JP5471481B2 - Oxyfuel boiler system and oxyfuel burner - Google Patents
Oxyfuel boiler system and oxyfuel burner Download PDFInfo
- Publication number
- JP5471481B2 JP5471481B2 JP2010008249A JP2010008249A JP5471481B2 JP 5471481 B2 JP5471481 B2 JP 5471481B2 JP 2010008249 A JP2010008249 A JP 2010008249A JP 2010008249 A JP2010008249 A JP 2010008249A JP 5471481 B2 JP5471481 B2 JP 5471481B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- carbon dioxide
- oxygen
- burner
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 156
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 127
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 78
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 78
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 75
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 67
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 66
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 61
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 28
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 24
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y02E20/344—
Landscapes
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Air Supply (AREA)
Description
本発明は石炭焚きボイラシステム及びバーナ、特に酸化剤とし純酸素を使用する酸素燃焼ボイラシステム及び酸素燃焼用バーナに関するものである。 The present invention relates to a coal fired boiler system and burner, and more particularly to an oxyfuel boiler system and oxyfuel burner that use pure oxygen as an oxidant.
近年、地球の温暖化が問題となっており、温暖化の原因の1つである炭酸ガス(CO2 )の排出低減の要求がある。 In recent years, global warming has become a problem, and there is a demand for reduction of carbon dioxide (CO2) emission, which is one of the causes of global warming.
石炭焚きボイラは、石炭を燃料としており、排出ガスには石炭の燃焼によって発生する炭酸ガスが含まれる。又、炭酸ガスの処理方法として圧縮し、液化して、地中、或は海底に貯蔵する方法が考えられている。 Coal-fired boilers use coal as fuel, and the exhaust gas contains carbon dioxide generated by the combustion of coal. Further, as a method for treating carbon dioxide, a method of compressing, liquefying, and storing it in the ground or on the seabed is considered.
従来、石炭焚きボイラでは酸化剤に空気を用いているので、排出ガスの大部分は窒素であり、炭酸ガスを回収して液化貯蔵処理するには、炭酸ガスの圧縮液化の前処理として排ガス中から炭酸ガスを分離する必要がある。排ガス中から炭酸ガスを吸収する方法としては、液体、或は固体の吸収剤に吸収させる方法があるが、大規模な設備を必要とすると共に高コストとなる。 Conventionally, since coal-fired boilers use air as the oxidant, most of the exhaust gas is nitrogen. To recover and store carbon dioxide, it can be used as a pretreatment for compression and liquefaction of carbon dioxide. It is necessary to separate carbon dioxide from the gas. As a method of absorbing carbon dioxide gas from exhaust gas, there is a method of absorbing it in a liquid or solid absorbent, which requires a large-scale facility and is expensive.
そこで、酸化剤を純酸素とし、石炭を酸素燃焼させる酸素燃焼ボイラが提案されている。石炭を酸素燃焼させると、排ガスは殆どが炭酸ガスとなり、炭酸ガスの回収が容易となる。 Therefore, an oxyfuel boiler that uses pure oxygen as the oxidizer and oxyfuels the coal has been proposed. When coal is oxygen-burned, most of the exhaust gas becomes carbon dioxide, which makes it easy to recover the carbon dioxide.
図5に於いて、従来の酸素燃焼ボイラシステムの概略について説明する。 In FIG. 5, an outline of a conventional oxyfuel boiler system will be described.
図5中、1は酸素製造装置、2はボイラ、3は排煙処理システム、4は炭酸ガス回収装置を示している。 In FIG. 5, 1 is an oxygen production device, 2 is a boiler, 3 is a flue gas treatment system, and 4 is a carbon dioxide recovery device.
