JPS599802B2 - 微紛炭バ−ナ−の燃焼方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロータリーキルン用微粉炭バーナー、詳細に
は微粉炭を輸送する一次空気の量を零若しくは従来に較
べて著しく少くすると共にバーナー内の別の径路で送大
した微粉炭を含まない一次空気をバーナーから高速で噴
出することにより、高温の二次空気と微粉炭を急速に混
合させて良好な燃焼を得ることができるようにした微粉
炭バーナーの燃焼方法とその方法に使用する微粉炭バー
ナーに関する。

従来の微粉炭バーナーは、第１図に示すように微粉炭３
と一次空気４とを耐火物２等で形成されたバーナ一本体
１内へ直接送入し、該本体１内で微粉炭３と一次空気４
を混合し、該混合物をバーナーロ５から噴射する方式と
、予め微粉炭３と一次空気４を微粉炭混合室（図示せず
）に於いて混合し、しかる後に混合物をバーナ一本体１
内を経由してバーナーロ５から混合物を噴射する方式が
あった。

しかし、これらの方式は、いずれも一次空気４が燃焼用
を兼ねている他に、微粉炭を径の大きいバーナ一本体１
を経てバーナーロ５まで輸送し、同時に一次空気と微粉
炭の混合物自体が全てバーナーロ５より噴射するために
比較的多量の一次空気を必要とした。

また従来法では、微粉炭３と一次空気４の混合物がバー
ナ一本体１に内設した案内羽根６に直接衝突し、特に燃
焼速度を大きくするために混合物の風速を上げることに
より案内羽根が早ければ３〜４ケ月で損傷して使用でき
なくなる欠点があった。

更に何よりも従来の方法では、微粉炭を燃焼するための
一次空気量が理論燃焼空気量の２０〜２５饅とかなり大
きいために、熱風二次空気の使用量が低下し、熱エネル
ギーの損失があった。

このように従来一次空気量を理論燃焼空気量の２０〜２
５％としていたのは、一次空気を燃焼用空気源として利
用する他に、微粉炭をバーナー口に輸送するため及び微
粉炭をバーナーロより噴射する時の拡散の目的上、比較
的多量の一次空気が必要とされていたことに基づく。

本発明者は、微粉炭の理論燃焼空気量は一次空気と二次
空気の全量に依ること、及びその二次空気量は製品冷却
装置から大量に供給でき、しかも二次空気の温度が８０
０〜１０００℃にも昇るためにこれを多量に利用するこ
とでバーナーを有効に燃焼し得ることに着眼し、微粉炭
を微粉炭のみ或いは少量の一次空気と共にバーナーロに
吐出し、該微粉炭とは別の径路により送大した一次空気
を微粉炭の周囲よりキルン内に従来以上の高速で噴射し
、該一次空気の運動エネルギーにより高温の二次空気と
微粉炭を急速に混合せしめ、良好な燃焼を得ることが出
来る微粉炭バーナーの燃焼方法を提供せんとする。

而して、本発明の目的は、比較的低温である微粉炭輸送
用の一次空気の量を零或いはきわめて少量にして微粉炭
を輸送し、．ロータリーキルン内で熱効率の良い微粉炭
の燃焼を得んとする。

また本発明の他の目的は、微粉炭の輸送とは別の径路で
微粉炭噴射用の微粉炭を含まない一次空気を高速で送入
し、噴射するために一次空気の全量を従来より少量にし
、微粉炭に必要な理論燃焼空気量を高い温度の二次空気
で補うことにより、ロータリーキルン内でより十分な微
粉炭の燃焼を得んとする。

本発明の一実施例として２本の微粉炭輸送管をもつ微粉
炭バーナーについて添付図面により説明する。

第２図及び第３図による本発明の概略断面図において、
バーナ一本体７は、ロータリーキルン２２内に捜入する
部分を耐火物８で被覆し、先端をやや絞ったバーナーロ
９としている。

バーナ一本体７内にはバーナ一本体７の後部より微粉炭
１１のみを重力により輸送或いは微粉炭と少量の微粉炭
輸送用の一次空気とを輸送する２本の微粉炭輸送管１２
をバーナ一本体７の軸心部に配設している。

また微粉炭輸送管１２の周囲には、先端にバーナーロ９
を冷却するための冷却用多孔質板１３を装着したバーナ
一本体７の後部より空気を送入する冷却兼用の一次空気
送入管１４をバーナーの後部１０よりバーナーロ９にか
けてバーナ一本体７と一体に備設している。

また冷却兼用の一次空気送入管１４の周囲には、先端に
設けた案内羽根１５によりバーナ一本体７の後部より空
気を送大して旋回流を起こす一次空気送入管１６を、更
に旋回流を起こす一次空気空入管１６の周囲には、バー
ナ一本体７の後部より空気を直進させて直進流を起こす
一次空気送入管１７をそれぞれ多段に備設している。

第４図は、本発明である第３図の微粉炭輸送管１２の入
口部の概略断面図であり、通常は蓋２０を閉鎖し、微粉
炭送入口１８から微粉炭１１を送入する。

重油を使用する場合は、微粉炭送入を停止し、蓋２０を
取り、先端にアトマイザーを装着した公知の重油バーナ
ーガン（図示せず）を重油バーナーガン挿入口１９から
微粉炭輸送管１２の中へ挿入し、アトマイザーがバーナ
ーロ９に達する位置で固定する。

この場合、１本の微粉炭輸送管１２を用いる場合は、重
油専焼のバーナーとなる。

また、２本の微粉炭輸送管１２を用いる場合は、２本の
微粉炭輸送管１２のうち１本に微粉炭を、他方に重油ガ
ンを入れて微粉炭と重油との混焼バーナーとすることが
できる。

