた熱交換器１２により循環粒子等６ａの顕熱を回収
して湯沸し等に供するなど排熱を有効に利用する構造と
なっている。
【００１６】バルブ９は循環粒子等６ａを前記ホッパー
８から燃焼筒１の下方部へ導く循環ダクト１３に設けら
れ、循環粒子等６ａの燃焼筒１内への循環量を増減変化
するためのものである。
８から燃焼筒１の下方部へ導く循環ダクト１３に設けら
れ、循環粒子等６ａの燃焼筒１内への循環量を増減変化
するためのものである。
【００１７】燃焼筒１内の下方部に循環導入された循環
粒子等６ａは、金網などの分散板１４上に至り、ノズル
バーナ２の燃焼火炎帯ａによるドラフト作用等で上方へ
火炎とともに舞い上がって加熱されるため、メタンガス
等の気体燃料の輝炎輻射を増大させ、火炎は大きくな
る。
粒子等６ａは、金網などの分散板１４上に至り、ノズル
バーナ２の燃焼火炎帯ａによるドラフト作用等で上方へ
火炎とともに舞い上がって加熱されるため、メタンガス
等の気体燃料の輝炎輻射を増大させ、火炎は大きくな
る。
【００１８】ノズルバーナ２には、メタンガス等の気体
燃料と燃焼用一次空気との混合ガスが供給され、給気口
１５から分散板１４を介して供給される二次空気ととも
に燃焼筒１内において上向きに燃焼する。
燃料と燃焼用一次空気との混合ガスが供給され、給気口
１５から分散板１４を介して供給される二次空気ととも
に燃焼筒１内において上向きに燃焼する。
【００１９】前記構成において、ノズルバーナ２の燃焼
火炎帯ａによるドラフト作用と二次空気による搬送動作
によって粒子循環が可能となっているため、燃焼筒１の
下方部に導入される流動粒子６は、火炎とともに勢いよ
く舞い上がり加熱されるためにメタンガス等の気体燃料
の輝炎輻射を増大させ火炎を大きくする。
火炎帯ａによるドラフト作用と二次空気による搬送動作
によって粒子循環が可能となっているため、燃焼筒１の
下方部に導入される流動粒子６は、火炎とともに勢いよ
く舞い上がり加熱されるためにメタンガス等の気体燃料
の輝炎輻射を増大させ火炎を大きくする。
【００２０】また、前記循環粒子等の流動粒子６は加
熱、循環させることで、筒内全体を均一に加熱でき、火
炎の広がりと相まって流動粒子６が熱を効率的に運ぶこ
ととなり、効率的な熱循環が図りうるものである。
熱、循環させることで、筒内全体を均一に加熱でき、火
炎の広がりと相まって流動粒子６が熱を効率的に運ぶこ
ととなり、効率的な熱循環が図りうるものである。
【００２１】気体燃料の輝炎輻射の増大により火炎は伸
び、かつ、広がるため、燃焼が安定化する一方、局所的
な高熱の発生が避けられＮＯｘ発生量は減少し、また、
燃焼排ガスとともに加熱された流動粒子が循環するた
め、温度分布が平均化され、筒内は均一に加熱されるも
のである。
び、かつ、広がるため、燃焼が安定化する一方、局所的
な高熱の発生が避けられＮＯｘ発生量は減少し、また、
燃焼排ガスとともに加熱された流動粒子が循環するた
め、温度分布が平均化され、筒内は均一に加熱されるも
のである。
【００２２】このとき、粒子の流動特性や循環量、バー
ナへの投入空気量などの条件を求め、粒子流動の制御性
と相まって安定した燃焼を維持するものである。以下に
その実験例の概略を説明する。
ナへの投入空気量などの条件を求め、粒子流動の制御性
と相まって安定した燃焼を維持するものである。以下に
その実験例の概略を説明する。
【００２３】実験では平均粒径６６μｍのセラミック固
体流動粒子を用い、ライザー内圧力、温度分布を測定し
た。そこで、実験はライザーに供給されるトータル流量
Ｑ（環状部空気流量、ノズルバーナに投入されるメタン
及び空気流量の和）及びメタン流量を一定とし、ノズル
バーナに供給される流量Ｑ1 （メタンと一次空気流量の
和）をＱに対して変化させて行った。
体流動粒子を用い、ライザー内圧力、温度分布を測定し
た。そこで、実験はライザーに供給されるトータル流量
Ｑ（環状部空気流量、ノズルバーナに投入されるメタン
及び空気流量の和）及びメタン流量を一定とし、ノズル
バーナに供給される流量Ｑ1 （メタンと一次空気流量の
和）をＱに対して変化させて行った。
【００２４】その結果、粒子循環量がバーナの安定燃焼
可能範囲であり、Ｑ1 ／Ｑにより粒子ホールドアップ制
御が可能で、しかも、粒子循環によるライザー内温度分
布の平均化等が明らかになった。
可能範囲であり、Ｑ1 ／Ｑにより粒子ホールドアップ制
御が可能で、しかも、粒子循環によるライザー内温度分
布の平均化等が明らかになった。
【００２５】
【発明の効果】この発明によるボイラー等の燃焼方法及
びその装置によれば、本来気体射出率の小さなＣ／Ｈの
低いメタンガス等の気体燃料に対して積極的に輝炎輻射
を増大させ火炎全体の温度均一化並びに放射特性を改善
し、常に効率的な安定燃焼が維持できる効果がある。
びその装置によれば、本来気体射出率の小さなＣ／Ｈの
低いメタンガス等の気体燃料に対して積極的に輝炎輻射
を増大させ火炎全体の温度均一化並びに放射特性を改善
し、常に効率的な安定燃焼が維持できる効果がある。
【００２６】また、流動粒子を循環させることで温度分
布が平均化され、筒内全体を均一に加熱することがで
き、かつ、その顕熱回収も効率的に行いうる。
布が平均化され、筒内全体を均一に加熱することがで
き、かつ、その顕熱回収も効率的に行いうる。
【００２７】さらに、燃焼の安定化により局所的な高熱
の発生が避けられるため、ＮＯｘ発生量は減少し安全で
ある。
の発生が避けられるため、ＮＯｘ発生量は減少し安全で
ある。
【００２８】さらには、粒子濃度の制御も可能であるか
ら、常に、効率的な熱循環が図りうるものである。
ら、常に、効率的な熱循環が図りうるものである。
【００２９】したがって、実施例のボイラーのほか、乾
燥機や焼鈍システム等にも適用できるは勿論、その大型
化が容易であり、また、ガス燃焼であるため、エネルギ
ー効率もよいものである。