前記ボイラ2には酸素ガスを3%程度含む炭酸ガスを搬送媒体として石炭(微粉炭)が供給され、又前記酸素製造装置1により空気から酸素ガスが分離される。前記排煙処理システム3から排出された排ガス(炭酸ガス)が前記酸素ガスに混合され、模擬空気として前記ボイラ2に供給される。前記微粉炭と模擬空気が混合され、微粉炭が燃焼する。
Coal (pulverized coal) is supplied to the
微粉炭の燃焼に供されるのは、炭酸ガスと酸素ガスのみであり、排ガスは酸素ガスを3%程度含む炭酸ガスのみとなり、前記炭酸ガス回収装置4によって炭酸ガスが回収される。
Only carbon dioxide gas and oxygen gas are used for combustion of pulverized coal, and the exhaust gas is only carbon dioxide gas containing about 3% oxygen gas. Carbon dioxide gas is recovered by the carbon
次に、図6により、従来の酸素燃焼ボイラに用いられる微粉炭バーナ11の概略を説明する。
Next, the outline of the pulverized
該微粉炭バーナ11は、上記した様に燃焼用ガス(酸化剤)として模擬空気が使用され、酸化剤に空気を使用する微粉炭バーナと同様な構造となっている。図6中、6は火炉、7は該火炉6の炉壁を示している。
The pulverized
該炉壁7に設けられたスロート8と同心に、オイルバーナ12、内筒ノズル13、外筒ノズル14、第1空気ガイドダクト15、第2空気ガイドダクト16が同心多重に配設され、前記外筒ノズル14、前記第1空気ガイドダクト15、前記第2空気ガイドダクト16は、ウインドボックス17に収納されている。尚、18,19は風量調整羽根である。
Concentrically with the
前記外筒ノズル14からは、炭酸ガスを搬送媒体として、炭酸ガスに微粉炭が混合された微粉炭混合ガス21が噴出され、前記ウインドボックス17には模擬空気22が供給され、該模擬空気22は前記風量調整羽根18,19を経て前記スロート8に噴出され、前記微粉炭混合ガス21と混合して燃焼する。尚、前記模擬空気22と前記微粉炭混合ガス21との混合を促進する為、前記風量調整羽根18,19は前記模擬空気22に旋回を与えている。
From the
又、前記内筒ノズル13からは3次空気の代用として、3次ガス23が噴出される。該3次ガス23は、燃焼用の補助ガスとして、炭酸ガスに酸素ガスが適宜量含まれたもの(前記模擬空気22)が使用される。
A
上記した従来の酸素燃焼ボイラでは、炭酸ガスを大量に含む模擬空気を燃焼用ガスとして使用する為、大量の炭酸ガスが循環される必要があり、大きな循環動力を必要とする。又、前記模擬空気22と前記微粉炭混合ガス21との混合を促進する為、前記模擬空気22に旋回流を与える前記風量調整羽根18,19を必要とする等、微粉炭バーナ11の構造が大型化し、且つ複雑となる。
In the above-described conventional oxyfuel boiler, simulated air containing a large amount of carbon dioxide is used as a combustion gas, so that a large amount of carbon dioxide needs to be circulated, and a large circulation power is required. Further, the structure of the pulverized
本発明は斯かる実情に鑑み、炭酸ガスの循環量を少なくしてランニングコストの低減を図り、更に微粉炭バーナの構造を簡略化すると共に小型化し、製作費の低減を図るものである。 In view of such circumstances, the present invention aims to reduce the circulating cost of carbon dioxide gas to reduce the running cost, simplify the structure of the pulverized coal burner, reduce the size, and reduce the production cost.
本発明は、複数の酸素燃焼用バーナが設けられたボイラと、微粉炭ミルと、排気ガスから炭酸ガスを回収する炭酸ガス回収装置と、空気から酸素を製造する酸素製造装置と、前記ボイラから排出される炭酸ガスを前記微粉炭ミルを経て前記酸素燃焼用バーナへ循環するガスラインと、前記酸素製造装置で製造された酸素ガスを燃焼ガスとして前記酸素燃焼用バーナに供給する燃焼用ガス供給ラインとを具備し、前記微粉炭ミルで粉砕された微粉炭が前記ガスラインの炭酸ガスによって前記酸素燃焼用バーナに搬送され、前記燃焼用ガス供給ラインによって供給された燃焼用ガスを酸化剤として燃焼する様構成された酸素燃焼ボイラシステムに係るものである。 The present invention includes a boiler provided with a plurality of oxyfuel burners, a pulverized coal mill, a carbon dioxide recovery device that recovers carbon dioxide from exhaust gas, an oxygen production device that produces oxygen from air, and the boiler A gas line for circulating the discharged carbon dioxide gas to the oxyfuel burner through the pulverized coal mill, and a combustion gas supply for supplying the oxygen gas produced by the oxygen production apparatus to the oxyfuel burner as a combustion gas The pulverized coal pulverized by the pulverized coal mill is conveyed to the oxyfuel burner by the carbon dioxide gas of the gas line, and the combustion gas supplied by the combustion gas supply line is used as an oxidizing agent. The present invention relates to an oxyfuel boiler system configured to burn.
又本発明は、前記燃焼用ガス供給ラインに接続され、炭酸ガスをパージガスとして前記燃焼用ガス供給ラインに供給する炭酸ガスパージラインを具備する酸素燃焼ボイラシステムに係るものである。 The present invention also relates to an oxyfuel boiler system that is connected to the combustion gas supply line and includes a carbon dioxide purge line that supplies carbon dioxide as a purge gas to the combustion gas supply line.
