JPS6017611A - 固形燃料の燃焼方法及びそれに用いる装置 - 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】 この発明は石炭、コークス等固形燃料の燃焼方法及びそ
れに用いる装置に関Ｔる。

更に詳しくは無煙炭、コークス類等の如き、揮発性成分
の少い固形燃料の燃焼方法及び装置に関Ｔる。

一般に、無煙炭、コークス類等の如く揮発性成分の少い
固形燃料は主にフリーカーボンから成り、ガス、液体燃
料、一般炭等に較べ着火性が悪く、燃焼性は著しく劣り
、更に／ツクスの発生が多く、ボイラー等辿常の燃焼設
備に単独に適用Ｔるには問題がある。

一般に」二「己のようなフリ・−カーボンから成る固形
憔料欠効率よく燃焼させ２゜）圧はイの粒子の大きさ及
び燃焼雰囲気温度又は燃焼粒子温度が重要す要因である
ことは周知である。ただ、粒子径については、工業的、
経済的に粉砕上の制約があり、又、故ＪＯμ以下の超微
粒に形成しても粒子間相互の再凝集を生じ、実際の燃焼
に際しては実効があがらない。

上記燃焼雰囲気温度については高温の火炎及び雰ｆｌ気
を形成する程有利であるが、その一方ノツクスの発生が
著しくなる関係にある。又着火性についても揮発性成分
の少い固形燃料では着火が著しく遅れる。従って通常は
重油、ガス等の着火性良好な燃料全付加して燃焼させて
いる。

又、ノックスについては固形燃料中の窒素分は重油に較
べて１０〜２０倍であり、ツユエルノックスが大量に発
生する。このための二段燃焼排ガス循環が実施されてい
る。しかしこれらの方法は燃焼温度を下げ、燃焼速度を
遅らせる。又大量の燃え残りを生じる。

これらのｌｊ苓情に、Ｉニリ、ボイラー等Ｃ）通常の燃
焼設備に単独に適用するのは国訓で、コークス炉等の質
だ設備か、又は一般炭吏用のｉ汲粉炭ボイラー等におい
て、そのごく一部全−，ｌこれら離燃性燃料で代替使用
されるに過ぎないのが実・ｒ〃である。

この発明は」；記の状況にｌＪ）んがみてなされたもの
で、その目ｒ＋９は、に記の難燃性の固形燃料を、従来
設備に簡単な助燃装置全付加するだけで、一般炭の代替
としてはもとより、灰分の少いものによっては重油代替
としても使用可能とする方法、及びそれに用いる装置全
提供することである。

この発明についてまずその概略を述べると、（１）　燃
焼室外の補助燃焼炉で、不足空気下において旋回状火炎
全形成ざゼ、これを燃焼室へ吹込み、 （２）燃焼室での燃焼完結に必要な空気は、三次空気と
して５Ｉｌｔｌ記火炎全包み込む形式で、かつ三次空気
の燃焼室への吐／１３質量速度を、前記補助燃焼炉から
の火炎の質量速度より速くして吹込み、低ノックスで効
率的な燃焼全行わせるものである。

以下この発明を、実施例を示ＴＬ覆面について詳述する
。

まず、矛１図に示Ｔ、Ｊ：うに、ボイラー等の通常の燃
焼室１のバーナ口２へ、補助燃焼炉３全、？ｆ接連結す
るか、又は矛２図に示すように連結管４を介して連結す
る。補助燃焼炉３は耐火材により同張りし、０σ記難撚
性の微粉固形燃料５ｋ、理論燃焼空気嵐のほぼ２０％以
内の一次空気と同伴させて吹込む第−吹込口６を設け、
又矛８図に示すように補助燃焼炉３内で高速旋回流３生
じさせるに適するように１−例として接線方向に、三次
空気を吹込む第二吹込ロア、７′、７“・・・を設番ツ
、これにより、二次空気を吹込む。そして前記−次、二
次両空気のＪオが、理駒燃焼空気量の６０％以内になる
ように制限する。８は燃焼初期に前記炉３内を昇温させ
るための、着火手段を有する、ガス又は液体燃料用１＜
−すである。

