(57)【要約】  炎を製造するためバーナー内で酸素と燃料を混合する方法により、外側オキシダント流れがバーナーの外側オキシダント出口を通して排出され、運搬ガスで推進された粒状の固形燃料の流れが燃料排出速度で外側オキシダント出口から半径方向内側に離間して同軸に配置されたバーナーの燃料出口を通して排出され、第１の内側オキシダント流れが燃料排出速度と異なる内側オキシダント排出速度で燃料出口から半径方向内側に離間して同軸に配置されたバーナーの内側オキシダント端部出口を通して排出され、運搬ガスより高い酸素濃度を有する第２の内側オキシダント流れが燃料流路内へ注入されて燃料流路内側の燃料流れと混合され、燃料出口の上流側で且つ内側オキシダント端部出口の上流側で、少なくとも２１％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有する酸素リッチにされた運搬ガスで推進された粒状の固形燃料流れを得る。
2013509561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炎を製造するために酸素と燃料をバーナー内で混合する方法であって、
上記方法は、
・酸素含有オキシダントの外側流れを上記バーナーの外側オキシダント流路へ供給し、この外側オキシダント流路を通して上記外側オキシダント流れを導いて、上記外側オキシダント流れを外側オキシダント排出速度で上記外側オキシダント流路から上記バーナーの外側オキシダント出口を通して排出し、
・燃料流れを上記バーナーの燃料流路へ供給し、上記燃料流れを上記燃料流路を通して導いて、上記外側オキシダント出口から半径方向内側に離間して同軸に配置された上記バーナーの燃料出口を通して上記燃料流路から燃料排出速度で上記燃料流れを排出し、
・酸素含有オキシダントの第１の内側流れを上記バーナーの内側オキシダント流路へ供給し、上記第１の内側オキシダント流れを上記内側オキシダント流路を通して導いて、上記燃料出口から半径方向内側に離間して同軸に配置された上記バーナーの内側オキシダント端部出口を通して上記内側オキシダント流路から内側オキシダント排出速度で上記第１の内側オキシダント流れを排出し、
以下を特徴とする、
・上記燃料流れが運搬ガスで推進された粒状の固形燃料の流れであり、
・上記運搬ガスより高い酸素濃度を有する第２の内側オキシダント流れが、上記バーナーへ供給されて、上記燃料流路内へ注入され、この燃料流路の内側で上記燃料流れと混合され、少なくとも２１％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有する酸素リッチにされた運搬ガスで推進された粒状の固形燃料流れを、上記燃料出口の上流側で且つ上記内側オキシダント端部出口の上流側で得るようにし、
・上記内側オキシダント端部出口の下流側で上記燃料流れと上記内側オキシダント流れの間の混合をうながすように、上記燃料排出速度が上記内側オキシダント排出速度と異なる。
【請求項２】
上記燃料出口において、上記酸素リッチにされた運搬ガスは、少なくとも２８％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有し、好ましくは、少なくとも３２％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有する、請求項１による方法。
【請求項３】
上記第１および第２の内側オキシダント流れのそれぞれは、少なくとも５０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有し、好ましくは、少なくとも８０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有し、より好ましくは、少なくとも９０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有する、請求項１または請求項２による方法。
【請求項４】
上記外側オキシダント流れは空気の流れである、請求項１乃至請求項３のいずれかによる方法。
【請求項５】
上記外側オキシダント流れは、少なくとも５０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有し、好ましくは、少なくとも８０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有し、より好ましくは、少なくとも９０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有する、請求項１乃至請求項３のいずれかによる方法。