又本発明は、炉壁に設けられたスロートと同心に設けられた筒状のバーナノズルと、該バーナノズルの軸心上に設けられた酸素ガス供給ノズルとを具備し、前記バーナノズルに炭酸ガスと微粉炭との混合ガスである微粉炭混合ガスが供給され、前記酸素ガス供給ノズルから燃焼用ガスとして酸素ガスが供給される様構成された酸素燃焼用バーナに係るものである。 The present invention also includes a cylindrical burner nozzle provided concentrically with a throat provided on the furnace wall, and an oxygen gas supply nozzle provided on the axis of the burner nozzle, and carbon dioxide gas and fine powder are provided in the burner nozzle. The present invention relates to an oxyfuel burner configured to be supplied with a pulverized coal mixed gas that is a mixed gas with charcoal and to be supplied with oxygen gas as a combustion gas from the oxygen gas supply nozzle.
又本発明は、前記酸素ガス供給ノズルは軸心方向に進退可能に設けられ、前記酸素ガス供給ノズルに該酸素ガス供給ノズルを進退させるアクチュエータが設けられ、該アクチュエータは酸素燃焼用バーナが休止状態で前記酸素ガス供給ノズルを後退させる様構成された酸素燃焼用バーナに係り、又前記酸素ガス供給ノズルは内管と外管の2重管構造であり、前記内管には燃焼用ガスが供給され、前記外管には冷却用ガスとして排ガスから回収された炭酸ガスが供給される酸素燃焼用バーナに係り、更に又前記酸素ガス供給ノズルの先端部に、燃焼用ガスの流れを拡散して噴出させる流れ偏向手段が設けられ、燃焼用ガスと微粉炭混合ガスとの混合を促進する様構成した酸素燃焼用バーナに係るものである。 According to the present invention, the oxygen gas supply nozzle is provided so as to be movable back and forth in the axial direction, and the oxygen gas supply nozzle is provided with an actuator for moving the oxygen gas supply nozzle back and forth. The oxygen gas supply nozzle has a double tube structure of an inner tube and an outer tube, and combustion gas is supplied to the inner tube. And the outer pipe relates to an oxyfuel burner to which carbon dioxide gas recovered from the exhaust gas is supplied as a cooling gas, and further diffuses the flow of the combustion gas to the tip of the oxygen gas supply nozzle. The present invention relates to an oxyfuel combustion burner which is provided with flow deflecting means for jetting and which is configured to promote the mixing of the combustion gas and the pulverized coal mixed gas.
本発明によれば、複数の酸素燃焼用バーナが設けられたボイラと、微粉炭ミルと、排気ガスから炭酸ガスを回収する炭酸ガス回収装置と、空気から酸素を製造する酸素製造装置と、前記ボイラから排出される炭酸ガスを前記微粉炭ミルを経て前記酸素燃焼用バーナへ循環するガスラインと、前記酸素製造装置で製造された酸素ガスを燃焼ガスとして前記酸素燃焼用バーナに供給する燃焼用ガス供給ラインとを具備し、前記微粉炭ミルで粉砕された微粉炭が前記ガスラインの炭酸ガスによって前記酸素燃焼用バーナに搬送され、前記燃焼用ガス供給ラインによって供給された燃焼用ガスを酸化剤として燃焼する様構成されたので、再循環する排ガス量が、微粉炭の搬送用に限られ、著しく少なくなり、循環動力が低減され、更に排ガス量が減少し、排ガスの処理コストが低減する等、ランニングコストの低減が図れる。 According to the present invention, a boiler provided with a plurality of burners for oxygen combustion, a pulverized coal mill, a carbon dioxide recovery device that recovers carbon dioxide from exhaust gas, an oxygen production device that produces oxygen from air, A gas line that circulates carbon dioxide gas discharged from the boiler through the pulverized coal mill to the oxyfuel burner, and a combustion gas that supplies the oxygen gas produced by the oxygen production apparatus to the oxyfuel burner as a combustion gas A pulverized coal pulverized by the pulverized coal mill is conveyed to the oxyfuel burner by the carbon dioxide gas in the gas line, and oxidizes the combustion gas supplied by the combustion gas supply line. Because it is configured to burn as an agent, the amount of exhaust gas to be recirculated is limited to the transfer of pulverized coal, and is significantly reduced, the circulation power is reduced, and the amount of exhaust gas is further reduced. , Etc. the processing cost of the exhaust gas is reduced, the reduction of running cost reduced.
