JPS6234085Y2 - - Google Patents
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- JPS6234085Y2 JPS6234085Y2 JP7403779U JP7403779U JPS6234085Y2 JP S6234085 Y2 JPS6234085 Y2 JP S6234085Y2 JP 7403779 U JP7403779 U JP 7403779U JP 7403779 U JP7403779 U JP 7403779U JP S6234085 Y2 JPS6234085 Y2 JP S6234085Y2
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Landscapes
- Air Supply (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は微粉炭を従来の圧縮空気による連続燃
焼装置と異なり閉鎖燃焼塔中で純酸素により完全
燃焼させ、従つて燃焼ガス中に窒素酸化物
（NOx）の生成のない無公害微粉炭連続燃焼装置
に関するものである。更に詳細には微粉炭を不活
性気体である高圧炭酸ガスを混合室内に圧入する
ことにより均一に分散させてエロゾル化し、同心
円二重ノズルバーナーの中心ノズルから噴出さ
せ、外周ノズルから噴出する純酸素と混合点火
し、微粉炭をエロゾル（気体）状態において
NOxが生成しないで完全燃焼させる装置を提供
する。
焼装置と異なり閉鎖燃焼塔中で純酸素により完全
燃焼させ、従つて燃焼ガス中に窒素酸化物
（NOx）の生成のない無公害微粉炭連続燃焼装置
に関するものである。更に詳細には微粉炭を不活
性気体である高圧炭酸ガスを混合室内に圧入する
ことにより均一に分散させてエロゾル化し、同心
円二重ノズルバーナーの中心ノズルから噴出さ
せ、外周ノズルから噴出する純酸素と混合点火
し、微粉炭をエロゾル（気体）状態において
NOxが生成しないで完全燃焼させる装置を提供
する。
一般に微粉炭連続燃焼は古い技術であつて、工
業的に広く利用されている。しかし酸化剤として
空中酸素を使用するので、空気の80％を占める窒
素の存在によつて必然的に公害の元兇である
NOxの発生を伴なう不利である。本考案の微粉
炭連続燃焼装置は酸化剤として純酸素のみを使用
し、閉鎖燃焼炉中での完全燃焼では空気が遮断さ
れており従つて窒素は混入しないからNOxは実
質的に発生されないので排気は水蒸気と炭酸ガス
だけで無公害である。
業的に広く利用されている。しかし酸化剤として
空中酸素を使用するので、空気の80％を占める窒
素の存在によつて必然的に公害の元兇である
NOxの発生を伴なう不利である。本考案の微粉
炭連続燃焼装置は酸化剤として純酸素のみを使用
し、閉鎖燃焼炉中での完全燃焼では空気が遮断さ
れており従つて窒素は混入しないからNOxは実
質的に発生されないので排気は水蒸気と炭酸ガス
だけで無公害である。
本考案者等は、さきに特開昭52−48704（特公
昭59−16161）をもつて炭化水素流体燃料（石油
系液体燃料、天燃ガスなど）の純酸素完全燃焼法
によるNOxを含まない高温、高圧エネルギー気
体の製造法および装置を開示した。例えば、ガス
溶接に用いられるアセチレンバーナーの燃焼で見
られるように、純酸素を酸化剤として使用する炭
化水素燃料の燃焼（化学的には酸化）は炭酸ガス
と水のみを生成する完全燃焼（ＣnＨo＋O2→H2O
＋CO2）であるから、その青白い火炎の先端では
3000℃を超す高温が発生する。ガス熔接はこの高
温を利用するものである。
昭59−16161）をもつて炭化水素流体燃料（石油
系液体燃料、天燃ガスなど）の純酸素完全燃焼法
によるNOxを含まない高温、高圧エネルギー気
体の製造法および装置を開示した。例えば、ガス
溶接に用いられるアセチレンバーナーの燃焼で見