【請求項６】
上記運搬ガスは空気である、請求項１乃至請求項５のいずれかによる方法。
【請求項７】
上記運搬ガスは、燃焼流出ガス、蒸気、および／或いはＣＯ２を含む、請求項１乃至請求項５のいずれかによる方法。
【請求項８】
上記粒状の固形燃料は、微粉状にされた石炭、ペットコークス、粒状のバイオマス、およびそれらの混合物から選択される、請求項１乃至請求項７のいずれかによる方法。
【請求項９】
上記第２の内側オキシダント流れは、上記バーナーの上記燃料流路の長さに沿った複数の注入位置で、上記燃料流路内へ注入される、請求項１乃至請求項８のいずれかによる方法。
【請求項１０】
上記燃料流れは、上記外側オキシダント流れと混合される前に、上記第１の内側オキシダント流れと混合される、請求項１乃至請求項９のいずれかによる方法。
【請求項１１】
バーナーへ供給する全ての酸素の少なくとも３５％、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも６５％は、上記外側オキシダント流れを通して上記バーナーへ供給される、請求項１乃至請求項１のいずれかによる方法。
【請求項１２】
上記第１の内側オキシダント排出速度は、上記外側オキシダント排出速度と等しく或いはそれより大きい、請求項１乃至請求項１１のいずれかによる方法。
【請求項１３】
炉の燃焼ゾーンの中で熱を生出する、請求項１乃至請求項１２のいずれかによる方法の使用。
【請求項１４】
上記炉は、トンネル窯および炉、通過窯、ボイラー、回転窯および炉、およびトンネル炉のグループから選択する、請求項１３による使用。
【請求項１５】
液圧セッティングバインダーの製造における、請求項１３或いは請求項１４による使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
本発明は、微粉状にされた石炭のような粒状の固形燃料を燃焼する改良された方法に関する。
【０００２】
本出願人による前出の特許出願ＥＰ−Ａ−０７６３６９２から、酸素含有燃料バーナーでガス状の燃料を燃やすことが知られており：
・外側オキシダント流れが、外側オキシダント流路を通して導かれて、外側オキシダント出口を通して排出され；
・ガス状燃料流れが、燃料流路を通して導かれて、上記外側オキシダント出口の半径方向内側に離間して同軸に配置された燃料出口を通して排出され；
・内側オキシダント流れが、内側オキシダント流路を通して導かれて、上記燃料出口の半径方向内側に離間して同軸に配置された内側オキシダント出口を通して排出され、
上記外側および内側オキシダント流れが、好ましくは、少なくとも８０％の酸素を含む。
【０００３】
本出願人によって開発されたこの知られた方法は、関係するガス状燃料およびオキシダント流れの流量を変えることによって、炎の種々の特性を効果的にコントロールすることができる。例えば、内側オキシダント流れを減少することによって、バーナーにいかなる機械的変更を加えることなく、炎の長さや発光効率を増大させることができ、炎の勢いを増大させることができる。上記方法の１つの重要な効果は、バーナーの発火割合を変更したときに、最適な炎の長さを維持できることである。さらに、関係する流量のコントロールは、炎の発光効率を変えることに使用可能である。これらの特性は、ガス状燃料の燃焼のためのこの知られた方法が高く所望できるようにする。
【０００４】
しかし、石炭は、ガス状燃料より豊富に入手可能である。
【０００５】
それゆえに、産業レベルでの石炭のような固形燃料の燃焼に適用可能である反面、公知の方法と同様の効果的な特性を有する方法を提供することが望ましい。
【０００６】
このような方法を提供することが本発明のゴールである。
【０００７】
運搬ガスで推進された微粉状にされた石炭の形で、燃焼のために石炭をバーナーへ供給することが従来技術で知られている。これは、粉状の固形燃料が、バーナーへ供給されてバーナーから燃焼ゾーンへガス状燃料の供給と同様の方法で供給されることを可能にする。
【０００８】
