JPS61105007A - 流動層式燃焼方法および燃焼機構 - Google Patents

流動層式燃焼方法および燃焼機構

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JPS61105007A
JPS61105007A JP60201971A JP20197185A JPS61105007A JP S61105007 A JPS61105007 A JP S61105007A JP 60201971 A JP60201971 A JP 60201971A JP 20197185 A JP20197185 A JP 20197185A JP S61105007 A JPS61105007 A JP S61105007A
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
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    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material

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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】 （産業上の利用分野） 本発明は流動層式燃焼方法および燃焼機構に関し、固形
又は液体燃料を効果的に特に窒素酸化物を抑制して燃焼
させるに有用である。
（従来の技術） 流動層を利用して硫黄を各社に含んだ石炭を燃焼する燃
焼装置が既に提案されている。この従来の燃焼装置にお
いて流動層にはいわゆる泡立ち流動層法（ｂｕｂｂｌｉ
ｎｇｈｅｄ、　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　）が採用されて
おシ、この流動層の表面流速は４〜１２フイ一ト／秒（
約１２０〜３６００％／秒）にされ、平均粒径が約１０
００　ミクロンの粒子で゛なっている。石炭粒子は流動
層内で燃焼され、このとき硫黄酸化物の放出を抑制する
ため石灰岩やドロマイトの吸収剤が流動層に加えられる
。この吸収剤は粒径が１０００〜３０００ミクロンの粒
子として流動層に加えられ、流動層には主に石炭の灰分
９反応した吸収剤、部分反応した吸収剤および一部燃焼
された燃料粒子が含まれる。また流動層内には熱をスチ
ームに伝達する管が配設され、且燃焼した熱ガスから熱
を除去し熱ガスの温度を低下するため、流動層の上部に
別の管が取９付けられている。燃焼中流動層から炭、灰
および部分反応した吸収剤の各微粒子が放出される。燃
料粒子を完全に燃焼しかつ反応していない吸収剤が硫黄
酸化物を更に効果的に吸収するため、これらの微粒子の
大半が対流式の熱交換器の下流に配設された再循環サイ
クロンによシ捕捉され流動層へ再び戻される。ａめて細
かい粒子のみがサイクロンから放出され、フィルタ装置
へ送られ捕捉されるように設けられている。また再循環
路における流量は燃焼装置内へ供給される燃料および吸
収剤の固形分の全流量にほぼ等しくなるように設けられ
ている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述の従来の燃焼装置にはいくつかの問題
点があった。先ず燃焼されていない燃料微粒子が燃焼装
置から放出されてしまい、燃焼効率が約９７Ｘ程度に低
下していた。これは炭素成分が４２Ｘの石炭に比べ炭素
成分が９ＯＮの石油コークスのような揮発成分の低い燃
料を燃焼する場合に極めて顕著になっていた。また吸収
剤の利用率も低く、通常の大気汚染規制の要件を満足さ
せるには、カルシツムと硫黄とのモル比を少なくとも３
対１に維持し９０％の硫黄酸化物を抑制する必要があっ
た。従って比較的大量の吸収剤粒子により吸収剤粒子の
表面に硫黄酸化物が吸収されるが、粒子内部の大半の吸
収剤が未使用状態で放出されていた。更に燃焼装置より