られるように、純酸素を酸化剤として使用する炭
化水素燃料の燃焼（化学的には酸化）は炭酸ガス
と水のみを生成する完全燃焼（ＣnＨo＋O2→H2O
＋CO2）であるから、その青白い火炎の先端では
3000℃を超す高温が発生する。ガス熔接はこの高
温を利用するものである。
上記発明では閉鎖燃焼室内に水を噴射圧入し
て、バーナーの火炎の温度を3000℃より1000℃以
下に冷却し、生成した水蒸気と、上記の如く
NOxを全く含まない燃焼ガスと水蒸気の混合か
らなる高温、高圧エネルギー気体を製造すること
を骨子とするものである。
て、バーナーの火炎の温度を3000℃より1000℃以
下に冷却し、生成した水蒸気と、上記の如く
NOxを全く含まない燃焼ガスと水蒸気の混合か
らなる高温、高圧エネルギー気体を製造すること
を骨子とするものである。
本考案は、このような無公害燃焼方法におい
て、普通塊状で燃焼させている石炭を細粉して微
粉炭とし、これを高圧炭酸ガスによりエロゾル化
することにより、固体燃料を流体状として燃焼さ
せる微粉炭の連続燃焼装置の提供を目的とする。
て、普通塊状で燃焼させている石炭を細粉して微
粉炭とし、これを高圧炭酸ガスによりエロゾル化
することにより、固体燃料を流体状として燃焼さ
せる微粉炭の連続燃焼装置の提供を目的とする。
本考案の微粉炭連続燃焼装置は、同心円二重ノ
ズルのガスバーナーの中心ノズルから炭酸ガスで
エロゾル化した微粉炭を噴出させ、外周ノズルか
ら純酸素を噴出させ、点火して上述の通り微粉炭
を連続的に完全燃焼させるに当つて、微粉炭粒子
を炭酸ガス気流中に均一に分散させて固−気エロ
ゾルを形成させるため、バーナーの手前に混合室
を設け、この混合室の下端に、ラセン状粉体供給
機および高圧炭酸ガス噴出ノズルを配置して該混
合室内で微粉炭のエロゾル化が充分行なわれるよ
うに設計したことを特徴とする。
ズルのガスバーナーの中心ノズルから炭酸ガスで
エロゾル化した微粉炭を噴出させ、外周ノズルか
ら純酸素を噴出させ、点火して上述の通り微粉炭
を連続的に完全燃焼させるに当つて、微粉炭粒子
を炭酸ガス気流中に均一に分散させて固−気エロ
ゾルを形成させるため、バーナーの手前に混合室
を設け、この混合室の下端に、ラセン状粉体供給
機および高圧炭酸ガス噴出ノズルを配置して該混
合室内で微粉炭のエロゾル化が充分行なわれるよ
うに設計したことを特徴とする。
添付図面は、本考案の微粉炭連続燃焼装置およ
びこの装置により微粉炭が完全燃焼した場合3000
℃以上の白熱高温火炎として燃焼するのでこの熱
エネルギーの完全利用装置を閉鎖燃焼炉中に組込
んだ一例を示す略図である。
びこの装置により微粉炭が完全燃焼した場合3000
℃以上の白熱高温火炎として燃焼するのでこの熱
エネルギーの完全利用装置を閉鎖燃焼炉中に組込
んだ一例を示す略図である。
以下、この図面に基づいて本考案を説明する。
微粉炭原料槽１中の微粉炭粒子２はスパイラル
スクリユー粒体供給装置３によつて混合室８に送
られる。このスパイラルスクリユー粒体供給装置
３はプラスチツクペレツトの成型機に用いられる
ものと同様で、円筒形本体が混合室８の下端部に
開口しており、その中心軸に沿つて回転するスク
リユーラセン式の給粉機４がモータ５の回転によ
り駆動されるようになつている。
スクリユー粒体供給装置３によつて混合室８に送
られる。このスパイラルスクリユー粒体供給装置
３はプラスチツクペレツトの成型機に用いられる
ものと同様で、円筒形本体が混合室８の下端部に
開口しており、その中心軸に沿つて回転するスク
リユーラセン式の給粉機４がモータ５の回転によ
り駆動されるようになつている。
混合気８の最底部で、粒体供給装置３の開口部
には高圧炭酸ガス導入管７が開口しており、高圧
炭酸ガスボンベ６から適宜に調圧されて送られる
炭酸ガスを混合室内に噴射するようになつてい
る。混合室は微粉炭粒子と炭酸ガスとのエロゾル
化が充分に達成できる容積を有すべきである。
には高圧炭酸ガス導入管７が開口しており、高圧