又本発明によれば、前記燃焼用ガス供給ラインに接続され、炭酸ガスをパージガスとして前記燃焼用ガス供給ラインに供給する炭酸ガスパージラインを具備するので、酸素燃焼用バーナが休止状態では、燃焼用ガス供給ラインを炭酸ガスでガスパージすることができ安全性が向上する。 Further, according to the present invention, the carbon dioxide purge line connected to the combustion gas supply line and supplying carbon dioxide gas as a purge gas to the combustion gas supply line is provided. The gas supply line can be purged with carbon dioxide gas, improving safety.
又本発明によれば、炉壁に設けられたスロートと同心に設けられた筒状のバーナノズルと、該バーナノズルの軸心上に設けられた酸素ガス供給ノズルとを具備し、前記バーナノズルに炭酸ガスと微粉炭との混合ガスである微粉炭混合ガスが供給され、前記酸素ガス供給ノズルから燃焼用ガスとして酸素ガスが供給される様構成されたので、模擬空気の必要がなく、構造が極めて簡潔となり、又微粉炭混合ガスと直接酸素ガスとが接触するので、燃焼性が向上し、模擬空気を使用しないので、排ガス量が減少する。 According to the present invention, there is provided a cylindrical burner nozzle provided concentrically with a throat provided on the furnace wall, and an oxygen gas supply nozzle provided on the axis of the burner nozzle, and carbon dioxide gas is provided in the burner nozzle. The pulverized coal mixed gas, which is a mixed gas of pulverized coal, is supplied and oxygen gas is supplied as combustion gas from the oxygen gas supply nozzle, so there is no need for simulated air and the structure is extremely simple In addition, since the pulverized coal mixed gas and the oxygen gas are in direct contact with each other, the combustibility is improved and the simulated air is not used, so that the amount of exhaust gas is reduced.
又本発明によれば、前記酸素ガス供給ノズルは軸心方向に進退可能に設けられ、前記酸素ガス供給ノズルに該酸素ガス供給ノズルを進退させるアクチュエータが設けられ、該アクチュエータは酸素燃焼用バーナが休止状態で前記酸素ガス供給ノズルを後退させる様構成されたので、炉内からの輻射熱による溶損を防止できる。 According to the present invention, the oxygen gas supply nozzle is provided so as to be movable back and forth in the axial direction, and the oxygen gas supply nozzle is provided with an actuator for moving the oxygen gas supply nozzle back and forth. The actuator includes an oxygen combustion burner. Since the oxygen gas supply nozzle is configured to retreat in a resting state, it is possible to prevent melting damage due to radiant heat from the furnace.
又本発明によれば、前記酸素ガス供給ノズルは内管と外管の2重管構造であり、前記内管には燃焼用ガスが供給され、前記外管には冷却用ガスとして排ガスから回収された炭酸ガスが供給されるので、燃焼により酸素ガス供給ノズルが高温になることを防止し、又炉内からの輻射熱による温度上昇を抑制でき、酸素ガス供給ノズルの溶損を防止できる。 According to the invention, the oxygen gas supply nozzle has a double tube structure of an inner tube and an outer tube, combustion gas is supplied to the inner tube, and the outer tube is recovered from exhaust gas as a cooling gas. Since the carbon dioxide gas thus supplied is supplied, it is possible to prevent the oxygen gas supply nozzle from reaching a high temperature due to combustion, to suppress a temperature rise due to radiant heat from the furnace, and to prevent melting of the oxygen gas supply nozzle.
又本発明によれば、前記酸素ガス供給ノズルの先端部に、燃焼用ガスの流れを拡散して噴出させる流れ偏向手段が設けられ、燃焼用ガスと微粉炭混合ガスとの混合を促進する様構成したので、バーナの燃焼性が向上するという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, a flow deflecting means for diffusing and ejecting the flow of the combustion gas is provided at the tip of the oxygen gas supply nozzle so as to promote mixing of the combustion gas and the pulverized coal mixed gas. Since it comprised, the outstanding effect that the combustibility of a burner improves is exhibited.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、図1に於いて、本発明の1実施例に係る酸素燃焼ボイラシステムについて説明する。尚、図1中、図5で示したものと同等のものには同符号を付してある。 First, referring to FIG. 1, an oxyfuel boiler system according to an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, the same components as those shown in FIG.
