(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼室から排出される排気ガスの一部を温度調整ガスとして再循環させて燃焼室に環流供給して燃焼温度を調整しながら、燃料中に含まれる窒素化合物に起因して窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されるのを抑制できる燃焼装置の燃焼方法、燃焼装置を提供する。【解決手段】燃料の酸化剤として純酸素を用い、且つ燃料と純酸素との割合により決まる当量比を１より高くし、燃焼炉３で燃料を純酸素で還元燃焼させ、燃料中に含まれる窒素化合物に起因して窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されるのを抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
当量比を１より高くして燃料と純酸素を燃焼室に供給して還元燃焼させる
ことを特徴とする燃焼装置の燃焼方法。
【請求項２】
請求項１に記載する燃焼装置の燃焼方法において、
前記燃料と前記純酸素との還元燃焼後に、当量比が１以下となるように、未燃燃料に純酸素を供給する
ことを特徴とする燃焼装置の燃焼方法。
【請求項３】
請求項２に記載する燃焼装置の燃焼方法において、
前記還元燃焼させる際に供給する前記純酸素の一部を未燃燃料に供給する
ことを特徴とする燃焼装置の燃焼方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載する燃焼装置の燃焼方法において、
燃焼温度を調整する温度調整ガスを前記燃焼室に供給する
ことを特徴とする燃焼装置の燃焼方法。
【請求項５】
請求項４に記載する燃焼装置の燃焼方法において、
前記燃焼室の燃焼ガスを前記燃焼室に循環させ、
前記温度調整ガスは、循環させる燃焼ガスの一部である
ことを特徴とする燃焼装置の燃焼方法。
【請求項６】
燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼領域を有する燃焼室と、
前記燃料を前記燃焼領域に供給する燃料供給手段と、
純酸素を前記燃焼領域に供給する純酸素供給手段と、
前記燃焼領域の当量比が１より高くなるように前記燃料の供給量と前記純酸素の供給量を制御する当量比制御手段とを備えた
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項７】
請求項６に記載する燃焼装置において、
前記燃焼室には、還元燃焼後に未燃燃料を燃焼させて燃焼ガスを排出する第二燃焼領域が備えられ、
前記純酸素供給手段には、前記第二燃焼領域に前記純酸素の一部を供給する供給系が備えられ、
前記当量比制御手段は、前記第二燃焼領域の当量比が１以下になるように前記純酸素の一部の供給量を制御する
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項８】
請求項６もしくは請求項７に記載する燃焼装置において、
燃焼温度を調整する温度調整ガスを前記第二燃焼領域に供給する温度調整ガス供給手段を備えた
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項９】
請求項８に記載する燃焼装置において、
前記燃焼室の前記第二燃焼領域からの燃焼ガスを循環ガスとして前記燃焼室の燃焼領域に循環させる循環系を備え、
温度調整ガス供給手段は、前記循環系を循環する循環ガスの一部を前記第二燃焼領域に供給する手段である
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項１０】
請求項６から請求項９のいずれか一項に記載する燃焼装置において、
前記第二燃焼領域からの燃焼ガス中の窒素酸化物の濃度を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測される窒素酸化物の濃度が所定の範囲となるように、前記当量比制御手段による前記燃料の供給量と前記純酸素の供給量を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載する燃焼装置において、
前記燃焼室は、蒸気タービンを駆動するための蒸気を得るボイラの燃焼炉である
ことを特徴とする燃焼装置。
【請求項１２】
請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載する燃焼装置において、
前記燃焼室は、ガスタービンで膨張される燃焼ガスを得るガスタービン燃焼器の燃焼室である
ことを特徴とする燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼装置の燃焼方法、及び、燃焼装置に関し、燃料に含まれる窒素化合物を窒素に分解する場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電設備として、石炭、重質油、バイオマス等をガス化炉でガス化し、得られたガス化ガスをガスタービン燃焼器の燃料として燃焼し、燃焼ガスをガスタービンで膨張することで発電動力を得ているものがある。
【０００３】
また、石炭等の燃料をボイラで燃焼し、得られた高温高圧の蒸気でタービンを回転することで発電動力を得ているものがある。いずれの燃料にもアンモニア等の窒素化合物（例えば、石炭の場合はアミン型やピリジン型などの形態で窒素分を含有している）が含まれるため、燃料を燃焼する際、ＮＯｘ等の窒素酸化物が発生する。
【０００４】
このような燃料中の窒素化合物は、通常、アンモニア除去装置等により燃料中のアンモニアを窒素（Ｎ２）と水蒸気に分解したり、排煙脱硝装置により排気ガス中のＮＯｘ等の窒素酸化物を窒素（Ｎ２）と水蒸気に分解しているが、環境保全およびコスト低減の観点から、大気汚染物質を一層低減するより簡易な方法が求められている。
【０００５】
一方、近年では、地球温暖化防止の観点からＣＯ２排出量削減を目的に、ＣＯ２分離・回収機構を適用する火力発電設備に関する検討が国内外で進められ、その一環として、ガスタービンやボイラから排出される排気ガスの一部を系内で循環させて還流供給するクローズド又はセミクローズドサイクルガスタービンやボイラが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このようなガスタービンやボイラでは、一旦窒素酸化物が生じると、排気ガスの一部として循環し、その濃度は系内で増加し、大気中に排気ガスを排出する場合には、排気ガスと共に窒素酸化物も排出され、環境に影響を与える。