炭酸ガスボンベ６から適宜に調圧されて送られる
炭酸ガスを混合室内に噴射するようになつてい
る。混合室は微粉炭粒子と炭酸ガスとのエロゾル
化が充分に達成できる容積を有すべきである。
粉体供給装置３から混合室底部に圧し出される
微粉炭粒子は隣接して開口する高圧炭酸ガスによ
つて分散されて均一なエロゾルを形成する。エロ
ゾルの形成を容易にするため混合室を円筒形と
し、下部を円垂形にしぼつて最底部から導入する
炭酸ガスを接線方向から噴入させるなど適宜に変
更することができる。
微粉炭粒子は隣接して開口する高圧炭酸ガスによ
つて分散されて均一なエロゾルを形成する。エロ
ゾルの形成を容易にするため混合室を円筒形と
し、下部を円垂形にしぼつて最底部から導入する
炭酸ガスを接線方向から噴入させるなど適宜に変
更することができる。
混合室内で形成された微粉炭粒子が炭酸ガス中
に均一に浮遊しているエロゾルは混合室の上端か
ら同心円二重ノズルバーナー１０の中心管を経由
して閉鎖燃焼塔１１中に噴出される。ノズル１０
の外周管は高圧酸素ボンベ９から送られる純酸素
の噴出孔であつて、中心管から噴出する微粉炭エ
ロゾルと純酸素はノズルバーナー出口で混合され
て噴出し、ノズル先端に配置された電気火花その
他の点火手段（図示せず）によつて点火される。
微粉炭エロゾルは一般のガス燃料と全く同様に燃
焼し得るので、ノズルは普通の熔接ガスバーナー
と同じタイプの同心円二重ノズルを使用でき、点
火されれば熔接ガスバーナーと同様に連続的にス
ムーズに燃焼する。
に均一に浮遊しているエロゾルは混合室の上端か
ら同心円二重ノズルバーナー１０の中心管を経由
して閉鎖燃焼塔１１中に噴出される。ノズル１０
の外周管は高圧酸素ボンベ９から送られる純酸素
の噴出孔であつて、中心管から噴出する微粉炭エ
ロゾルと純酸素はノズルバーナー出口で混合され
て噴出し、ノズル先端に配置された電気火花その
他の点火手段（図示せず）によつて点火される。
微粉炭エロゾルは一般のガス燃料と全く同様に燃
焼し得るので、ノズルは普通の熔接ガスバーナー
と同じタイプの同心円二重ノズルを使用でき、点
火されれば熔接ガスバーナーと同様に連続的にス
ムーズに燃焼する。
本考案の燃焼装置のバーナー部分は通常閉鎖燃
焼塔下端中央に設置する微粉炭は原料石炭の炭
質、産地に依存して普通1.0％ないし10.0％の灰
分を含有する。これらの灰分は微粉炭が完全燃焼
の際に微粉状で析出するので、閉鎖燃焼塔１１は
10ｍ内外の高い円筒塔状にしてこの下端より約1/
３の所にバーナー１０を取付け、上記の灰分はバ
ーナーの下部に２〜３ｍのロート状の灰分沈降空
間１２を設け、析出沈降した灰分をここから除去
する。必要に応じてコツトレル電気収塵装置を組
込んで灰分の沈降を促すことができる。この閉鎖
燃焼塔内のバーナーの炎は3000℃以上の高温なの
でこのままでは熱エネルギーとして利用すること
は不可能である。前記した本考案者の先行技術に
よる高温高圧エネルギーガス発生装置では水を噴
射してその蒸気熱により燃焼塔内温度を1000℃以
下に下げると同時に高温高圧ガスを発生させ、ガ
スタービン、スチームタービンを動かすようにし
たのである。しかし、微粉炭連続燃焼の場合灰分
の完全分離が難しいので3000℃以上の燃焼炎の温
度を下げる目的を以つてバーナーの上部に水管ボ
イラーの水管を組込み、これに多量の冷水を圧流
させて燃焼炎の温度を1000℃以下に下げ、この熱
交換により水管中に生成したスチームはスチーム
タービンを回して発電用に使用し、他方1000℃に
低下した塔内ガス（CO2＋H2O）は頂部噴出口よ
り100気圧程度の高圧で噴出させまずガスタービ
ン、次にスチームタービン（いずれも図示せず）
を回すようにする。これはいわゆるCombined
System（コンバインド・システム）すなわち工
業技術院で提唱するムーンライト計画に副うもの
である。それにしても1000℃の耐熱且つ耐圧の機
