JPH08121711A - 微粉炭燃焼方法および微粉炭燃焼装置および微粉炭バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の石炭種を使用する際にＮＯｘの生成量
を低減できる微粉炭バーナを備えた燃焼装置を提供す
る。 【構成】 元素分析して窒素分含有量により石炭を分別
し、微粉炭バーナ５２，５３に個別に供給する。燃焼室
１１の空気比が１未満の領域に微粉炭を噴出させる微粉
炭バーナ５２には、窒素分の多い石炭を供給し、空気比
が１以上の領域に微粉炭を噴出させる微粉炭バーナ５３
には、窒素分の少ない石炭を供給する。 【効果】 ＮＯｘ生成量は、還元領域においては、石炭
の窒素分の含有量に影響されない。そこで、空気比が１
未満の還元領域５６に窒素分含有量の多い石炭を供給す
ると、火炎中に形成される空気比が１未満の還元領域５
６では、ＮＨ₃，ＨＣＮ等の還元性窒素化合物を大量に
発生させ、ＮＯｘ生成量を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微粉炭燃焼方法および
微粉炭燃焼装置およびこの微粉炭燃焼装置に用いる微粉
炭バーナに係り、特に、複数の炭種を使用する微粉炭燃
焼装置の窒素酸化物を低減する燃焼方法および燃焼手段
に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆる化石燃料中には、炭素，水素等
の燃料成分の他に、窒素分が含まれている。この窒素分
が燃焼時に酸化されて生じる窒素酸化物(ＮＯｘ)は、大
気汚染物質であり、極力低減することが望まれている。
特に石炭の燃焼においては、他の気体燃料や液体燃料に
比べて、燃料中の窒素分の含有量が多い。このため、石
炭燃焼時のＮＯｘ生成量は、気体燃料等の燃焼時のＮＯ
ｘ生成量よりも多く、その低減は、重要な課題である。

【０００３】種々の燃料の燃焼時に生ずるＮＯｘは、そ
の発生要因により、サーマルＮＯｘとフューエルＮＯｘ
とに分別される。サーマルＮＯｘは、燃焼用空気中の窒
素が高温雰囲気中で酸化されて生成する化合物である。
一方、フューエルＮＯｘは、燃料中に含まれる窒素分が
酸化されて生成する化合物である。微粉炭燃焼の場合
は、発生するＮＯｘの８０％近くが、フューエルＮＯｘ
であって、全体としてのＮＯｘの低減には、フューエル
ＮＯｘの低減が重要となる。

【０００４】石炭中の可燃成分は、揮発成分と固体成分
とに大別できる。微粉炭の燃焼機構は、揮発成分が石炭
中から放出される熱分解過程と、可燃性固体成分すなわ
ちチャーの燃焼過程とからなる。このうちで、揮発成分
は、燃焼の初期過程で燃焼する。石炭中に含まれる窒素
分も、他の可燃成分と同様に、揮発成分とチャーの中に
残るものとに分かれる。

【０００５】揮発性の窒素分は、燃焼の初期過程および
酸素不足の燃焼領域において、ＮＨ ₃，ＨＣＮ等の窒素
化合物になることが知られている。窒素化合物は、酸素
と反応してＮＯｘとなる他に、ＮＯｘと反応してＮＯｘ
を窒素に分解する還元反応を起こす。この還元性を有す
る窒素化合物によるＮＯｘ還元反応は、低酸素雰囲気に
なるほど進行し易い。

【０００６】これに対して、チャーの中に残る窒素分か
ら発生するＮＯｘを低減させる方法としては、チャーの
中の窒素分を一旦気体として放出させ、このうちＮＯｘ
として放出されるものを窒素に還元する方法が有効であ
る。チャーの中の窒素分を気体として放出させるには、
チャーを完全燃焼させる必要がある。そこで、微粉炭の
低ＮＯｘ燃焼では、完全燃焼が不可欠な要素となる。

【０００７】このように、微粉炭燃焼時のＮＯｘ排出量
の低減方法としては、還元性を有する窒素化合物および
チャーをＮＯｘと共存させ、還元性を有する窒素化合物
によりＮＯｘを窒素に還元する燃焼方法が有効である。

【０００８】このような方針に基づき、燃料を分割して
供給する燃焼方法が、例えば特公昭５５−２１９２２号
公報に記載されている。この燃焼方法においては、複数
個の微粉炭バーナを使用し、燃料の２段燃焼を行なわせ
る。２段燃焼方法は、主微粉炭バーナから噴出する微粉
炭混合気を空気比が１以上で燃焼させる工程と、ＮＯｘ
を還元するために２段目の微粉炭バーナから燃料を供給
し空気比が１未満の還元領域を形成する工程と、さらに
空気投入口から空気を供給し，余剰燃料を完全燃焼させ
る工程とからなる。

【０００９】また、特公平４-４７２０４号公報は、単
一微粉炭バーナにおいて、空気比が１未満の還元領域と
空気比が１以上の領域とを明瞭に区分する手段とを開示
している。この燃焼方法では、還元領域を広くとること
により、この還元領域においてＮＨ₃，ＨＣＮ等の還元
性窒素化合物を大量に生成させ、ＮＯｘを還元するよう
になっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、Ｎ
Ｏｘ排出量を低減しようとすると、未燃焼分の放出が増
加する傾向があるので、ＮＯｘ排出量と未燃焼分とを同
時に低減するように還元領域を形成することが重要とな
る。特に、近年は、微粉炭燃焼において使用する石炭種
が多様化し、複数炭種の同時燃焼への要望が高まってい
る。複数炭種を同時に燃焼させる場合、還元領域でのＮ
Ｈ₃，ＨＣＮ等の還元性窒素化合物の発生量とＮＯｘ量
とのバランスをとることが困難になり易く、ＮＯｘ排出
量の急増につながることがある。

【００１１】本発明の目的は、複数の石炭種を使用する
燃焼装置において、火炎中に形成される還元領域でＮＨ
₃，ＨＣＮ等の還元性窒素化合物を大量に発生させ、こ
れらの還元性窒素化合物の還元作用によりＮＯｘ排出量
を大幅に低減する微粉炭燃焼方法および微粉炭燃焼装置
およびこの微粉炭燃焼装置に用いる微粉炭バーナを提供
することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、複数の炭種の石炭を複数の微粉炭バーナ
に個別に供給し燃焼させる微粉炭燃焼方法において、複
数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含有
量に応じて予め分別し、空気比（＝実際の投入空気量と
微粉炭を完全燃焼させるのに必要な空気量との比）が１
未満の領域に微粉炭および空気の混合気を噴出させる微
粉炭バーナには、分別した石炭のうち窒素分の含有量の
多い石炭を供給し、空気比が１以上の領域に微粉炭およ
び空気の混合気を噴出させる微粉炭バーナには、分別し
た石炭のうち窒素分の含有量の少ない石炭を供給する微
粉炭燃焼方法を提案するものである。

【００１３】本発明は、また、上記目的を達成するため
に、複数の炭種の石炭を複数の微粉炭バーナに個別に供
給し燃焼させる微粉炭燃焼方法において、複数の炭種の
石炭を元素分析により得られる窒素分の含有量に応じて
予め分別し、空気比を１未満に設定した微粉炭バーナに
は、分別した石炭のうち窒素分の含有量の多い石炭を供
給し、空気比を１以上に設定した微粉炭バーナには、分
別した石炭のうち窒素分の含有量の少ない石炭を供給す
る微粉炭燃焼方法を提案するものである。