それにも拘らず、異なる知られた運搬ガスで推進された粒状の固形燃料を伴う出願人によってなされたテストは、ＥＰ−Ａ−０７６３６９２から知られた方法が運搬ガスで推進された粒状の固形燃料の燃焼にそれほど適していないことを示した。これは、例えば、揮発分の除去ステップを含む、ガス状燃料の燃焼のメカニズムと固形燃料の燃焼の複合ステップメカニズムとの間の根本的な違いのためであることが推測される。特に、これらのテストの間、出願人によって観測された複数の現象は、燃料の不完全な燃焼、炎の分離、および炎の不安定性であり、これらの全ては、産業上の燃焼プロセスの効率に非常に不利益である。
【０００９】
ＥＰ−Ａ−０７６３６９２によるところの方法によって得られた効果と同様の効果を有する、運搬ガスで推進された微粉状にされた固形燃料をバーナーによって燃焼するための方法を提供することが本発明のさらなるゴールであり、それにより、不完全な燃焼、炎の不安定性、および炎の分離の観測された問題を解消できる。
【００１０】
本方法によると、酸素と運搬ガスで推進された微粉状にされた固形燃料をバーナーで混合して炎を生出する新しい方法が提供される。この方法は、以下のステップ：
・酸素含有オキシダントの外側流れをバーナーの外側オキシダント流路へ供給し、この外側オキシダント流路を通して上記外側オキシダント流れを導いて、上記外側オキシダント流れを上記外側オキシダント流路から上記バーナーの外側オキシダント出口を通して排出し、
・燃料流れを上記バーナーの燃料流路へ供給し、上記燃料流れを上記燃料流路を通して導いて、上記外側オキシダント出口から半径方向内側に離間して同軸に配置された上記バーナーの燃料出口を通して上記燃料流路から燃料排出速度で上記燃料流れを排出し、
・酸素含有オキシダントの第１の内側流れを上記バーナーの内側オキシダント流路へ供給し、上記第１の内側オキシダント流れを上記内側オキシダント流路を通して導いて、上記燃料出口から半径方向内側に離間して同軸に配置された上記バーナーの内側オキシダント端部出口を通して上記内側オキシダント流路から内側オキシダント排出速度で上記第１の内側オキシダント流れを排出する、を有し、
上記燃料流れが運搬ガスで推進された微粉状にされた固形燃料の流れである。
【００１１】
第２の内側オキシダント流れがバーナーへ与えられることが本発明の特別な特徴である。運搬ガスより高い酸素濃度を有する上記第２の内側オキシダント流れは、燃料流路内へ注入されてこの燃料流路の内側で燃料流れと混合され、少なくとも２１％ｖｏｌのＯ２を含む酸素を有する酸素リッチにされた運搬ガスで推進された微粉状にされた固形燃料流れを燃料出口の上流側で且つ内側オキシダント端部出口の上流側で得るようにする。
【００１２】
酸素リッチにされた運搬ガスで推進された微粉状にされた固形燃料流れの形の燃料流れは、内側オキシダント端部出口の下流側で燃料流れと第１の内側オキシダント流れの間の混合をうながすように、第１の内側オキシダント流れが内側オキシダント流路から排出される内側オキシダント排出速度と異なる燃料排出速度で燃料流路から排出される。
【００１３】
好ましくは、少なくとも２８％ｖｏｌ、より好ましくは少なくとも３２％ｖｏｌの酸素含有率を有する酸素リッチにされた運搬ガスで推進された粒状の固形燃料の流れを、燃料出口の上流側および内側オキシダント端部出口の上流側で得るように、第２の内側オキシダント流れが燃料流路内へ注入される。それに、第２の内側オキシダント流れは、都合よくは、少なくとも５０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有し、好ましくは、少なくとも８０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有し、より好ましくは、少なくとも９０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有する。実用的には、第１および第２の内側オキシダント流れの両方は、少なくとも５０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有し、好ましくは、少なくとも８０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有し、より好ましくは、少なくとも９０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有する。実施レベルでは、第１および第２の内側オキシダント流れが同じ酸素含有量を有することが望ましく、この場合、第１および第２の内側オキシダント流れを単一の酸素供給源によって簡単に供給できる。