もちろん、微粉炭の送入を停止して２本共重油ガンを挿
入すれば重油専焼バーナーとして使用することができる
。

つぎに、本発明による微粉炭バーナーを用いて燃焼する
方法を説明する。

まず、微粉炭の輸送のために必要最少限の空気を含有す
る微粉炭を微粉炭輸送管１２を経てバーナーロ９より微
粉炭を吐出する。

ここで吐出するとは、微粉炭が微粉炭輸送管１２（バー
ナーロ９）から出るに十分な状態を表現したものである
。

この際、微粉炭１１を微粉炭輸送管１２の先端でもある
バーナーロ９よりキルン内へ吐出するには、微粉炭輸送
管１２を傾斜して微粉炭を重力により自然落下させるこ
とも可能であるが、通常は輸送に必要な少量の一次空気
を微粉炭輸送管１２に送大して微粉炭を空気輸送する。

バーナーロ９より吐出された微粉炭はその吐出周囲より
噴射する高速の冷却兼用の一次空気、旋回流を起こす一
次空気及び直真流を起こす一次空気によってバーナー口
先方のキルン内で微粉炭を実質的に空気と混合し、これ
と高温の二次空気とを急速に混合して微粉炭を燃焼する
。

而して、このロータリーキルン２２内に噴射した比較的
低温の一次空気は、微粉炭の輸送に必要な一次空気を必
要最少限とし、かつ噴射用の一次空気を微粉炭輸送径路
とは別の径路で高速で噴射使用して、一次空気の全量を
微粉炭の理論燃焼空気量に対しわずか５〜１５％にする
ことができ、他の必要な空気は焼成された鉱物を冷却す
るためのロータリーキルン２２の下部に設けた製品冷却
装置２１より上昇してくる８００〜１０００℃の高温二
次空気によって供給する。

これにより、従来多量に用いられた比較的低温の一次空
気の量を少なくし、この少なくした空気量と高温でしか
も充分供給される二次空気とで微粉炭を燃焼することが
でき、高温である二次空気の顕熱を有効に利用すること
ができる。

また、従来のバーナーによれば、微粉炭を混合した一次
空気をバーナーロより噴射するために微粉炭が衝突する
ため案内羽根の損傷をきたし、また損傷を避けるために
一次空気のバーナーロでの速度を５０〜７０ｍ／ｓに制
限せざるを得なかった。

本発明では、一次空気の送入と微粉炭の輸送をバーナ一
本体の別の径路によらしめることにより、前記案内羽根
の損傷を考慮することなく、一次空気のバーナーロでの
速度を１００〜１５０ｍ／８まで引き上げることができ
、これに伴って微粉炭バーナーガンより高濃度の微粉炭
をバーナーロに吐出させて燃焼を行なうことができる。

案内羽根等の損傷がないから、バーナーの長期連続使用
が可能となり、最近のキルン自体の長期連続運転（例え
ば１年間）が実現されたがその際に使用可能なバーナー
である。

また、一次空気のバーナー口での速度が５０ｍ／ｓから
１ ５ ０ ｍ／ ｓに下げられることにより、単位空
気量当りの運動エネルギーは、９倍となる。

本発明では、微粉炭単位量あたりで、一次空気量が従来
のバーナーより減少しているが、微粉炭及び二次空気に
与えられる運動エネルギーは従来バーナーより多く一次
空気による微粉炭の噴射・拡散と、二次空気との混合が
より効果的に行なわれ、そのために従来のバーナーより
はるかに少ない一次空気量によって良好な燃焼を得るこ
とが可能となる。

なお、本発明は石炭重油混焼バーナー、または重油専焼
バーナーとしても使用出来るが、この場合、使用燃料の
時間当り総発熱量が変らぬかぎり一次空気の量を変更す
る必要はない。

なぜならば本発明においては従来の微粉炭バーナーと異
なり、一次空気の割合は重油バーナーにおけるそれと同
一で充分であるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の微粉炭バーナーの概略断面図であり、第
２図は微粉炭の燃焼装置の説明図である，第３図は本発
明による微粉炭バーナーの概略断面図で、第４図は第３
図の微粉炭バーナーの微粉炭輸送管の入口部の概略断面
図である。 ７・・・・・・バーナ一本体、８・・・・・・耐火物、
９・・・・・・バーナーロ、１０・・・・・・バーナー
の後部、１１・・・・・・微粉炭、１２・・・・・・微
粉炭輸送管、１３・・・・・・冷却用多孔質板、１４・
・・・・・冷却兼用の一次空気送入管、１５・・・・・
・旋回羽根、１６・・・・・・旋回流を起こす一次空気
送入管、１７・・・・・・直進流を起こす一次空気送入
管、１８・・・・・・微粉炭送入口、１９・・・・・・
重油バーナーガン挿入口、２０・・・・・・蓋、２１・
・・・・・製品冷却装置、２２・・・・・・ロータリー
キルン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロータリーキルン用バーナーにより微粉炭を一次空
   気と共にキルン内に噴射し、一次空気と製品冷却装置か
   ら送られてくる熱風二次空気とを合わせて微粉炭を燃焼
   する方法において、微粉炭のみを重力によりバーナーか
   らキルン内へ吐出するか或いは微粉炭と輸送に必要な少
   量の微粉炭輸送用の一次空気とをバーナーからキルン内
   へ吐出すると同時に微粉炭の輸送とは別の径路で送大し
   た微粉炭を含まない一次空気を前記吐出した微粉炭の周
   囲よりキルン内に高速で噴射してバーナー口先方のキル
   ン内で微粉炭を実質的に空気と混合し、かつ前記一次空
   気の全量を理論燃焼空気量に対して５〜１５％として微
   粉炭をキルン内で燃焼することを特徴とする微粉炭バー
   ナーの燃焼方法。