【００１４】本発明は、さらに、上記目的を達成するた
めに、複数の炭種の石炭を複数の微粉炭バーナに個別に
供給するとともに最終的に過剰な空気を空気投入口から
投入し石炭を完全燃焼させる微粉炭燃焼方法において、
複数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含
有量に応じて予め分別し、空気投入口から離れた位置に
ある微粉炭バーナには、分別した石炭のうち窒素分の含
有量の多い石炭を供給し、空気投入口から近い位置にあ
る微粉炭バーナには、分別した石炭のうち窒素分の含有
量の少ない石炭を供給する微粉炭燃焼方法を提案するも
のである。

【００１５】上記いずれの微粉炭燃焼方法においても、
微粉炭バーナの起動後に所定の負荷に達するまでは、微
粉炭バーナに分別した石炭のうち窒素分の含有量の少な
い石炭のみを供給し、所定の負荷以上では、窒素分の含
有量の少ない石炭と窒素分の含有量の多い石炭とをそれ
ぞれの微粉炭バーナに並行して供給するようにしてもよ
い。

【００１６】また、燃焼状態を監視し、燃焼状態が所定
の条件を満たすときは、分別した石炭の一部を混合して
微粉炭バーナの少なくとも一つに供給することもでき
る。

【００１７】さらに、窒素分の含有量に応じて石炭を分
別する際に、元素分析により得られる窒素分の平均含有
量の相対的な差は０.１（重量％）以上とする。

【００１８】本発明は、上記目的を達成するために、上
下方向または対向方向に複数の微粉炭バーナを有し、複
数の炭種の石炭を複数の微粉炭バーナに個別に供給し燃
焼させる微粉炭燃焼装置において、複数の炭種の石炭を
元素分析により得られる窒素分の含有量に応じて予め分
別し貯える貯炭場と、分別された石炭を個別に微粉化す
る微粉炭機と、空気比が１未満の領域に微粉炭および空
気の混合気を噴出させる微粉炭バーナに微粉炭のうち窒
素分の含有量の多い微粉炭を供給する手段と、空気比が
１以上の領域に微粉炭および空気の混合気を噴出させる
微粉炭バーナに微粉炭のうち窒素分の含有量の少ない微
粉炭を供給する手段とを備えた微粉炭燃焼装置を提案す
るものである。

【００１９】本発明は、また、上記目的を達成するため
に、上下方向または対向方向に複数の微粉炭バーナを有
し、複数の炭種の石炭を複数の微粉炭バーナに個別に供
給し燃焼させる微粉炭燃焼装置において、複数の炭種の
石炭を元素分析により得られる窒素分の含有量に応じて
予め分別し貯える貯炭場と、分別された石炭を個別に微
粉化する微粉炭機と、空気比を１未満に設定した微粉炭
バーナに微粉炭のうち窒素分の含有量の多い微粉炭を供
給する手段と、空気比を１以上に設定した微粉炭バーナ
に微粉炭のうち窒素分の含有量の少ない微粉炭を供給す
る手段とを備えた微粉炭燃焼装置を提案するものであ
る。

【００２０】本発明は、さらに、上記目的を達成するた
めに、上下方向または対向方向に複数の微粉炭バーナを
有し、複数の炭種の石炭を複数の微粉炭バーナに個別に
供給するとともに過剰な空気を空気投入口から投入し石
炭を完全燃焼させる微粉炭燃焼装置において、複数の炭
種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含有量に応
じて予め分別し貯える貯炭場と、分別された石炭を個別
に微粉化する微粉炭機と、空気投入口から離れた位置に
ある微粉炭バーナに微粉炭のうち窒素分の含有量の多い
微粉炭を供給する手段と、空気投入口から近い位置にあ
る微粉炭バーナに微粉炭のうち窒素分の含有量の少ない
微粉炭を供給する手段とを備えた微粉炭燃焼装置を提案
するものである。

【００２１】いずれの微粉炭燃焼装置においても、対向
方向に備えられた複数の微粉炭バーナが、空気比または
石炭種の異なる微粉炭バーナにより形成される火炎が互
いに衝突するように微粉炭燃焼装置の火炉壁面に対して
傾けて配置してもよい。

【００２２】本発明は、上記目的を達成するために、同
心円状に配置され微粉炭および空気の混合気を噴出させ
る複数の微粉炭バーナとその外周に配置され燃焼用空気
を供給する手段とを有し、複数の炭種の石炭を複数の微
粉炭バーナに個別に供給し燃焼させる微粉炭燃焼装置に
おいて、複数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒
素分の含有量に応じて予め分別し貯える貯炭場と、分別
された石炭を個別に微粉化する微粉炭機と、同心円状の
微粉炭バーナのうちで内側の微粉炭バーナに微粉炭のう
ち窒素分の含有量の多い微粉炭を供給する手段と、同心
円状の微粉炭バーナのうちで外側の微粉炭バーナに微粉
炭のうち窒素分の含有量の少ない微粉炭を供給する手段
とを備えた微粉炭燃焼装置を提案するものである。

【００２３】前記同心円の中心部には、混合気の噴出領
域に液体または気体の補助燃料を供給する補助燃料ノズ
ルを備えることが可能である。

【００２４】本発明は、上記目的を達成するために、微
粉炭および空気の混合気を噴出させる第１微粉炭バーナ
とその上下に近接して配置され微粉炭とは異なる炭種の
微粉炭および空気の混合気を噴出させる第２微粉炭バー
ナとその上下に近接して配置され燃焼用空気を供給する
手段とを有し、複数の炭種の石炭を複数の微粉炭バーナ
に個別に供給し燃焼させる微粉炭燃焼装置において、複
数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含有
量に応じて予め分別し貯える貯炭場と、分別された石炭
を個別に微粉化する微粉炭機と、第１微粉炭バーナに微
粉炭のうち窒素分の含有量の多い微粉炭を供給する手段
と、第２微粉炭バーナに微粉炭のうち窒素分の含有量の
少ない微粉炭を供給する手段とを備えた微粉炭燃焼装置
を提案するものである。

【００２５】上記いずれの微粉炭燃焼装置においても、
微粉炭燃焼装置の負荷をモニタする手段を備え、微粉炭
バーナの起動後に所定の負荷に達するまでは、微粉炭バ
ーナに窒素分の含有量の少ない微粉炭を供給する手段の
みを作動させ、所定の負荷以上では、微粉炭バーナにそ
れぞれ窒素分の含有量の少ない微粉炭を供給する手段と
窒素分の含有量の多い微粉炭を供給する手段とを並行し
て動作させることができる。

【００２６】また、燃焼状態を監視する手段と炭種の異
なる微粉炭の一部を混合する手段とを備え、燃焼状態が
所定の条件を満たすときは、炭種の異なる微粉炭の一部
を混合して微粉炭バーナの少なくとも一つに供給するよ
うにできる。

【００２７】さらに、窒素分の含有量に応じて石炭を分
別し貯炭場に貯炭する際に、元素分析により得られる窒
素分の平均含有量の相対的な差を０.１（重量％）以上
とすることが望ましい。

【００２８】本発明は、上記目的を達成するために、複
数の炭種の石炭を個別に供給し燃焼させる微粉炭燃焼装
置の微粉炭バーナにおいて、同心円状に配置され微粉炭
および空気の混合気を噴出させる複数の１次燃料ノズル
と、その外周に配置され燃焼用空気を供給する２次空気
ノズルと、２次空気ノズルからの空気に旋回流を形成さ
せる旋回流発生器と、同心円状の内側の１次燃料ノズル
に微粉炭のうち窒素分の含有量の多い微粉炭を供給する
１次燃料供給管と、同心円状の外側の１次燃料ノズルに
微粉炭のうち窒素分の含有量の少ない微粉炭を供給する
１次燃料供給管と、１次燃料ノズル出口部に形成され微
粉炭バーナの燃焼室側に向かい末広がりとなるスリーブ
とを備えた微粉炭バーナを提案するものである。