燥機や焼鈍システム等にも適用できるは勿論、その大型
化が容易であり、また、ガス燃焼であるため、エネルギ
ー効率もよいものである。
【図１】この発明の一実施例を示した概略側面図であ
る。
る。
Ａ ライザー １ 燃焼筒 ２ バーナ Ｂ バイパス系 ６ 流動粒子 ７ サイクロン ８ ホッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 孝義 愛知県瀬戸市ゆりの台８番地 (72)発明者 水野 幹広 愛知県瀬戸市中品野町232番地
Claims (4)
- 【請求項１】 バーナの燃焼火炎帯中にセラミックその
他の固体粒子又は固体触媒等の流動粒子を投入し、該流
動粒子が加熱されて火炎とともに泡沫状に飛散すること
によりメタンガスその他の気体燃料の輝炎輻射を増大さ
せ、かつ、該流動粒子を循環させて全体を均一に加熱す
るとともに、流動粒子の顕熱を回収することを特徴とす
るボイラー等の燃焼方法。 - 【請求項２】 燃焼筒の下部にバーナを組込んだライザ
ーと、該バーナの燃焼火炎帯中に投入されるセラミック
その他の固体粒子又は固体触媒等の流動粒子を捕集して
再循環させるバイパス系とを設けたことを特徴とするボ
イラー等の燃焼装置。 - 【請求項３】 燃焼筒に流動粒子の顕熱を回収する熱交
換器を設けた請求項２記載のボイラー等の燃焼装置。 - 【請求項４】 流動粒子を捕集して再循環させるバイパ
ス系に、流動粒子と燃焼排ガスを分離するサイクロンと
流動粒子の顕熱を回収する熱交換器を内蔵したホッパー
を設けた請求項２記載のボイラー等の燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5096680A JP2782492B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | ボイラー等の燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5096680A JP2782492B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | ボイラー等の燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288512A true JPH06288512A (ja) | 1994-10-11 |
| JP2782492B2 JP2782492B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=14171515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5096680A Expired - Lifetime JP2782492B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | ボイラー等の燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782492B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110848670A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-28 | 大唐鸡西第二热电有限公司 | 300mw循环流化床锅炉新型点火方式应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6237608A (ja) * | 1985-08-07 | 1987-02-18 | フオスタ−・ホイ−ラ−・エナ−ジイ・コ−ポレイシヨン | 流動床式反応器を操作する方法 |
| JPS6361610U (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-23 | ||
| JPH0552316A (ja) * | 1991-08-20 | 1993-03-02 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 循環型流動層ボイラの窒素酸化物低減方法 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5096680A patent/JP2782492B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6237608A (ja) * | 1985-08-07 | 1987-02-18 | フオスタ−・ホイ−ラ−・エナ−ジイ・コ−ポレイシヨン | 流動床式反応器を操作する方法 |
| JPS6361610U (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-23 | ||
| JPH0552316A (ja) * | 1991-08-20 | 1993-03-02 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 循環型流動層ボイラの窒素酸化物低減方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110848670A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-28 | 大唐鸡西第二热电有限公司 | 300mw循环流化床锅炉新型点火方式应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2782492B2 (ja) | 1998-07-30 |
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