JPH0668366B2 - 高効率石炭バ−ナ - Google Patents
高効率石炭バ−ナInfo
- Publication number
- JPH0668366B2 JPH0668366B2 JP62181033A JP18103387A JPH0668366B2 JP H0668366 B2 JPH0668366 B2 JP H0668366B2 JP 62181033 A JP62181033 A JP 62181033A JP 18103387 A JP18103387 A JP 18103387A JP H0668366 B2 JPH0668366 B2 JP H0668366B2
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- Japan
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- coal
- burner
- pulverized coal
- mixing chamber
- gasification
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、噴流層粉末固体燃料ガス化装置に係り、特に
粉末固体燃料として石炭を使用し、これと未燃カーボン
を５０％以上含有したチヤーを同時に閉塞なく連続的に
供給でき、効率的にガス化できるバーナに関する。
粉末固体燃料として石炭を使用し、これと未燃カーボン
を５０％以上含有したチヤーを同時に閉塞なく連続的に
供給でき、効率的にガス化できるバーナに関する。
石炭は化石燃料資源の中で埋蔵量が最大であり石油代替
エネルギーとして注目されている。
エネルギーとして注目されている。
石炭は、固体で取り扱いが不便な上、灰分，硫黄，窒素
等を含有しており有効利用するためには液化，ガス化等
によりクリーンなエネルギー源に変換し、利用すること
が望まれる。現在、石炭のクリーン燃料化の有力な方法
として石炭ガス化が注目されている。その中でも、石炭
からのクリーンガスを発電に用いる石炭ガス化複合発電
方式が注目されている。石炭ガス化発電複合発電方式を
支える重要技術の１つは石炭ガス化技術であり発電用ガ
ス化炉としては、高いガス化効率，電力需要に対応でき
る運転性及び信頼性、幅広い炭種に対する適用性等が要
求される。これらを満足させるには、微粉炭を気流中で
反応させる噴硫層ガス化炉が有望である。
等を含有しており有効利用するためには液化，ガス化等
によりクリーンなエネルギー源に変換し、利用すること
が望まれる。現在、石炭のクリーン燃料化の有力な方法
として石炭ガス化が注目されている。その中でも、石炭
からのクリーンガスを発電に用いる石炭ガス化複合発電
方式が注目されている。石炭ガス化発電複合発電方式を
支える重要技術の１つは石炭ガス化技術であり発電用ガ
ス化炉としては、高いガス化効率，電力需要に対応でき
る運転性及び信頼性、幅広い炭種に対する適用性等が要
求される。これらを満足させるには、微粉炭を気流中で
反応させる噴硫層ガス化炉が有望である。
噴硫層ガス化炉は、米国でKoppers−Totzek方式，ＣＥ
方式，Texaco方式等が大容量化，高性能化を目指して開
発中である。我国では、昭和２５〜３５年の間に数社が
開発に着手し、アンモニア合成用ガスの製造を目的とし
て独自のガス化炉を開発した。
方式，Texaco方式等が大容量化，高性能化を目指して開
発中である。我国では、昭和２５〜３５年の間に数社が
開発に着手し、アンモニア合成用ガスの製造を目的とし
て独自のガス化炉を開発した。
これらに用いられているガス化炉の効率を向上させる手
段として、大半が固体燃料をできるだけ炉内に滞留さ
せ、ガス化反応を促進させることを主眼としている。し
かし、どのようなガス化炉でも、ガス化炉から反応しな
いで飛散していく未燃カーボンを含有したチヤーが存在
する。そこで、この飛散チヤー量を抑制する手段とし
て、炉構造，バーナの設置位置，バーナの吹き出し速度
等につき検討しているが、飛散抑制には限界がある。
段として、大半が固体燃料をできるだけ炉内に滞留さ
せ、ガス化反応を促進させることを主眼としている。し
かし、どのようなガス化炉でも、ガス化炉から反応しな
いで飛散していく未燃カーボンを含有したチヤーが存在
