(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素燃焼に移行する方法であって、
ボイラを準備する工程と、
空気の存在下で化石燃料を燃焼させ、燃焼排ガスを作り出す工程にして、バーナーには一次新鮮空気取入れダンパからの一次空気流れ及び二次新鮮空気取入れダンパからの二次空気流れが供給される該工程と、
前記ボイラの出口で燃焼排ガス酸素濃度を測定する工程と、
酸素流れを前記バーナーに導入することにより、前記ボイラの出口での燃焼排ガス酸素濃度を高める工程と、
前記燃焼排ガスを前記ボイラに供給するために燃焼排ガス循環ダンパを開放する工程と、
酸素混合器に前記酸素流れではない追加の酸素流れを供給し、前記燃焼排ガスと前記追加の酸素流れを混合することにより、酸素循環燃焼排ガスを作り出す工程と、
前記酸素循環燃焼排ガスを一次酸素循環燃焼排ガスと二次酸素循環燃焼排ガスに分離する工程と、
前記二次新鮮空気取入れダンパを徐々に閉じることにより、前記二次空気から前記二次酸素循環燃焼排ガスへと移行する工程と、
前記一次新鮮空気取入れダンパを徐々に閉じることにより、前記一次空気流れから前記一次酸素循環燃焼排ガスへと移行する工程とを含む方法。
【請求項２】
一次酸素混合器の下流の前記一次酸素循環燃焼排ガスの酸素濃度を測定する工程を含む請求項１の方法。
【請求項３】
二次酸素混合器の下流の二次酸素循環燃焼排ガスの酸素濃度を測定する工程を含む請求項２の方法。
【請求項４】
前記二次酸素混合器の下流の二次酸素循環燃焼排ガスの酸素濃度は、移行中約１８〜約２８パーセントに維持される請求項３の方法。
【請求項５】
前記一次酸素混合器の下流の前記一次酸素循環燃焼排ガスの酸素濃度は、移行中約１６〜約２３．５パーセントに維持される請求項４の方法。
【請求項６】
前記ボイラの出口での前記燃焼排ガスの酸素濃度は、移行中約２〜約７パーセントに維持される請求項５の方法。
【請求項７】
前記二次酸素循環燃焼排ガスへの移行は、前記一次酸素循環燃焼排ガスへの移行前に生じる請求項６の方法。
【請求項８】
前記一次酸素循環燃焼排ガスへの移行は、前記二次酸素循環燃焼排ガスへの移行前に生じる請求項６の方法。
【請求項９】
前記一次酸素循環燃焼排ガスへの移行は、前記二次酸素循環燃焼排ガスへの移行と同時に生じる請求項６の方法。
【請求項１０】
酸素燃焼から空気燃焼に移行する方法であって、
ボイラを準備する工程と、
酸素の存在下で化石燃料を燃焼させ、燃焼排ガスを作り出す工程にして、バーナーには循環ダンパを通過した一次酸素循環燃焼ガス流れ及び二次酸素循環燃焼排ガス流れが供給される該工程と、
前記循環ダンパの上流にある一次酸素混合器への一次酸素流れの流れを低減する工程と、
一次新鮮空気密遮断弁及び一次新鮮空気取入れダンパを開放することにより、前記一次酸素循環流れから前記一次空気流れへと移行する工程と、
前記一次酸素混合器の下流にある二次酸素混合器への二次酸素の流れを低減する工程と、
二次新鮮空気密遮断弁及び二次新鮮空気取入れダンパを開放することにより、前記二次酸素循環流れから前記一次空気流れへと移行する工程と、
前記循環ダンパを閉じる工程とを含む方法。
【請求項１１】
酸素燃焼中に前記バーナーに供給される酸素の流れは、前記循環ダンパを閉じた後に遮断される請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記二次酸素循環燃焼排ガスに別の追加の酸素流れを供給する工程を含む請求項１の方法。
【請求項１３】