燃料に含まれる窒素から生じ、大気を汚染する窒素酸化
物が放出されていた。この場合窒素酸化物の放出量が例
えば規制値の高い南カルフォルニアの規制レベルを越え
ていた。
一方燃焼装置の燃焼効率を向上するため、米国特許第４
，１７７．７４１号によシ再循環された微粒子を泡立ち
流動層に導入する前に凝集する方法が提案される。この
場合凝集された微粒子の流動層内への流出が有効に防止
されるので流動層内における燃焼が高められる。また米
国特許第４，２５９゜９１１号においては流動層内（＝
燃料を噴射する前（二石炭微粒子および再循環された粒
子を凝集する構成が開示されている。且米国特許第４　
、３２９　。
２３４号には、吸収剤の利用率を高めるため流動層の一
部を割愛し吸収剤を粒径５０ミクロンまで粉砕して吸収
剤の表面積を犬にし、硫黄酸化物の吸収率を高める構成
が開示されている。この場合微細化された吸収剤粒子は
石炭（燃料）粒子と凝集されて再び流動層内に導入され
る。しかしながらこれらのいずれの構成も流動層式燃焼
装置の細部を改良するにとどまり、上記の問題点、特に
窒素酸化物等を充分に抑制するに至ってなかった。
更にドイツ国特許第３，０２３，４８０号には吸収剤の
利用率を高め燃焼ガスから生ずる硫黄酸化物を抑制する
別の構成が開示されている。この場合燃焼ガスに粒径３
０〜２００ミクロンの吸収剤粒子を含ませ、表面流速が
３〜３０フイ一ト／秒（約９０〜９００ｍ７秒）の流動
層に通過させ且流動層の粒子密度を０．１〜１０ＫＰ／
ｍ２にさせる。高流速のガスに含まれる粒子はサイクロ
ンによって除去され、温度が１３００〜２０００’ｌｔ
’　（約７０４〜１０９３℃）の流動層に戻されると共
に時間当りの再循環流量が流動層の重置の約５倍にされ
る。この構成によれば大きな表面積を有し活発に混合さ
れる微粒子を用いて硫黄酸化物を好適に抑制し得るが、
流動層に冷却管を配設し熱を回収する技術思想には至っ
てなかった。
また米国特許第４，１１１，１５８号には流動層の燃焼
効率、硫黄酸化物および窒素酸化物の抑制又は除去を増
進する構成が開示されている。この場合泡立ち流動層の
表面流速は４〜１２フイ一ト／秒であ夛、且泡立ち流動
層の上面は明゛確に区分されていて、連接流動層の表面
流速は１５〜４５フイ一ト／秒（約４５０〜１３５０＠
／秒）にされ、且連接流動層の上面は明確に区分されず
、粒子密度が燃焼装置の底部から頂部へ向って次第に変
化される。
燃焼装置内のガス流に含まれる粒子は燃焼装置の下流に
配設された再循環サイクロンにより分離され、流動層内
に再び導入される。粒径は３０〜２５０ミクロンに及び
、粒子密度は燃焼装置の上部で１０〜４０Ｋｙ／ｍ”に
なる。この場合燃焼装置および再循環路内の粒子および
ガスから熱は回収されず、且燃焼装置内の管が浸蝕を受
けやすく、また泡立ち流動層（５００Ｋｙ／ｍ”　）の
粒子密度に比べ粒子密度が低いので、効果的に熱伝導が
されない。従って燃焼装置の底部から流動層の一部を取
り出し好適な熱交換器で冷却することにより熱が回収さ
れる。燃焼装置および再循環路内の良好に混合された内
の小径の燃料粒子を完全に燃焼することにより、高い燃
焼効率が得られる。細かな吸収剤粒子を用い、燃焼装置
および再循環路全体に亘って温度を有効レベルに維持す
ることにより、吸収剤の利用率が高められる。また燃焼
装置の全長に亘って燃焼空気を順次導入することによシ
、窒素酸化物の発生を抑制し得る。しかしながらこの燃
焼装置においては特に流動層を内在させた別の熱交換器
を必要とする上、大型の再循環用サイクロンを必要とす
る問題点があった。
米国特許第３，９００，５５４号には触媒を用いること
なくアンモニアを噴射して窒素酸化物を抑制する構成が
開示されている。この場合アンモニアの基本的なガス反
応によ、ｉ５１７４２〜１８３２°Ｆ（約９５０〜１０
００°Ｏ）において窒素酸化物が所望に応じ低減され得
、アンモニアと窒素酸化物とのモル比が２にしたとき２
０％抑制されるとしている。一方アンモニアと窒素酸化