図1中、ボイラ2の煙道25に上流から下流に向って、ガスヒータ(AH)26、誘引通風機27、炭酸ガス回収装置4が設けられている。前記煙道25の前記誘引通風機27の下流から1次ガスライン28が分岐し、該1次ガスライン28は微粉炭ミル29を経て酸素燃焼用バーナ31に接続されている。
In FIG. 1, a gas heater (AH) 26, an
該酸素燃焼用バーナ31は対向する炉壁7にそれぞれ所要数配設されている。例えば、4列3段の12ユニットが配置されている。又、前記1次ガスライン28の前記ガスヒータ26の上流位置、下流位置がバイパスライン32によって接続され、該バイパスライン32には流量調整器33が設けられている。
The required number of
前記酸素製造装置1から導かれた燃焼用ガス供給ライン34が前記酸素燃焼用バーナ31に接続され、前記燃焼用ガス供給ライン34の所要位置には第1エアバルブ35が設けられている。前記燃焼用ガス供給ライン34は、前記第1エアバルブ35の開閉により、前記酸素製造装置1で空気から製造された純酸素を燃焼用ガスとして前記酸素燃焼用バーナ31に供給し、又停止する様になっている。
A combustion
前記炭酸ガス回収装置4からは炭酸ガスパージライン36が延出し、該炭酸ガスパージライン36は前記燃焼用ガス供給ライン34の所要位置、好ましくは上流端、又は上流端近傍に接続されている。前記炭酸ガスパージライン36には第2エアバルブ37が設けられ、前記炭酸ガスパージライン36を介して前記燃焼用ガス供給ライン34に炭酸ガスを供給、又は停止することが可能となっている。
A carbon
上記酸素燃焼ボイラシステムの作動の概略を説明する。 An outline of the operation of the oxyfuel boiler system will be described.
前記微粉炭ミル29で塊状の石炭が微粉炭に粉砕される。前記微粉炭ミル29には搬送媒体としての炭酸ガス(1次ガス)が前記1次ガスライン28より供給され、微粉炭は前記1次ガスライン28を介して供給された1次ガスと混合し、微粉炭混合ガス21(後述)として前記酸素燃焼用バーナ31に供給される。尚、前記微粉炭ミル29に供給される1次ガスは前記ガスヒータ26によって所定温度、例えば300℃となる様に加熱する。尚、1次ガスの温度調整は、前記流量調整器33によって1次ガスのバイパス量を調整することで行われる。
In the pulverized
前記酸素製造装置1からは前記燃焼用ガス供給ライン34を介して純酸素(燃焼用ガス)が前記酸素燃焼用バーナ31に供給され、該酸素燃焼用バーナ31で前記微粉炭が燃焼する。尚、前記酸素燃焼用バーナ31が稼働している状態では、前記第2エアバルブ37は閉止している。
Pure oxygen (combustion gas) is supplied from the oxygen production apparatus 1 to the
燃焼によって生じた前記ボイラ2からの排ガスは、殆どが炭酸ガスであり、前記ガスヒータ26を経て、前記誘引通風機27により吸引され、前記炭酸ガス回収装置4に送出される。該炭酸ガス回収装置4によって炭酸ガスが回収され、回収された炭酸ガスは、圧縮液化処理される。又、前記誘引通風機27から送出された排ガスの一部は、前記1次ガスライン28を介して前記微粉炭ミル29を経て前記酸素燃焼用バーナ31へ循環される。
Most of the exhaust gas generated from the combustion from the
ここで、排ガスの循環量は、微粉炭を搬送する搬送媒体として充分な量であればよく、従来の酸素燃焼ボイラシステムに比べれば大幅に減少する。従って、循環に要する動力も大幅に低減する。更に、前記燃焼用ガス供給ライン34を経て前記酸素燃焼用バーナ31に供給される純酸素の量も、微粉炭が燃焼するに充分な量であればよい。従って、本実施例に於ける酸素燃焼ボイラシステムでは、燃焼によって発生する排ガス量は、従来の酸素燃焼ボイラシステムに比べると大幅に少なくなる。
Here, the circulation amount of the exhaust gas only needs to be a sufficient amount as a transport medium for transporting the pulverized coal, and is significantly reduced as compared with the conventional oxyfuel boiler system. Therefore, the power required for circulation is greatly reduced. Further, the amount of pure oxygen supplied to the
従って、前記炭酸ガス回収装置4の処理容量も小さくてよく、該炭酸ガス回収装置4を小規模な装置とすることができる。
Therefore, the processing capacity of the carbon dioxide
次に、前記酸素燃焼用バーナ31のいくつかは、前記ボイラ2の負荷に応じて選択的に停止されるが、該酸素燃焼用バーナ31を停止する場合は、前記第2エアバルブ37が開放され、前記燃焼用ガス供給ライン34に炭酸ガスがパージガスとして供給され、前記燃焼用ガス供給ライン34中の酸素ガスが炭酸ガスによって排除される。前記燃焼用ガス供給ライン34が炭酸ガスによってパージされると、前記第1エアバルブ35が閉止され、前記酸素燃焼用バーナ31が停止される。
Next, some of the
尚、前記炭酸ガスパージライン36からの前記燃焼用ガス供給ライン34への炭酸ガスの供給をパージの為に実施したが、前記燃焼用ガス供給ライン34への炭酸ガスの供給を、燃焼用ガスの酸素濃度調整の為に使用してもよい。
The carbon dioxide gas was supplied from the carbon dioxide
即ち、前記微粉炭は、原炭の材質によって燃焼状態が変化するので、微粉炭の材質によって前記酸素製造装置1からの酸素ガスに、炭酸ガスを混合させ、更に混合量を調整し、微粉炭の材質に合った酸素濃度としてもよい。 That is, since the combustion state of the pulverized coal changes depending on the material of the raw coal, carbon dioxide is mixed with the oxygen gas from the oxygen production apparatus 1 according to the material of the pulverized coal, and the mixing amount is further adjusted. The oxygen concentration may be suitable for the material.
