JPS6023712A - 複合脱硝燃焼法 - 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】 酸化物を低減するに好適なボイラ装置などの燃焼＆ｓＫ
関するものである。

燃料需給情勢が多様化してくるにつれ、大容殖ボイラな
どにおいても、必らずしもクリーンな燃料のみが、エネ
ルギー源となる訳ではなく、微粉炭焚きのボイラも使用
されるようになってきた。

ガス、油、石炭等の炭化水素系燃料の燃焼時に発生する
窒素酸化物（以下、ＮＯｘと称する）は、周知のとおｊ
）　Ｔｈｅｒｍａｌ　ＮＯ，、Ｐｒｏｍｐｔ　ＮＯｘ　
％　Ｆｕ、ｅｌＮＯ，に分類される。ＬＮＧ等のガス燃
料のように燃料中に有機金素化合物が殆んど含まれてい
ない場合には、ＮＯ８発生源は空気中の窃索であり、こ
れは、火炎温度を低下させるのみで、容易に大＋＋３な
抑制が可能であることが実証されている。一方、石炭の
ように有機窒素化合物を多量に含有する燃料の場合には
、発生するＮＯ工の大部分はＦｕｔＺ　Ｎｏ、であり、
これに対しては火炎温度の低下は効果的な抑制対策とな
らず、例えば公知の二段燃焼法のように火炎（燃焼領域
）を一旦燃料過剰な状態ｆＣすることが効果的でおる。

本発明者らは、この現象九ついて多数の東用人炉及び基
礎研究データから、燃料過剰な領域で次のような反応が
進行することを確かめている。・・Ｈｅ　＋　ＮＯ→・
ＮＸ＋　・・・・・・・・・・・・・・・・ＮＸ　＋　
ＮＯ−＋　Ｎｍ　＋　・・・・・・・・・・・・・・・
（・ＮＸは、含鑓索ラジカル、例えば・ＣＮ、・ＮＨな
ど）従って二段燃焼は、Ｆｕｅｌ　Ｎｏｘ（ＴＡｇｒｍ
ａＺ　ＮＯ，についても）低減の有効な技術であるが、
二段燃焼強化によ多燃料全体の燃焼遅れが生ずるため、
例えば石炭焚きの場合には灰中未燃分が増大しやすい。

本発明の目的は、排ガス中の煤塵や灰中未燃分を増加さ
せることなく、窒素酸化物を低減できる燃焼装置を提供
することにある。

本発明は、バーナ単体で炉内脱硝反応を実現し、且つボ
イラ火炉内システムとしても炉内脱硝プロセスを有する
ようにしたものである。

すなわち、本発明は、火炉内に設けられた主バーナに供
給する燃料量を空気比〈１．０になるように設定し、か
つその一部を予め排ガスまたは排ガスを含む搬送ガスと
混合した後、該バーナスロート内に吹込み、主バーナ炎
の後流側に還元炎を形成する工程、前記主バーナの火炉
向後流側に設けられた副バーナ（もしくはボート）から
過剰の燃料を空気もしくは排ガスともに供給し、前記主
バーナ炎および主バーナ還元炎の後流側に副バーナによ
る還元炎を形成する工程、および前記副バーナの後流側
に設けられたアフタエアボートから空気を供給して前記
還元炎中の未燃分を可及的に完全燃焼させる工程とから
なる複合脱硝燃焼法を特徴とする。

以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。

第１図は、本発明が適用される燃焼装置の火炉の一例を
示す断面図であり、火炉本体１の対向する側壁には、下
方から複数の主バーナ１０．副バーナ（またはボー）　
）　２０．アフタエアポート３０が順次設けられている
。本発明においては、上記複数の主バーナ１０でそれぞ
れ個々に炉内脱硝が行なわれ（この領域をゾーンＡとい
う）、次の副バーナ（まだはボート）２ｏでは副バーナ
２゜独自の炉内脱硝が行われ　（この領域をゾーンＢと
いう）さらにその上段の７７タエアポート３０では、前
記炉内脱硝で生成した未燃分が完全燃焼される（この領
域をゾーンＣという）６本発明に用いる主バーナ１０の
断面構成を第２図に示したが、バーナ１０の中心軸に挿
入された重油アトマイザ２の外周側には、脱硝用微粉炭
（微粉炭と１次ガス）３の噴口４．１次ガス（排ガス）
５の噴口６．２次空気７の噴口８、主部焼機粉炭（微粉
炭と１次空気）９の噴口１０Ａ１および最外周には３次
空気１１の供給口１２が順次設けられてい形成するが、
その内側圧は脱硝用微粉炭３が前記主燃焼微粉炭流９よ
シも高い流速で吹込まれ、か炎の後流側に脱硝共を形成
するととＫなる。