【０００７】
火力発電では、燃焼ガスの熱や動力により発電しつつ、ＮＯｘ等の窒素酸化物の発生を大幅に低減できるガスタービンやボイラが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−０６３０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、燃料中に含まれる窒素化合物に起因して窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されるのを抑制できる燃焼装置の燃焼方法、及び、燃焼装置を提供することを目的とする。
【００１０】
特に、燃焼室から排出される排気ガスの一部を温度調整ガスとして再循環させて燃焼室に環流供給して燃焼温度を調整しながら、燃料中に含まれる窒素化合物に起因して窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されるのを抑制できる燃焼装置の燃焼方法、燃焼装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の燃焼装置の燃焼方法は、当量比を１より高くして燃料と純酸素を燃焼室に供給して還元燃焼させることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に係る本発明では、燃料の酸化剤として純酸素を用い、且つ燃料と純酸素との割合により決まる当量比を１より高くして燃料を純酸素で還元燃焼させることができる。これにより、燃料中に含まれる窒素化合物に起因して窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されるのを抑制することができる。
【００１３】
そして、請求項２に係る本発明の燃焼装置の燃焼方法は、請求項１に記載する燃焼装置の燃焼方法において、前記燃料と前記純酸素との還元燃焼後に、（出口の排気ガスの）当量比が１以下となるように、未燃燃料に純酸素を供給することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る本発明では、燃料の酸化剤として純酸素を用い、最初に燃料と純酸素との割合により決まる当量比を１より高くして燃料を純酸素で還元燃焼させ、未燃焼の燃料をほぼ完全燃焼させることができる。これにより、ＮＯｘの発生を大幅に抑制でき、且つ燃焼室全体として燃料をほぼ完全に燃焼させることができる。
【００１５】
また、請求項３に係る本発明の燃焼装置の燃焼方法は、請求項２に記載する燃焼装置の燃焼方法において、前記還元燃焼させる際に供給する前記純酸素の一部を未燃燃料に供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る本発明では、燃焼室に供給される純酸素を分岐して還元燃焼後に供給することにより、燃料と純酸素との割合により決まる当量比をより正確に調整することができる。これにより、ＮＯｘの発生をさらに大幅に抑制でき、且つ燃焼室全体として燃料をほぼ完全に燃焼させることができる。
【００１７】
また、請求項４に係る本発明の燃焼装置の燃焼方法は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載する燃焼装置の燃焼方法において、燃焼温度を調整する温度調整ガスを前記燃焼室に供給することを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る本発明では、温度調整ガスを供給することにより、排出される燃焼ガスの温度を制御して、後続の機器に対する最適な温度に調整することができる。
【００１９】
温度調整ガスを供給することにより燃焼温度が制御され、最初に燃料過濃条件で燃料を純酸素で還元燃焼させ、次いで燃料希薄条件で未燃焼の燃料をほぼ完全燃焼させる条件に温度を調整することができる。燃焼室には、燃料、純酸素、温度調整ガスが供給され、還元燃焼の領域ではＮＯｘの発生を抑制し、燃焼室全体として燃料をほぼ完全に燃焼させることができる。
【００２０】
また、請求項５に係る本発明の燃焼装置の燃焼方法は、請求項４に記載する燃焼装置の燃焼方法において、前記燃焼室の燃焼ガスを前記燃焼室に循環させ、前記温度調整ガスは、循環させる燃焼ガスの一部であることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に係る本発明では、燃焼室から排出されて循環される循環ガスの一部を温度調整ガスとして再循環させて燃焼温度を調整することができ、系内の循環ガスの一部で温度調整ガスを賄うことができる。
【００２２】
上記目的を達成するための請求項６に係る本発明の燃焼装置は、燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼領域を有する燃焼室と、前記燃料を前記燃焼領域に供給する燃料供給手段と、純酸素を前記燃焼領域に供給する純酸素供給手段と、前記燃焼領域の当量比が１より高くなるように前記燃料の供給量と前記純酸素の供給量を制御する当量比制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項６に係る本発明では、当量比制御手段により、燃料と純酸素の当量比を１より高くなるように制御しながら、燃焼領域で燃料を純酸素で還元燃焼させることができる。これにより、燃料中に含まれる窒素化合物に起因して窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されるのを抑制することができる。
【００２４】
そして、請求項７に係る本発明の燃焼装置は、請求項６に記載する燃焼装置において、前記燃焼室には、還元燃焼後に未燃燃料を燃焼させて燃焼ガスを排出する第二燃焼領域が備えられ、前記純酸素供給手段には、前記第二燃焼領域に前記純酸素の一部を供給する供給系が備えられ、前記当量比制御手段は、前記第二燃焼領域の当量比が１以下になるように前記純酸素の一部の供給量を制御することを特徴とする。