次に、図2により、本発明に係る酸素燃焼用バーナ31の一例について説明する。
Next, an example of the
図2中、6は火炉、7は炉壁、8はスロート、9は伝熱管を示している。前記酸素燃焼用バーナ31は前記スロート8と同心に且つ前記炉壁7に垂直に設けられている。
In FIG. 2, 6 is a furnace, 7 is a furnace wall, 8 is a throat, and 9 is a heat transfer tube. The
筒体であるバーナノズル41が前記スロート8と同心に設けられ、前記バーナノズル41の軸心上に酸素ガス供給ノズル42が設けられている。該酸素ガス供給ノズル42はノズル支持部43を介して前記バーナノズル41に軸心方向に摺動自在に支持されている。
A
前記酸素ガス供給ノズル42は内管44及び外管45からなる2重管構造となっており、前記内管44の外端(反炉心側)に前記燃焼用ガス供給ライン34が接続され、前記外管45の外端には前記炭酸ガスパージライン36より分岐された冷却用配管46が接続されている。該冷却用配管46には第3エアバルブ47が設けられる。又、前記バーナノズル41の外端部には前記1次ガスライン28が接続され、該1次ガスライン28は前記バーナノズル41の円周に対して接線方向となる様に設けられている。
The oxygen
前記酸素ガス供給ノズル42は前記バーナノズル41の後端より更に突出しており、該バーナノズル41の後端部と前記外管45の後端部との間に直動用のアクチュエータ、例えばエアシリンダ48が取付けられ、該エアシリンダ48によって前記酸素ガス供給ノズル42は軸心方向に進退可能となっている。又、前記エアシリンダ48の駆動、及び前記第1エアバルブ35、前記第2エアバルブ37(図1参照)、前記第3エアバルブ47の開閉は、制御部49によって制御されている。
The oxygen
前記バーナノズル41の所要位置、例えば前記酸素ガス供給ノズル42の前端部を臨む位置、即ち前記バーナノズル41の前端部に、温度検出器、例えば赤外線温度検出器51が設けられ、前記酸素ガス供給ノズル42の先端部の温度を検出可能となっており、前記赤外線温度検出器51の検出信号は前記制御部49に入力される様になっている。
A temperature detector, for example, an
以下、前記酸素燃焼用バーナ31の作用について説明する。尚、該酸素燃焼用バーナ31の稼働状態では、前記第1エアバルブ35は開、前記第3エアバルブ47は閉である。
Hereinafter, the operation of the
前記1次ガスライン28から供給された微粉炭混合ガス21は、前記バーナノズル41内部で前記酸素ガス供給ノズル42を中心として旋回しながら前記スロート8に噴出される。又、前記内管44には前記燃焼用ガス供給ライン34から燃焼用ガス(酸素ガス)52が供給される。前記内管44から噴出した燃焼用ガス(酸素ガス)52が、前記微粉炭混合ガス21と混合することで、即ち酸素ガスが微粉炭と接触することで、微粉炭が燃焼し火炎を形成する。
The pulverized coal mixed
尚、前記燃焼用ガス52は酸素ガスであるので、前記微粉炭混合ガス21と積極的に混合する必要はなく、又、酸素ガスは微粉炭が燃焼するに必要なだけあればよいので、燃焼用ガスの供給量は極めて少なくてすむ。
Since the
尚、前記燃焼用ガス52は純酸素であるので、前記酸素ガス供給ノズル42、特に先端部が赤熱すると、酸素との反応で溶損する虞れがある。前記酸素燃焼用バーナ31が稼働中は、前記微粉炭混合ガス21、前記燃焼用ガス52の流通による冷却効果があるが、更に加熱を防止する為、前記酸素ガス供給ノズル42の先端部の温度が前記赤外線温度検出器51によって検出され、検出結果は前記制御部49で判断され、所定温度、例えば600℃を超える場合は、前記制御部49が前記第3エアバルブ47を開とし、前記外管45に前記冷却用配管46より炭酸ガスを流通させ、酸素ガス供給ノズル42の先端部を冷却する。
Since the
次に、前記酸素燃焼用バーナ31が休止状態となる場合は、前記微粉炭混合ガス21、前記燃焼用ガス52の流通による冷却効果が得られないので、前記火炉6からの輻射熱により高温に加熱され、溶損する虞れがある。
Next, when the
休止状態の場合は、前記エアシリンダ48が駆動され、前記酸素ガス供給ノズル42が炉外側に向って後退される。前記酸素ガス供給ノズル42が後退することで、前記火炉6からの輻射熱による加熱が避けられ、溶損が防止される。尚、更に冷却する場合は、前記第3エアバルブ47を開き、前記冷却用配管46から炭酸ガスを前記外管45内部に流通させ、冷却する。
In the rest state, the
図3に於いて、前記内管44の第1の変形例を説明する。尚、第1の変形例では、外管45を省略して示しているが、該外管45を設けて前記内管44とで2重管構造としてもよい。
A first modification of the
第1の変形例では、内管44の先端を閉塞し、円錐台形状とし、円錐面に燃焼用ガス52を噴出する為の噴出口53を所定間隔、所定の分布で穿設する(図示では、例えば径の異なる3つの円周上に所定ピッチで穿設されている)。
In the first modification, the distal end of the
前記内管44の先端を円錐台形とし、円錐面に前記噴出口53を穿設することで、前記燃焼用ガス52が軸心方向に対して広がる方向に角度を持って噴出され、即ち拡散する様に噴出され、前記微粉炭混合ガス21の流れと交差する。この為、前記燃焼用ガス52と前記微粉炭混合ガス21との間で撹拌効果が生れ、前記微粉炭混合ガス21と前記燃焼用ガス52間での混合が促進され、燃焼が促進される。
The tip of the
尚、前記内管44の先端を円錐台形状とせずに、軸心と直角に閉塞し、前記内管44の前端部周面に軸心に対して傾斜した噴出口53を所定の分布で穿設し、前記燃焼用ガス52を前記内管44の先端部周面から前記微粉炭混合ガス21の流れに交差させる様に噴出してもよい。
The tip of the
又、前記内管44の先端部、前記噴出口53は前記燃焼用ガス52の噴出方向を偏向する流れ偏向手段として機能する。
Further, the distal end portion of the
図4は、内管44の第2の変形例を示している。