する。そこで、この飛散チヤー量を抑制する手段とし
て、炉構造，バーナの設置位置，バーナの吹き出し速度
等につき検討しているが、飛散抑制には限界がある。
よつて、どのような反応装置でも、飛散チヤーのガス化
炉への循環系を有している。その供給方式には、１）常
時石炭と一緒に供給する場合、２）間欠的にある一定時
間ごとに供給する方式がある。
炉への循環系を有している。その供給方式には、１）常
時石炭と一緒に供給する場合、２）間欠的にある一定時
間ごとに供給する方式がある。
効率を常時ある一定以上のレベルに維持するには、１）
の常時供給する方式になる。
の常時供給する方式になる。
そのため、チヤーを閉塞もなく連続的に供給し効率よく
ガス化できるバーナの構造及び手段が重要になる。
ガス化できるバーナの構造及び手段が重要になる。
チヤーを供給する手段としては、１）石炭とチヤーを別
々のバーナから供給する方式。２）同一のバーナからガ
ス化炉内に供給する方式がある。１）の方式では、炉内
に設置している石炭供給用バーナとは別個の位置にチヤ
ー供給用のバーナを設置するため炉内の粒子の流れ状態
に悪影響を及ぼしチヤー飛散量を増大させる可能性があ
る。２）の方式では、定められた位置から石炭と一緒に
チヤーを供給するため、炉内の粒子の流れに対してはそ
れ程影響を及ぼさない。また、新たなガス化剤ラインも
いらず、制御が簡単である。
々のバーナから供給する方式。２）同一のバーナからガ
ス化炉内に供給する方式がある。１）の方式では、炉内
に設置している石炭供給用バーナとは別個の位置にチヤ
ー供給用のバーナを設置するため炉内の粒子の流れ状態
に悪影響を及ぼしチヤー飛散量を増大させる可能性があ
る。２）の方式では、定められた位置から石炭と一緒に
チヤーを供給するため、炉内の粒子の流れに対してはそ
れ程影響を及ぼさない。また、新たなガス化剤ラインも
いらず、制御が簡単である。
よつて、１）と２）の方式を比較すると２）の方式が有
利と言える。そこで２）の方式で本発明を考えることに
した。
利と言える。そこで２）の方式で本発明を考えることに
した。
従来、微粉炭とチヤーを同時に供給させるバーナ構造は
基本的には２方式に代表される。１）同心円状の円筒内
を２重管にしその中心流路と外筒管内にチヤー及び微粉
炭を供給する方式（特開昭59−134405）。２）バーナ内
に粉末供給管をそれぞれ並列に挿入する方式（特開昭56
−124812）等がある。
基本的には２方式に代表される。１）同心円状の円筒内
を２重管にしその中心流路と外筒管内にチヤー及び微粉
炭を供給する方式（特開昭59−134405）。２）バーナ内
に粉末供給管をそれぞれ並列に挿入する方式（特開昭56
−124812）等がある。
固形燃料のガス化は、一般に粉末固体燃料を輸送するの
に必要なガス量をできるだけ低減させる必要がある。こ
の理由は、粉末燃料搬送用として一般に不活性ガス（窒
素及び一酸化炭素等）を用いており、その量が多いと炉
内温度の上昇を抑制するため、反応面及びスラグ流下に
悪影響を及ぼす。このため搬送用ガス量を低減させる必
要があり、必然的に混層流の粉末燃料の密度が高くな
る。よつて、前記（１）を用いると石炭供給管曲部が摩
耗することが考えられる。また、石炭供給系にチヤー供
給管を設置すると抵抗が増大し、バーナ内及び石炭供給
ラインで閉塞することが考えられる。また、１）の方式
の先端部が外部混合型であり、石炭とチヤーの混合状態
及びこれら粉末燃料とガス化剤との接触が条件変化時に
悪化する等の欠点が考えられる。
に必要なガス量をできるだけ低減させる必要がある。こ
の理由は、粉末燃料搬送用として一般に不活性ガス（窒
素及び一酸化炭素等）を用いており、その量が多いと炉
内温度の上昇を抑制するため、反応面及びスラグ流下に
悪影響を及ぼす。このため搬送用ガス量を低減させる必
要があり、必然的に混層流の粉末燃料の密度が高くな
る。よつて、前記（１）を用いると石炭供給管曲部が摩
耗することが考えられる。また、石炭供給系にチヤー供
給管を設置すると抵抗が増大し、バーナ内及び石炭供給
ラインで閉塞することが考えられる。また、１）の方式
の先端部が外部混合型であり、石炭とチヤーの混合状態
及びこれら粉末燃料とガス化剤との接触が条件変化時に
悪化する等の欠点が考えられる。