物とのモル比が同様に２であるとき再循環サイクロン内
におけるように良好な混合が得られるとしてはいるが、
９５％の窒素酸化物イオンを生成するには至っていなか
った。
しかして本発明の目的は別個に流動層を内在させた熱交
換器あるいは大型の再循環サイクロンを用いることなく
高い燃焼効率を得る流動層式燃焼方法および燃焼機構を
提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明によれば上記の目的は、泡立ち流動層を有する燃
焼装置が具備され、流動層内には熱伝達用の管が配設さ
れ、流動層の粒子の平均粒径が１００〜８００ミクロン
の範囲内にされ、２０〜４０　％の粒子が２００ミクロ
ンよシ小さい粒径にされると共１：、流動層の表面流速
が３〜７フイ一ト／秒（約９０〜２１０清／秒）にされ
流動層の他部の流速１５〜４５フイ一ト／秒より充分に
小（：され、且比較的小さな表面流速が小径の粒子から
なる層の一部ζ二持たせられて泡立ち流動層が生成され
その微粒子成分の放出流量が高くされ、好ましくは流動
層の上部において粒子密度が０．５にり７ｍ３にされ、
流動層の他部の通常値１０〜４　Ｑ　Ｋ９／　ｍ３と併
存される構成をとること（二よシ達成される。
（作用） 上述の如き本発明においては特に流動層の他部と粒径は
同様であるが表面流速を極めて低くするから、粒子が極
めて小移動せしめられ、良好な泡立ち流動層を得る顕著
な作用を実現できる。
また本発明によれば従来の泡立ち流動層による燃焼装置
（ニルへ平均粒径が極めて小さくされる（５００ミクロ
ン対１０００ミクロン）から、その移動速度も相当速く
し得る。豆本発明にあっては、従来におけるような流動
層と再循環サイクロンとの間にガスおよび粒子を冷却す
る熱伝達面を存在させないので、燃焼又は硫黄吸収に際
し理想温度で作動する等熱再循環路を形成し得る。更に
本発明においては従来の流動層式燃焼装置と異なり、サ
イクロンの入口部でアンモニアを噴射するから、極めて
有効に窒素酸化物の放出を抑制し得る。また流動層内の
粒子の粒径な小さくするので、流動層内（二配設される
管の熱伝達係数が１００〜３００　Ｋ増大され得、瓦表
面流速を低くするので管の腐蝕が軽減され得る（管の腐
蝕は表面流速に対し指数函数的に増大する）。
（実施例） 図面には流動層を燃焼する燃焼装置（１０１を備えた本
発明による燃焼機構が示されている。燃焼装置Ｃ１ｌに
は燃焼室（１１１が包有されており、燃焼室αυはその
内部に配設された分配プレートα２上に粒子からなる流
動層Ｂを形成するように構成されている。
また燃焼装置α［の燃焼室（１１１には流動層Ｂ内に位
置するように配設された冷却管住＆と、燃料供給路Ｉと
、流動層取出路（Ｌ６１とが包有される。更に燃焼室（
１１１の底部には流動化空気導入口αＤが具備されてお
シ、粒子を流動化する空気が導入される。流動層Ｂの表
面から放出された熱ガスおよび微粒子はフリーボード部
（１（至）を通シ導管α■を経て流動層の上方に配設さ
れた再循環用のサイクロン（２１１へ送られる。
サイクロン（２１１から下方へ延びる直線状の侵入脚部
のは充分に長手に設けられていて微粒子が流動層へ円滑
に戻される。この場合サイクロン（２１）の論点は約１
２ミクロンである。
燃料が窒素と燃焼されるとき生じる窒素酸化物を抑制す
るため、サイクロン（２１）の直上流に配設されたアン
モニア噴射器（ハ）からアンモニアが導管σ９内を流れ
る熱ガス流に噴射される。アンモニアはアンモニア供給
タンク（２滲からアンモニア噴射器（ハ）へ供給されて
いる。
熱ガスはサイクロン■υかも導管器を経て対流式の熱交
換器（ハ）へ送られ、熱交換器（ハ）において熱ガスか
ら熱が吸収される。熱が除去された熱ガスは熱交換器（
至）からバッグハウスフィルタのようなフィルタ装置（
５）へ送られ、粉塵が除去されて煙突例から大気中へ放
出される。
更に詳述するに本発明による流動層式燃焼方法および燃
焼機構の燃焼装置においては、泡立ちする流動層Ｂの表
面流速がＯ，Ｓ〜７フィート／秒（約１５〜２１０Ｇｌ