前記一次酸素循環燃焼排ガスは粉砕器を通過する請求項１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に酸素燃焼に関する。特に、本発明は燃焼空気が酸素含有燃焼ガスと置き換えられて主に二酸化炭素からなる燃焼排ガスを生成する新規で有用な燃焼装置及び化石燃料燃焼の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭のような化石燃料の燃焼は、数１０年間電気を作るために確実でコスト的に有効な手段を提供してきた。この間、世界の異なる地域に渡って絶え間ない過酷な排気制約のために、石炭燃焼プラントの排気をほぼゼロにまで減少させる目的で新規な改善技術の開発が絶えず要求されてきた。
【０００３】
数年間にわたって、この要求は、酸化イオウ、酸化窒素、煤塵及び水銀のような多くの汚染物質の放出を制御する技術が成功裡に開発されたことにより満足されてきた。しかしながら、最近では、石炭燃焼発電所からの二酸化炭素の放出を制御又は規制するために、高まりつつある関係技術が開発されている。
【０００４】
二酸化炭素の放出を減少させることの出来る１つの有望な技術は酸素燃焼である。従来の石炭燃焼応用例においては、ほぼ７９容量％が窒素である空気の存在の下で石炭が燃焼されている。二酸化炭素、即ち燃焼の当然の副産物は生じた燃焼排ガスの希釈成分として存在しており、従って、二酸化炭素を燃焼排ガスから分離するために化学的洗浄手段のような追加工程が必要である。
【０００５】
従来の空気燃焼と異なり、酸素燃焼は空気不在の下での石炭の燃焼を可能にしている。これにより窒素の希釈効果を排除することができる。空気は循環燃焼排ガスと置き換えられ、ほぼ純粋な酸素が充分な量で燃焼系に導入され、ほぼ二酸化炭素と水からなる燃焼排ガスを生成する。窒素の不在によって酸化窒素の放出を減少させることに加えて、生成した二酸化炭素の豊富な燃焼副産物は追加の化学的洗浄工程を必要とすることなく処理することができる。
【０００６】
上記に提示された酸素燃焼の抽象的概念及び付随する利点は理解できるであろうが、酸素燃焼を商業的規模で実行するためには、重大な技術的課題が残っている。これらの課題には、燃焼排ガスに適切に酸素を送り込む手段及び商業的規模の酸素燃焼ボイラを開始し、移行し、且つ操作する方法が含まれるが、これらは限定的なものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は酸素燃焼ボイラ構造及び酸素燃焼ボイラを操作し、移行し、且つ開始する方法を提供することにより上記問題点を解決するものである。さらに本発明はほぼ二酸化炭素と水からなる燃焼排ガスを生成することのできる燃焼方法を提供することにより二酸化炭素放出の制御を促進させるものであり、上記燃焼排ガスは貯蔵又は他の工業的用途のために容易に処理することができるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はボイラ構造及び実用的石炭ボイラ用の空気燃焼と酸素燃焼との間の移行方法を提供する。移行は一次流れ又は二次流れの一方、又は両方から同時に開始することができる。作業者により一度移行が開始されると、流れ用の燃焼排ガス循環流制御ダンパが徐々に開放され、ファン（二次流れ用ＦＤ又は一次流れ用ＰＡ）の入口に燃焼排ガスが入り込み、新鮮な空気用吸気口から入り込んだ空気と混合する。
【０００９】
循環流制御ダンパが開放することにより、移行されているファン用の新鮮な空気用入口制御ダンパが徐々に閉鎖し、ファン入口への循環燃焼排ガス流をさらに増加させる。この工程中、ほぼ純粋な酸素ガスは酸素供給源から１つ又はそれ以上の酸素／循環燃焼排ガス混合箇所まで流れる。
【００１０】
ガス流及び混合率は、新鮮な空気流及び燃焼排ガスの循環流からの変化量に基づいて注意深く測定且つ制御され、燃料の完全燃焼に必要な気体の質量流と酸素との適切な割合を提供し、また上記ガス流及び混合率は、必要に応じて削減されてボイラの出口で所望の過剰酸素レベルを維持し、燃焼中の燃料の組成における未測定の変化量を補償している。空気燃焼モードと酸素燃焼モードとの間の移行中、移行密度は、測定された循環燃焼排ガス流、新鮮な空気流及び循環燃焼排ガス中の測定された酸素レベルの関数として計算される。
