(57)【要約】【課題】石炭を燃料とする石炭燃焼装置で、窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を抑制した状態でアンモニア（ＮＨ３）を燃料の一部として使用する。【解決手段】バーナ２にＮＨ３を供給すると共に、炉本体１の内部の火炎１１中に投入部１２を介してＮＨ３を供給するアンモニア供給装置１７と、アンモニア供給装置１７から送られるＮＨ３をバーナ２、及び、投入部１２に分配する分配手段１６と、運転条件により分配手段１６でのＮＨ３の分配状況を制御する制御手段２１とを備え、制御手段２１の制御により、所定量のＮＨ３を分配して炉本体１の内部の火炎１１の中に供給し、火炎１１の中でのＮＯＸの発生を抑え、排出されるＮＯＸ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】
酸素を含む流体と共に微粉炭がバーナに供給されて燃焼ガスを得る炉本体と、
前記炉本体の内部の火炎中に投入部を介してアンモニアを供給するアンモニア供給手段と、
運転条件により前記アンモニアの供給を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とするアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、
前記投入部は、
前記炉本体の内部の火炎中の酸素濃度が低い部位に対応して設けられている
ことを特徴とするアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、
前記投入部は、
前記炉本体の内部の火炎中の窒素酸化物濃度が高い部位に対応して設けられている
ことを特徴とするアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、
前記アンモニア供給手段は、前記投入部とともに前記バーナに前記アンモニアを供給するものであり、
前記アンモニア供給手段から送られる前記アンモニアを前記バーナ、及び、前記投入部
に分配する分配手段を備え、
前記制御手段は、
前記分配手段での前記アンモニアの分配状況を制御する
ことを特徴とするアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置。
【請求項５】
請求項４に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、
前記制御手段は、
前記分配手段で、前記アンモニアの所定量の２０％以上を前記投入部に分配する
ことを特徴とするアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置。
【請求項６】
請求項５に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、
前記制御手段は、
前記分配手段で、前記アンモニアの所定量の全量を前記投入部に分配する
ことを特徴とするアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、
前記炉本体には、二段燃焼用の空気を供給する二段燃焼用空気供給手段が備えられている
ことを特徴とするアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニア（ＮＨ３）を燃料の一部として使用することができるアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微粉炭を燃焼させる燃焼用バーナが従来から種々提案されている（例えば、特許文献１）。従来から提案されている燃焼用バーナは、微粉炭と一次空気の燃料混合気や二次空気、二段燃焼空気などの供給を工夫することで、窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を抑制させている。一方、二酸化炭素（ＣＯ２）を排出しない燃料である水素（Ｈ２）の輸送・貯蔵媒体（キャリア）としてアンモニア（ＮＨ３）の利用が検討されており、Ｈ２に変換することなく燃焼装置の燃料としてＮＨ３を直接用いることができれば、ＮＨ３をＨ２に変換してから用いる場合に比べて熱効率の向上が期待できる。
【０００３】