２）の方式では、バーナ先端出口部でのガス化剤との接
触が悪く未燃カーボンを多量に含有したチヤーが増大す
る可能性がある。
触が悪く未燃カーボンを多量に含有したチヤーが増大す
る可能性がある。
本発明の目的は、粉末固体燃料とチヤーを単体のバーナ
から閉塞もなく連続的に供給できると同時に粉末燃料と
ガス化剤との接触を良好にでき効率向上をはかることの
できるバーナの構造を提供するにある。
から閉塞もなく連続的に供給できると同時に粉末燃料と
ガス化剤との接触を良好にでき効率向上をはかることの
できるバーナの構造を提供するにある。
上記目的は、バーナ内に設置した粉末供給管内を二重管
にし、中心流路に微粉炭、その外筒管内にチヤーを別々
に流通させるとともに、粉末供給管先端内部で石炭とチ
ヤーを混合させる粒子混合室及びガス化剤（酸素，空
気）との接触を良好にするためバーナ出口先端部にガス
化混合室を設けることにより、粉末供給管内での閉塞も
なく、連続的に供給でき、かつ効率向上がはかれるよう
にしたものである。
にし、中心流路に微粉炭、その外筒管内にチヤーを別々
に流通させるとともに、粉末供給管先端内部で石炭とチ
ヤーを混合させる粒子混合室及びガス化剤（酸素，空
気）との接触を良好にするためバーナ出口先端部にガス
化混合室を設けることにより、粉末供給管内での閉塞も
なく、連続的に供給でき、かつ効率向上がはかれるよう
にしたものである。
すなわち、バーナ内に供給される石炭とチヤーをバーナ
手前から二重管にしてそれぞれ別々の入口から供給し、
中心流路に微粉炭その外筒管内にチヤーを流通させるこ
とにより中心流路では抵抗となるものがないことから微
粉炭の閉塞がなくなる。また、チヤーは微粉炭に比べて
かつ密度が小さいため、搬送用に用いるガス量が少なく
てすむことから摩耗等がなくなる。また、バーナ内粉末
供給管先端内部で石炭とチヤーを混合（粉末混合室）さ
せた後、ガス化剤（酸素又は空気）と接触させる部屋
（ガス化混合室）を設置した、いわゆる二段混合室を設
けることにより接触を良好にし性能を向上させようとし
たものである。
手前から二重管にしてそれぞれ別々の入口から供給し、
中心流路に微粉炭その外筒管内にチヤーを流通させるこ
とにより中心流路では抵抗となるものがないことから微
粉炭の閉塞がなくなる。また、チヤーは微粉炭に比べて
かつ密度が小さいため、搬送用に用いるガス量が少なく
てすむことから摩耗等がなくなる。また、バーナ内粉末
供給管先端内部で石炭とチヤーを混合（粉末混合室）さ
せた後、ガス化剤（酸素又は空気）と接触させる部屋
（ガス化混合室）を設置した、いわゆる二段混合室を設
けることにより接触を良好にし性能を向上させようとし
たものである。
実施例は、粉末固体燃料を高圧のガス化炉内に供給する
場合に本発明を適用したものである。
場合に本発明を適用したものである。
本発明を第１図及び第２図に従つて説明する。
全体は、外筒管（又は冷却管）９、ガス化剤供給系２、
粉末供給管５、微粉炭供給管１３より成る。バーナ全体
は四重管構造となつており、バーナ内は冷却水流通ライ
ン１０を通る冷却水３によつて冷却される。
粉末供給管５、微粉炭供給管１３より成る。バーナ全体
は四重管構造となつており、バーナ内は冷却水流通ライ
ン１０を通る冷却水３によつて冷却される。
微粉炭供給管中心流路４は、粉末供給管５内に埋設され
ている。粉末供給管５と微粉炭供給管１３との環状管内
１２にガス化炉から飛散して回収された末燃カーボンを
多量に含有したチヤー１が圧送されて出口孔１９より流
出する。微粉炭供給管１３と粉末供給管５は一体もので
あり、粉末供給管先端内部は微粉炭１７とチヤー１を混
合せしめる粒子混合室１５を設け、お互いの混合を良く
した後、外筒管９の先端内でガス化剤出口孔８から噴出
するガス化剤（酸素又は空気）と石炭＋チヤーが良好に
接触するような部屋すなわちガス化混合室１６を設ける
ことにより、粒子とガス化剤との接触を良好に促進させ
た後、噴出口１１より噴出させるものである。
ている。粉末供給管５と微粉炭供給管１３との環状管内
１２にガス化炉から飛散して回収された末燃カーボンを
多量に含有したチヤー１が圧送されて出口孔１９より流
出する。微粉炭供給管１３と粉末供給管５は一体もので
あり、粉末供給管先端内部は微粉炭１７とチヤー１を混
合せしめる粒子混合室１５を設け、お互いの混合を良く