更に燃焼ζｒ　ｌ　ｔｈｙでの、燃焼完結に必要な三次
空気は補助燃焼炉３の燃規菟ｌに対する開孔口９の周囲
に、又は前記連結管４の、燃焼室１への開孔口９の周囲
に、矛４図に示Ｔ、ｌ：うに、それ（゛れ補助燃焼炉３
カ・らの火炎全敗り囲む形で、矛三吠込口１０全彫成し
、旧管１０から供給される。ぞしてＩＪｊ　′ｄＵ！開
孔口９の断面積と矛三吠込［コ１０のＦ、−白ｆ１ｊ梼
の比を、三次空気の単位時１１］肖りの吹込Ｆ、と、補
助燃焼炉への即位ＩＩＬ向当りの、−１二υ、空気に訛
及び固形燃料の吹込Ｌｉとの比以上となさしめるように
する０そして、このにうに形成した装置、方法を用いる
ことにより、次のような特徴ある燃焼が行われる。Ｊａ
Ｉち、予めガス’４’ｆｃ用いる専用バーナ８により補
助慾力晶炉３内ｆｆ同温とし、次に、ＦＪｉＪ記つＪシ
燃性固形燃料５全吠込むと、専用バーナ８の火炎により
着火し燃焼全開始する０この後専用バーナ８′ｆｔ消火
しても固形飲料の燃焼は安定して維持される。そして同
炉３円には前記二次空気により高速旋回流が形成されて
いるため半ば燃焼、半ばガス化が進み１旋回火炎を形成
しつつ燃焼室ｌへ吹込まれる。燃焼室ｌでは旋回火炎の
周囲からの三次空気を接触し、燃焼を完結するが、火炎
中の残留粒子は火炎の外周部りに分布し、このため速や
かに三次空気と接触し、しかも火炎中心部からの高温輻
射熱にバックアップされ、急速に燃焼する。又火炎内の
Ｇｏ等の燃焼性還元ガスは火炎の拡散三次空気との混合
により、より後段で燃焼するが、同時に、丁でに生成さ
れたノックスの還元効果も有する。　なお上記燃焼を、
低ノックスで、効果的に行わせるために、−次、二次空
気量、及び燃料と、三次空気の供給速度の比を、第二吹
込口１０と補助燃焼炉３の燃焼室１への開孔口９との比
との間係において、前記の如く形成する◇このことは一
次空気についてみると１これは空気流のみであれば高風
速で吠込むことに障害はないが、固形燃料粒子含高運に
吹込むと、第一吹込口６の吐出ｌ：Ｊｔ−磨耗する。

久遠心力により有効に補助燃焼炉内が使われず燃焼率が
悪化するため極力低風速１低風産で軸方向へ吹込む。但
しあまり少いと突気輸送上の不安定を生じるため１吹込
風連２０　ｍｌＢ程度で・理論燃焼空気量の２０％以内
とし、好ましくは１０〜１５％程度である。

又、−次、二次両全気量の和は、多い程補助燃焼炉３内
は高温となり、燃焼性は向上するが、理論燃焼空気量の
６０％以上となると、同炉３内温度は１５００℃以上と
なり、耐火材の耐熱性、又は灰分の溶融によるトラブル
が発生する。又ノックスについては、面記空気量が（資
）〜６０％程度の際に低量となる。

又、それが８０％以上となると火炎が高温となりサーマ
ルノックスの発生、及び三次空気減少による二段燃焼効
果の低下により７−１−エルノックス発生が起る。又５
０％以下では補助燃焼炉３内の温度が下がり、ＣＯ等の
還元性ガスの生成割合が減少してくる。又燃焼室１側で
の燃焼割合が増Ｔｈｅめ若干ながらノックスは増加する
。