【００２５】
請求項７に係る本発明では、当量比制御手段により、燃料と純酸素との割合により決まる当量比を制御しながら、燃焼領域で燃料を純酸素で還元燃焼させ、第二燃焼領域で未燃焼の燃料を燃焼させることができる。これにより、ＮＯｘの発生を抑制することができ、燃焼室全体として燃料をほぼ完全に燃焼させることができる。
【００２６】
また、請求項８に係る本発明の燃焼装置は、請求項６もしくは請求項７に記載する燃焼装置において、燃焼温度を調整する温度調整ガスを前記第二燃焼領域に供給する温度調整ガス供給手段を備えたことを特徴とする。
【００２７】
請求項８に係る本発明では、温度調整ガス供給手段により第二燃焼領域に温度調整ガスを供給して燃料と純酸素との燃焼温度を最適に調整することができる。これにより、排出される燃焼ガスの温度を制御して、後続の機器に対する最適な温度に調整することができる。
【００２８】
また、還元燃焼だけでは実現できなかった、ＮＯｘの発生を効果的に抑制する最適な還元条件と最適な燃焼温度を設定することができ、燃焼促進を同時に実現させることができる。
【００２９】
また、請求項９に係る本発明の燃焼装置は、請求項８に記載する燃焼装置において、前記燃焼室の前記第二燃焼領域からの燃焼ガスを循環ガスとして前記燃焼室の燃焼領域に循環させる循環系を備え、温度調整ガス供給手段は、前記循環系を循環する循環ガスの一部を前記第二燃焼領域に供給する手段であることを特徴とする。
【００３０】
請求項９に係る本発明では、第二燃焼領域から排出される燃焼ガス（循環ガス）の一部を第二燃焼領域に循環させて燃焼温度を調整することができ、系内の循環ガスの一部で温度調整ガスを賄うことができる。
【００３１】
また、第二燃焼領域には、燃料、純酸素、燃焼ガスが供給され、当量比が１より高い還元燃焼の領域ではＮＯｘの発生を抑制し、燃焼室全体として燃料をほぼ完全に燃焼させることができる。また、系内から抽出した排気ガスで温度調整ガスを賄うことができる。
【００３２】
また、請求項１０に係る本発明の燃焼装置は、請求項６から請求項９のいずれか一項に記載する燃焼装置において、前記第二燃焼領域からの燃焼ガス中の窒素酸化物の濃度を計測する計測手段と、前記計測手段により計測される窒素酸化物の濃度が所定の範囲となるように、前記当量比制御手段による前記燃料の供給量と前記純酸素の供給量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００３３】
請求項１０に係る本発明では、燃焼装置の燃焼条件が変化した場合等に、計測手段により計測される窒素酸化物の濃度が所定の範囲から外れたことが検出されると、燃焼ガス中の窒素酸化物の濃度の範囲が所定の範囲に維持されるように、当量比制御手段による燃料の供給量と純酸素の供給量が制御される。このため、燃料の組成や純酸素の純度、温度調整ガスの組成が変化した場合や、燃焼装置の燃焼負荷が変化した場合等であっても、燃焼ガス中の窒素酸化物の濃度の範囲が所定の範囲に維持される。
【００３４】
また、請求項１１に係る本発明の燃焼装置は、請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載する燃焼装置において、前記燃焼室は、蒸気タービンを駆動するための蒸気を得るボイラの燃焼炉であることを特徴とする。
【００３５】
また、請求項１２に係る本発明の燃焼装置は、請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載する燃焼装置において、前記燃焼室は、ガスタービンで膨張される燃焼ガスを得るガスタービン燃焼器の燃焼室であることを特徴とする。
【００３６】
請求項１１、請求項１２に係る本発明では、燃料中に含まれる窒素化合物に起因して窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されるのを抑制することができるボイラ、もしくは、ガスタービン燃焼器を備えた火力発電設備を構築することができる。
【００３７】
前記燃料供給手段、前記純酸素供給手段及び温度調整ガス供給手段は、前記燃焼ガスの流れ方向に対して交差する方向の平面に対して複数箇所に設けることが好ましい。燃料供給手段、純酸素供給手段及び温度調整ガス供給手段により燃焼ガスの流れ方向に対して交差する面内での燃焼領域及び第二次燃焼領域の当量比及び燃焼温度をより正確に調整することができる。
【００３８】
また、前記純酸素供給手段は、前記第二燃焼領域の複数の位置に設けられることが好ましい。これにより、第二燃焼領域で、複数の燃焼領域における燃料と酸素との割合により決まる当量比を任意に調整することができ、燃焼領域で燃焼されなかった未燃焼の燃料を純酸素でほぼ完全に燃焼させることができる。
【００３９】
また、前記温度調整ガス供給手段は、前記第二燃焼領域の複数の位置に設けられることが好ましい。これにより、第二燃焼領域の複数の燃焼領域に温度調整ガスを供給して還元燃焼または完全燃焼に適した燃焼温度に任意に調整することができ、燃焼室全体としてはＮＯｘの発生を抑制しつつ、燃料を純酸素でほぼ完全に燃焼させることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の燃料中に含まれる窒素化合物に起因して窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されるのを抑制できる燃焼装置の燃焼方法、及び、燃焼装置とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態１に係る燃焼装置の燃焼方法に適用される排気ガス循環型火力発電設備の概略構成図である。
【図２】実施形態２に係る燃焼装置の燃焼方法に適用される排気ガス循環型火力発電設備の概略構成図である。
【図３】実施形態１、２に係る定格温度における燃料中のアンモニアの窒素（Ｎ２）への分解率と反応時間との関係を示すグラフである。
【図４】実施形態１、２に係る燃料中のアンモニアの窒素（Ｎ２）への分解率と当量比との関係を示すグラフである。
【図５】実施形態３に係る燃焼装置の燃焼方法に適用される排気ガス循環型火力発電設備の概略構成図である。