材は目下開発途上で存在しないので、考案者は市
販の最高耐熱材（住友特殊鋼社発売のインコロ
イ）を使用して燃焼塔を作り内壁を耐火レンガで
内張りし、給水管１３から通じた水管ボイラー１
５の冷水管により冷却する方式を設計した。この
冷却水はその前に燃焼塔上部空間の給水予熱蛇管
１４を通過させることにより塔内温度の冷却に寄
与させる。
焼塔下端中央に設置する微粉炭は原料石炭の炭
質、産地に依存して普通1.0％ないし10.0％の灰
分を含有する。これらの灰分は微粉炭が完全燃焼
の際に微粉状で析出するので、閉鎖燃焼塔１１は
10ｍ内外の高い円筒塔状にしてこの下端より約1/
３の所にバーナー１０を取付け、上記の灰分はバ
ーナーの下部に２〜３ｍのロート状の灰分沈降空
間１２を設け、析出沈降した灰分をここから除去
する。必要に応じてコツトレル電気収塵装置を組
込んで灰分の沈降を促すことができる。この閉鎖
燃焼塔内のバーナーの炎は3000℃以上の高温なの
でこのままでは熱エネルギーとして利用すること
は不可能である。前記した本考案者の先行技術に
よる高温高圧エネルギーガス発生装置では水を噴
射してその蒸気熱により燃焼塔内温度を1000℃以
下に下げると同時に高温高圧ガスを発生させ、ガ
スタービン、スチームタービンを動かすようにし
たのである。しかし、微粉炭連続燃焼の場合灰分
の完全分離が難しいので3000℃以上の燃焼炎の温
度を下げる目的を以つてバーナーの上部に水管ボ
イラーの水管を組込み、これに多量の冷水を圧流
させて燃焼炎の温度を1000℃以下に下げ、この熱
交換により水管中に生成したスチームはスチーム
タービンを回して発電用に使用し、他方1000℃に
低下した塔内ガス（CO2＋H2O）は頂部噴出口よ
り100気圧程度の高圧で噴出させまずガスタービ
ン、次にスチームタービン（いずれも図示せず）
を回すようにする。これはいわゆるCombined
System（コンバインド・システム）すなわち工
業技術院で提唱するムーンライト計画に副うもの
である。それにしても1000℃の耐熱且つ耐圧の機
材は目下開発途上で存在しないので、考案者は市
販の最高耐熱材（住友特殊鋼社発売のインコロ
イ）を使用して燃焼塔を作り内壁を耐火レンガで
内張りし、給水管１３から通じた水管ボイラー１
５の冷水管により冷却する方式を設計した。この
冷却水はその前に燃焼塔上部空間の給水予熱蛇管
１４を通過させることにより塔内温度の冷却に寄
与させる。
微粉炭の空気の酸素による燃焼に関する技術は
既に確立しており、特に本考案の燃焼装置を使用
する場合に特別な操作条件を必要としない。しか
も、本考案の装置は、従来の微粉炭燃焼バーナー
の如く、単孔ノズルから高圧空気と微粉炭を噴出
させ、エロゾル化と同時に点火燃焼させるもので
はなく、同心円二重ノズルより微粉炭の炭酸ガス
エロゾルと純酸素を分離噴出させて点火すること
による完全燃焼を意図しているから、従来技術で
必然的に生成されるNOxの如き公害源を発生さ
せることがない特徴がある。また、前出の特開昭
52−48704（特公昭59−16161）記載の如き無公害
高温、高圧エネルギーガス発生に使用する液体も
しくは気体燃料の範囲を固体燃料をエロゾルの形
で流体化して連続燃焼を行える様にしたユニーク
なものである。
既に確立しており、特に本考案の燃焼装置を使用
する場合に特別な操作条件を必要としない。しか
も、本考案の装置は、従来の微粉炭燃焼バーナー
の如く、単孔ノズルから高圧空気と微粉炭を噴出
させ、エロゾル化と同時に点火燃焼させるもので
はなく、同心円二重ノズルより微粉炭の炭酸ガス
エロゾルと純酸素を分離噴出させて点火すること
による完全燃焼を意図しているから、従来技術で
必然的に生成されるNOxの如き公害源を発生さ
せることがない特徴がある。また、前出の特開昭
52−48704（特公昭59−16161）記載の如き無公害
高温、高圧エネルギーガス発生に使用する液体も
しくは気体燃料の範囲を固体燃料をエロゾルの形