【００２９】本発明は、また、上記目的を達成するため
に、複数の炭種の石炭を個別に供給し燃焼させる微粉炭
燃焼装置の微粉炭バーナにおいて、微粉炭および空気の
混合気を噴出させる内側の１次燃料ノズルと、内側の１
次燃料ノズルとは同心円状に配置され燃焼室側に向かい
内側の１次燃料ノズルよりも突出し微粉炭および空気の
混合気を噴出させる外側の１次燃料ノズルと、その外周
に配置され燃焼用空気を供給する２次空気ノズルと、２
次空気ノズルからの空気に旋回流を形成させる旋回流発
生器と、同心円状の内側の１次燃料ノズルに微粉炭のう
ち窒素分の含有量の多い微粉炭を供給する１次燃料供給
管と、同心円状の外側の１次燃料ノズルに微粉炭のうち
窒素分の含有量の少ない微粉炭を供給する１次燃料供給
管と、外側の１次燃料ノズル出口部に形成され微粉炭バ
ーナの燃焼室側に向かい末広がりとなるスリーブとを備
えた微粉炭バーナを提案するものである。

【００３０】これらの微粉炭バーナにおいては、混合気
の噴出領域に液体または気体の補助燃料を供給する補助
燃料ノズルを同心円の中心部に備えることが可能であ
る。

【００３１】

【作用】発明者らは、微粉炭の燃焼を解析するに当たっ
て、石炭中に含まれる窒素分の量と気相の空気比との関
係に着目した。ここで空気比とは、実際の空気量と燃料
を完全燃焼するのに必要な空気量との比を表わす。ま
た、気相の空気比とは、実際の空気量と石炭中の揮発成
分を完全燃焼するのに必要な空気量との比を表す。

【００３２】発明者らの実験によると、高温の還元雰囲
気中においては、燃焼温度，石炭粒径，石炭の性状(特
に窒素分の含有量)に関わらず、気相の空気比を指標と
して、生成するＮＯｘ量が定まることが明らかになっ
た。

【００３３】図１は、層流燃焼炉における気相の空気比
と生成するＮＯｘ量との関係を求めた発明者らの実験結
果の一例を示す図である。この場合、燃料としては、表
１に示すように、燃料比が０.９〜２.５であり、窒素分
の含有量が１.０〜２.２重量％である４種類の石炭を用
いている。

【００３４】

【表１】

【００３５】図１から明らかなように、気相の空気比が
０.９を超えた領域すなわち１以上の場合は、石炭中に
含まれる窒素分の量に応じて、生成するＮＯｘ量は大き
く異なる。ところが、気相の空気比が０.９以下の場合
は、石炭中に含まれる窒素分の量に関わらず、すなわち
石炭種に関わらず、気相の空気比のみに基づいて、ＮＯ
ｘの生成量を規定できる。この実験結果から、空気比が
１以上の場合、窒素分の含有量が多い石炭を使用する
と、ＮＯｘ生成量は増加する。これに対して、空気比が
１未満の還元領域においては、ＮＯｘ生成量は、石炭の
窒素分の含有量に影響されないと結論付けられる。

【００３６】そこで、本発明では、複数の石炭種を使用
する燃焼装置において、元素分析により得られる窒素分
の含有量に応じて予め石炭を分別し、それぞれ個別の微
粉炭バーナに供給する。このとき、窒素分の含有量の多
い石炭を空気比が１未満の還元領域に供給する。空気比
が１未満の還元領域では、ＮＯｘ排出量は、石炭中に含
有される窒素分の量により影響されない。また、窒素分
の含有量の少ない石炭を、空気比が１以上の領域に供給
する。空気比が１以上の領域では、ＮＯｘ排出量は、石
炭中に含有される窒素分の量により変化する。

【００３７】従来は、石炭中に含まれる窒素分の量が多
い石炭を混合して燃焼するとＮＯｘ排出量も増加するこ
とになっていた。これに対して、本発明により、石炭を
窒素分の含有量に応じて分別し、窒素分の多い石炭を空
気比が１未満の領域に供給すると、ＮＯｘ排出量を低減
できる。

【００３８】本発明の第１の要素は、微粉炭の貯蔵，供
給過程において、元素分析により得られる窒素分の含有
量に応じて石炭を分別し、別個に貯蔵，粉砕，輸送する
ことである。

【００３９】本発明の第２の要素は、窒素分の含有量に
応じて分別した石炭のうち、窒素分の含有量の多い石炭
を火炎中の空気比が１未満の領域に供給し、窒素分の含
有量の少ない石炭を火炎中の空気比が１以上の領域に供
給することである。

【００４０】

【実施例】次に、図２〜図１４を参照して、本発明によ
る微粉炭燃焼方法および微粉炭燃焼装置およびこの微粉
炭燃焼装置に用いる微粉炭バーナの実施例を説明する。

【００４１】《第１実施例》図２は、微粉炭バーナを上
下２段に備えた本発明による燃焼装置の第１実施例の系
統構成を示す図である。第１実施例において、石炭は、
窒素分の含有量に応じて分別され、貯炭場４１，４２に
貯蔵される。貯炭場４１，４２の石炭は、各々別個にホ
ッパ４３，４４から微粉炭機４５，４６に供給されて、
微粉化される。微粉化された石炭は、ブロア４７，４８
からの搬送空気とともに、微粉炭バーナ５２，５３に搬
送される。一方、燃焼用空気は、ブロア４９により供給
される。

【００４２】複数の炭種の石炭を同時に燃焼させる場
合、石炭の元素分析によって得られる窒素分の含有量に
応じて石炭を予め分別し、各々別個の微粉炭バーナ５
２，５３に供給する。燃焼装置では、石炭を完全燃焼さ
せる目的で、燃焼室１１内には最終的に過剰な空気が、
空気投入口５４から投入される。このため、各段の空気
比の設定が同じ場合においても、空気投入口５４に近い
上段の微粉炭バーナ５３では、実際の空気比が高くな
る。そこで、下段の微粉炭バーナ５２には、窒素分の含
有量に応じて分別した石炭のうち、窒素分の含有量の多
い石炭を供給し、上段の微粉炭バーナ５３には、窒素分
の含有量に応じて分別した石炭のうち、窒素分の含有量
の少ない石炭を供給する。

【００４３】図１により既に説明した発明者らの実験結
果から明らかなように、空気比が１未満の還元領域にお
いては、生成するＮＯｘ量は、石炭の窒素分の含有量に
影響されない。そこで、生成するＮＯｘ量が窒素分の含
有量に影響される空気比が１以上の領域には、窒素分の
含有量の少ない石炭を供給する。また、石炭の窒素分の
含有量に影響されない空気比が１未満の還元領域には、
窒素分の含有量の多い石炭を供給する。このようにする
と、全体として生成するＮＯｘ量を低く抑制できる。

【００４４】図３は、図２の第１実施例の効果を示すた
めに、石炭の窒素分含有量の差に対する従来方式による
排出ＮＯx量と本発明による排出ＮＯｘ量との差の関係
を示す特性図である。すなわち、図２に示す上下２段の
微粉炭バーナを有する本発明の第１実施例の燃焼装置に
おいて、燃料比０.９〜２.５，窒素分の含有量１.０〜
２.２(重量％)の４種類の石炭を用いて実験した結果を
示す。