【図６】実施形態３に係る定格温度における燃料中のアンモニアの窒素（Ｎ２）への分解率と反応時間との関係を示すグラフである。
【図７】実施形態３に係る燃料中のアンモニアの窒素（Ｎ２）への分解率と当量比との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
（実施形態１）
本実施形態では、燃焼装置としてのボイラを備える火力発電設備の一例として排気ガス循環型火力発電設備について説明する。図１に、排気ガス循環型火力発電設備の概略構成図を示す。
【００４３】
排気ガス循環型火力発電設備１は、ボイラ２と、純酸素を製造する酸素製造装置６と、ボイラ２で生成された燃焼ガスを高温熱源として高温蒸気が送られる蒸気タービン９と、蒸気タービン９により駆動される発電機１０とを備えている。
【００４４】
ボイラ２は、燃料を燃焼させて燃焼ガス７を生成する燃焼室として、燃焼炉３を備えている。燃焼炉３は、燃焼領域としての第一燃焼領域３ａと第二燃焼領域３ｂとで構成される。燃料が供給されて燃焼する側を上流とし、排気ガスが排出される側を下流とすると、燃焼炉３は、上流側に第一燃焼領域３ａ、下流側に第二燃焼領域３ｂを備えている。また、燃焼炉３は、燃焼ガス７を排出する排出部３ｃを有する。
【００４５】
第一燃焼領域３ａには、複数のバーナー５が設けられている。これらのバーナー５には、第１の燃料供給手段ＦＥ１、第１の純酸素供給手段ＡＯ１及び第１の排気循環ガス供給手段ＨＧ１が接続されている。
【００４６】
第二燃焼領域３ｂには、複数の二次供給口４が設けられ、二次供給口４には、第２の純酸素供給手段ＡＯ２及び第２の排気循環ガス供給手段ＨＧ２が接続されている。なお、二次供給口４はバーナー５と兼用することができる。例えば、燃焼炉３の下流側に燃料（二次燃料）が供給される場合、二次供給口４は、純酸素と、排気循環ガスを供給する二次供給口４と共に、燃焼炎を噴き出すためのバーナー５（火口）としても機能する。
【００４７】
第１の燃料供給手段ＦＥ１は、燃焼領域としての第一燃焼領域３ａに燃料を供給し、第１と第２の純酸素供給手段ＡＯ１、ＡＯ２は、第一燃焼領域３ａ及び第二燃焼領域３ｂに酸素製造装置６で製造された純酸素をそれぞれ供給し、第１と第２の排気循環ガス供給手段ＨＧ１、ＨＧ２は、第一燃焼領域３ａ及び第二燃焼領域３ｂに燃焼炉３の排出部３ｃから排出された排気ガスの一部を温度調整ガス、即ち、排気循環ガスとしてそれぞれ供給する。
【００４８】
本発明では、詳細は後述するが、第一燃焼領域３ａで燃料と純酸素との割合により決まる当量比を１より高くして、燃料を純酸素により還元燃焼させ、第二燃焼領域３ｂで、還元燃焼で燃焼されなかった未燃焼の燃料と純酸素との割合により決まる当量比を１以下として未燃焼の燃料を燃焼させるものである。
【００４９】
酸素製造装置６は、空気から酸素を分離して純酸素を製造する。純酸素とは、高濃度の酸素、具体的には、９５％以上の濃度の酸素が例として挙げられる。酸素製造装置６は、圧縮機で供給される高圧空気から純酸素を分離する。なお、純酸素は、酸素製造装置６で製造された酸素に限定されず、高濃度の酸素を供給できるものであればよい。分離された純酸素は第１の純酸素供給手段ＡＯ１及び第２の純酸素供給手段ＡＯ２に分岐される。
【００５０】
また、酸素製造装置６及び第１の燃料供給手段ＦＥ１には、燃焼炉３に供給される燃料と純酸素との割合により決まる当量比を制御するための当量比制御手段ＥＱが接続されている。
【００５１】
ボイラ２は、図示されない伝熱管が設けられ、伝熱管は蒸気タービン９に接続されている。蒸気タービン９はボイラ２からの熱で生じた蒸気が供給されるように構成され、発電機１０は、蒸気タービン９に結合され、蒸気タービン９により駆動され発電動力を得る。
【００５２】
以下、本実施形態に係るボイラ２を備えた排気ガス循環型火力発電設備１について詳細に説明する。
【００５３】
燃焼炉３には、石炭、重質油、天然ガス等の燃料と、酸化剤として酸素製造装置６で製造された純酸素と、燃料と純酸素との燃焼温度を調整する排気循環ガスとして燃焼炉３の排出部３ｃから排出された排気ガスの一部が供給され、燃料と純酸素との反応により高温の燃焼ガス７が生成される。
【００５４】
具体的には、最初に第一燃焼領域３ａに第１の燃料供給手段ＦＥ１からの燃料と、第１の純酸素供給手段ＡＯ１からの純酸素と、第１の排気循環ガス供給手段ＨＧ１からの排気循環ガスが供給され、次いで第二燃焼領域３ｂに第２の純酸素供給手段ＡＯ２からの純酸素と、第２の排気循環ガス供給手段ＨＧ２からの排気循環ガスが供給され、燃料と純酸素との反応により高温の燃焼ガス７が生成される。
【００５５】
燃焼炉３で発生した燃焼ガス７を熱源として発生した高温の蒸気は、蒸気タービン９に供給されて、これを駆動し、蒸気タービン９に結合された発電機１０により電気を発生する。蒸気タービン９で仕事をした後の蒸気は復水器１１で復水され、ボイラ２に戻される。
【００５６】
また、燃焼炉３で燃焼した燃焼ガス７の一部は、排気ガス循環ファン８を介して第１の排気循環ガス供給手段ＨＧ１及び第２の排気循環ガス供給手段ＨＧ２により燃焼炉３に還流供給される。残りの余った排気ガスは、図示されない集塵装置及び脱硫装置において精製され、煙突１２から排出される。
【００５７】
燃焼炉３の排出部３ｃから排出された排気ガスの一部は、煙道等に設けられた排ガスダンパの開閉により分流され、排気循環ガスとして、排気ガス循環ファン８により燃焼炉３に還流供給される。
【００５８】
排気循環ガスは、第１の排気循環ガス供給手段ＨＧ１及び第２の排気循環ガス供給手段ＨＧ２を介して第一燃焼領域３ａ及び第二燃焼領域３ｂに還流供給される。
【００５９】
次に、本発明のボイラの燃焼方法について説明する。
【００６０】
本発明のボイラ２の燃焼方法は、燃焼炉３の排出部３ｃから排出される排気ガスの一部を排気循環ガスとして還流供給しながら、第一燃焼領域３ａで燃料と純酸素との割合により決まる当量比を１より高くして燃料を純酸素で燃焼させ、第二燃焼領域３ｂで燃料と純酸素との割合により決まる当量比が１以下となるように未燃焼の燃料を純酸素で燃焼させるものである。
【００６１】