【００１４】
外側オキシダント流れは、第１および第２の内側オキシダント流れの一方或いは両方と同じ酸素含有量を有しても良く、或いは異なる酸素含有量を有しても良い。外側オキシダント流れの酸素含有量は、第１および第２の内側オキシダント流れの酸素含有量より低くても良い。外側オキシダントは、特に、空気、或いは燃焼のため酸素と一般に不活性なガスの混合によって得られた合成空気であっても良い。このような合成空気は、有利には、酸素および１つ或いはそれ以上の燃焼ガス（例えば、燃焼煙霧）、ＣＯ２、および水蒸気の混合物を含み、そして、例えば、約２１％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有することができる。低い酸素含有量、例えば、空気のように、約２１％ｖｏｌＯ２の酸素含有量で、外側オキシダント流れが使用された場合、いくらかの産業上の燃焼プロセスで有利になるように、より拡散する炎およびより多くの量の燃焼ガスが得られる。一方で、外側オキシダントが少なくとも５０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有し、少なくとも８０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有し、或いは少なくとも９０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有するような、高い酸素含有量の外側オキシダント流れが使用された場合、より強い炎およびより少ない量の燃焼ガスが得られ、他の産業上の燃焼プロセスに好適になる。より低いＮＯＸの放出も可能になる。特に、外側、第１および第２の内側オキシダント流れは、全て同じ酸素含有量を有してもよく、この場合、これらの流れは単一のオキシダント供給源によって供給されてもよい。
【００１５】
粒状の固形燃料を燃料流路へ推進して燃料流路を通す運搬ガスは空気であっても良い。この運搬ガスは、燃焼ガス、ＣＯ２、および／或いは水蒸気であってもよく、あるいはこれらを含んでもよい。運搬ガスが２１％ｖｏｌＯ２の酸素含有量を有する場合、酸素リッチにされた運搬ガスで推進された粒状の固形燃料流れが２１％ｖｏｌＯ２より高い酸素含有量を有するであろうことが、一般に好ましく、理解されるであろう。バーナーの燃料流路の上流側の運搬ガスにおける高い酸素含有量は、時期尚早の発火および爆発のリスクの観点から避けられるようになる。
【００１６】
本発明の方法は、微粉状にされた石炭、ペットコークス、粒状のバイオマス、およびそれらの混合物を含む粒状の固形燃料の広い範囲に有用である。公知の粒状燃料バーナーで効率良く燃焼することが困難になることを示す低いグレードの微粉状にされた石炭を含む微粉状にされた石炭の燃焼に特に有用である。
【００１７】
本発明の方法で使用されたバーナーは、都合よくは、外側オキシダント流路、燃料流路、および内側オキシダント流路がその中に設けられた通路を備えたバーナーブロックを有する。そして、各ガス流路（内側オキシダント流路、燃料流路、および外側オキシダント流路）の出口は、好ましくは、炉の燃焼チャンバーに面しているバーナーブロックの上記通路の出口開口からセットバックされている。
【００１８】
本発明の好適な実施例によると、第２の内側オキシダント流れは、燃料流路の長さに沿った多くの注入位置で燃料流路内へ注入される。この方法で、運搬ガスで推進された粒状の固形燃料流れは、燃料出口に向けて段々に酸素リッチにされる。この実施例は、時期尚早の発火や爆発の低いリスクのような多くの効果がある。第２の内側オキシダント流れの燃料流路内への多点注入は、粒子の沈殿やローピングなど、粒状の固形燃料の運搬ガス内における均質でない分布のリスクを低くする。本発明で使用するのに特に適したバーナーは、２００９年１０月３０日に出願された欧州特許出願０９１７４６２２．２に開示されており、参照によりここに組み込まれており、さらに明確には、上記バーナーの実施例は中央酸素筒を備えている。それゆえに、本発明は、本方法においてこのようなバーナーの使用にも関係する。
【００１９】