本発明の燃焼操作およびプロセスを第１図のバーナ構成
および各燃焼領域と対応させて示せば第３図のようにな
る。第３図において、主バーナ１０単体によって炉内脱
硝領域であるがゾーン人が、副バーナ（またはボート）
２ｏによって還元脱硝領域であるゾーンＢが、またアフ
タエアポート３０によって完全燃焼領域であるゾーンＣ
が形成される。詳しく述べれば、主バーナから供給され
た石炭（ロ）粉炭）（■）の大部分ＰＣＩは、燃焼用空
気（Ｉ）ＦＡＩ、ＦＡ２と急速混合されて高効率燃焼工
程■で燃焼される。一方、分岐された少量の石炭ＦＣ２
は、排ガス（ｍ）　Ｆ　Ｇ　１または排ガスＦＯＸと少
量の空気ＦＡ４により、工程■とは分離された形で（揮
発分準備工程Ｖ）脱硝工程ＶＩＫ入シ、工程■で生成し
たＮＯ！含有ガスと混合され、脱硝工程■が行われる。

この工程■は燃料過剰状態であることが要求されるため
、空気１．と石炭■の関係は、空気比〈１（好ましくは
酸素／可燃分の化学量論量０．９−０．２　）となるよ
うに調整される。しかしながら、火炉内において、脱硝
工程■までの部分（ゾーン人）は、火炉全体の熱負荷の
大部分を担うゾーンであるから、ＮＯ□低減の立場のみ
から、徒らに空気比（１とすることは、熱負荷分布の変
化および燃焼効率等の観点から実用的ではない。

このため、脱硝工程■のみではある程度のＮｏ工発生は
避けられない。

副バーナ２０によって形成されるゾーンＢは、この問題
を解決するために設置されたものであシ副燃料ＦＣ３は
、排ガスＦＧ３や空気ＦＡ５尋による貫通力を得て炉内
に投入され、燃料大過剰領域を形成する。これにより、
主バーナゾーン（ゾーンＡ）からの燃焼ガス中のＮＯ！
の分解、還元が進行する。

副燃料は燃焼阻害要因となル得るため、出来る＠シ少量
がよく、例えば空気と共に空気比０．６５以下で投入す
る場合には、火炉への総燃料量の２５−以下、酸ｌＡ濃
度６−以下の排ガスもしくは排ガスと少値の空気によ砂
投入する場合には、火炉への総燃料量の１０−以下が望
ましい。

以上のプロセスによｌ、ＮＯ，の強力なる分解、還元が
、バーナ単体及び火炉全体で複合的に実現するが、未燃
燐分が残存するため、更に後流でアフタエアポート３０
から完全燃焼用空気ＦＡ６を供給し、完全燃焼域である
ゾーンＣが形成される。

ただし、ここで酸化雰囲気が強化されすぎると、ＨＣＮ
　、　ＮＨａ→ＮＯの反応が起り、脱硝効率が低下する
ので、バーナへのトータル総燃料供給ｉＫ対し、全体の
空気比が０．８〜０．９７程度になるように空気を加え
ることが望ましい。

以上、本発明によれば、炉内脱硝をバーナ単体および火
炉全体の二段で行なうことにより、１配のいずれか一方
のみの炉内脱硝法より優れた脱硝効果を得るとと４ｂＫ
上記のいずれか一方のみで性能強化した場合よりも構造
が簡単で経済的であシ、また２段で実施するため、条件
設定を無理なく行なうことができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いる燃焼装置の一例を示す火炉の
断面図、第２図は、本発明に用いる主バーナ単体の断面
図、第３図は本発明方法の工程を説明する図である。 １・・・火炉、２・・・重油アトマイザ、４・・・脱硝
用微粉炭の噴口、６・・・１次ガス（排ガス）の１＊口
、８・・・を次空気の噴口、１０・・・主バーナ、１０
人・・・主燃焼微粉炭の噴口、２０・・・副バーナ、３
０・・・アフタエアボット。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）火炉内に設けられた主バーナに供給する燃料量を
   空気比＜１．０になるように設定し、かつその一部を予
   め排ガスま九は排ガスを含む搬送ガスと混合した後、該
   バーナスロート内に吹込み、主／クーナ炎の後流側に還
   元炎を形成する工程、前記主ノ（−すの火炉内機流側に
   設けられた副）く−ナ（もしくはボート）から過剰の燃
   料を空気もしくは排ガスともに供給し、前記主バーナ炎
   および主バーナ還元炎の後流側に副バーナによる還元炎
   を形成する工程、および前記副バーナの後流側に設けら
   れたアフタエアポートから空気を供給して前記還元炎中
   の未燃分を可及的に完全燃焼させる工程とからなる複合
   脱硝燃焼法。