当量比の制御は、当量比制御手段ＥＱにより行うことができる。本実施形態に係る当量比制御手段ＥＱは、第一燃焼領域３ａに供給される燃料と純酸素の割合により決まる当量比が１より高くなるように第１の燃料供給手段ＦＥ１と第１の純酸素供給手段ＡＯ１を制御する。また、第一燃焼領域３ａで燃焼されなかった未燃焼の燃料と第二燃焼領域３ｂに供給される純酸素との割合により決まる当量比が１以下となるように、第２の純酸素供給手段ＡＯ２を制御する。
【００６２】
当量比が１より高いとは、燃料が過濃であり、純酸素が燃料を酸化するのに必要な量（量論酸素量）よりも少ないことをいう。このため、当量比が大きくなる程、燃料過濃で純酸素量が少なく、強い還元性雰囲気となる傾向を有する。
【００６３】
燃焼炉３に燃料が供給されると燃料中のアンモニアは短時間でフュエルＮＯｘに酸化されることに鑑みて、本発明ではアンモニアがフュエルＮＯｘに酸化される前に窒素（Ｎ２）に分解し、フュエルＮＯｘの発生を抑制しようとするものである。
【００６４】
このため、本発明では、１より高い当量比の燃料過濃条件を第一燃焼領域３ａで形成することにより、アンモニアから窒素への還元を促進し、フュエルＮＯｘの発生を低減させるものである。１より高い当量比の燃料過濃条件とすることで、詳細は図３、４で後述するが、フュエルＮＯｘの発生を低減することができる。
【００６５】
また、第一燃焼領域３ａでは燃料過濃条件で燃料を燃焼させるため、未燃焼の燃料が残ることになる。このような未燃焼の燃料は、第二燃焼領域３ｂで当量比１以下の燃料希薄条件で燃料を燃焼させれば、未燃焼の燃料を完全燃焼させることが可能となる。
【００６６】
特にボイラ２のように、炉内での燃焼時間を長くとることができる燃焼装置の場合（例えば、数秒〜数十秒）、第一燃焼領域３ａで燃料を所定時間で還元燃焼させても、第二燃焼領域３ｂで残りの燃焼時間を使うことにより未燃焼の燃料を十分に燃焼させることができる。これにより、フュエルＮＯｘの発生を低減し、且つ燃料を無駄なく完全燃焼させることができる。
【００６７】
このように、燃焼装置の特性により燃料と純酸素が燃焼できる燃焼時間や反応温度が異なるため、各燃焼装置に応じて、第一燃焼領域３ａでの当量比及び第二燃焼領域３ｂでの燃焼温度を適切な範囲に設定することが重要となる。
【００６８】
燃料、純酸素、排気循環ガスによる還元燃焼では適した当量比と適した燃焼温度があり、また、燃料、純酸素、排気循環ガスによる燃焼では、燃焼温度が高すぎても低すぎても燃焼反応が進まず、燃料の完全燃焼のためには適した燃焼温度に調整する必要がある。
【００６９】
本実施形態では、第一燃焼領域３ａでの還元燃焼に適した当量比を当量比制御手段ＥＱで形成することができる。
【００７０】
一方、第一燃焼領域３ａまたは第二燃焼領域３ｂでの還元燃焼に適した温度または燃料の完全燃焼に適した燃焼温度を、第１の排気循環ガス供給手段ＨＧ１により供給される排気ガス及び第２の排気循環ガス供給手段ＨＧ２により供給される排気循環ガスで実現することができる。
【００７１】
本発明の燃焼方法によれば、第一燃焼領域３ａでは燃料と純酸素との割合により決まる当量比を還元燃焼に適した当量比に任意に調整できる。同時に、排気循環ガスを供給し、排出される燃焼ガスの温度を任意に調整し、プラント負荷に応じた所定の温度に調整することができる。
【００７２】
そして、排気循環ガスを供給し、還元燃焼に適した燃焼温度に任意に調整することができる。これにより、第一燃焼領域３ａで燃料中の窒素化合物のＮ分を窒素（Ｎ２）に還元してＮＯｘの生成を抑制し、第二燃焼領域３ｂに燃料、純酸素及び排気循環ガスを供給して任意の当量比、任意の燃焼温度に調整し、燃料と純酸素との燃焼促進を図り、燃料を完全燃焼させることができる。なお、本発明は、燃料中に含まれるアンモニアに限らず、純酸素を主成分とする酸化剤、排気循環ガス中に含まれるアンモニアに適用しても同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００７３】
また、第一燃焼領域３ａでのＮＯｘの生成をより効果的に抑制するためには、温度調整ガスである排気循環ガスを供給しない又は供給量を少なくすることが好ましい。この場合、第１の排気循環ガス供給手段ＨＧ１に対応する複数のバーナー５に設けられた第１の燃料供給手段ＦＥ１のうち、１以上の位置から供給する排気循環ガスの供給量をゼロ又は少量にすることが好ましい。
【００７４】
また、本実施形態のボイラ２を備える火力発電設備によれば、フュエルＮＯｘ等の大気汚染物質の排出を最小限に抑えることができるため、排煙脱硝装置の規模を小さくするか、若しくは設備を不要とし、火力発電設備の初期コストと運用コストを低減することができる。また、排気ガスの大半を循環させるクローズドサイクル又はセミクローズドサイクルの火力発電プラントを対象としており、二酸化炭素の分離技術に大きく依存せず、二酸化炭素を回収することができる。特に、高温で且つ大量の二酸化炭素を排出する火力発電設備においては、排気ガスの一部を大気中に排出せずにボイラに還流供給することで、プラント熱効率の大幅な損失を招くことなく発電プラントから排出される二酸化炭素の排出量を大幅に削減し、且つフュエルＮＯｘ等の大気汚染物質の排出を最小限に抑えることができる。
【００７５】
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１のボイラ２の構成の変形例であり、実施形態１と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図２に、実施形態２に係る排気ガス循環型火力発電設備の概略構成図を示す。
【００７６】
排気ガス循環型石炭ガス化発電設備１Ａは、燃焼炉３の排出部３ｃから排出された排気ガス中の窒素酸化物の濃度を計測する計測手段１３と、計測結果に基づいて燃料、純酸素及び排気循環ガスの供給量を決定する制御手段１４と、決定された供給量で燃料、純酸素及び排気循環ガスを供給する調整手段１５とを具備するボイラ２を備えている。
【００７７】
以下、燃料、純酸素及び排気循環ガスの供給量の調整方法について説明する。まず、計測手段１３は、排気ガス中の窒素酸化物の濃度を計測して、計測結果を制御手段１４に伝達する。制御手段１４は、計測手段１３からの情報に基づいて、窒素酸化物の排出量を最小にするように第１の燃料供給手段ＦＥ１、第１と第２の純酸素供給手段ＡＯ１、ＡＯ２及び第１と第２の排気循環ガス供給手段ＨＧ１、ＨＧ２により供給される燃料、純酸素及び排気循環ガスの供給量をそれぞれ決定し、決定された供給量で燃料、純酸素及び排気循環ガスを供給量するように調整手段１５を制御する。次に、調整手段１５は、決定された燃料、純酸素及び排気循環ガスの供給量を第１の燃料供給手段ＦＥ１、第１と第２の純酸素供給手段ＡＯ１、ＡＯ２及び第１と第２の排気循環ガス供給手段ＨＧ１、ＨＧ２によりそれぞれ供給する。