しかし、Ｈ２や他の炭化水素系の燃料に比べてＮＨ３は着火しにくく、燃焼速度が遅く、燃焼過程でＮＯＸが生成される等の問題があった。このため、ＮＨ３を燃料にした燃焼装置の開発にあたっては、未燃のＮＨ３や、ＮＯＸなどの処理を行うための特別な制御や特別な機器が必要となり、設備コストの増加を招くという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２４０４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、石炭を燃料とする石炭燃焼装置で、排出される窒素酸化物（ＮＯＸ）を抑制した状態でアンモニア（ＮＨ３）を燃料の一部として使用することができるアンモニアを混焼できる石炭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】
【０００６】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置は、酸素を含む流体と共に微粉炭がバーナに供給されて燃焼ガスを得る炉本体と、前記炉本体の内部の火炎中に投入部を介してアンモニアを供給するアンモニア供給手段と、運転条件により前記アンモニアの供給を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１に係る本発明では、投入部を介して火炎中にアンモニア（ＮＨ３）を供給することができ、火炎の中での窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生（増加）を抑えて排出されるＮＯＸを抑制することができる。このため、石炭を燃料とする燃焼装置で、排出されるＮＯＸを抑制した状態でＮＨ３を燃料の一部として使用することが可能になる。
【０００８】
そして、請求項２に係る本発明のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置は、請求項１に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、前記投入部は、前記炉本体の内部の火炎中の酸素濃度が低い部位に対応して設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る本発明では、火炎中の酸素（Ｏ２）濃度が低い部位にＮＨ３が供給されるので、ＮＨ３と反応してＮＯＸを生成するＯ２がほとんど存在しない部位にＮＨ３が供給されてＮＯＸの増加が抑えられる。
【００１０】
また、請求項３に係る本発明のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置は、請求項１もしくは請求項２に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、前記投入部は、前記炉本体の内部の火炎中の窒素酸化物濃度が高い部位に対応して設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る本発明では、火炎中のＮＯＸの濃度が高い部位にＮＨ３が供給されるので、ＮＯＸがＮＨ３で還元されて火炎中のＮＯＸが減少する。
【００１２】
また、請求項４に係る本発明のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、前記アンモニア供給手段は、前記投入部とともに前記バーナに前記アンモニアを供給するものであり、前記アンモニア供給手段から送られる前記アンモニアを前記バーナ、及び、前記投入部に分配する分配手段を備え、前記制御手段は、前記分配手段での前記アンモニアの分配状況を制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る本発明では、制御手段の制御により、所定量のＮＨ３をバーナ、及び、投入部に分配して炉本体の内部の火炎中に供給することができる。
【００１４】
また、請求項５に係る本発明のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置は、請求項４に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、前記制御手段は、前記分配手段で、前記アンモニアの所定量の２０％以上を前記投入部に分配することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る本発明では、全量をバーナに供給する場合のＮＯＸ濃度より低い排出ＮＯＸ濃度にするために、所定量のＮＨ３のうち、２０％以上を投入部に分配することができる。つまり、ＮＨ３の所定量の２０％以上を投入部に分配することで、より効果的に排出されるＮＯＸを抑制することができる。
【００１６】
また、請求項６に係る本発明のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置は、請求項５に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、前記制御手段は、前記分配手段で、前記アンモニアの所定量の全量を前記投入部に分配することを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係る本発明では、所定量のＮＨ３の全量を投入部に供給することで、ＮＯＸが減少される状態になる。