／秒）の範囲内にされ、流動層Ｂの粒子の直径は４５〜
２０００　ミクロンの範囲内にされると共に、流動層Ｂ
の粒子の４０〜２０Ｘは夫々直径２００ミクロンより小
さくされる。流動層Ｂの粒子中相射的に大の粒子は使用
する供給原料のドロマイトの大きさに関係して定まる。
また高温の流動層Ｂ内に配設される冷却管α３を介し流
動層Ｂから熱が一部除去されるように設けられ、冷却管
（１３）の外側の熱伝達係数は流動層Ｂ内が微粒子から
なるので、１００〜２００　ＢＴＵ／ＦＴ２・）ｌｌ’
ｔ−Ｆ（ピーティーニー毎時平方フート度エフ、　ＩＢ
ＴＵ／ＦＴ２・ＨＲ−Ｆ　＝０．２０４８　ｘｃａ１／
ｈ　・ｍ”　・’ｃ　）の範囲内にされる。また固形燃
料又は液体燃料が流動Ｊｔｊ　Ｂ内に直接供給される。
石灰石あるいはドロマイトのような硫黄吸収剤も流動層
Ｂ内に直接供給される。
燃焼装置（Ｌαの燃焼室αＤのフリーボード部αａは高
温にされ且熱伝達面が具備されてない。多量の微粒子が
流動層Ｂからフリーボード部αａへ放出され、熱ガスと
微粒子とが混合された状態でフリーボード部（１υ内に
充分長時間滞溜し化学反応を起こす。
流動層Ｂからフリーボード部（１８１へ放出された微粒
子の大半は再び流動層Ｂに戻されるが、相轟量の微粒子
が熱ガス流と共にサイクロンＣＩ！υへ送られ、サイク
ロンシ旧二おいて熱ガスと分離され、流動層Ｂへ実質的
に同一温度をもって戻される。サイクロン（至）に導入
される熱ガスに含まれる微粒子の量ハ約０．５に５Ｉ／
１１Ｌ２程度テアル。７！ｌ−ボー１’部（１８１およ
びサイクロン圓において細かな炭粒子と酸素な多く含ん
だ燃焼ガスとを充分に混合せしめ充分長時間滞溜させる
ことによシ、混合気中の炭粒子カー完全に燃焼されてサ
イクロンＣ１１から放出される。
この炭粒子により窒素酸化物の生成が最低１４００°Ｆ
　（約７６０″Ｃ）までの温度において極めて効果的に
抑制され得よう。同様にフリーボード部（１８１および
サイクロン（２ｉｌ内に燃焼ガスに含まれる硫黄酸化物
と細かな吸収剤粒子とが充分に混合され充分（：長時間
滞溜することにより、吸収剤によって硫黄酸化物が好適
に捕捉される。吸収剤微粒子の滞溜時間は流動層Ｂ内に
おいて約−秒、フリーボード部ｔｔａおよびサイクロン
（２１１において約３秒となる。
サイクロン（２１）は滴点が５ミクロンで、侵入脚部＠
を介し５ミクロンよシ実質的に大きな粒子の大半が円滑
に流動層Ｂに再循環されるよう構成されており、フィル
タ装置から５ミクロン以上の粒子の放出が阻止され得る
。再循環過程において捕捉される粒子の流速は燃料と吸
収剤との混合流が流動層Ｂ内に供給される流速の約２０
倍であシ、その時間当りの流量は流動層Ｂの重量の２倍
になる。
燃料には燃料と結合した窒素が含まれ、且窒素醗化物を
抑制する必要がある場合、サイクロン（２υの入口部の
直上流Ｃ二おいて燃焼熱ガス流にアンモニアが噴射され
る。触媒を用いることなく　、１７４３〜１８３２’？
　（９５０’Ｃ〜１０００℃）の範囲内においてアンモ
ニア１：より窒素酸化物が所望に応じて最大効率で低減
され得るが、１４５０〜１６５０°Ｆ（約７８８〜８９
９℃）で流動層Ｂを働かせ、燃焼後流動層Ｂ上部の温度
なＯ〜１５０＠Ｆ　（約−１８〜６６’Ｃ）にすること
１二よシ窒素酸化物が更に効果的に低減される。
アンモニアと窒素酸化物とのモル比が１．５対２の割合
になるようにアンモニアを噴射すると、サイクロン（２
１Ｊ内で良好な混合が得られるので８０〜９５％の窒素
酸化物が抑制される。ある条件下では窒素酸化物はアン
モニアを噴射することなく抑制される。即ち燃焼温度が
１４５０°Ｆ（約７８８℃）程度に低くされ、燃料に一
定量の高割合の炭素が含まれているときは、再循環され
る粒子の大半が炭粒子である。本発明においては特（：
この炭微粒子により８６％の窒素が抑制され窒素酸化物
が低減される。
ナイクロンレＪから放出される燃焼熱ガスおよび粉塵は
対流式の熱交換器（ハ）へ送られ、熱交換器（至）にお
いて熱ガスから奪熱され、熱ガスが放出温度まで冷却さ