【００７８】
供給量の調整は、燃料に含まれるアンモニアから窒素への分解率が最大となるような燃料と純酸素との当量比、この当量比に対する排気循環ガスの供給量、純酸素及び排気循環ガス供給位置等、さらに温度との関係を考慮して、予め測定したデータ又はシミュレーション等に基づいて行うことができる。このように供給量の調整方法は特に制限されない。
【００７９】
計測手段１３としては、ガスクロマトグラフィー等の公知の計測装置を挙げることができる。計測手段１３の配設位置は、特に制限はなく、例えば、燃焼炉３内やボイラ２の出口から排気循環ガスを還流供給するバーナー５付近までの管路や、排気ガスが排出される煙突１２等に配設することができる。本実施形態では、ボイラ２の出口に配設されている。
【００８０】
調整手段１５としては、流量調節弁や流量計などを挙げることができる。なお、調整手段１５は、第１の燃料供給手段ＦＥ１と、第１と第２の純酸素供給手段ＡＯ１、ＡＯ２及び第１と第２の排気循環ガス供給手段ＨＧ１、ＨＧ２毎に設けることが好ましい。
【００８１】
このような計測手段１３、制御手段１４及び調整手段１５を設けることにより、燃焼炉３の第一燃焼領域３ａ及び第二燃焼領域３ｂの燃焼条件、具体的には燃料と純酸素との割合により決まる当量比及び燃焼温度を任意に変更することができ、フュエルＮＯｘの発生を最小にする燃料と純酸素と排気ガスの混合比率を調整することができる。また、燃焼温度を適切に調整することでフュエルＮＯｘだけでなく、高温領域で起こるサーマルＮＯｘの生成も同時に抑制することができる。
【００８２】
なお、ボイラ２の出口の燃焼ガスの温度を計測し、所定の温度範囲となるように、燃料供給手段、純酸素供給手段及び排気循環ガス供給手段の供給量を調整してもよい。
【００８３】
次に、第一燃焼領域及び第二燃焼領域で燃料を燃焼させる、所謂二段燃焼法によるフュエルＮＯｘの低減効果を説明する。ボイラに本発明の燃焼方法を適用した場合について例示する。
【００８４】
図３に、定格温度（１３００℃）における燃料中のアンモニアの窒素（Ｎ２）への分解率と反応時間との関係に及ぼす当量比の影響を示す。当量比を１〜５０に変化させ、排気循環ガスは混合しないで数値解析を行った。図４に、図３の解析結果に基づき、ボイラ出口部に相当する燃焼時間でのアンモニアの窒素（Ｎ２）への分解率と当量比との関係を示す。
【００８５】
図３、４に示すように、燃焼時間を長くとることができるボイラ（例えば、数秒〜数十秒）に還元燃焼を適用した場合、燃料と純酸素との割合により決まる当量比を１より高くする、好ましくは当量比を２程度にすることで、ボイラの燃焼炉の入口から数秒の時間で、燃料中のアンモニアを窒素に高分解率で分解することができる。
【００８６】
このように、第一燃焼領域で当量比を１より高くする、好ましくは当量比２程度の燃料過濃条件で燃料を燃焼（所謂、還元燃焼）させることで、アンモニアを窒素（Ｎ２）に分解することができる。第二燃焼領域では、残されている燃焼時間を十分に適用することにより、未燃焼の燃料を完全燃焼させることが可能である。これにより、燃料と酸素と排気循環ガスを供給するボイラを備える火力発電設備にあって、フュエルＮＯｘの発生を低減する燃焼装置を実現することができる。
【００８７】
（実施形態３）
実施形態３では、燃焼装置としてガスタービン燃焼器を備える火力発電設備の一例として排気ガス循環型石炭ガス化発電設備について説明する。図５に、実施形態３に係る排気ガス循環型石炭ガス化発電設備の概略構成図を示す。
【００８８】
排気ガス循環型石炭ガス化発電設備２０は、燃料ガスを生成する石炭ガス化炉２１と、純酸素を製造する酸素製造装置６と、燃料ガスを精製するガス精製設備２２と、燃料ガスを燃焼させるガスタービン燃焼器２３と、燃焼ガスにより駆動されるガスタービン２４とを備えている。
【００８９】
石炭ガス化炉２１には、石炭等の燃料と、酸素製造装置６で製造された純酸素と、系内から抽出された二酸化炭素が供給され、燃料ガスが生成される。生成された燃料ガスは、ガス精製設備２２を介してガスタービン燃焼器２３に供給される。以下、燃料ガスを単に燃料という。
【００９０】
酸素製造装置６は、後述するガスタービン燃焼器２３に純酸素を供給する第１の純酸素供給手段ａｏ１及び第２の純酸素供給手段ａｏ２と共に石炭ガス化炉２１に純酸素を供給する純酸素供給手段ａｏ０を備えている。また、酸素製造装置６及びガス精製設備２２の出口には、詳細は後述するが、当量比制御手段ｅｑがそれぞれ設けられている。当量比制御手段ｅｑは、後述するガスタービン燃焼器２３での燃料と純酸素との当量比を制御するものである。
【００９１】
ガスタービン燃焼器２３は、第一燃焼領域２３ａと第二燃焼領域２３ｂとで構成される燃焼室を備えている。燃料が供給されて燃焼する側を上流とし、排気ガスが排出される側を下流とすると、燃焼室は、上流側に第一燃焼領域２３ａ、下流側に第二燃焼領域２３ｂを備えている。また、燃焼室は、燃焼ガスを排出する排出部２３ｃを有する。
【００９２】
第一燃焼領域２３ａには、第１の燃料供給手段ｆｅ１、第１の純酸素供給手段ａｏ１及び第１の排気循環ガス供給手段ｈｇ１が接続されている。第二燃焼領域２３ｂには、第２の純酸素供給手段ａｏ２及び第２の排気循環ガス供給手段ｈｇ２が接続されている。
【００９３】
第１の燃料供給手段ｆｅ１は、第一燃焼領域２３ａに燃料を供給し、第１と第２の純酸素供給手段ａｏ１、ａｏ２は、第一燃焼領域２３ａ及び第二燃焼領域２３ｂに純酸素をそれぞれ供給し、第１と第２の排気循環ガス供給手段ｈｇ１、ｈｇ２は、第一燃焼領域２３ａ及び第二燃焼領域２３ｂにガスタービン２４から排出された排気ガスの一部を燃焼温度を調整するための温度調整ガス、即ち、本実施形態では排気循環ガスを供給する。
【００９４】