【００４５】この実験において、各微粉炭バーナの空気
比は、同一に設定したが、既に述べた通り、各段毎の実
際の空気比は異なり、上段の微粉炭バーナ５３では空気
比が１.０であり、下段の微粉炭バーナ５２では０.８で
あった。図３の横軸は、このような燃焼条件において、
窒素分の含有量の異なる複数の炭種を燃焼させたとき
に、使用した各石炭種の窒素分の平均含有量の差を示し
ている。図３の縦軸は、複数の炭種の石炭を予め混合し
て燃焼させた場合と、複数の炭種の石炭を別個に供給す
る本発明の燃焼方法で燃焼させた場合の燃焼装置出口５
５でのＮＯｘ排出量の差を示している。

【００４６】例えば、窒素分の含有量が１.４(重量％)
の石炭Ａと窒素分の含有量が１.９ (重量％)の石炭Ｃと
を燃焼させる場合について考えてみる。このとき、石炭
Ａと石炭Ｃとを予め混合して供給する従来方法の場合、
上段の微粉炭バーナ５３で生成するＮＯｘ量は、約５３
０ppm(６%Ｏ₂)となる。

【００４７】これに対して、石炭を窒素分の含有量に応
じて分別し、相対的に窒素含有量の少ない石炭Ａを空気
比が１未満の領域に供給する本発明の場合、上段の微粉
炭バーナ５３に供給する石炭の窒素分の含有量は１.４
(重量％)であり、ＮＯｘ生成量は、約４１０ppm(６%
Ｏ₂)となる。すなわち、従来方法に比べ、上段の微粉炭
バーナ５３で生成するＮＯｘ量は、約１２０ppm(６%
Ｏ₂)程度低くなる。

【００４８】一方、空気比が１未満の還元領域では、生
成するＮＯｘ量は、石炭の窒素分の含有量に影響され
ず、空気比のみで決まる。下段の微粉炭バーナ火炎５６
の空気比が０.８の場合、生成するＮＯｘ量は、石炭の
窒素分の含有量で変化せず、約１００ppm(６%Ｏ₂)とな
る。そのために、複数の炭種からなる石炭を予め混合し
て供給する従来方法では、燃焼装置出口５５でのＮＯｘ
量は、約３２０ppm(６%Ｏ₂)となる。

【００４９】これに対して、本発明による燃焼方法で
は、ＮＯx排出量は、約２６０ppm(６%Ｏ₂)であり、約６
０ppm(６%Ｏ₂)程度低くなる。

【００５０】図３に示されるように、複数の炭種の石炭
において、その相対的な窒素分の含有量が０.１(重量
％)の場合でも、同様の効果があり、本実験例に示す燃
焼条件では、ＮＯｘ排出量は、約２０ppm(６%Ｏ₂)程度
低くなる。

【００５１】また、上段の微粉炭バーナ５３から噴出さ
せる石炭および空気の混合気の空気比を、下段の微粉炭
バーナ５２から噴出させる石炭および空気の混合気の空
気比よりも低くすると、ＮＯｘ排出量の低減にはさらに
効果的となる。

【００５２】図２に示す実施例では各微粉炭バーナの空
気比の設定は同一とし、火炎での実際の空気比が異なる
場合を示していたが、微粉炭バーナの空気比の設定を変
えた場合も、本発明を同様に適用できることは明らかで
あろう。

【００５３】《第２実施例》図４は、図２の第１実施例
に燃焼状態を監視するセンサと微粉炭混合器とを追加設
置した燃焼装置の第２実施例の系統構成を示す図であ
る。燃焼室１１内に設けたセンサ５０は、燃焼装置出口
５５における酸素濃度，一酸化炭素濃度，ＮＯｘ濃度，
石炭中の未燃焼分，燃焼室１１内の火炎温度などの燃焼
状態を監視する。微粉炭供給路中に設けた微粉炭混合器
５１は、センサ５０により計測した燃焼状態に基づき、
石炭中の窒素分の含有量に応じて分別し複数の系統で搬
送される微粉炭の一部を混合する手段である。微粉炭バ
ーナ５２，微粉炭バーナ５３の少なくとも一方に、他の
微粉炭バーナに搬送すべき炭種を微粉炭混合器５１で混
合した微粉炭を供給すれば、それぞれの微粉炭バーナに
おける燃焼状態の調整や全体として生成するＮＯｘ排出
量の調整が可能となる。

【００５４】《第３実施例》図５は、微粉炭バーナを対
向させて配置した本発明による燃焼装置の第３実施例の
系統構成を示す図である。図２の第１実施例は、上下方
向に複数本の微粉炭バーナを有する前面燃焼方式の燃焼
装置であったが、図５に示す対向燃焼方式の燃焼装置の
場合も本願発明を同様に適用でき、燃焼装置出口５５で
のＮＯｘ排出量のより一層の低減が可能となる。

【００５５】すなわち、第３実施例の場合、空気比また
は石炭種の異なる微粉炭バーナにより形成される火炎を
互いに衝突させることできる。空気比を低く設定した一
方の微粉炭バーナ５２で形成される火炎で生成する還元
性窒素化合物を、空気比を高く設定した微粉炭バーナ５
３で形成される火炎で生成するＮＯｘに直接混合させら
れる。この場合に、還元性窒素化合物は、火炎中から出
ないので酸化されにくく、ＮＯｘとの間に還元反応を起
こしやすい。その結果、火炎同士が衝突しない場合より
も、ＮＯｘ排出量が更に少なくなる。

【００５６】《第４実施例》図６は、図５の第３実施例
に燃焼状態を監視するセンサと微粉炭混合器とを追加設
置した燃焼装置の第４実施例の系統構成を示す図であ
る。燃焼室１１内に設けたセンサ５０は、燃焼装置出口
５５における酸素濃度，一酸化炭素濃度，ＮＯｘ濃度，
石炭中の未燃焼分，燃焼室１１内の火炎温度などの燃焼
状態を監視する。微粉炭供給路中に設けた微粉炭混合器
５１は、センサ５０により計測した燃焼状態に基づき、
石炭中の窒素分の含有量に応じて分別し複数の系統で搬
送される微粉炭の一部を混合する手段である。微粉炭バ
ーナ５２，微粉炭バーナ５３の少なくとも一方に、他の
微粉炭バーナに搬送すべき炭種を微粉炭混合器５１で混
合した微粉炭を供給すれば、それぞれの微粉炭バーナに
おける燃焼状態の調整や全体として生成するＮＯｘ排出
量の調整が可能となる。

【００５７】《第５実施例》図７は、微粉炭バーナを火
炉壁面に対して傾けて配置した本発明による燃焼装置の
第５実施例の系統構成を示す図である。図２の第１実施
例は、上下方向に複数本の微粉炭バーナを有する前面燃
焼方式の燃焼装置であったが、微粉炭バーナを火炉壁面
に対して傾けて配置し、燃焼室１１内に旋回流を形成す
る燃焼方式の場合も本願発明を同様に適用でき、燃焼装
置出口５５でのＮＯｘ排出量のより一層の低減が可能と
なる。

【００５８】すなわち、第５実施例の場合、空気比また
は石炭種の異なる微粉炭バーナにより形成される火炎を
互いに衝突させることができる。空気比を低く設定した
微粉炭バーナ５２で形成される火炎７０で生成する還元
性窒素化合物を、空気比を高く設定した微粉炭バーナ５
３で形成される火炎７１で生成するＮＯｘに直接混合さ
せられる。この場合、還元性窒素化合物は、火炎中から
出ないので酸化されにくく、ＮＯｘとの間に還元反応を
起こしやすい。その結果、火炎同士が衝突しない場合よ
りも、ＮＯｘ排出量が更に少なくなる。