れる。最終的に熱ガスは熱交換器（ハ）からフィルタ装
置（５）へ送られ、粉塵が除去されて大気中に放出され
る。
この場合本発明においては燃焼しにくいもの（例えば炭
素９０％を含む揮発分の低い石油コークス）も含む各種
固形および液体燃料、又は硫黄、窒素およびその混合物
（いずれも大気汚染物質）を含む燃料を清浄に燃焼する
ことにある。従って本発明によれば、燃料は微粒子成分
でなる泡立ち流動層Ｂを用い熱ガスの再循環路を介し大
部分の微粒子を再循環させつつ燃焼される。炭素９０％
の石油コークスを用いカルシウム／ａ黄のモル比を１．
８にした場合、燃焼効率は９９．４．％で、硫黄酸化物
の９８％が抑制された。アンモニア／窒素のモル比が２
．０のとき９５．％の窒素酸化物が抑制された。この結
果はすべて同一の燃焼機構で燃焼して得たものである。
本発明の他の特徴は流動化範囲を最大１５：１の如く大
にすることにある。流動層Ｂが微粒子でなっているので
、流動層Ｂの最小流動化速度は０．５フイ一ト／秒（約
１５ａｌＩ／秒）程度である。
実験例１　（石油コークスを用いた場合）図面で示した
構成の燃焼装置ααの燃焼室αυにおいて石油コークス
を空気中で燃焼した。燃焼室ａυは耐火構造にし直径を
３フィート（約９０（至））高さ１２フィート（約３６
０ｍ）にすると共に、燃焼室αυの上部にサイクロンｒ
２Ｉ）を装着した。流動層Ｂの深さは３１／２〜４フィ
ート（約１０５〜１２０偏）にし流動層Ｂ内に熱伝達用
の管（１３を配設した。本実、験例において使用した石
油コークスの成分および発熱量は以下の通９である。
炭素　　　　　８９．７重量％ 望素　　　　　１．９重量％ 硫黄　　　　　２．１重量％ 他の揮発分　　　４．４重量％ 灰分　　　　　０，３重ＪＩＬｘ 水分　　　　　１．６重量％ 発熱量（ＨＨＩ　　　１４．２７０ＢＴＵ／ＬＢ（ビー
テイーユ毎ボンド、ＩＢＴＵ／ＬＢ＝　Ｔ丁ＫｃａｌΔ
９）この石油コークスは揮発分が少ないので燃焼しに＜
＜、大気汚染物質としての窒素酸化物および硫黄酸化物
を発生する窒素および硫黄を含んでいる。この石油コー
クスは燃料供給路（１４１から流動層Ｂへ導入され、燃
料の粒径は大部分５０〜４００ミクロンの範囲内にあっ
た。硫黄吸収剤としてのドロマイトが吸収剤供給路（１
５１から流動層に導入された。
ドロマイトの成分は以下の通りである。
炭酸力＃シウム５６，６（５−５３，６）重量Ｘ炭酸マ
グネシウム　　４５．５（〜４３，５）重量Ｘ不活性成
分　　　　　　　０．９重量％ドロマイトの粒径は４７
００−１２００ミクロンの範囲内にあシ、微粒子の形で
流動層Ｂ内で燃焼された。
流動層Ｂには当初平均粒径が８００ミクロンのドロマイ
トが含まれていた。
約５００時間の燃焼後、流動層Ｂ（二は天分、旧吸収剤
および部分的に古くなった吸収剤とが含まれ、平均粒径
は約３００ミクロンになった。流動層Ｂの平均表面流速
は４フイ一ト／秒（約１２００７１７秒）であり、平均
表面流速を一定レベルに保つために周期的に流動層Ｂを
保守する必要があった。
サイクロン圓は、燃焼室任υ内の大半が５ミクロンよシ
大きい粒子で占められ、且浸入脚部器を設けることによ
シ粒子が実質的に抵抗を受けずに自在に流動層Ｂに回収
されるように設計された。この結果微粒子の再循環流量
が大となシ、時間当りの再循環流量は流動層Ｂの重置の
２倍になると共に固形分供給流量の２０倍になった。燃
料粒子と吸収剤の粒子は極めて小さな粒径になるまでガ
ス流と共に流動層Ｂから離れず、流動層Ｂの作用によシ
流動層Ｂ内に保持され細分化された。燃焼室（１１１に
より、炭素を約９０％含む燃焼困難な燃料も高効率で完
全に燃焼された。再循環路と等温に保つことにより、燃
焼効率を更に高め得た。燃料粒子は流動層Ｂ内で燃焼温
度まで完全に加熱されフリーボード部（ｌＦｊ又はサイ
クロン（２Ｉｌ内のいずれにおいても冷却されることは
なかった。流動層Ｂの温度を１６００’？　（約８７１
”Ｏ）１ｍシ２０〜３０ｘ（７）過剰の空気をもって燃
焼したとき燃焼効率は９９．４Ｘであった。この場合燃