で流体化して連続燃焼を行える様にしたユニーク
なものである。
また、高温の燃焼ガスを注水冷却により1500〜
2000℃に下げてMHD発電の熱源として利用する
ようにしても良い。
2000℃に下げてMHD発電の熱源として利用する
ようにしても良い。
添付図面は本考案の無公害微粉炭燃焼装置と、
該装置を有効に利用したガスおよびスチームター
ビンのコンバインドシステムの一例を示すもので
ある。 １……微粉炭原料槽、２……微粉炭粒子、３…
…粉体供給機、６……高圧炭酸ガスボンベ、７…
…導入管、８……混合室、９……高圧酸素ボン
ベ、１０……ノズル、１１……閉鎖燃焼塔、１２
……灰分沈降空間、１３……給水管、１５……水
管ボイラー。
該装置を有効に利用したガスおよびスチームター
ビンのコンバインドシステムの一例を示すもので
ある。 １……微粉炭原料槽、２……微粉炭粒子、３…
…粉体供給機、６……高圧炭酸ガスボンベ、７…
…導入管、８……混合室、９……高圧酸素ボン
ベ、１０……ノズル、１１……閉鎖燃焼塔、１２
……灰分沈降空間、１３……給水管、１５……水
管ボイラー。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 同心円二重ノズルを有するガスバーナーから
不活性、非燃性の炭酸ガスでエロゾル化された
微粉炭粒子と純酸素を噴出させて点火し、該粒
子を連続的に完全燃焼させる無公害微粒炭連続
燃焼装置であつて、微粉炭粒子を高圧炭酸ガス
気流により均一に分散させて固−気エロゾルを
形成させるための混合室を前記二重ノズルの中
心管の手前に配置し、閉鎖燃焼塔の底部に石炭
の灰分沈降室を設置したことを特徴とする微粉
炭連続燃焼装置。 (2) 前記混合室の最底部に開口する微粉炭供給機
の出口およびそれに隣接して開口する高圧炭酸
ガス噴出管をそれぞれ取付けた、実用新案登録
請求の範囲第１項記載の微粉炭連続燃焼装置。 (3) 前記微粉炭供給機はその中心軸に沿つて作動
するラセンスクリユー式給粉機を備えている、
実用新案登録請求の範囲第２項記載の微粉炭連
続燃焼装置。 (4) 前記混合室は微粉炭粒子と炭酸ガスのエロゾ
ル化達成に充分な容積を有する、実用新案登録
請求の範囲第１項記載の微粉炭連続燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7403779U JPS6234085Y2 (ja) | 1979-06-02 | 1979-06-02 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7403779U JPS6234085Y2 (ja) | 1979-06-02 | 1979-06-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55175706U JPS55175706U (ja) | 1980-12-17 |
| JPS6234085Y2 true JPS6234085Y2 (ja) | 1987-08-31 |
Family
ID=29307629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7403779U Expired JPS6234085Y2 (ja) | 1979-06-02 | 1979-06-02 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6234085Y2 (ja) |
-
1979
- 1979-06-02 JP JP7403779U patent/JPS6234085Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55175706U (ja) | 1980-12-17 |
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