【００１８】
また、請求項７に係る本発明のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置において、前記炉本体には、二段燃焼用の空気を供給する二段燃焼用空気供給手段が備えられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に係る本発明では、二段燃焼用空気供給手段により、排出されるＮＯＸを低減するための二段燃焼用の空気を供給することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置は、石炭を燃料とする燃焼装置で、排出されるＮＯＸを抑制した状態でＮＨ３を燃料の一部として使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例に係るアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置の全体構成を表す概略図である。
【図２】酸素（Ｏ２）濃度と投入口の位置との関係を表すグラフである。
【図３】窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度と投入口の位置との関係を表すグラフである。
【図４】炉本体の内部の酸素（Ｏ２）濃度の分布を説明する概念図である。
【図５】炉本体の内部の窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度の分布を説明する概念図である。
【図６】火炉の出口の窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度とアンモニア（ＮＨ３）の分配率との関係を表すグラフである。
【図７】火炉の出口の窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度について、アンモニア併用の場合の濃度から石炭専焼の場合の濃度を引いた値（ＮＯＸ濃度差）と、アンモニア（ＮＨ３）の供給場所との関係を炭種に応じて表すグラフである。
【図８】火炉の出口の窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度を石炭専焼の場合、アンモニア（ＮＨ３）併用の場合で表すグラフである。
【図９】火炉の出口の窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度と二段燃焼率との関係をアンモニア（ＮＨ３）の供給場所に応じて表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１には本発明の一実施例に係るアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置の全体構成の概念的な構成の状況、図２には酸素（Ｏ２）濃度と投入口の位置（バーナからの距離）の関係、図３には窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度と投入口の位置（バーナからの距離）の関係、図４には炉本体の内部の酸素（Ｏ２）濃度の分布を説明する概念、図５には炉本体の内部の窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度の分布を説明する概念を示してある。また、図６には火炉の出口の窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度とアンモニア（ＮＨ３）の分配率との関係を示してある。
【００２３】
図１に示すように、筒状の炉本体１の端部には、バーナ２が接続されている。バーナ２は二重管構造の混合気流路体３が備えられ、混合気流路体３の中心部には、燃料としてのアンモニア（ＮＨ３）を送るアンモニア流路４が設けられている。アンモニア流路４の外側には燃料としての石炭（微粉炭）を送る微粉炭流路５が設けられ、微粉炭流路５には微粉炭と一次空気（酸素を含む流体）を微粉炭流路５に搬送する微粉炭供給路６が接続されている。図中の符号で７は、着火用の燃料を供給する燃料供給路である。
【００２４】
炉本体１には、火炎１１にＮＨ３を供給するための投入口１２が設けられている。投入口１２は、例えば、炉本体１の径のα倍（所定の係数）の寸法の距離（例えば、１ｍ）の位置に設けられている。炉本体１の後流側には二段燃焼用の空気を供給する二段燃焼空気供給手段１３が設けられている。