【００１１】
新鮮な空気用入口制御ダンパが一旦閉じられると、関連した新鮮な空気の単離ダンパは閉じられ、新鮮な空気用入口制御ダンパを経て窒素の豊富な空気の燃焼排ガス循環流への侵入を最小にする。ＦＤファン及びＰＡファンは、移行中に一次流れ及び二次流れにおいて要求される質量流を制御且つ維持する。
【００１２】
ＦＤファン及びＰＡファンの流量は、空気ヒータ後に測定されて空気ヒータの漏れを明らかにする。これらの流量は、空気及び酸素／循環ガス流の密度に基づいて温度補償される。平衡は、過剰な燃焼排ガス流（追加された過剰酸化剤、空気侵入及び燃焼生成物の合計）を排気筒に排出することによって維持される。移行中のシステムの圧力は、排気筒入口ダンパを調整することによって維持される。
【００１３】
全酸素燃焼モードは、一次流れ及び二次流れの両方が一旦完全に移行され且つ新鮮な空気の入口のすべてが完全に閉じられたときに達成される。燃焼排ガスが全酸素燃焼モードにおいて所望のＣＯ２濃度に一旦達すると、圧縮浄化装置（ＣＰＵ）が運転可能となる。
【００１４】
圧縮器が搭載されると、排気筒入口ダンパは所望の圧力バランスを維持する制御方法で閉じ始める。排気筒入口ダンパがその制御範囲の制限に達すると、システム圧力バランスの制御はＣＰＵに切り替わり、ここで別の方法で排気筒を出る（高いＣＯ２濃度を有する）非循環燃焼排ガスは、ＣＯ２浄化及び加圧用ＣＰＵによって処理され、金属イオン封鎖又は別の方法で貯蔵用の液体となる。
【００１５】
本発明を特徴づける様々な新規特性は、この開示に添付され且つこの開示の一部を形成している請求項の範囲において特に指摘されている。本発明のより良い理解のために、本発明の操作上の利点及び本発明の使用によって達成される特定の利益は、本発明の好ましい実施例が示されている添付図面及び記載事項に言及されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の酸素燃焼ボイラ配列の概略断面図である。
【図２】図２は、空気燃焼から酸素燃焼への移行において伴う様々な流れの時間に対する質量流量のグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
定義
【００１８】
以下の用語はここにおいて以下のように定義される。
【００１９】
化学量論的酸素は、所定の負荷で所定の燃料を燃焼するために要求される理論上の酸素の量として定義される。
【００２０】
過剰酸素は、ボイラエコノマイザの出口で測定された酸素として定義される。
【００２１】
目標過剰酸素は、所定の負荷で化学量論的必要量を越えた所望の酸素として定義される。
【００２２】
総酸素要求は、所定の負荷で要求される化学量論的酸素及び目標過剰酸素の両方を提供するために要求される酸素質量流として定義される。
【００２３】
酸素供給要求は、総酸素要求と循環ガス流及びシステムへの空気侵入によって提供される酸素との差を供給するために要求される酸素として定義される。このほぼ純粋な酸素は通常空気分離装置（ＡＳＵ）によって供給され、上記酸素供給要求はまたＡＳＵ要求とも称される。
【００２４】
酸素はほぼ純粋な酸素と定義され、この酸素は空気分離装置（ＡＳＵ）によって供給されてもよい。
詳細な説明
【００２５】
酸素燃焼は、燃焼ガスのおいて二酸化炭素（ＣＯ2）の非常に高い濃度を達成するために、炭素系燃料を燃焼するボイラからの燃焼排ガス中の窒素の量を大幅に減少させる手段であって、これにより洗浄、圧縮及び貯蔵を可能にする。
【００２６】
本発明は新規で独自の石炭燃料酸素燃焼方法を提供するものであり、この方法において、ほぼ純粋な酸素は数箇所でボイラ炉に導入され、この酸素はバーナーを経て炎に直接導入され、及び／又はほぼ純粋な酸素として炉内に直接導入され、及び／又はバーナーへの循環燃焼排ガス流内に導入される。上記流れは一次流れ及び二次流れの両方を含む。