FIG. 4 shows a second modification of the
第2の変形例では、先端部に円錐形状の傘部54を有する流れ偏向部材55を前記内管44の軸心上に設け、更に軸心方向に変位可能としたものである。
In the second modification, a
前記傘部54と前記内管44先端との距離を小さくすれば、前記傘部54による偏向作用が強くなり、前記燃焼用ガス52は大きな広がり角を持って噴出され、該燃焼用ガス52と前記微粉炭混合ガス21との混合作用が増し、前記傘部54と前記内管44先端との距離を大きくすれば、前記傘部54による偏向作用が弱まり、前記燃焼用ガス52の広がり角は小さくなり、該燃焼用ガス52と前記微粉炭混合ガス21との混合作用は少なくなる。
If the distance between the
従って、前記傘部54の位置を調整することで、前記微粉炭混合ガス21と前記燃焼用ガス52との混合状態が変化し、燃焼状態を最適な状態にすることができる。
Therefore, by adjusting the position of the
1 酸素製造装置
2 ボイラ
3 排煙処理システム
4 炭酸ガス回収装置
21 微粉炭混合ガス
25 煙道
26 ガスヒータ
27 誘引通風機
28 1次ガスライン
29 微粉炭ミル
31 酸素燃焼用バーナ
33 流量調整器
34 燃焼用ガス供給ライン
35 第1エアバルブ
36 炭酸ガスパージライン
41 バーナノズル
42 酸素ガス供給ノズル
43 ノズル支持部
44 内管
45 外管
46 冷却用配管
48 エアシリンダ
49 制御部
51 赤外線温度検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010008249A JP5471481B2 (en) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | Oxyfuel boiler system and oxyfuel burner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010008249A JP5471481B2 (en) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | Oxyfuel boiler system and oxyfuel burner |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011145042A JP2011145042A (en) | 2011-07-28 |
JP5471481B2 true JP5471481B2 (en) | 2014-04-16 |
Family
ID=44460053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010008249A Active JP5471481B2 (en) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | Oxyfuel boiler system and oxyfuel burner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5471481B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105402759A (en) * | 2014-09-15 | 2016-03-16 | 黄岳峰 | Efficient energy-saving combustion boiler technique |
CN106051820A (en) * | 2016-07-18 | 2016-10-26 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | Pressurization and ignition device and method |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102538490B (en) * | 2012-01-20 | 2013-11-06 | 邹洪军 | Smoke exhaust backflash energy-saving device and method |
CN103175215B (en) * | 2013-04-09 | 2015-11-25 | 章礼道 | Is furnished with the natural gas ignition system for coal burning boiler in generating plant of a low speed mill |
CN103175214B (en) * | 2013-04-09 | 2016-03-30 | 章礼道 | Is furnished with the natural gas fired system of Intelligent roller type medium-speed pulverizer |
CN103486577A (en) * | 2013-09-10 | 2014-01-01 | 章礼道 | Natural gas ignition system for circulating fluidized bed boiler |
US9513001B2 (en) * | 2013-09-18 | 2016-12-06 | General Electric Technology Gmbh | Oxy-fired boiler unit and method of operating the same |
WO2022176275A1 (en) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | 株式会社Ihi | Combustion device and boiler |
JP2023094322A (en) * | 2021-12-23 | 2023-07-05 | 三菱重工業株式会社 | Ammonia combustion burner and boiler |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3338555B2 (en) * | 1994-05-24 | 2002-10-28 | 電源開発株式会社 | Combustion burner for carbon dioxide recovery type exhaust gas recirculation boiler equipment |