【００２５】
投入口１２の位置は、炉本体１の内部の火炎１１の酸素（Ｏ２）濃度が低くなる部位に対応して設定されている。例えば、燃料と空気の割合の制御により、燃料過濃状態で燃焼が行なわれた場合には、バーナ２の出口に近い部位でのＯ２濃度が低下することになる。また、投入口１２の位置は、炉本体１の内部の火炎１１の窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度が高い部位に対応して設定されている。
【００２６】
いずれの場合であっても、図２に示すように、炉本体１の内部の火炎１１のＯ２濃度が低くなる位置に投入口１２が配され、図３に示すように、炉本体１の内部の火炎１１のＮＯＸ濃度が高くなる位置に投入口１２が配されることになる。
【００２７】
混合気流路体３のアンモニア流路４にはアンモニア搬送路１５（アンモニア供給手段）が接続され、アンモニア搬送路１５には、分配手段１６を介してアンモニア供給装置１７（アンモニア供給手段）が接続されている。分配手段１６からは分配搬送路１８（アンモニア供給手段）が分岐して設けられ、分配搬送路１８は投入口１２に接続されている。つまり、アンモニア供給装置１７からのＮＨ３は、分配手段１６を介してアンモニア搬送路１５と分配搬送路１８とに分配される。
【００２８】
微粉炭の種類や運転条件等により、Ｏ２濃度の分布とＮＯＸ濃度の分布が変化するため、投入口１２を複数個所（例えば、３箇所）に設け（図中１２ａ、１２ｂを追加）、分配搬送路１８を複数（３つ）に分配することも可能である。つまり、投入口１２を挟んでバーナ２側に投入口１２ａを配し、投入口１２を挟んでバーナ２と反対側に投入口１２ｂを配することも可能である。
【００２９】
分配手段１６は、制御手段２１の指令に基づいて制御される。即ち、制御手段２１の指令に基づいて、アンモニア搬送路１５へのＮＨ３の搬送量（アンモニア流路４への供給量）と、分配搬送路１８へのＮＨ３の搬送量（投入口１２への供給量）が制御される。
【００３０】
制御手段２１の制御により、所定量のＮＨ３を分配して炉本体１の内部の火炎１１中に燃料の一部としてＮＨ３を供給することができ、火炎１１の中でのＮＯＸの発生を抑えることができる。このため、石炭を燃料とする燃焼装置で、排出されるＮＯＸを抑制した状態でＮＨ３を燃料の一部として使用することが可能になる。
【００３１】
投入口１２の位置は、Ｏ２濃度が低下する部位の火炎１１に対応しているので、ＮＨ３と反応してＮＯＸを生成するＯ２がほとんど存在しない部位にＮＨ３が供給されることになり、ＮＨ３を燃料の一部として用いても、ＮＯＸの増加が抑制される。また、投入口１２の位置は、ＮＯＸ濃度が高くなる部位の火炎１１に対応しているので、ＮＯＸがＮＨ３で還元されて火炎１１中のＮＯＸが抑制される。
【００３２】
上述したアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置では、微粉炭、及び、ＮＨ３が燃料として使用される。ＮＨ３は、例えば、熱量比で２０％使用される。また、二段燃焼率は、例えば、３０％に設定されている。この状態で、制御手段２１の制御により、ＮＨ３の所定量の２０％以上（好ましくは、２５％から１００％）が分配搬送路１８に分配され、炉本体１内の火炎１１にＮＨ３が燃料の一部として供給される。
【００３３】
図２、図４に示すように、投入口１２の位置は、Ｏ２濃度が低下する部位の火炎１１（図１参照）に対応している。このため、ＮＨ３と反応してＮＯＸを生成するＯ２がほとんど存在しない部位にＮＨ３が供給されることになり、ＮＨ３を燃料の一部として用いても、ＮＯＸの増加が抑制されることになる。
【００３４】
図３、図５に示すように、投入口１２の位置は、ＮＯＸ濃度が高くなる部位の火炎１１（図１参照）に対応している。このため、火炎１１のＮＯＸがＮＨ３で還元されて火炎１１中のＮＯＸが抑制されることになり、ＮＨ３を燃料の一部として用いても、ＮＯＸの増加が抑制されることになる。
【００３５】
従って、石炭（微粉炭）を燃料とする石炭燃焼装置で、排出されるＮＯＸを抑制した状態でＮＨ３を燃料の一部として使用することが可能になる。つまり、ＮＨ３を燃料の一部として使用しても、排出されるＮＯＸを抑制することが可能になり、二酸化炭素（ＣＯ２）が含まれない水素（Ｈ２）のキャリアガスとなるＮＨ３を燃料として有効に使用することが可能になる。
【００３６】
制御手段２１には、石炭の種類や燃焼条件が入力されるため、複数の投入口を設けた場合、種々の条件により、必要に応じて投入口１２、１２ａ、１２ｂを切り換えて使用することができる。
【００３７】