【００２７】
好ましくは、ボイラ装置は空気で始動され、次に酸素組合せ燃焼に移行されて、ここでボイラから出る燃焼排ガスの約７０％、用途によっては７０％以上が燃焼工程に循環されて、燃焼に通常使用される空気が置き換えられる。空気始動でガス質量流を達成する手段を以下に簡単に説明する。この説明は本質的に単なる例示的なものであり、これによって化石燃料燃焼をより良く理解することができる。各ステップは本発明の必要な要素として考えられるべきものではなく、空気燃焼ボイラを始動するには様々な方法があり、それら方法の多くはボイラの配置、燃料その他の基準に依存する。
石炭燃料実用的空気始動
【００２８】
空気燃焼ボイラ・システムを始動する際の第一ステップは、強制通風ファン入口と装置の排気筒との間で制御及び遮断ダンパを開放することによって装置内に開放流路を確立することである。開放流路の確立の一部として、バーナー空気レジスタはこれらのバーナー着火位置に設けられ、排気筒効果によって創生された自然通風によって通常装置内の空気の小さな流れを確立する。
【００２９】
一旦開放流路が確立されると、第一誘導通風（ＩＤ）ファンの制御及び出口ダンパはＩＤファン始動手順の一部として閉じられる。ダンパは第二ＩＤファン上で開いたまま開放流路を維持する。ＩＤファン・モータが駆動され且つファンが加速すると、その出口ダンパは開放され、他のＩＤファンの出口ダンパは閉じられてアイドリングＩＤファンによって循環流を停止する。作動ＩＤファン入口羽根位置又はブレード角度は、それが遠心ファン又は軸流ファンであるかに依存して調節され、所望の圧力で炉を維持しながら装置を通過する空気流を提供する。
【００３０】
同様に、第一強制通風（ＦＤ）ファンの制御及び出口ダンパは、その開始手順の一部として閉じられる。これらのダンパは第二ＦＤファン上で開いたまま開放流路を維持する。ＦＤファン・モータが駆動され且つファンが加速すると、その出口ダンパは開放され、他のＦＤファンの出口ダンパは閉じられてアイドリングＦＤファンによって循環流を停止する。作動ＦＤファン入口羽根位置又はブレード角度は、それが遠心ファン又は軸流ファンであるかに依存して調節され、ボイラ容器のパージを行なうために要求される装置内の最小のボイラ空気流を確立する。同時にＩＤファン２３が調節され所望の圧力で炉を維持する。
【００３１】
次に、上記装置は燃料又は検証されていない他の可燃物の全ての源でパージされ、装置内に存在する可燃物を除去する。慣例によれば、パージ用の空気流は少なくとも５分間及びボイラ容器の容積が少なくとも５回入れ替わるまで装置内に維持されることが必要である。空気流は、装置の設計全負荷質量空気流の少なくとも２５％である必要があり、石炭燃焼装置の場合は、設計全負荷質量空気流の４０％以下である必要がある。ボイラ容器は慣例によって燃焼が生じる容積に画定され、圧力部品によって包囲されている。装置で燃焼されるべき特定の石炭の特徴に依存するけれども、５回の容積入れ替えを達成するために要求される時間は、容器の容積に従って特定されるが最低５分間以上である。
【００３２】
パージ必要条件が満たされた場合、マスタ・フュエル・トリップ（ＭＦＴ）リレーはリセットされ、燃焼が装置において開始される。点火装置、一般的に自然ガス又はオイル用装置は作動されてウォーミングアップを開始する。装置が温まるにつれて、二次空気温度は上昇して、装置における燃焼を改善する。一旦点火装置から入力された熱が装置からの蒸気流をさらに増加させるには不十分であると、石炭燃焼が開始される。
【００３３】
点火装置が作動することにより第一石炭粉砕器が作動されると、一次空気（ＰＡ）ファンは、その制御及び出口ダンパが閉じることにより始動される。ＰＡファン・モータが加速した後、その出口ダンパは開放される。その入口ダンパは、熱風又は焼き戻し用の空気流が生じなくてもダクト下流における所望の圧力を維持しようとするが、これは一次空気流が粉砕器によってまだ確立されていないからである。