運搬ガスで推進された粒状の固形燃料の流れを３５％ｖｏｌＯ２の酸素含有量、６０％ｖｏｌＯ２の酸素含有量、またはそれ以上になるまで酸素リッチにすることは、時期尚早の発火や爆発が無い本発明によるところの方法によって達成される。実際面では、上記酸素含有量は、例えば、６０％ｖｏｌ、好ましくは８０％ｖｏｌに至るレベルに達しても良い。
【００２０】
酸素リッチにされた運搬ガスで推進された粒状の固形燃料流れの形の燃料流れは、好ましくは、上記外側オキシダント流れと混合される前に、第１の内側オキシダント流れと混合される。このことは、内側オキシダント端部出口を燃料出口の上流側に有することによって達成されることができる。この方法で、増大された炎の安定性および着きが達成される。そして、燃焼は、第１オキシダント流れとして作用する第１の内側オキシダント流れおよび第２のオキシダント流れとして作用する外側オキシダント流れを伴う段階的な燃焼である。
【００２１】
バーナーへ供給するトータルの酸素は、典型的に、燃焼酸素の化学量論的に要求される量、或いはそれよりわずかに多い量（例えば、トータルの酸素の供給が化学量論的に要求される量の１１５％に至る）と一致する。
【００２２】
バーナーへ供給するトータルの酸素は、特に、この方法がバーナーから分けて注入された追加酸素の分離供給を含む場合に、燃焼酸素の化学量論的に要求される量より少なくてもよい。
【００２３】
バーナーへの酸素のトータルの供給は、例えば運搬ガスが空気である場合に運搬ガスの一部として供給された酸素と同様に、外側オキシダント流れを通して供給された酸素と第１および第２の内側オキシダント流れを通して供給された酸素との合計である。有用な実施例によると、バーナーへ供給するトータルの酸素の少なくとも３５％、好ましくは少なくとも５０％、またはより好ましくは少なくとも６０％が外側オキシダント流れを通して供給される。
【００２４】
第１および第２の内側オキシダント流れを通して供給された酸素の合計は、実用的には、バーナーへ供給するトータルの酸素の少なくとも２２％、好ましくは少なくとも２５％、または６５％より大きくなく、好ましくは５０％より大きくない量と一致する。
【００２５】
同様に、第１および第２の内側オキシダント流れを通して供給された酸素の合計は、化学量論的に要求された酸素の量の好ましくは少なくとも２２％、またはより好ましくは少なくとも２５％であり、且つ６５％より多くなく、好ましくは５０％より多くない。
【００２６】
第１の内側オキシダント排出速度は、有利には、外側オキシダント排出速度と等しく或いはそれより大きく、好ましくは、約１０から２００ｍ／ｓの範囲内にある。燃料排出速度は、外側オキシダント排出速度がふさわしくは１０から５０ｍ／ｓの範囲内にあるのに対して、特に、１０から８０ｍ／ｓの範囲内であることが可能である。しかしながら、粒状の固形燃料の効率の良い燃焼が５ｍ／ｓより遅い燃料排出速度で達成できることが本発明の特別な効果である。従って、本発明は、上述したように、炎を製造するためバーナーで酸素と燃料を混合するための方法をさらに含み、それにより、燃料排出速度は、５から８０ｍ／ｓ、好ましくは、５から４０ｍ／ｓと、より好ましくは５から２５ｍ／ｓとの間の範囲内になる。
【００２７】
本発明の好ましい実施例によると、外側オキシダント流れ、燃料流れ、および内側オキシダント流れは、それぞれ、外側オキシダント出口、燃料出口、および内側オキシダント端部出口を通って、炉の燃焼ゾーンの上流側の拡げられた前燃焼部内へ排出される。このことは、炎の改良された安定性および／或いは着きを提供する。拡げられた前燃焼部は、バーナーのバーナーブロック内に組み込まれることができる。代りに、前燃焼部は、燃焼チャンバーに関して凹まされた位置で、バーナーが炉の燃焼チャンバーの壁に搭載される場合、炉の燃焼チャンバーの壁の中に組み込まれても良い。上記前燃焼部の直径に対する長さの割合は、好ましくは、０．６と１．０の間であり、より好ましくは、０．７と０．９の間である。
【００２８】
本発明は、炉の燃焼ゾーン内で熱を生出する方法の使用にも関し、炉は、特に、トンネル窯或いは炉、通過窯、ボイラー、回転窯或いは炉、或いはトンネル炉であることができ、粒状の固形燃料は、好ましくは、好適に微粉状にされた石炭である。
【００２９】
本発明の方法は、特に、有利には、セメント石灰或いはしっくいのような液圧セッティングバインダーの製造のための炉内で使用されることができる。
【００３０】