焼後の流動層Ｂ上方の温度は５０〜１００＠Ｆ　（約１
０〜３８’Ｏ）の範囲内であった。
吸収剤粒子が細分化され保持されることによシ、吸収剤
の表面積が大となり、燃焼室（ｌυにおいてガスから硫
黄が吸収された。カルシウムと硫黄のモル比を１．８に
したとき９８％の硫黄酸化物が抑制された。燃焼室（ｌ
Ｄ内の粒子粒径が微細であるため、流動層Ｂ内に配設さ
れた管表面にお（する熱伝達係数が増大された。この管
の表面の熱伝達係数は従来の構成では４０〜６０　ＢＴ
Ｕ／ＨＲ−Ｆ’ｒ２−　Ｆであったのに対し、１００〜
２００　ＢＴＵ／ＨＲ−ＦＴ２−　Ｆになった。
米国南方ルフオルニアにおける大気汚染規制に合格する
ように窒素酸化物の放出レベルを抑制する°ため、サイ
クロン（２１）の上流においてアンモニア（ＮＨ３）を
噴射し燃焼ガスと混合し反応させて窒素酸化物（ＮＯ）
を窒素と水に変換した。ＮＨ３とＮｏとのモル比を２に
したとき約９５％のＮｏが抑制された。
実験例■と同一の燃焼室αＤを用いて同様にユタ州産の
石炭を煤焼した。この石炭の成分および発熱量は以下の
通りである。
炭素　　　　　　４３　％ 窒素　　　　　　１．３　Ｘ； 硫黄　　　　　　０．６ｘ 他の揮発分　　　３７．１．％” 灰分　　　　　　８．Ｏｙ 水分　　　　　　１０．ＯＸ 発熱量　　　　　１１，５００　ＢＴＵ／ＬＢユタ州並
石炭は炭素の含有量が大巾に少なく揮発分が犬であるの
で石油コークスよシ容易に燃焼された。ユタ州産石炭の
大きさは１５／８インチ（４，１２６）以下であった。
硫黄吸収剤は実験例Ｉと同じドロマイトを使用しその成
分は以下の通シである。
炭酸力ルシクム　　５６．６（〜５３゜６）重量Ｘ炭酸
マグネシウム　　４５．５（〜４３．５　）重量Ｘ不活
性成分　　　　　　０．９　＊ｆｍｘドロマイトの粒寸
は１，２００〜４　、７００ミクロンの範囲内にあり流
動層Ｂ内において微粒子の形で燃焼された。
この石炭が２０Ｘの過剰の空気と燃焼されたとき燃焼効
率が９９８ｘおよび流動層Ｂの温度が１６００’ｙ　（
約８７ピＣ）であった。またこの石炭の場合僅かに２０
Ｘ程度の過剰空気と共に１４００°Ｆ（約７６０°ａ　
）のような低温で燃焼でき且燃焼特性も良好であった。
石油コークスの場合は過剰空気を６０％まで増加するこ
とによってのみ所望の燃焼特性が１４５０°Ｆ（約７８
８’Ｏ）の温度をもって維持できた。
燃料が石炭で流動層Ｂ温度が１６００″Ｆ（約８７１″
Ｃ）の場合、流動層Ｂ上部におけるあと燃えは１０〜２
０°Ｆ（約−１２〜−６，７”Ｏ）まで低下された。本
実験例においても石油コークスの場合と同様硫黄酸化物
および窒素酸化物が抑制された。
（発明の効果） 上述のように構成された本発明によれば、構成の簡潔化
を充分に図った上、特に揮発成分の低い石油コークスを
も窒素酸化物の発生を顕著に抑制し、高い燃焼効率をも
って完全燃焼を実現できる等々の有効な効果を達成する
。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明による燃焼装置を備えた燃焼機構の簡略説
明図である。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）固形燃料を流動層式燃焼装置内へ供給する工程と
    、平均粒径が１００〜８００ミクロンの範囲内にある不
    活性粒子、灰粒子および部分燃焼した燃料粒子を含む流
    動層を形成する工程と、表面流速が０．５〜７フィート
    ／秒（約１５〜２１０ｃｍ／秒）で流動層を働かし流動
    層から相当量の微粒子を放出する工程と、燃焼装置から
    の排気ガスに含まれる粒子を再循環サイクロンで捕捉し
    流動層の重量の１〜５倍の時間当りの戻し流量をもつて
    流動層に戻す工程と、流動層内に配設された管並びにサ
    イクロンの下流の排気ガス流から熱を回収する工程と、
    冷却された排気ガス流から粉塵を集める工程とを包有し
    てなることを特徴とする、流動層式燃焼方法。