【００５９】《第６実施例》図８は、それぞれのバーナ
単位で複数の炭種の微粉炭を燃焼させＮＯｘ排出量を抑
制する本発明による燃焼装置の第６実施例の系統構成を
示す図である。第６実施例においても、石炭は、窒素分
の含有量に応じて分別されて、貯炭場４１，４２に貯蔵
される。貯炭場４１，４２の石炭は、各々別個にホッパ
４３，４４から微粉炭機４５，４６に供給され、微粉化
される。微粉化された石炭は、ブロア４７，４８からの
搬送空気とともに、微粉炭バーナ１０に搬送される。一
方、燃焼用空気は、ブロア４９により供給される。

【００６０】複数の炭種の石炭を同時に燃焼させる場
合、石炭の元素分析によって得られる窒素分の含有量に
応じて石炭を予め分別し、詳しくは図９〜図１１を参照
して後述する微粉炭バーナ１０に各々別個に供給する。
ＮＯｘ生成量が窒素分の含有量に影響される空気比が１
以上の領域に、窒素分の含有量の少ない石炭を供給し、
石炭の窒素分の含有量に影響されない空気比が１未満の
還元領域に、窒素分の含有量の多い石炭を供給すること
により、ＮＯｘ排出量を低減する。

【００６１】第６実施例も、石炭の供給系を複数備えて
いる。したがって、微粉炭機４５，４６の１台当りの負
荷を低くできる。起動後、所定の負荷までは、分別した
石炭のうち窒素分の含有量の少ない石炭の供給系のみを
使用し、窒素分の含有量の多い石炭の供給系を停止する
ようにしてもよい。このようにすると、ＮＯｘ排出量を
低減したまま、微粉炭バーナの燃焼負荷範囲を広くとる
ことが可能となる。

【００６２】図９は、図８の第６実施例に設置され個々
のバーナ単位で複数の炭種の微粉炭を燃焼させる微粉炭
バーナの構造の一例を示す断面図であり、図１０は、図
９の微粉炭バーナをＡ−Ａ方向から見た構造を示す図で
ある。図９の微粉炭バーナ１０は、燃焼室１１を構成す
る炉壁１２に開口部１３を通して取り付けられている。
炉壁１２は、断熱材で作られており、燃焼室１１内の熱
が外部に拡散するのを防止している。微粉炭バーナ１０
が蒸気発生用ボイラとして使用される場合は、熱交換の
ための水管群が、炉壁１２に設置される。

【００６３】微粉炭バーナ１０の中心部には、補助燃料
ノズル１４が設置されている。補助燃料は、燃焼装置の
起動時に燃焼室１１を予熱し、微粉炭に着火させるため
使用し、微粉炭の火炎が安定した時点で、その供給を停
止する。補助燃料としては、通常、液体または気体燃料
を使用する。

【００６４】補助燃料ノズル１４の外周には、内筒１５
の内壁と補助燃料ノズル１４の外壁との間に、燃料ノズ
ルが設置される。第６実施例においては、燃料ノズルを
同心円状に複数個設置してある。同心円状に設置した１
次燃料ノズル３２，３３は、それぞれ別個の１次燃料供
給管３４，３５に接続されており、各々独立に燃料を供
給できる。１次燃料ノズル３２，３３内には、微粉炭と
この微粉炭を搬送するための空気とが流される。本明細
書では、この混合流体を１次燃料という。１次燃料ノズ
ル３２，３３の出口部には、微粉炭バーナ１０の燃焼室
１１側に向かい末広がりとなるスリーブ１９を設けても
よい。このようにスリーブ１９を設けると、火炎を保持
し、空気比が１未満の還元領域を拡大する効果が得られ
る。

【００６５】１次燃料ノズル３３の外周には、燃焼用空
気を噴出させる２次空気ノズル２１が設置されている。
２次空気ノズル２１は、内筒１５の外壁と外筒２２の内
壁とにより形成されている。本明細書では、２次空気ノ
ズル２１内を流れる空気を２次空気という。２次空気
は、２次空気供給管２３を通して風箱２４に供給され、
旋回流発生器２５により旋回流となり、燃焼室１１内に
供給される。

【００６６】２次空気ノズル２１の外周には、燃焼用空
気を噴出させる３次空気ノズル２６が設置されている。
３次空気ノズル２６は、外筒２２の外壁と炉壁１２の開
口部１３とにより形成されている。本明細書では、３次
空気ノズル２６内を流れる空気を３次空気という。３次
空気は、３次空気供給管２７を通して風箱２８に供給さ
れ、旋回流発生器２９により旋回流となり、燃焼室１１
内に供給される。

【００６７】第６実施例では、２次空気，３次空気，燃
焼用空気を同心円状に供給してあって、さらに、旋回流
発生手段等を設置してあるので、１次燃料と空気との混
合は遅れる。そのため、火炎３０内の中央部には、空気
比が１未満の還元領域３１が形成される。火炎中の空気
比が１未満の還元領域３１において、石炭中に含まれる
窒素分が、ＨＣＮ，ＮＨ₃などの還元性窒素化合物を生
成する。この還元性窒素化合物が、ＮＯｘを窒素に還元
する還元反応を起こし、ＮＯｘ排出量を低減する。

【００６８】複数の炭種の石炭を同時に燃焼させる場
合、元素分析により得られる窒素分の含有量に応じて分
別し、１次燃料供給管３４，３５から供給する。このと
き、石炭の窒素分の含有量に応じて分別した石炭のう
ち、窒素分の含有量の多い石炭を内側に設けたノズル３
２から噴出させ、窒素分の含有量の少ない石炭を外側に
設けたノズル３３から噴出させる。すなわち、微粉炭バ
ーナ１０からは、窒素分の含有量が多い石炭を中心に噴
出させ、この窒素分の含有量が多い石炭を取り囲むよう
に、その外側から窒素分の含有量が少ない石炭を噴出さ
せる。

【００６９】燃焼用空気の大部分を占める２次空気およ
び３次空気は、１次燃料ノズル３２，３３の外側から燃
料と混合する。そのため、燃焼用空気と混合し易い外側
の混合気は、空気比が高い領域となる。一方、混合気の
中心部は、燃焼用空気と混合しにくいので、空気比が１
未満の還元領域となる。すなわち、ノズル３２を通る窒
素分の含有量の多い石炭は、矢印３６で示すように、火
炎３０内の空気比が１未満の還元領域３１に供給され
る。ノズル３３を通る窒素分の含有量の少ない石炭は、
矢印３７で示すように、火炎３０内のうち、還元領域３
１を囲んで形成される空気比が１以上の領域に供給され
る。

【００７０】上記発明者らの実験結果から明らかなよう
に、空気比が１未満の還元領域においては、生成するＮ
Ｏｘ量が、石炭の窒素分の含有量に影響されない。そこ
で、生成するＮＯｘ量が窒素分の含有量に影響される空
気比が１以上の領域には、窒素分の含有量の少ない石炭
を供給する。また、石炭の窒素分の含有量に影響されな
い空気比が１未満の還元領域には、窒素分の含有量の多
い石炭を供給する。この燃焼方法により、全体としての
ＮＯｘ排出量を低減できる。

【００７１】また、空気比が１未満の還元領域に窒素含
有量の多い石炭を供給すると、還元性窒素化合物の生成
量が増加する。したがって、還元性窒素化合物によるＮ
Ｏｘの還元反応も進み、ＮＯｘ排出量は、より一層低く
なる。