した後、外筒管９の先端内でガス化剤出口孔８から噴出
するガス化剤（酸素又は空気）と石炭＋チヤーが良好に
接触するような部屋すなわちガス化混合室１６を設ける
ことにより、粒子とガス化剤との接触を良好に促進させ
た後、噴出口１１より噴出させるものである。
高効率バーナは四重管構造とし、外筒管内に冷却水を流
通した。このバーナの材質は、ステンレス（ＳＵＳ３０
４）を用いて製作した。
通した。このバーナの材質は、ステンレス（ＳＵＳ３０
４）を用いて製作した。
各部の寸法は、バーナの外筒管の外径φ４８，長さ６０
０mm，ガス化剤保護管７の外径φ３２である。粉末供給
管５は内径φ１２、微粉炭供給管１３の外径φ６、内径
φ４のものを用いた。また、粉末供給管５先端内部の粒
子混合室１５の大きさは内径φ１２、微粉炭供給管１３
の先端から粉末供給管先端までの長さ１２mm、ガス化混
合室１６の大きさは、内径φ２０、粉末供給管５先端か
ら外筒管先端までの長さ２４mm、ガス化剤噴出孔の孔径
をφ0.5mmとした。
０mm，ガス化剤保護管７の外径φ３２である。粉末供給
管５は内径φ１２、微粉炭供給管１３の外径φ６、内径
φ４のものを用いた。また、粉末供給管５先端内部の粒
子混合室１５の大きさは内径φ１２、微粉炭供給管１３
の先端から粉末供給管先端までの長さ１２mm、ガス化混
合室１６の大きさは、内径φ２０、粉末供給管５先端か
ら外筒管先端までの長さ２４mm、ガス化剤噴出孔の孔径
をφ0.5mmとした。
微粉炭の搬送条件は、搬送ガス量８kg／ｈである。チヤ
ー搬送条件は、搬送ガス量２kg／ｈである。チヤー供給
量は２〜３kg／ｈ、微粉炭供給量は３５kg／ｈとした。
ー搬送条件は、搬送ガス量２kg／ｈである。チヤー供給
量は２〜３kg／ｈ、微粉炭供給量は３５kg／ｈとした。
本発明バーナは、ガス化炉反応部（内径３００mm、高さ
７５０mm）に１本設置した。
７５０mm）に１本設置した。
ガス化剤には酸素を用い、酸素供給量と微粉炭供給量の
比（以下Ｏ２／coalと称す）が0.6〜0.8となるように２
４〜３２kg／ｈ供給した。試験圧力は４kg／cm2Ｇで行
つた。用いた石炭は太平洋炭である。
比（以下Ｏ２／coalと称す）が0.6〜0.8となるように２
４〜３２kg／ｈ供給した。試験圧力は４kg／cm2Ｇで行
つた。用いた石炭は太平洋炭である。
試験方法は、微粉炭及びチヤーの供給量を一定にして、
Ｏ２／coalが0.6から0.8になるように、酸素量を２４か
ら３２kg／ｈに変化させて試験を行つた。
Ｏ２／coalが0.6から0.8になるように、酸素量を２４か
ら３２kg／ｈに変化させて試験を行つた。
その結果、バーナ内での圧力変動による微粉炭供給管出
口等での閉塞もなく、良好に供給でき特に問題は発生し
なかつた。
口等での閉塞もなく、良好に供給でき特に問題は発生し
なかつた。
実験結果を第３図に示す。横軸に酸素供給量／微粉炭＋
チヤー（Ｏ２／coal＋チヤー）、縦軸に効率を示す。こ
の図のように従来型ドーナに比べて、本発明バーナは、
冷ガス効率、カーボンガス化率とも２〜３％程高くなり
効果があることがわかつた。
チヤー（Ｏ２／coal＋チヤー）、縦軸に効率を示す。こ
の図のように従来型ドーナに比べて、本発明バーナは、
冷ガス効率、カーボンガス化率とも２〜３％程高くなり
効果があることがわかつた。
本発明によれば、微粉炭とチヤーの混合粒子を閉塞もな
く、連続的に供給することが可能で、バーナ内に２段混
合室を設置することにより従来型のバーナに比べて効率
を向上させる効果を有する。
く、連続的に供給することが可能で、バーナ内に２段混
合室を設置することにより従来型のバーナに比べて効率
を向上させる効果を有する。
第１図、本発明の高効率粉末混合バーナの横断面図、第
２図、本発明のバーナの正面図及び第３図は燃焼効率と
（酸素供給量／石炭＋チヤー）比との関係を示す線図で
ある。 １……チヤー、２……ガス化剤（酸素又は空気）、３…
…冷却水、４……微粉炭中心流路、５……粉末供給管、
６……ガス化剤供給ライン、７……ガス化剤保護管、８
……ガス化剤噴出孔、９……外筒管（又は冷却管）、１
０……冷却水供給ライン、１１……噴出口、１２……チ
ヤー流通ライン、１３……微粉炭供給管、１４……微粉
炭流通ライン、１５……粒子混合室、１６……ガス化混