従って補助燃焼炉３内への吹込空気量は、灰分の溶融温
度を目安とし、ｎＵ記の如＜　６０％以内に制限Ｔる必
要がある。更に前記開孔口９の断面積と２三空気吹込口
１０の断面積の比を、三次空気の単位時間当りの吠込蓋
と〜補助燃焼炉への単位時間当りの−、二次空気及び固
形燃料の吠込量との比以上となさしめたのは、旋回火炎
の軸方向へのそれぞれの質量速度を、三次空気側を相対
的に速くすることで、補助燃焼炉３カ）らの旋回火炎の
急激な、燃焼室ｌへの拡散を三次空気により抑え込み、
燃焼ゾーン金主に火炎外周面とさせ、火炎の外周部に集
中的に分布する燃料粒子が優先的に燃焼し、大炎の拡散
に従って内部ＱＣＯ等還元性ガスの燃焼が、継続して進
行する。このような燃焼過程のための燃焼時間を要Ｔる
固形燃料を１燃焼し易い状態とＴるば力）りでなく、火
炎表面でのフィルム状燃焼でかつ炭素粒の燃焼が先行す
るために火炎の輻射能が高く、周囲への熱放散も速やか
で、伝熱効率も良好となり、しかも燃焼ガス温度の上昇
が抑えられ、燃焼後段進ＣＯ等還元性ガスが保持される
ためノックス還元効果が爪なり、効率的な燃焼にもかか
わらず／ツクス光生を低位に抑えることができる。

このように、この発明によれば、従来、ボイラー等の通
常の燃焼装置では殆んど使用されていなかった揮発分の
少い固形燃料を、簡単なな補助燃焼炉全付加するごとに
より、低ノックスで効率的に燃焼させることができる。

【図面の簡単な説明】

矛１図はこの発明の実施例を示し固形燃料の燃焼方法及
びそれに用いる装置の概略を示す図、矛２図はこの発明
の第二の実施例を示すオー図に相当する図１，１１３図
は一１’　１　［薗のｍ−ｍ線矢視図、矛４図は矛１図
のＩＶ−［Ｖ腺欠視図である。 ｌ・・パ燃焼室 ３・・・補助燃焼炉 ６・・・第一吹込口 ７．７′、７“・・・第二吹込口 ８・・・ガススは液体の燃焼用バーナ １）・・・１用孔目 １０・・・Ａ−三吹込目 代理人弁理士　斎　藤　侑 外２名 ＡＩＥＩ 〕 偽　３　図 ７ す７ 値　４　囚 手続補正書 特許庁長官若杉和　夫　殿 １、事件の表示 昭和郭年特　願第　１２６３９１　号 ２・　発明の名称 固形燃料の燃焼方法及びそれに用いる表置３、補正をす
る者 事件との関係特許出願人 住　所　山ロ県小野田市大字小野田６２７６香地名称（
０２４）小野田セメント林式会社光萌の詳細な説明の欄
　、：、） （１）　１夛Ｈ１ｌＪＪ　νＩ矛　７頁２・　９イテ矛
８頁矛１８ｉ 矛９オニ１４イテ ２・１０頁オニ行 にそれぞれ「Ｃｏ」とあるを、それぞれｒｃＯＪと補正
する。 （２）同梧矛工０頁３ｙ　７行に 「簡単なな」とあるを 「簡単な」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　固形燃料を、その理論燃焼空気量のほぼ固％以下の
   一次空気と共に補助燃焼炉に吹込み燃焼させ、又前記補
   助燃焼炉に二次空気を接線方向に吹込み、前記−次〜二
   次両空気の吹込ｍを、前記固形燃料の理論燃焼空気量の
   ほぼ６０％以下となさしめ、前記補助燃焼炉内の、旋回
   燃焼中の燃料を旋回状態のまま燃焼室に導入し、該旋回
   燃焼中の燃料の外、側から該燃料の燃焼完結に要する三
   次空気を供給することを特徴とする固形燃料の燃焼方法
   。 ２　耐人材にて内張すした補助燃焼炉（３）の開孔口（
   ９）を、燃焼室（１）に連通させ、０８記補助燃焼炉（
   ３）に１ガス又は液体の燃焼用バーナ（８）、及び固形
   燃料を一次空気と共に供給する第一吹込口（６）を設け
   、又二次空気を接線方向に供給する第二吹込口（７Ｊ、
   （７つ、（７′）・・を設け、更にＰ７ｉＪｅ燃焼室（
   １）に−三次空気を供給する第二吹込口（１０）を設け
   たことｆ：特徴とＴる固形燃料の燃焼装置０３　前記開
   孔口（９）の断面積と１７７１記才三吹込口（１０）の
   断面積の比を、二次空気の単位時間当り、の吹込量と、
   補助燃し′Ｌ炉への単位時間当りの、−１二次空気及び
   固形燃料の吹込量との比以上となさしめること全特徴と
   する特許請求の範囲第一項記載の固形燃料の燃焼方法。