【００３４】
作動される第一粉砕器のＰＡ遮断ダンパは、開放された後、粉砕器のバーナー・ライン遮断弁は開放されて粉砕器からバーナーへの一次空気流を確立する。粉砕器の潤滑油及び密閉剤が、粉砕器に導入される石炭よりも先に高い一次空気流（〜５００〜７００Ｆ）の温度にさらされることを防ぐために、一次空気流は、熱風ダンパが閉じられている状態で焼き戻し空気流（〜１１０Ｆ）にのみ制限される。
【００３５】
石炭の等級及び石炭が採掘されてからさらされている天候条件によって、原炭の固有及び表面の水分は非常に変動することができる。一次空気流が一旦安定すると、送り装置の排出ゲートは開放され、原炭送り装置は始動される。石炭流が粉砕器において過剰な温度を制限するために得られることによって、粉砕器の出口での石炭―空気混合物の温度は、熱風ダンパ開口部で制御される一方で焼き戻し空気ダンパは閉じて安定燃焼用の所望の粉砕器出口温度を得るとともに石炭の乾燥を達成して研削工程を改善する。熱風流及び焼き戻し空気流の比率は、制御されて設定温度で出口温度を維持する。このことによって粉砕器に入る一次空気の温度を変化させて要求される熱を供給することによって表面の水分を蒸発させ且つ石炭及び残りの水分の温度を出口温度に上昇させる。
【００３６】
粉砕器に入る原炭は研削区域を通過して所望の小さい粒子（７０％〜２００メッシュ）のみで一次空気流によって流動化され、粉砕器において分級操作が行なわれる。拒否された石炭は原炭の供給流とともに研削区域に戻る。この石炭が粉砕器に格納されることは、３次数又は４次数遅延関数だけバーナーへの原炭供給を遅らせることになる。一旦バーナーへの十分な石炭の流れが達成され燃焼が安定すると、作動粉砕器のバーナー空気レジスタは、その燃焼位置まで開放される。
【００３７】
ボイラへの装填が増加するとともに、原炭供給率及び一次空気流は増加する。総ボイラ空気流は、パージ率空気流で維持されるとともに二次空気流は、一次空気流における増加に対する割合を減少させる。装填条件によって許される場合、別の粉砕器が作動されて同じ手順を行なう。
【００３８】
ボイラ燃焼率の空気流の必要条件がパージ率の空気流を越える場合、総ボイラ空気流は増加して燃焼率用の所望の過剰空気を維持する。この時点で、アイドリングしているバーナーの空気レジスタはその冷却位置まで移動されて作動しているバーナーに必要な空気を分配する。
【００３９】
炉において安定燃焼が確立されることにより、点火装置は停止されることができる。この状態は、作動している少なくとも２つの粉砕器、２５％を越える装置への装填量及び２００Ｆを越える燃焼空気温度を通常、必要とする。
【００４０】
追加の粉砕器は、装置の装填量によって要求される場合、点火位置にその空気レジスタを設け、その点火装置を作動し、粉砕器を始動させて上述の手順を行なうことによって作動される。
空気燃焼から酸素燃焼への移行
【００４１】
一旦移行用の最小装填量に達すると、石炭燃焼ボイラは、酸化剤としての空気の使用からほぼ純粋な酸素の使用へと移行されることができる。移行用の最小装填量は、ボイラの型に基づいて変動し、例えば、最小装填量は、ドラム・ボイラの用途において、約３０％の装填量であり、ほとんどの用途において、一般的に約４０％未満の装填量である。移行にとって不可欠なことは、燃焼排ガス循環流を制御することである。移行中、空気からの窒素の質量容積は、ほぼ除去され、生成された燃焼ガスの残量は、空気燃焼における量のほぼ４分の１である。移行中、必要なボイラ熱の吸収を維持するために必要なガス質量流を供給するために、燃焼排ガスは循環される。本発明は、上述したように、燃焼排ガス循環で空気燃焼から酸素燃焼に円滑且つ安全に移行させる手段を提供する。