US6699031B2 (en) * | 2001-01-11 | 2004-03-02 | Praxair Technology, Inc. | NOx reduction in combustion with concentrated coal streams and oxygen injection |
-
2010
- 2010-01-18 JP JP2010008249A patent/JP5471481B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105402759A (en) * | 2014-09-15 | 2016-03-16 | 黄岳峰 | Efficient energy-saving combustion boiler technique |
CN106051820A (en) * | 2016-07-18 | 2016-10-26 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | Pressurization and ignition device and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011145042A (en) | 2011-07-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5471481B2 (en) | Oxyfuel boiler system and oxyfuel burner | |
JP4896194B2 (en) | Oxyfuel boiler plant | |
KR102007264B1 (en) | Apparatus for combusting a fuel at high pressure and high temperature, and associated system | |
JP5095628B2 (en) | Pulverized coal fired boiler | |
EP2957835B1 (en) | Method for recirculation of exhaust gas from a combustion chamber of a combustor of a gas turbine and gas turbine for conducting said method | |
WO2012042910A1 (en) | Combustion system and method for operating same | |
JP2022091595A (en) | Burner and its control method, and combustion furnace | |
TW200403411A (en) | Combustion with reduced carbon in the ash | |
JP5617531B2 (en) | Combustion method of low calorific value gas by combustion burner and blast furnace operation method | |
JP4296415B2 (en) | Boiler equipment | |
JP5786516B2 (en) | Burner | |
JP5392230B2 (en) | Blast furnace gas combustion method with combustion burner | |
JP2014001908A (en) | Solid fuel burner and oxygen burning device with solid fuel burner | |
WO2010126171A1 (en) | Blast furnace operation method, low-calorific-value gas combustion method for same, and blast furnace equipment | |
JP5961914B2 (en) | Hot air combustion system | |
JP4386179B2 (en) | Boiler equipment | |
KR101078842B1 (en) | Oxygen pulverized coal burner apparatus | |
JP5208196B2 (en) | Oxyfuel boiler pulverized coal burner | |
JP2009068801A (en) | Pulverized coal fired boiler | |
JP5812740B2 (en) | Oxyfuel combustion system and operating method thereof | |
JP4359768B2 (en) | Boiler equipment | |
KR20170085858A (en) | Combustion system using pressurized pure oxygen | |
JP2005265299A (en) | Boiler device | |
JP2019525118A (en) | Fluidized bed combustion of carbon-based fuel | |
JP2006162185A (en) | Coal burning boiler and combustion method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131029 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140120 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5471481 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |