JPS60122809A - 微粉炭焚き低ΝＯｘ燃焼装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、微粉炭焚き低ＮＯｘ燃焼装置に関する。

（従来例） 従来、第１図に示すようなボイラ炉などの工業炉１にお
いては、その外周下部に、第１主バーナ２と第２主バー
ナ６とを設置し、それぞれに微粉炭供給管４と空気供給
管５とを連通させることにより、微粉炭供給口６と空気
供給ロアとを設けて微粉炭を燃焼させるように構成して
いるが、炉内の主バーナ燃焼域ａにおける燃焼ガスが・
酸素過剰燃焼にも・とづくものであるため１、そのガス
中に’　Ｎｏ工を含み、したがって、これらＮＯｘを炉
外に排出する前に炉内で処理するように、オーバファイ
ヤエア供給口８の上部に、脱硝バーナ９を設置するとと
もに、脱硝バーナ９の上部に、゛アフタエア供給口１０
を配して対処しである７ この脱硝バーナ９には、第２図のように微粉炭供給管４
と空気供給管５とが連通され、それぞれに微粉炭供給口
６と空気供給ロアとが設けられ、微粉炭を理論燃焼必要
空気量（当量）以下の割合とした空気とともに炉内に導
入し、それを未燃法：料として第１図に示す主バーナ燃
焼域ａで発生する燃焼力”スと反応させることにより、
未燃機、料存在還元域すにおいて次の反応を得るように
しである。

１ｉ０＋）１０＊→Ｎ−Ｒ・・・（Ｉ）ここで、Ｎｏは
、主バーナ燃焼域ａ２５・ら上昇してくるもの。Ｉ（Ｏ
”は、活性炭化水素で脱硝バーナ９での不完全燃焼によ
り発生する。Ｎ−Ｒは、たとえばＲＵＮまたはＮＨｓな
どの窒素化合物をいう。

上記Ｎ−Ｒが生成された後の段階では、γフタエア供給
１」１０から供給されたエアによって酸化処理され・燃
焼完結域Ｏにおいてまず次の反応を得る。

Ｎ−Ｒ＋０２→ＮＯ・・・（ＩＩ） さらに、上式のＮ−ＲとＮＯとが反応することにより、 −Ｎ−Ｒ＋ＮＯ４Ｎ２　・・・（２） のようにＮＯが消滅し・炉外にできるだけＮＯが排出さ
れないようにしである。

ところが、従来の脱硝バーナ９は、第２図にその要部を
示すように工業炉１の炉壁に直接設置され、つまり、微
粉炭供給口６が直接炉内にのぞむため・途中で燃焼が行
なわれず、炉内で初めて燃焼が行なわれるいわゆる炉内
燃焼方式となっている。

したがって−こうした炉内燃焼方式によれば、脱硝燃料
燃焼域１１では熱放散を伴う比較的低温の火炎が形成さ
れるため、その燃焼は活発化せず、供給される空気が完
全に消費されない状態となって、その燃焼域１１および
未燃焼料存在還元域すに０２が比較的多く残る結果とな
る。

上記０２が多く残る結果、未燃焼料存在還元域すが脱硝
のための還元性雰囲気となるべきところが、脱硝能力に
乏しい酸化性雰囲気となり、そのために活性炭化水素Ｈ
♂の発生量が少なくなり、（Ｉ）式の反応が進まず、脱
硝作用は不十分になる。

このことは、未燃焼料存在還元域すが酸化性雰囲気であ
ることに起因するほか、上記還元域すカニ、脱硝燃料燃
焼域１１の拡がりにより圧迫されて狭い燃焼域を呈する
ことにも起因する。

また、上記したように脱硝燃料燃焼域１１では、十分な
燃焼が行なわれないため、燃え残りによるチャー（石炭
粒）が多く発生し、しかも、主ノ（−十燃焼域ａにおい
て発生するチャーを未燃燃料存在還元域すにおいて燃焼
してガス化するにも、０２濃度が低くしかも上記低温化
した雰囲気のもとでは一今一つ効果的なガス、化が行な
えず、した力につて、次の段階でブックエアを供給し完
全燃焼を図ろうとしても、あらかじめ完全ガス化されて
し１ないため完全燃焼には至らず、多くのチャー力工炉
夕ｔにそのまま排出される結果となってしまた。

〔発明の目的） この発明は、上記欠点を解消するためになされたもので
あり、ＮＯｘとチャー〇排出抑制を図ることを目的とす
る。

（発明の構成） 上記目的を達成するため、この発明では、工業炉の主バ
ーナと７フタ工ア供給口との間に対応する外周部に、石
炭燃焼炉を２突設するとともに・石炭部分燃焼炉の内部
に、工業炉内に対しガス導入口を介して連通ずる部分燃
焼室を形成し、かつ石炭部分燃焼炉の突出する外端部に
、部分燃焼室と連通する上記脱硝バーナを設置し、脱硝
バーナの空気供給口を、単位時間当りに供給される微粉
炭量に対し設定される理論燃焼必要空気量の５０〜８０
％の空気量が単位時間当りに供給されるように設定した
。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第５図はその一例を示し、図示しない構成部分は、第１
図の従来型と同様に構成され、図において、１２は、筒
形の石炭部分燃焼炉で、工業炉１の第２主バーナ６とア
フタエア供給口１０間に対応する外周部に突設され、そ
の基端には、工業炉１と連通ずるガス導入口１６が形成
される一方、突出する外端には、脱硝バーナ９が連通し
て設けられている。この石炭部分燃焼炉１２は耐火断Ｓ
Ｓ材でもって形成され、ガス導入口１３９ＪＩｄＫ下部
となるように傾斜状をなして設けである。

この石炭部分燃焼炉１２内には、脱硝／（−→−９とガ
ス導入口１３との間に対応して、部分燃焼室１４が形成
されており、この場合、石炭部分燃焼炉１２は、発生す
る灰を高温で旋回するガス流により溶融して、その溶融
灰を燃焼ガスに同伴させないサイクロン方式とされてし
する。

ここで、脱硝バーナ９の空気供給口７力１らの空気は、
微粉炭に対し次のようにその空気比カニ設定されている
。つまり、単位時間当りに供給される微粉炭を完全燃焼
させるに必要な突気供給量を理論燃焼必要空気量（当量
］とした場合、空気ｆ用給量／理論燃焼必要空気量、つ
まり、ここでｌ、Ｎう空気比を０．５〜０．８としであ
る。

上記空気比の上限値０．８を越えると、ＮＯｘの分解に
最も有効な活性炭化水素の発生力；７１とんどなく、ま
た、空気比の下限値０．５未満であると、上記子キーが
著しく増大するので好ましくなし１゜上記構成において
は、脱硝バーナ９を介して微粉炭と０．５〜０．８の空
気比をもつ空気とが供給され、この場合、石炭部分燃焼
炉１２が、一定の限られた空間であることと、耐火断熱
性をもつことにより、部分燃焼室１４内では、脱硝燃料
燃焼域１１が１７００℃程度の高温燃焼域として発生す
る。

したがって、高温燃焼に伴なって所定量の供給空気のう
ち０２分が燃焼のために完全に消費され切るとともに、
空気比が０．５以上であることもあって、チャーが発生
する余地も少ない。こうして、部分燃焼室１４内では、
高温不完全燃焼に伴なう脱硝燃料燃焼域１１では供給さ
れる石炭の；はとんどがガス化し、これらガス化したも
のが、ガス導入０１６から広い炉内へと急速に噴出され
るため・大きく膨張して拡散状の未燃燃料存在還元域す
を形成することとなる。

この未燃燃料存在還元域すにおいては、上記高温燃焼に
伴ない、０２もチャーも全く存在せず高温で完全にガス
化（Ｇｏ、Ｈｆｆ、ＨＯ’ガス）した状態となる。

したがって、未燃燃料存在還元域すは、０２や玉なく、
しかも空気比が０．８以下であることもあって活性炭化
水素ＨＯ”で充満した拡散領域となるので、強力な脱硝
還元能力をもつものとなり、これによリー主バーナ燃焼
域ａにお１／１て発生し上昇する燃焼ガス中のＮｏが・
上式（Ｉ）の反応をもって効率的に分解され、他のＨ−
Ｒ化合物を目的通り得ることとなる。

こうして、Ｎｏは完全に還元された形となるとと、もに
、完全ガス化されているので、アフタエア供給口１０か
らの供給エアによって上式（Ｉｔ）のように反応し、そ
の結果としてのＮＯが、燃焼完結域０において上式（４
）のように上記Ｎ−Ｒと反応するため、Ｎ２に無害化脱
硝された形のガスが炉外Ｇこ取り出されることとなる。

また、主バーナ燃焼域らにおＩ／１て若干発生すること
が予想されるチャーも、γフタエアの供給に伴なって完
全に消減し、したがって、炉外へのチャーの排出は、全
体としてほとんどなし１こととなる。

なお、石炭部分燃焼炉１２の炉内温度〃（著しく高くな
るので、微粉炭中に通常１０〜２０％含まれる灰分が完
全に溶融し、さらに、石炭部分燃焼炉１２を、サイクロ
ン方式としておけば、それら溶融灰は、ガスによる強し
１旋回流を受けて炉壁面に付着する。このことから、溶
融灰を、石炭用３分燃焼炉１２の内壁Ｇこ付着させ、し
１わり）るセノンフコ−ティング作用により、上記耐火
断熱材の（曵役としてもよい。また、溶融灰は、石炭、
ＴＢ分燃焼炉１２内の中途に設置するせき止め用）くラ
フｌしく′図示省略）により、せき止め、このノくツフ
ルの上流１１１＆こ設けた取出孔（図示省略）から石炭
部分燃焼炉１２外に取り出すようにしてもよしＡ。

勿論、上記石炭部分燃焼炉１２は、サイクロン方式とし
ないこともある。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明しこよれば、工業炉ノ主
バーナと７フタ工了供給口との＋ｇｊに対１必する外周
部に、石炭部分燃焼炉を突設するとともに−石炭部分燃
焼炉の内部に、工業炉内に刺しガス導入口を介して連通
ずる部分燃焼室を形成し、かつ石炭部分燃焼炉の突出す
る外端部に、部分燃焼室と連通ずる上記脱硝バーナを設
置し、脱硝バーナの空気供給口を、単位時間当りに供給
される微粉炭量に対し設定される理論燃焼必要空気量の
５０〜８０％の空気量が単位時間当りに供給されるよう
に設定したので、ＮＯｘおよびチャーのほとんど存在し
ない状態のガスが工業炉外に排出されることとなり、こ
れが、極く簡単な構造をもって実現できるようになった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来型燃焼装置の一例を示す略示図、第２図は
その要部拡大図、第６図は口の発明の一実施例を示す要
部拡大図である。 １・−・工業炉−２，６・・・主バーナ、６・・・微粉
炭供給口、７・・・空気供給口、９・・・脱硝バーナ、
１０・・・アフタエア供給口、１２・・・石炭部分燃焼
炉、１５・・・ガス導入口、１４・・・部分燃焼室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、微粉炭供給口と空気供給口とを設けた主バーナ
   と脱硝バーナとが、脱硝バーナを上部として工業炉の外
   周部に設置されるとともに、上記脱硝バーナの上方に−
   アフタエア供給口が設けられた微粉炭焚き低ＮＯｘ燃焼
   装置において、上記工業炉の主バーナとアフタエア供給
   口との間に対応する外周部に、石炭部分燃焼炉を突設す
   るとともに・石炭部分燃焼炉の内部に、工業炉内に対し
   ガス導入口を介して連通ずる部分燃焼室を形成し、かつ
   石炭部分燃焼炉の突出する外端部に、部分燃焼室と連通
   ずる上記脱硝バーナを設置し、脱硝バーナの空気供給口
   を、単位時間当りに供給される微粉炭量に対し設定され
   る理論燃焼必要幇気量の５゜〜８０％の空気量が単位時
   間当りに供給されるように設定したことを特徴とする微
   粉炭焚き低ＮＯｘ燃焼装置。