【００４２】
石炭燃焼ボイラ１は、その概略が図１に示されるように、通常の空気燃焼状態で設けられ且つ始動され、ほぼ安定した装填量がもたらされる。酸素供給システム、例えば空気分離装置（ＡＳＵ）は、近くに設けられ、初期移行の前に酸素供給操作を行なう態勢にある。
【００４３】
移行を容易にし且つ空気侵入を最小にするために、個々の流制御ダンパ１８Ａ、１８Ｂ及びタイト遮断（ＴＳＯ）ダンパ１９Ａ、１９Ｂは、強制通風ファン１０及び一次空気ファン７の上流で、新鮮な空気用入口８、９に設けられる。空気流測定も設けられる。また、循環制御ダンパ２０Ａ、２０Ｂは、一次及び二次循環燃焼排ガスのそれらのファンへの供給箇所に設けられる。
【００４４】
移行の開始の前に、ＦＤ１０及びＰＡ７ファン、新鮮な空気用の入口制御１９Ａ、１９Ｂ及び隔離（タイト遮断）ダンパ１８Ａ、１８Ｂは、完全に開放され、関連の燃焼排ガス循環制御ダンパ２０Ａ、２０Ｂは、完全に閉じられる。排気筒入口ダンパ２１は、開放されて、すべての燃焼排ガスが排気筒に流れる。
【００４５】
第一移行ステップにおいて、酸素は、酸素ランス１５を介して作動バーナー１４からシステムに供給されてもよい。この実施例において、ランス１５は、酸素を追加する前に好ましくはパージされて煤塵の堆積を回避し且つランスを冷却する。このステップにおいて、酸素は、ランス冷却必要条件によって決められるように、最小流速で作動バーナーのランスに最初に導入された後、移行中必要に応じて増加されてバーナーでの燃焼の安定を維持する。
【００４６】
別の移行ステップにおいて、第二循環ダンパ２０Ｂは開放し始め、二次空気と二次酸素循環燃焼排ガスとの間の移行が始まる。ＦＤファンの新鮮な空気用供給ダンパ１９Ｂが閉じ始めると、二次酸素混合器１１に供給された二次酸素は、循環燃焼排ガス及び任意の残りの吸気と混合されて所望の酸素濃度の二次酸素循環燃焼排ガスを生成する。移行は、二次循環ダンパ２０Ｂが完全に開放され且つＦＤファンの新鮮な空気用ダンパ１９Ｂが閉じられると完了する。一実施例において、移行は、１分あたり満載量の約１％と約３％との間の率、より好ましくは１分あたり満載量の約２％で生じる。理解されることは、この実施例における移行の率は、ボイラの用途、燃料の型その他の設計規準における変動によって変動する。
【００４７】
このステップで二次循環燃焼排ガスに酸素を送り込む間、酸素濃度は、二次酸素混合器１１の下流で監視される。その後、酸素の二次混合器１１への導入は調節されて、二次酸素循環燃焼排ガスにおける約４％と約２８％との間の酸素濃度を維持する。好適な実施例において、酸素濃度は、約１８％と約２３％との間に維持される。移行が一旦完了すると、タイト遮断ダンパ１８Ｂは閉じられて空気の侵入を防ぐ。
【００４８】
更なる移行ステップにおいて、一次循環ダンパ２０Ａは、次に開放し始め、一次空気と一次酸素循環燃焼排ガスとの間の移行が始まる。ＰＡファンの新鮮な空気用供給ダンパ１９Ａは閉じ始め、一次酸素混合器５に供給された一次酸素は、循環燃焼排ガス及び任意の残りの吸気と混合されて所望の酸素濃度の一次酸素循環燃焼排ガスを生成する。移行は、一次循環ダンパ２０Ａが完全に開放され且つＰＡファンの新鮮な空気用ダンパ１９Ａが閉じられると完了する。好適な実施例において、移行は、１分あたり満載量の約２％と約４％との間の率、より好ましくは１分あたり満載量の約３％で生じる。
【００４９】
このステップで一次循環燃焼排ガスに酸素を送り込む間、酸素濃度は、一次酸素混合器５の下流で監視される。その後、酸素の一次酸素混合器５への導入は調節されて、約１６％と約２３．５％との間の酸素濃度を維持する。好適な実施例において、酸素濃度は、約１７％と約２０％との間に維持される。一次酸素混合器５及び二次酸素混合器１１が直列で作動する実施例において、酸素の二次酸素混合器１１への導入も同時に調節されて、二次酸素循環燃焼排ガスにおける酸素の所望のレベルを維持する。移行が一旦完了すると、タイト遮断ダンパ１８Ａは閉じられて空気の侵入を防ぐ。