【００７２】さらに、ノズル３２から噴出させる石炭と
空気の混合気の空気比をノズル３３から噴出させる石炭
と空気の混合気の空気比よりも低くすると、還元性窒素
化合物の生成量が、さらに増加し、ＮＯｘ排出量の低減
にさらに効果的となる。

【００７３】図１１は、図８の第６実施例に設置されそ
れぞれのバーナ単位で複数の炭種の微粉炭を燃焼させる
微粉炭バーナの構造の他の例を示す断面図である。図１
１の例においては、複数に分割された燃料供給管３４，
３５は、微粉炭バーナ１０の直管部の途中において合流
する。この場合、複数の炭種の石炭の混合を遅らせるに
は、燃料供給管３４，３５を流れる１次燃料の流速が等
しいことが望ましい。

【００７４】図１１の例では、微粉炭バーナ１０の出口
部が二重管とならないので、微粉炭バーナの構造が簡略
化され、燃焼負荷量に対して微粉炭バーナの口径を小さ
くできる。また、微粉炭バーナ出口部における微粉炭の
流れが速やかになり、逆火や灰の付着による閉塞の恐れ
が無くなる。

【００７５】なお、図８の第６実施例では、微粉炭バー
ナ１０が一つの燃焼装置を示してあるが、微粉炭バーナ
１０が複数本の燃焼装置の場合も、第６実施例と同様の
効果が得られる。

【００７６】《第７実施例》図１２は、図８の第６実施
例に燃焼状態を監視するセンサと微粉炭混合器とを追加
設置した燃焼装置の第７実施例の系統構成を示す図であ
る。燃焼室１１内に設けたセンサ５０は、燃焼装置出口
５５における酸素濃度，一酸化炭素濃度，ＮＯｘ濃度，
石炭中の未燃焼分，燃焼室１１内の火炎温度などの燃焼
状態を監視する。微粉炭供給路中に設けた微粉炭混合器
５１は、センサ５０により計測した燃焼状態に基づき、
石炭中の窒素分の含有量に応じて分別し複数の系統で搬
送される微粉炭の一部を混合する手段である。一次燃料
供給管３４，３５の少なくとも一方に、微粉炭混合器５
１で他の一次燃料供給管で搬送すべき炭種を混合した微
粉炭を供給すれば、火炎３０，還元領域３１における燃
焼状態の調整や全体として生成するＮＯｘ排出量の調整
が可能となる。

【００７７】《第８実施例》図１３は、それぞれのバー
ナ単位で複数の炭種の微粉炭を燃焼させＮＯｘ排出量を
抑制する本発明による燃焼装置の第８実施例の系統構成
を示す図であり、図１４は、図１３の微粉炭バーナをＢ
−Ｂ方向から見た構造を示す図である。第８実施例の微
粉炭バーナは、特に図１４から明らかなように、矩形の
ノズルおよび管路からなる。中央部には、微粉炭と搬送
空気を噴出させる燃料ノズル６１とこの燃料ノズル６１
に通ずる燃料供給管６２がある。燃料ノズル６１と燃料
供給管６２の隣には、燃料ノズル６３と燃料供給管６４
とが配置されている。さらに、燃料ノズル６３と燃料供
給管６４の隣には、内筒６５の外壁と外筒６７の内壁と
から形成される燃焼用空気供給管６６が設けられ、燃焼
室１１に燃焼用空気を供給する。第８実施例において
は、燃料ノズル６３および燃料供給管６４と燃焼用空気
供給管６６とは、燃料ノズル６１および燃料供給管６２
を挟んで、両側に設けてある。このように、燃焼用空気
が別個に供給されるので、微粉炭バーナ出口での燃料と
燃焼用空気との混合が遅れる。そのため、ノズル６１の
出口近くには、空気比が１未満の還元領域３１が形成さ
れる。

【００７８】複数の炭種の石炭を同時に燃焼させる場
合、元素分析により得られる窒素分の含有量に応じて石
炭を予め分別し、燃料供給管６２，６４から供給する。
このときに、複数の燃料ノズルのうち、内側に設けたノ
ズル６１からは、窒素分の含有量に応じて分別した石炭
のうち、窒素分の含有量の多い石炭を噴出させる。外側
に設けたノズル６３からは、窒素分の含有量の少ない石
炭を噴出させる。すなわち、微粉炭バーナの中心から
は、窒素分の含有量が多い石炭を噴出させ、その外側か
らは、窒素分の含有量が多い石炭を取り囲むように、窒
素分の含有量が少ない石炭を噴出させる。

【００７９】燃焼用空気は、燃料ノズル６３の外側に位
置する燃焼用空気供給管６６から噴出し、燃料と混合す
るために、燃焼用空気と混合し易い燃料ノズル６３から
噴出する混合気は空気比が高くなる。また、燃料ノズル
６１から噴出する混合気は、燃焼用空気と混合しにくい
ため、空気比が１未満の還元領域が形成される。すなわ
ち、ノズル６１を通る窒素分の含有量の多い石炭は、矢
印３６で示すように、火炎３０のうち空気比が１未満の
還元領域３１に供給される。ノズル６３を通る窒素分の
含有量の少ない石炭は、矢印３７で示すように、火炎３
０内のうち還元領域３１を囲んで形成される空気比が１
以上の領域に供給される。

【００８０】上記発明者らの実験結果から明らかなよう
に、空気比が１未満の還元領域においては、ＮＯｘ生成
量は、石炭の窒素分の含有量に影響されない。そこで、
第８実施例においても、ＮＯｘ生成量が石炭中に含有さ
れる窒素分の量に影響される空気比が１以上の領域には
窒素分の含有量の少ない石炭を供給する。また、石炭の
窒素分の含有量に影響されない空気比が１未満の還元領
域には窒素分の含有量の多い石炭を供給する。この方法
により、全体としてのＮＯｘ排出量を抑制できる。ま
た、ノズル６１から噴出させる石炭と空気の混合気の空
気比をノズル６３から噴出させる石炭と空気の混合気の
空気比よりも低くすると、ＮＯｘ排出量の低減にさらに
効果的となる。

【００８１】図１３および図１４に示された矩形のノズ
ルおよび管路からなる微粉炭バーナにおいて、側壁６８
側は、燃料ノズルが、空気ノズルまたは他の燃料ノズル
により挟まれていないので、燃料ノズルからの噴流は、
側壁６８側で大きな循環流を形成し易い。このように形
成された循環流は、微粉炭の着火促進および安定化に有
効である。着火が促進されると、火炎３０中に形成され
る還元領域３１が、微粉炭バーナ出口に近づき、更にに
大きくなるため、ＮＯｘ排出量をより一層低減できる。

【００８２】

【発明の効果】本発明によれば、複数の石炭種を使用す
る微粉炭燃焼装置において、元素分析により得られる窒
素分の含有量に応じて石炭を予め分別し、ＮＯｘ生成量
が窒素分の含有量に影響されない空気比が１未満の還元
領域には、窒素分の含有量の多い石炭が供給され、ＮＯ
ｘ生成量が窒素分の含有量に影響される空気比が１以上
の領域には、窒素分の含有量の少ない石炭を供給され
る。その結果、従来は、石炭の窒素分の含有量が多い石
炭を混合するとＮＯｘ生成量も増加する傾向があったの
に対して、本発明においては、窒素分の含有量の多い石
炭を還元領域に供給するので、ＮＯｘ排出量を低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による微粉炭燃焼方法の基礎となってい
る層流燃焼炉における気相の空気比と生成するＮＯｘ濃
度との関係を示す特性図である。

【図２】微粉炭バーナを上下２段に備えた本発明による
燃焼装置の第１実施例の系統構成を示す図である。

【図３】図２の第１実施例の効果を示すために、石炭の
窒素分含有量の差に対する従来方式による排出ＮＯｘ量
と本発明による排出ＮＯｘ量との差の関係を示す特性図
である。

【図４】図２の第１実施例に燃焼状態を監視するセンサ
と微粉炭混合器とを追加設置した燃焼装置の第２実施例
の系統構成を示す図である。

【図５】微粉炭バーナを対向させて配置した本発明によ
る燃焼装置の第３実施例の系統構成を示す図である。

【図６】図５の第３実施例に燃焼状態を監視するセンサ
と微粉炭混合器とを追加設置した燃焼装置の第４実施例
の系統構成を示す図である。

【図７】微粉炭バーナを火炉壁面に対して傾けて配置し
た本発明による燃焼装置の第５実施例の系統構成を示す
図である。

【図８】それぞれのバーナ単位で複数の炭種の微粉炭を
燃焼させＮＯｘ排出量を抑制する本発明による燃焼装置
の第６実施例の系統構成を示す図である。

【図９】図８の第６実施例に設置されそれぞれのバーナ
単位で複数の炭種の微粉炭を燃焼させる微粉炭バーナの
構造の一例を示す断面図である。

【図１０】図９の微粉炭バーナをＡ−Ａ方向から見た構
造を示す図である。

【図１１】図８の第６実施例に設置されそれぞれのバー
ナ単位で複数の炭種の微粉炭を燃焼させる微粉炭バーナ
の構造の別の例を示す断面図である。

【図１２】図８の第６実施例に燃焼状態を監視するセン
サと微粉炭混合器とを追加設置した燃焼装置の第７実施
例の系統構成を示す図である。

【図１３】それぞれのバーナ単位で複数の炭種の微粉炭
を燃焼させＮＯｘ排出量を抑制する本発明による燃焼装
置の第８実施例の系統構成を示す図である。

【図１４】図１３の微粉炭バーナをＢ−Ｂ方向から見た
構造を示す図である。

【符号の説明】

１０ 微粉炭バーナ １１ 燃焼室 １２ 炉壁 １３ 開口部 １４ 補助燃料ノズル １５ 内筒 １９ スリーブ ２１ ２次空気ノズル ２２ 外筒 ２３ ２次空気供給管 ２４ 風箱 ２５ 旋回流発生器 ２６ ３次空気ノズル ２７ ３次空気供給管 ２８ 風箱 ２９ 旋回流発生器 ３０ 燃焼火炎 ３１ 還元領域 ３２，３３ １次燃料ノズル ３４，３５ １次燃料供給管 ３６，３７ 矢印（燃料の流れ） ４１ 貯炭場(窒素分小) ４２ 貯炭場(窒素分大) ４３，４４ ホッパ ４５，４６ 微粉炭機 ４７，４８，４９ ブロア ５０ センサ ５１ 微粉炭混合器 ５２，５３ 微粉炭バーナ ５４ 空気投入口 ５５ 燃焼室出口 ５６，５７ 火炎 ６１，６３ 燃料ノズル ６２，６４ 燃料供給管 ６５ 内筒 ６６ 燃焼用空気供給管 ６７ 外筒 ６８ 側壁

フロントページの続き (72)発明者 谷口 正行 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 楢戸 清 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 河野 豪 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 森田 茂樹 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 津村 俊一 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の炭種の石炭を複数の微粉炭バーナ
   に個別に供給し燃焼させる微粉炭燃焼方法において、 複数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含
   有量に応じて予め分別し、 空気比（＝実際の投入空気量と前記微粉炭を完全燃焼さ
   せるのに必要な空気量との比）が１未満の領域に微粉炭
   および空気の混合気を噴出させる微粉炭バーナには、前
   記分別した石炭のうち窒素分の含有量の多い石炭を供給
   し、 前記空気比が１以上の領域に微粉炭および空気の混合気
   を噴出させる微粉炭バーナには、前記分別した石炭のう
   ち窒素分の含有量の少ない石炭を供給することを特徴と
   する微粉炭燃焼方法。
2. 【請求項２】 複数の炭種の石炭を複数の微粉炭バーナ
   に個別に供給し燃焼させる微粉炭燃焼方法において、 複数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含
   有量に応じて予め分別し、 空気比（＝実際の投入空気量と前記微粉炭を完全燃焼さ
   せるのに必要な空気量との比）を１未満に設定した微粉
   炭バーナには、前記分別した石炭のうち窒素分の含有量
   の多い石炭を供給し、 前記空気比を１以上に設定した微粉炭バーナには、前記
   分別した石炭のうち窒素分の含有量の少ない石炭を供給
   することを特徴とする微粉炭燃焼方法。
3. 【請求項３】 複数の炭種の石炭を複数の微粉炭バーナ
   に個別に供給するとともに過剰な空気を空気投入口から
   投入し石炭を完全燃焼させる微粉炭燃焼方法において、 複数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含
   有量に応じて予め分別し、 前記空気投入口から離れた位置にある微粉炭バーナに
   は、前記分別した石炭のうち窒素分の含有量の多い石炭
   を供給し、 前記空気投入口から近い位置にある微粉炭バーナには、
   前記分別した石炭のうち窒素分の含有量の少ない石炭を
   供給することを特徴とする微粉炭燃焼方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか一項に記載
   の微粉炭燃焼方法において、 前記微粉炭バーナの起動後に所定の負荷に達するまで
   は、前記微粉炭バーナに前記分別した石炭のうち窒素分
   の含有量の少ない石炭のみを供給し、 前記所定の負荷以上では、窒素分の含有量の少ない石炭
   と窒素分の含有量の多い石炭とをそれぞれの前記微粉炭
   バーナに並行して供給することを特徴とする微粉炭燃焼
   方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか一項に記載
   の微粉炭燃焼方法において、 前記燃焼状態を監視し、 前記燃焼状態が所定の条件を満たすときは、前記分別し
   た石炭の一部を混合して前記微粉炭バーナの少なくとも
   一つに供給することを特徴とする微粉炭燃焼方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか一項に記載
   の微粉炭燃焼方法において、 前記窒素分の含有量に応じて石炭を分別する際に、元素
   分析により得られる窒素分の平均含有量の相対的な差を
   ０.１（重量％）以上とすることを特徴とする微粉炭燃
   焼方法。
7. 【請求項７】 上下方向または対向方向に複数の微粉炭
   バーナを有し、複数の炭種の石炭を前記複数の微粉炭バ
   ーナに個別に供給し燃焼させる微粉炭燃焼装置におい
   て、 複数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含
   有量に応じて予め分別し貯える貯炭場と、 前記分別された石炭を個別に微粉化する微粉炭機と、 空気比（＝実際の投入空気量と前記微粉炭を完全燃焼さ
   せるのに必要な空気量との比）が１未満の領域に微粉炭
   および空気の混合気を噴出させる微粉炭バーナに前記微
   粉炭のうち窒素分の含有量の多い微粉炭を供給する手段
   と、 前記空気比が１以上の領域に微粉炭および空気の混合気
   を噴出させる微粉炭バーナに前記微粉炭のうち窒素分の
   含有量の少ない微粉炭を供給する手段とを備えたことを
   特徴とする微粉炭燃焼装置。
8. 【請求項８】 上下方向または対向方向に複数の微粉炭
   バーナを有し、複数の炭種の石炭を前記複数の微粉炭バ
   ーナに個別に供給し燃焼させる微粉炭燃焼装置におい
   て、 複数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含
   有量に応じて予め分別し貯える貯炭場と、 前記分別された石炭を個別に微粉化する微粉炭機と、 空気比（＝実際の投入空気量と前記微粉炭を完全燃焼さ
   せるのに必要な空気量との比）を１未満に設定した微粉
   炭バーナに前記微粉炭のうち窒素分の含有量の多い微粉
   炭を供給する手段と、 前記空気比を１以上に設定した微粉炭バーナに前記微粉
   炭のうち窒素分の含有量の少ない微粉炭を供給する手段
   とを備えたことを特徴とする微粉炭燃焼装置。
9. 【請求項９】 上下方向または対向方向に複数の微粉炭
   バーナを有し、複数の炭種の石炭を前記複数の微粉炭バ
   ーナに個別に供給するとともに過剰な空気を空気投入口
   から投入し石炭を完全燃焼させる微粉炭燃焼装置におい
   て、 複数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含
   有量に応じて予め分別し貯える貯炭場と、 前記分別された石炭を個別に微粉化する微粉炭機と、 前記空気投入口から離れた位置にある微粉炭バーナに前
   記微粉炭のうち窒素分の含有量の多い微粉炭を供給する
   手段と、 前記空気投入口から近い位置にある微粉炭バーナに前記
   微粉炭のうち窒素分の含有量の少ない微粉炭を供給する
   手段とを備えたことを特徴とする微粉炭燃焼装置。
10. 【請求項１０】 請求項７ないし９のいずれか一項に記
    載の微粉炭燃焼装置において、 前記対向方向に備えられた複数の微粉炭バーナが、空気
    比または石炭種の異なる前記微粉炭バーナにより形成さ
    れる火炎が互いに衝突するように前記微粉炭燃焼装置の
    火炉壁面に対して傾けて配置されることを特徴とする微
    粉炭燃焼装置。
11. 【請求項１１】 同心円状に配置され微粉炭および空気
    の混合気を噴出させる複数の微粉炭バーナとその外周に
    配置され燃焼用空気を供給する手段とを有し、複数の炭
    種の石炭を前記複数の微粉炭バーナに個別に供給し燃焼
    させる微粉炭燃焼装置において、 複数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含
    有量に応じて予め分別し貯える貯炭場と、 前記分別された石炭を個別に微粉化する微粉炭機と、 前記同心円状の微粉炭バーナのうちで内側の微粉炭バー
    ナに前記微粉炭のうち窒素分の含有量の多い微粉炭を供
    給する手段と、 前記同心円状の微粉炭バーナのうちで外側の微粉炭バー
    ナに前記微粉炭のうち窒素分の含有量の少ない微粉炭を
    供給する手段とを備えたことを特徴とする微粉炭燃焼装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の微粉炭燃焼装置に
    おいて、 前記混合気の噴出領域に液体または気体の補助燃料を供
    給する補助燃料ノズルを前記同心円の中心部に備えたこ
    とを特徴とする微粉炭燃焼装置。
13. 【請求項１３】 微粉炭および空気の混合気を噴出させ
    る第１微粉炭バーナとその上下に近接して配置され前記
    微粉炭とは異なる炭種の微粉炭および空気の混合気を噴
    出させる第２微粉炭バーナとその上下に近接して配置さ
    れ燃焼用空気を供給する手段とを有し、複数の炭種の石
    炭を前記複数の微粉炭バーナに個別に供給し燃焼させる
    微粉炭燃焼装置において、 複数の炭種の石炭を元素分析により得られる窒素分の含
    有量に応じて予め分別し貯える貯炭場と、 前記分別された石炭を個別に微粉化する微粉炭機と、 前記第１微粉炭バーナに前記微粉炭のうち窒素分の含有
    量の多い微粉炭を供給する手段と、 前記第２微粉炭バーナに前記微粉炭のうち窒素分の含有
    量の少ない微粉炭を供給する手段とを備えたことを特徴
    とする微粉炭燃焼装置。
14. 【請求項１４】 請求項７ないし１３のいずれか一項に
    記載の微粉炭燃焼装置において、 前記微粉炭燃焼装置の負荷をモニタする手段を備え、 前記微粉炭バーナの起動後に所定の負荷に達するまで
    は、前記微粉炭バーナに窒素分の含有量の少ない微粉炭
    を供給する手段のみを作動させ、 前記所定の負荷以上では、前記微粉炭バーナにそれぞれ
    窒素分の含有量の少ない微粉炭を供給する手段と窒素分
    の含有量の多い微粉炭を供給する手段とを並行して動作
    させることを特徴とする微粉炭燃焼装置。
15. 【請求項１５】 請求項７ないし１４のいずれか一項に
    記載の微粉炭燃焼装置において、 前記燃焼状態を監視する手段と前記炭種の異なる微粉炭
    の一部を混合する手段とを備え、 前記燃焼状態が所定の条件を満たすときは、前記炭種の
    異なる微粉炭の一部を混合して前記微粉炭バーナの少な
    くとも一つに供給することを特徴とする微粉炭燃焼装
    置。
16. 【請求項１６】 請求項７ないし１５のいずれか一項に
    記載の微粉炭燃焼装置において、 前記窒素分の含有量に応じて石炭を分別し前記貯炭場に
    貯炭する際に、元素分析により得られる窒素分の平均含
    有量の相対的な差を０.１（重量％）以上とすることを
    特徴とする微粉炭燃焼装置。
17. 【請求項１７】 複数の炭種の石炭を個別に供給し燃焼
    させる微粉炭燃焼装置の微粉炭バーナにおいて、 同心円状に配置され微粉炭および空気の混合気を噴出さ
    せる複数の１次燃料ノズルと、 その外周に配置され燃焼用空気を供給する２次空気ノズ
    ルと、 前記２次空気ノズルからの空気に旋回流を形成させる旋
    回流発生器と、 前記同心円状の内側の１次燃料ノズルに前記微粉炭のう
    ち窒素分の含有量の多い微粉炭を供給する１次燃料供給
    管と、 前記同心円状の外側の１次燃料ノズルに前記微粉炭のう
    ち窒素分の含有量の少ない微粉炭を供給する１次燃料供
    給管と、 前記１次燃料ノズル出口部に形成され前記微粉炭バーナ
    の燃焼室側に向かい末広がりとなるスリーブとを備えた
    ことを特徴とする微粉炭バーナ。
18. 【請求項１８】 複数の炭種の石炭を個別に供給し燃焼
    させる微粉炭燃焼装置の微粉炭バーナにおいて、 微粉炭および空気の混合気を噴出させる内側の１次燃料
    ノズルと、 前記内側の１次燃料ノズルとは同心円状に配置され燃焼
    室側に向かい前記内側の１次燃料ノズルよりも突出し微
    粉炭および空気の混合気を噴出させる外側の１次燃料ノ
    ズルと、 その外周に配置され燃焼用空気を供給する２次空気ノズ
    ルと、 前記２次空気ノズルからの空気に旋回流を形成させる旋
    回流発生器と、 前記同心円状の内側の１次燃料ノズルに前記微粉炭のう
    ち窒素分の含有量の多い微粉炭を供給する１次燃料供給
    管と、 前記同心円状の外側の１次燃料ノズルに前記微粉炭のう
    ち窒素分の含有量の少ない微粉炭を供給する１次燃料供
    給管と、 前記外側の１次燃料ノズル出口部に形成され前記微粉炭
    バーナの燃焼室側に向かい末広がりとなるスリーブとを
    備えたことを特徴とする微粉炭バーナ。
19. 【請求項１９】 請求項１７または１８に記載の微粉炭
    バーナにおいて、 前記混合気の噴出領域に液体または気体の補助燃料を供
    給する補助燃料ノズルを前記同心円の中心部に備えたこ
    とを特徴とする微粉炭バーナ。