  2. （２）硫黄酸化物用の吸収剤を燃料と同時に燃焼装置内
    へ供給する工程と、平均粒径が１００〜８００ミクロン
    の範囲内にある不活性粒子、灰粒子、部分燃焼した燃料
    粒子および部分反応した硫黄酸化物用の吸収剤粒子を含
    む流動層を生成する工程とを包有してなる特許請求の範
    囲第１項記載の流動層式燃焼方法。
  3. （３）再循環サイクロンの直上流の燃焼熱ガス流内にア
    ンモニアを導入する工程を包有してなる特許請求の範囲
    第１項記載の流動層式燃焼方法。
  4. （４）再循環サイクロンの直上流の燃焼熱ガス流内にア
    ンモニアを導入する工程を包有してなる特許請求の範囲
    第２項記載の流動層式燃焼方法。
  5. （５）燃焼装置を１４００〜１５００°Ｆ（約７６０〜
    ８１６℃）で働かし、炭粒子を作成し流動層並びに再循
    環路内の熱灰粒子により窒素酸化物を抑制する工程を包
    有してなる特許請求の範囲第１項記載の流動層式燃焼方
    法。
  6. （６）流動層の粒径分布を維持し流動層内の熱伝達を１
    ００〜２００ＢＴＵ／ＦＴ２−ＨＲ−Ｆまで上昇する工
    程を包有してなる特許請求の範囲第１項記載の流動層式
    燃焼方法。
  7. （７）燃焼装置と、燃料を燃焼装置内へ供給する装置と
    、平均粒径が１００〜８００ミクロンの範囲内にある不
    活性粒子、灰粒子、および部分燃焼した燃料粒子を含む
    流動層を燃焼装置内に生成する装置と、燃焼装置内に０
    ．５〜７フィート／秒（約１５〜２１０ｃｍ／秒）の範
    囲内の表面流速を与え流動層から相当量の微粒子を放出
    させる装置と、燃焼装置からの排気ガスに含まれる粒子
    を捕捉し流動層の重量の２〜５倍に等しい時間当りの戻
    し流量で流動層へ戻す装置と、流動層並びに排気ガス流
    から熱を回収する装置と、冷却された排気ガス流から粉
    塵を集める装置とを備えてなる流動層式燃焼機構。
  8. （８）硫黄酸化物用の吸収剤を燃料と同時に燃焼装置内
    へ供給する装置と、平均粒径が１００〜８００ミクロン
    の範囲内にある不活性粒子、灰粒子、部分燃焼した燃料
    粒子、部分および完全に反応した硫黄酸化物用の吸収剤
    粒子を含む流動層を生成する装置とを包有してなる特許
    請求の範囲第７項記載の流動層式燃焼機構。
  9. （９）再循環サイクロンの直上流の燃焼熱ガス流内にア
    ンモニアを導入する装置を包有してなる特許請求の範囲
    第７項記載の流動層式燃焼機構。
  10. （１０）再循環サイクロンの直上流の燃焼ガス流内にア
    ンモニアを導入する装置を包有してなる特許請求の範囲
    第８項記載の流動層式燃焼機構。
  11. （１１）燃焼装置を１４００〜１５００°Ｆ（約７６０
    〜８１６℃）で働かせ、炭粒子を作成し流動層並びに再
    循環路内の熱灰粒子により窒素酸化物を抑制する装置を
    包有してなる特許請求の範囲第７項記載の流動層式燃焼
    機構。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07332650A (ja) * 1994-06-13 1995-12-22 Foster Wheeler Energy Corp 流動床反応器からのＮＯｘ放出を減少させる装置およびその方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4756890A (en) * 1986-05-09 1988-07-12 Pyropower Corporation Reduction of NOx in flue gas
GR1000870B (el) * 1988-06-24 1993-03-16 Ahlstroem Oy Καύση καυσίμου το οποίο περιλαμβάνει αλκαλικές συν?έσεις.