合室、１７……微粉炭、１８……微粉炭噴出孔、１９…
…チヤー噴出孔。
２図、本発明のバーナの正面図及び第３図は燃焼効率と
（酸素供給量／石炭＋チヤー）比との関係を示す線図で
ある。 １……チヤー、２……ガス化剤（酸素又は空気）、３…
…冷却水、４……微粉炭中心流路、５……粉末供給管、
６……ガス化剤供給ライン、７……ガス化剤保護管、８
……ガス化剤噴出孔、９……外筒管（又は冷却管）、１
０……冷却水供給ライン、１１……噴出口、１２……チ
ヤー流通ライン、１３……微粉炭供給管、１４……微粉
炭流通ライン、１５……粒子混合室、１６……ガス化混
合室、１７……微粉炭、１８……微粉炭噴出孔、１９…
…チヤー噴出孔。
Claims (1)
- 【請求項１】同軸上に円管を数個重ね合わせて微粉炭と
その搬送ガスとの流路，チャーとその搬送ガスとの流路
及びガス化剤の流路を個別に設けた石炭バーナにおい
て、前記円管を四個重ね合わせて四重管構造とし、該四
重管の最も内側の中心流路に微粉炭とその搬送ガスを供
給し、その外側の流路にチャーとその搬送ガスを供給
し、更にその外側の流路にガス化剤を供給し、最外周の
流路に冷却水を供給し、前記微粉炭とその搬送ガスとの
流路と前記チャーとその搬送ガスとの流路とが合流する
粒子混合室及び該粒子混合室の前方にて該粒子混合室で
混合された微粉炭とチャーにガス化剤を合流させるガス
化混合室を設けたことを特徴とする高効率石炭バーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62181033A JPH0668366B2 (ja) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | 高効率石炭バ−ナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62181033A JPH0668366B2 (ja) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | 高効率石炭バ−ナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6428407A JPS6428407A (en) | 1989-01-31 |
| JPH0668366B2 true JPH0668366B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=16093593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62181033A Expired - Fee Related JPH0668366B2 (ja) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | 高効率石炭バ−ナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668366B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6986311B2 (en) * | 2003-01-22 | 2006-01-17 | Joel Vatsky | Burner system and method for mixing a plurality of solid fuels |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6215600A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-23 | 中興化成工業株式会社 | 遮音材 |
-
1987
- 1987-07-22 JP JP62181033A patent/JPH0668366B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6428407A (en) | 1989-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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