ガスタービン燃焼器２３は、ガスタービン２４に接続されている。発電機１０はガスタービン２４により駆動され発電動力を得る。ガスタービン２４は、ガスタービン燃焼器２３で生成した燃焼ガスが供給されるように構成され、発電機１０は、ガスタービン２４に結合され、ガスタービン２４により駆動され発電動力を得る。
【００９５】
以下、本実施形態に係るガスタービン燃焼器２３を備えた排気ガス循環型石炭ガス化発電設備２０について詳細に説明する。
【００９６】
石炭ガス化炉２１には、石炭等の原料と、酸化剤（酸素、空気等）と、系内から抽出された二酸化炭素が供給され、高温の燃料ガスが生成される。本実施形態では、酸化剤として酸素製造装置６で製造された純酸素を用いている。なお、二酸化炭素は石炭等の原料を石炭ガス化炉２１に搬送するために用いている。
【００９７】
酸素製造装置６は、空気から酸素を分離して純酸素を製造する。純酸素とは、高濃度の酸素、具体的には、９５％以上の濃度の酸素が例として挙げられる。酸素製造装置６は、圧縮機で供給される高圧空気から純酸素を分離する。なお、純酸素は、酸素製造装置６で製造された酸素に限定されず、高濃度の酸素を供給できるものであればよい。
【００９８】
石炭ガス化炉２１で生成される燃料ガスには、一酸化炭素や水素ガス等の可燃成分の他、アンモニア、シアン化物等の窒素化合物等の微量成分が含まれている。これらの窒素化合物は酸化されるとフュエルＮＯｘ等の大気汚染物質を生成する。
【００９９】
このような微量成分を含む燃料ガスは、図示しない除塵手段により除塵され、図示しない熱交換器で所定の温度に調整され、ガス精製設備２２に送られる。ガス精製設備２２は、燃料ガスの微量成分を除去するものである。ガス精製設備２２としては、ハロゲン化物除去装置、脱硫装置、アンモニア除去装置、水銀除去装置等を挙げることができる。ガス精製設備２２で精製された燃料ガス（以下、単に燃料という）は、ガスタービン燃焼器２３に送られる。
【０１００】
ガスタービン燃焼器２３には、精製された燃料と、酸化剤として酸素製造装置６で製造された純酸素と、燃料と純酸素との燃焼温度を調整する温度調整ガスとしてガスタービン２４から排出された排気ガスの一部が排気循環ガスとして圧縮機２６を介して供給され、燃料が燃焼される。
【０１０１】
具体的には、最初に第一燃焼領域２３ａに第１の燃料供給手段ｆｅ１からの燃料と、第１の純酸素供給手段ａｏ１からの純酸素と、第１の排気循環ガス供給手段ｈｇ１からの排気循環ガスが供給され、次いで第二燃焼領域２３ｂに第２の純酸素供給手段ａｏ２からの純酸素と、第２の排気循環ガス供給手段ｈｇ２からの排気循環ガスが供給され、燃料と純酸素との反応により燃焼ガスが生成される。
【０１０２】
ガスタービン２４から排出された排気ガスの一部は排気循環ガスとして、第１の排気循環ガス供給手段ｈｇ１及び第２の排気循環ガス供給手段ｈｇ２を介して第一燃焼領域２３ａ及び第二燃焼領域２３ｂに還流供給される。
【０１０３】
ガスタービン燃焼器２３での燃焼により生じた燃焼ガスは、排出部２３ｃから排出されてガスタービン２４に送られて膨張され、発電動力が得られる。ガスタービン２４で仕事を終えた高温の排気ガスは、排熱回収ボイラ２５で熱回収され、図示されない給水に熱を受け渡し、発生した水蒸気を蒸気タービン９に案内して、これを駆動して、発電機１０により発電する。蒸気タービン９で仕事をした後の蒸気は復水器１１で復水され、排熱回収ボイラ２５に供給される。
【０１０４】
排熱回収ボイラ２５で熱回収された排気ガスは、圧縮機２６により圧縮され、燃料の圧力と同等に調整され、ガスタービン燃焼器２３の第一燃焼領域２３ａ及び第二燃焼領域２３ｂにそれぞれ設けられた第１と第２の排気循環ガス供給手段ｈｇ１、ｈｇ２によりガスタービン燃焼器２３に還流供給される。
【０１０５】
このようにガスタービン２４の排気ガスの一部は、燃料と酸素との燃焼温度を調整する温度調整ガス、即ち、排気循環ガスとして、第１と第２の排気循環ガス供給手段ｈｇ１、ｈｇ２によりガスタービン燃焼器２３に還流供給されるが、残余のガスタービン排気ガスは、煙突１２から排出されたり、二酸化炭素回収装置２７により水分が分離された後に回収され、外部に搬送された地層などに貯留される。
【０１０６】
また、回収された二酸化炭素の一部はガスタービン２４から排出された排気循環ガスと混合して又は単独でガスタービン燃焼器２３に還流供給することもできる。また、回収された二酸化炭素の一部は石炭等の原料を石炭ガス化炉２１に搬送するために用いられる。
【０１０７】
次に、本発明のガスタービン燃焼器の燃焼方法について説明する。以下、実施形態１で説明した内容と重複する場合は省略する。
【０１０８】
本発明のガスタービン燃焼器２３の燃焼方法は、ガスタービン２４から排出される排気ガスの一部を温度調整ガス、即ち、排気循環ガスとして還流供給しながら、第一燃焼領域２３ａで燃料と純酸素との割合により決まる当量比を１より高くして燃料を純酸素で燃焼させ、第二燃焼領域２３ｂで燃料と純酸素との割合により決まる当量比を１以下となるように未燃焼の燃料を純酸素で燃焼させるものである。
【０１０９】
当量比の制御は、当量比制御手段ｅｑにより行うことができる。
また、本発明では、燃料の酸化剤として純酸素を用いているため、燃焼に関与しない窒素を含まないガスとすることができ、窒素酸化物の生成を大幅に低減でき、且つ燃焼効率を向上させることができる。
【０１１０】
本実施形態では、第一燃焼領域２３ａでの還元燃焼に適した当量比を当量比制御手段ｅｑで形成し、第一燃焼領域２３ａまたは第二燃焼領域２３ｂでの還元燃焼に適した温度または燃料の完全燃焼に適した燃焼温度を第１の排気循環ガス供給手段ｈｇ１及び第２の排気循環ガス供給手段ｈｇ２で形成することができる。これにより、詳細は図６、７で後述するが、フュエルＮＯｘの発生を低減することができる。
【０１１１】
本発明のガスタービン燃焼器の燃焼方法によれば、第一燃焼領域２３ａに供給される排気循環ガスにより、第一燃焼領域２３ａの燃焼温度を所望の燃焼温度に調整しながら、燃料を１より高い当量比の燃料過濃条件で還元燃焼させることで燃料中の窒素化合物のＮ分を窒素（Ｎ２）に還元することができる。また、第二燃焼領域２３ｂに供給される排気循環ガスにより、第二燃焼領域２３ｂの燃焼温度を所望の燃焼温度に調整しながら１以下の当量比の燃料希薄条件で未燃焼の燃料を完全燃焼させることができる。これにより、燃焼領域全体としてはＮＯｘの発生を抑制しつつ、燃料の純酸素による燃焼反応を促進させ、燃焼効率を向上させることができる。