【００５０】
移行が一旦生じると、ボイラ装填量は、満載量又は満載量未満の所望の量に調節されてもよい。装填量が調節される場合、石炭流及び酸素流は、好ましくは別々に調節され、そのため酸素流における調節は、装填量が増加すると燃料流における調節となり、装填量が減少すると、燃料流を遅らせる。
【００５１】
ボイラ燃焼率が、酸素及び燃焼排ガス循環の総要求量を制御する状態で、更なる実施例において、酸素／循環ガス流率は使用されて蒸気温度制御用の炉吸収を調整（増加又は減少）してもよい。
【００５２】
上記実施例において、二次酸素循環燃焼排ガスへの移行は最初に完了され、次に一次酸素循環燃焼排ガスへの移行が行なわれる。特定のプラント形状の都合上、別の実施例において、移行が生じる順序は逆でもよく、移行は平行又は同時に生じてもよく、一方の移行が他の移行を遅らせてもよい。
【００５３】
別の実施例において、点火装置は使用されて、移行が完了するまで燃焼を援助してもよい。
【００５４】
本発明のボイラ装置の概略は図１に示されている。酸素燃焼移行及び操作時、酸素は酸素入口６から一次酸素混合器５に供給され、二次酸素入口１２から二次酸素入口に供給される。また、別の酸素１７は、酸素ランス１５を介してバーナー１４に直接供給されてもよい。
【００５５】
一次酸素循環燃焼排ガス流及び二次酸素循環燃焼排ガス流の両方は、バーナーに達する前に、空気ヒーター２によって任意で予め加熱される。一次酸素循環燃焼排ガス流は、次に粉砕器１３に進み、二次酸素循環燃焼排ガス流は風箱１６に進む。
【００５６】
酸素燃焼はボイラ１において生じ、この場合、バーナーに供給された任意のレベルの燃料及び酸化剤は燃焼されてＣＯ２の豊富な燃焼排ガスを生成する。生成した燃焼排ガスはボイラを出て、空気ヒーター２に入り、次に燃焼後汚染物質洗浄手段３を通過する（即ち、ＳＯ２、煤塵及び水分除去）。
【００５７】
一旦洗浄されると、酸素燃焼排ガスの流れは、燃焼排ガス循環及びＣＯ２浄化並びに圧縮流に排出される。燃焼排ガス循環流は、一次酸素混合器５に進み一次酸素入口６からの酸素と混合される。ＣＯ２圧縮流は、ＣＰＵ４に進み処理される。移行前に、非循環ガスは排気筒２２を出る。排気筒・ダンパ２１は、排気筒２２への燃焼排ガス流を調整する。移行中、排気筒・ダンパ２１は、閉じ始め、排気筒２２への流れを減少し、ＣＰＵ４への流れを増加する。ダンパ２１が完全に閉じられた場合、燃焼排ガスの排気からＣＯ２捕集への移行は完了する。
【００５８】
別の実施例において、本発明の方法は、酸素燃焼から空気燃焼への移行に適用してもよい。空気燃焼へ戻る移行は、空気燃焼から酸素燃焼への移行のほぼ逆である。
【００５９】
第一ステップにおいて、ボイラ装填量は、移行装填量に減少され、ＣＰＵ４は停止され、排気筒内の流れは再度、確立される。一次循環燃焼排ガス流は、最初にタイト遮断ダンパ１８Ａを開放した後、同時に循環ダンパ２０Ａを閉じつつ制御ダンパ１９Ａを徐々に開放することによって、空気に移行される。二次循環燃焼排ガス流は、最初にタイト遮断ダンパ１８Ｂを開放した後、同時に２０Ｂを閉じつつ制御ダンパ１９Ｂを徐々に開放することによって、空気に移行される。この工程において、追加された酸素は、必要に応じて調整されて酸素循環ガスにおける所望の濃度を維持する。移行が一旦完了すると、燃焼に必要なすべての酸化剤は、新鮮な空気用入口８、９に供給され、酸素供給手段の接続が外される。
【００６０】
本発明の特定の実施例を詳述して本発明の原則の適用を例証したが、本発明は、本発明の範囲を逸脱することなく当業者にとって明らかであるように様々に実施されてもよい。
【図１】
0005461873.tif 000002
【図２】
0005461873.tif 000003