US5133950A (en) * 1990-04-17 1992-07-28 A. Ahlstrom Corporation Reducing N2 O emissions when burning nitrogen-containing fuels in fluidized bed reactors
US5395596A (en) * 1993-05-11 1995-03-07 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed reactor and method utilizing refuse derived fuel
US5538704A (en) * 1993-05-26 1996-07-23 Air Products And Chemicals, Inc. Reduction of ammonia slip in nitrogen oxides reduction process
US5362462A (en) * 1993-05-26 1994-11-08 Air Products And Chemicals, Inc. Process for nitrogen oxides reduction
US5465690A (en) * 1994-04-12 1995-11-14 A. Ahlstrom Corporation Method of purifying gases containing nitrogen oxides and an apparatus for purifying gases in a steam generation boiler
SE9601393L (sv) 1996-04-12 1997-10-13 Abb Carbon Ab Förfarande för förbränning och förbränningsanläggning
SE9601392L (sv) 1996-04-12 1997-10-13 Abb Carbon Ab Förfarande för förbränning och förbränningsanläggning
US5820838A (en) * 1996-09-27 1998-10-13 Foster Wheeler Energia Oy Method and an apparatus for injection of NOx reducing agent
CN100436941C (zh) * 2005-07-05 2008-11-26 中国石油大学(北京) 一种煤焦粉的燃烧方法及设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5423225A (en) * 1977-07-20 1979-02-21 Hitachi Zosen Corp Exhaust gas denitration type fluid bed combustion device
JPS55165402A (en) * 1979-06-12 1980-12-23 Babcock Hitachi Kk Fluidized bed boiler apparatus
JPS6029847A (ja) * 1983-07-28 1985-02-15 Fujitsu Ltd タスクの処理方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3900554A (en) * 1973-03-16 1975-08-19 Exxon Research Engineering Co Method for the reduction of the concentration of no in combustion effluents using ammonia
US4021184A (en) * 1975-10-02 1977-05-03 Dorr-Oliver Incorporated Dilute phase waste incinerator
DE2624302C2 (de) * 1976-05-31 1987-04-23 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Durchführung exothermer Prozesse
CH662639A5 (de) * 1981-12-10 1987-10-15 Sulzer Ag Waermeuebertrager mit wirbelbettfeuerung.
FR2537701A1 (fr) * 1982-12-08 1984-06-15 Creusot Loire Procede et installation de recyclage d'imbrules solides dans un lit fluidise
DE3307848A1 (de) * 1983-03-05 1984-09-06 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur nachverbrennung und reinigung von prozessabgasen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5423225A (en) * 1977-07-20 1979-02-21 Hitachi Zosen Corp Exhaust gas denitration type fluid bed combustion device
JPS55165402A (en) * 1979-06-12 1980-12-23 Babcock Hitachi Kk Fluidized bed boiler apparatus
JPS6029847A (ja) * 1983-07-28 1985-02-15 Fujitsu Ltd タスクの処理方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07332650A (ja) * 1994-06-13 1995-12-22 Foster Wheeler Energy Corp 流動床反応器からのＮＯｘ放出を減少させる装置およびその方法

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