図６に基づいて石炭（微粉炭）だけを燃料とした場合のガスのＮＯＸ濃度（Ｓ：図中点線で示してある）と、ＮＨ３を燃料の一部として用いた場合のガスのＮＯＸ濃度との比較の状況を説明する。
【００３８】
図中○印は、バーナ２からの距離がｔ１（図４、図５参照）の位置（投入口１２）からＮＨ３を供給した場合の結果である。供給位置をバーナ２からの距離ｔ１にした場合、所定量の２０％から１００％にＮＨ３の分配の割合を高めるにしたがって、排出されるＮＯＸ濃度が低くなることがわかる。投入口１２から供給するＮＨ３の分配の割合を１００％にすることで、石炭（微粉炭）だけを燃料とした場合のガスの排出されるＮＯＸ濃度と同等のＮＯＸ濃度になることがわかる。
【００３９】
図中△印は、バーナ２からの距離がｔ２（図４、図５参照）の位置（投入口１２ａ）からＮＨ３を供給した場合の結果である。供給位置をバーナ２からの距離ｔ２にした場合、所定量の２０％から１００％にＮＨ３の分配の割合を高めるにしたがって、排出されるＮＯＸ濃度がわずかに低くなり、排出されるＮＯＸが抑制されていることがわかる。
【００４０】
このため、混合気流路体３のアンモニア流路４からＮＨ３を供給することなく、投入口１２、もしくは、投入口１２ａから所定量のＮＨ３を分配して供給することで（全量供給することで）、ＮＨ３を燃料の一部として使用しても、排出されるＮＯＸ濃度の増加を抑制することが可能になる。
【００４１】
図中□印は、バーナ２からの距離がｔ３（図４、図５参照）の位置（投入口１２ｂ）からＮＨ３を供給した場合の結果である。供給位置をバーナ２からの距離ｔ３にした場合、所定量の２０％から１００％にＮＨ３の分配の割合を高めるにしたがって、排出されるＮＯＸ濃度は変わらないことがわかる。
【００４２】
このため、混合気流路体３のアンモニア流路４からＮＨ３を供給することなく、投入口１２、もしくは、投入口１２ａから所定量のＮＨ３を分配して供給することで（全量供給することで）、ＮＨ３を燃料の一部として使用しても、アンモニア流路４からＮＨ３を全量供給する場合と比べて、排出されるＮＯＸ濃度を増加させないことが可能になる。
【００４３】
図７に基づいて石炭（微粉炭）の種類に応じたＮＯＸ濃度の状況を説明する。
【００４４】
図７には、３つの炭種について、ＮＨ３の供給位置と、ＮＨ３を所定量の全量（例えば、燃料全体の２０％）供給した場合の火炉出口ＮＯＸ濃度からＮＨ３を供給しない石炭専焼の場合の火炉出口ＮＯＸ濃度を引いた値（以下、ＮＯＸ濃度差と言う）との関係を示してある。図中○印は、燃料比（揮発分に対する固定炭素の割合）が低い（例えば、１.０前後）石炭であるＡ炭の結果であり、図中△印は、燃料比が中程度（例えば、１.５前後）の石炭であるＢ炭の結果であり、図中□印は、燃料比が高い（例えば、２.０前後）石炭であるＣ炭の結果である。
【００４５】
燃料比が低いＡ炭（○印）では、バーナ２からＮＨ３を供給した場合のＮＯＸ濃度差に対し、バーナ２からの距離がｔ２（図４、図５参照）の位置（投入口１２ａ）からＮＨ３を供給した場合のＮＯＸ濃度差が低下し、ｔ１、ｔ３（図４、図５参照）の位置（投入口１２、１２ｂ）からＮＨ３を供給した場合、ＮＯＸ濃度差が徐々に高くなっていく。
【００４６】
燃料比が低いＡ炭は着火性が高く、バーナ２に近い位置でＯ２が多く消費されやすくなる。このため、投入口１２ａの位置の炉本体１の内部の火炎の燃焼雰囲気は、Ｏ２が極めて少ない状態になり、供給したＮＨ３がＮＯＸに転換し難くなると共に、石炭から生成したＮＯＸがＮＨ３で窒素に還元されやすくなる。このため、投入口１２ａからＮＨ３を供給した場合、ＮＯＸ濃度差が最も低下することになる。
【００４７】
また、燃料比が中程度のＢ炭（△印）では、バーナ２からＮＨ３を供給した場合のＮＯＸ濃度差に対し、バーナ２からの距離がｔ２、ｔ１（図４、図５参照）の位置（投入口１２ａ、１２）からＮＨ３を供給した場合にＮＯＸ濃度差が徐々に低下し、ｔ３（図４、図５参照）の位置（投入口１２ｂ）からＮＨ３を供給した場合、ＮＯＸ濃度差が高くなっていく。
【００４８】
さらに、燃料比が高いＣ炭（□印）では、バーナ２からＮＨ３を供給した場合のＮＯＸ濃度差に対し、バーナ２からの距離がｔ２（図４、図５参照）の位置（投入口１２ａ）からＮＨ３を供給した場合にＮＯＸ濃度差が低下し、ｔ１（図４、図５参照）の位置（投入口１２）からＮＨ３を供給した場合にさらに大きくＮＯＸ濃度差が低下して、ｔ３（図４、図５参照）の位置（投入口１２ｂ）からＮＨ３を供給した場合、ＮＯＸ濃度差が高くなっていく。
【００４９】