【０１１２】
次に、ガスタービン燃焼器２３に本発明の燃焼方法を適用した場合について例示する。
【０１１３】
図６に、定格温度（１３００℃）における第一燃焼領域での燃料中のアンモニアの窒素（Ｎ２）への分解率と反応時間との関係に及ぼす当量比の影響を示す。当量比を１〜５０に変化させ、排気循環ガスは混合しないで数値解析を行った。
【０１１４】
図７に、燃料中のアンモニアの窒素（Ｎ２）への分解率と当量比との関係を示す。
【０１１５】
図６、７に示すように、例えば燃焼時間を２０〜３０ｍｓｅｃしかとることができないガスタービン燃焼器２３に燃料の還元燃焼を適用した場合、当量比をより高い当量比で燃料ガスを燃焼させることにより、ガスタービン燃焼器２３の入口から約１ｍｓｅｃの極めて短時間で、燃料中のアンモニアを高い分解率で窒素に分解することができる。
【０１１６】
このように、第一燃焼領域２３ａでより高い当量比の燃料過濃条件で燃料ガスを燃焼させることで、極めて短時間でアンモニアを窒素に分解することができることがわかった。第二燃焼領域２３ｂでは、ガスタービン燃焼器２３の残りの燃焼時間が十分に残されているため、未燃焼の燃料ガスを完全燃焼させることが可能である。これにより、燃料と酸素と排気循環ガスを供給するガスタービン燃焼器を備える火力発電設備にあって、フュエルＮＯｘの発生を低減する燃焼装置を実現することができる。
【０１１７】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は、上述したものに限定されるものではない。
【０１１８】
上述した実施形態において、純酸素及び排気循環ガスは、第一燃焼領域３ａ、２３ａに燃料と共に供給したが、それぞれ単独で供給してもよく、第一燃焼領域３ａ、２３ａに供給する前、即ち、燃焼装置の上流側で燃料、純酸素及び排気循環ガスを予め混合してから供給してもよい。第二燃焼領域３ｂ、２３ｂに供給する場合についても同様である。 
【０１１９】
また、実施形態１、２では、燃焼炉３の上流側において複数のバーナー５に設けられた第１の燃料供給手段ＦＥ１、第１の純酸素供給手段ＡＯ１及び第１の排気循環ガス供給手段ＨＧ１の全てから燃料、純酸素及び排気循環ガスが供給されているが全てから供給されなくてもよい。二次供給口４から供給される純酸素及び排気循環ガスについても同様である。
【０１２０】
特に、燃焼装置がボイラ２の場合は、用途により様々な規模、構造があることから、第一燃焼領域３ａ及び第二燃焼領域３ｂに供給される燃料、純酸素及び排気循環ガスは、燃焼ガス７の主なる流れ方向に対して交差する平面方向、即ち奥行き方向から供給する場合も含むものとする。これにより、燃焼ガス７の主なる流れ方向に対して交差する断面（平面）を含む第一燃焼領域３ａ及び第二燃焼領域３ｂでの燃焼条件（当量比、温度）をより正確に調整することができる。
【０１２１】
また、上述した実施形態では、第二燃焼領域３ｂ、２３ｂに燃料を供給せずに、本発明の燃焼方法を実施したが、第二燃焼領域３ｂ、２３ｂに、例えば第２の燃料供給手段ＦＥ２、ｆｅ２を設け、二次燃料を供給しながら燃焼方法を実施してもよい。二次燃料を第二燃焼領域３ｂ、２３ｂに供給することにより、第一燃焼領域３ａ、２３ａで燃料中の窒素化合物を還元できずに生成したＮＯｘを第二燃焼領域３ｂ、２３ｂから供給される二次燃料で還元することができる。これにより、燃焼室全体としてＮＯｘの発生を抑制することができる。
【０１２２】
さらに、燃料供給手段、純酸素供給手段及び排気循環ガス供給手段の数は特に制限されない。例えば、第１〜第Ｎの燃料供給手段、第１〜第Ｎの純酸素供給手段及び第１〜第Ｎの排気循環ガス供給手段を設け、燃焼領域を第一燃焼領域〜第Ｎ次燃焼領域に分けてもよい。これにより、第一燃焼領域から第Ｎ次燃焼領域の燃焼条件（当量比、温度）を徐々に又は段階的に所望の条件に変更することができ、還元燃焼に適した燃焼条件及び未燃焼の燃料を完全燃焼させるのに適した燃焼条件を作り出すことができる。
【０１２３】
このような場合においても、ＮＯｘの発生を低減するためには第一燃焼領域を１より高い当量比の燃料過濃条件とすることが好ましく、第１の排気循環ガス供給手段から排気循環ガスを供給しないことが好ましい。さらに、第１〜第Ｎの燃料供給手段、第１〜第Ｎの純酸素供給手段、第１〜第Ｎの排気循環ガス供給手段のように、複数の供給手段を設けた場合、供給手段毎に制御手段１４が設けることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明は、燃焼装置の燃焼方法及び燃焼装置の産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【０１２５】
１      排気ガス循環型火力発電設備
２      ボイラ
３      燃焼炉
３ａ    第一燃焼領域
３ｂ    第二燃焼領域
３ｃ    排出部
４      二次供給口
５      バーナー
６      酸素製造装置
７      燃焼ガス
８      排気ガス循環ファン
９      蒸気タービン
１０    発電機
１１    復水器
１２    煙突
１３    計測手段
１４    制御手段
１５    調整手段
２０    排気ガス循環型石炭ガス化発電設備
２１    石炭ガス化炉
２２    ガス精製設備
２３    ガスタービン燃焼器
２３ａ  第一燃焼領域
２３ｂ  第二燃焼領域
２３ｃ  排出部
２４    ガスタービン
２５    排熱回収ボイラ
２６    圧縮機
２７    二酸化炭素回収装置
ＡＯ１  第１の純酸素供給手段
ＡＯ２  第２の純酸素供給手段
ＨＧ１  第１の排気循環ガス供給手段
ＨＧ２  第２の排気循環ガス供給手段
ＦＥ１  第１の燃料供給手段
ＦＥ２  第２の燃料供給手段
ＥＱ    当量比制御手段
ａｏ１  第１の純酸素供給手段
ａｏ２  第２の純酸素供給手段
ｈｇ１  第１の温度調整ガス供給手段
ｈｇ２  第２の温度調整ガス供給手段
ｆｅ１  第１の燃料供給手段
ｅｑ    当量比制御手段
【図１】
2014134370.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014134370.tif 000009