燃料比が高い石炭ほど、着火性が低く、バーナ２から離れた位置で燃焼しＯ２が多く消費されやすくなる。このため、燃料比が中程度のＢ炭、及び、燃料比が高いＣ炭は、Ａ炭に比べて投入口１２の位置の炉本体１の内部の火炎の燃焼雰囲気が、Ｏ２が少なく、供給したＮＨ３がＮＯＸに転換し難くなると共に、石炭から生成したＮＯＸがＮＨ３で窒素に還元されやすくなっている。このため、Ｂ炭及びＣ炭は、投入口１２からＮＨ３を供給した場合、ＮＯＸ濃度差が最も低下し、かつＣ炭のＮＯＸ濃度差の低下がより大きくなる。
【００５０】
図からわかるように、炭種に応じてＮＨ３を供給する投入口１２ａ、１２、１２ｂを適宜選択することで、炭種に関わらず排出されるＮＯＸ濃度を抑制することができる。
【００５１】
図８に基づいてＮＨ３を供給しない場合（石炭専焼）に対する石炭の種類に応じたＮＯＸ濃度の状況を説明する。
【００５２】
図８には、燃料比が中程度のＢ炭を用いて投入口１２（距離ｔ１）からＮＨ３を供給（ＮＨ３を所定量の全量：例えば、燃料全体の２０％）した場合と石炭専焼の場合とのＮＯＸ濃度、及び、燃料比が高いＣ炭を用いて投入口１２（距離ｔ１）からＮＨ３を供給（ＮＨ３を所定量の全量：例えば、燃料全体の２０％）した場合と石炭専焼の場合とのＮＯＸ濃度の関係を示してある。
【００５３】
図に示すように、Ｂ炭を用いた場合、石炭専焼に比べてＮＯＸ濃度がｂ（ｐｐｍ）低下している。Ｃ炭を用いた場合、石炭専焼に比べてＮＯＸ濃度がｃ（ｐｐｍ）低下している。このため、燃料比が中程度のＢ炭、燃料比が高いＣ炭であっても、石炭専焼に比べてＮＯＸ濃度を抑制することができる。
【００５４】
図９に基づいて二段燃焼率に対する石炭の種類に応じたＮＯＸ濃度の状況を説明する。
【００５５】
図９には、燃料比が中程度のＢ炭を用い、バーナ２からＮＨ３を供給（ＮＨ３を所定量の全量：例えば、燃料全体の２０％）した場合の二段燃焼率とＮＯＸ濃度の状況（○印で示してある）、投入口１２（距離ｔ１）からＮＨ３を供給（ＮＨ３を所定量の全量：例えば、燃料全体の２０％）した場合の二段燃焼率とＮＯＸ濃度の状況（□印で示してある）、投入口１２ａ（距離ｔ２）からＮＨ３を供給（ＮＨ３を所定量の全量：例えば、燃料全体の２０％）した場合の二段燃焼率とＮＯＸ濃度の状況（△印で示してある）、石炭専焼の場合の二段燃焼率とＮＯＸ濃度の状況（●印で示してある）を示してある。
【００５６】
図に示すように、石炭専焼の場合、二段燃焼率が高くなるに従って（例えば、３０％になるに従って）ＮＯＸ濃度が低下することがわかる。バーナ２からＮＨ３を供給した場合、投入口１２（距離ｔ１）からＮＨ３を供給した場合、投入口１２ａ（距離ｔ２）からＮＨ３を供給した場合のいずれの場合も、二段燃焼率が高くなるに従って（例えば、３０％になるに従って）ＮＯＸ濃度が低下することがわかる。
【００５７】
このため、いずれのＮＨ３の供給条件であっても、二段燃焼率を高くすることで、石炭専焼の場合と同様に、ＮＯＸ濃度を抑制することができる。
【００５８】
尚、図９では、燃料比が中程度のＢ炭を用いた場合を説明したが、燃料比が低いＡ炭を用いた場合、燃料比が中程度のＢ炭と同様に、二段燃焼率を高くすることで、石炭専焼の場合と同様に、ＮＯＸ濃度を抑制することができることが確認されている。
【００５９】
以上実施例を挙げて説明したように、本発明のアンモニアを混焼できる石炭燃焼装置は、ＮＨ３を燃料の一部として使用しても、排出されるＮＯＸを抑制することが可能になるため、ＮＨ３を燃料として有効に使用することが可能になる。即ち、排出されるＮＯＸを抑制した状態でＮＨ３を燃料の一部として使用することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、アンモニアを燃料の一部として使用することができるアンモニアを混焼できる石炭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】
【００６１】
１  炉本体
２  バーナ
３  混合気流路体
４  アンモニア流路
５  微粉炭流路
６  微粉炭供給路
７  燃料供給路
１１  火炎
１２  投入口
１３  二段燃焼空気供給手段
１５  アンモニア搬送路
１６  分配手段
１７  アンモニア供給装置
１８  分配搬送路
２１  制御手段
【図１】
2018096680.tif 000003
【図２】
2018096680.tif 000004
【図３】
2018096680.tif 000005
【図４】
2018096680.tif 000006
【図５】
2018096680.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018096680.tif 000009
【図８】
2018096680.tif 000010
【図９】
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