本発明は、以下のように実施例において図示され、図１から図４を参照される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明での使用に適したバーナーの断面の概略図である。
【図２】図２は、その注入器組立体の断面の概略図である。
【図３】図３は、実施例に従って上記バーナーで得られた炎のタイプの断面概略図である。
【図４】図４は、実施例に従って上記バーナーで得られた炎のタイプの断面概略図である。
【００３２】
［実施例］
第１から第２の内側流れの異なる割合でテストがなされた。
【００３３】
２００９年１０月３０日に出願された欧州特許出願０９１７４６２２．２に開示されたような中央酸素筒を備えた粒状固形燃料バーナーは、燃焼炉の側壁に搭載され、図１および図２に図示されている。
【００３４】
この図示されたバーナーは、バーナーブロック１００および注入器組立体２００を有する。
【００３５】
バーナーブロック１００は、入口面１１０および出口面１２０を有する。このブロックは、さらに、バーナーブロックを通って入口面１１０から出口面１２０へ延びる注入器通路１３０をもたらす。
【００３６】
この注入器通路１３０は、入口面１１０に通路入口１３１を有し、出口面１２０に通路出口１３２を有する。
【００３７】
使用において、このバーナーブロック１００は、入口面１１０が炉の外側に面するのに対し、出口面１２０が燃焼チャンバーの内側の燃焼ゾーンに面するように、燃焼チャンバーの壁の中に搭載或いは組み込まれ、バーナー制御、メンテナンス、および修復のため、一般に、燃焼チャンバーの外側からアクセス可能である。
【００３８】
このバーナーブロック１００は、耐火性の材料で形成されている。
【００３９】
図示された実施例において、注入器通路１３０は、通路出口１３２の近くで拡がった前燃焼部１３５を有する。
【００４０】
図示された実施例において、バーナーブロック１００は、耐火性の材料１３６および１３７の２つのパーツの組立体である。入口面１１０は、いくつかの小面１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを有する。前燃焼部の（長手方向Ｄ１における）長さは、耐火性材料の２つのパーツ１３６、１３７の相対位置によって決められる。
【００４１】
注入器組立体２００は、内側酸素供給パイプ２１０、燃料注入器２２０、および酸素注入器２３０を有する。
【００４２】
内側オキシダント供給パイプ２１０、燃料注入器２２０、およびオキシダント注入器２３０それぞれの下流端部２１１、２２１、２３１は、全て、バーナーブロック１００の注入器通路１３０の中に位置されている。燃料注入器２２０は、その下流端部２２１に燃料注入ノズル２２２を有し、少なくとも上記内側オキシダント供給パイプの下流側端部２１１の近くで内側オキシダント供給パイプ２１０を囲み、内側酸素供給パイプ２１０の周りの運搬ガスによって推進されて通路出口から燃焼ゾーン内へ注入するための通路出口１３２に向けて指向された微粉状の固形燃料の流れを生出する。
【００４３】
図示された実施例において、燃料注入ノズル２２２は、燃料注入器２２０の下流側端部２２１に取り付けられた分離ピースである。
【００４４】
渦巻器２２９は、燃料注入器の下流側端部２２１の近くで燃料注入器２２０に取り付けられている。上記渦巻器２２９は、内側オキシダント供給パイプ２１０を囲む。
【００４５】
オキシダント注入器２３０は、外側オキシダントの注入のため、オキシダント注入器の下流側端部２３１に外側オキシダントノズル２３２を有する。このオキシダント注入器２３０は、オキシダント注入器２３０の少なくとも下流側端部２３１の近くで燃料注入器２２０を囲む。
【００４６】
使用において、オキシダント注入器２３０は、通路出口から燃焼ゾーン内への注入のため、燃料注入器２２０の周りで通路出口１３２へ指向する外側オキシダントの流れを提供する。
【００４７】
図示された実施例において、オキシダント注入器２３０の下流側端部２３１は、内側オキシダント供給パイプ２１０および燃料注入器２２０それぞれの下流側端部２１１および２２１より、さらに通路出口１３２から離れた位置にある。
【００４８】
その下流側端部２１１の近くにおいて、内側オキシダント供給パイプ２１０は、燃料注入器２２０内の中心に位置されている。
【００４９】
多くの横内側オキシダントノズル２１２は、内側オキシダント供給パイプの側面の穿孔２１５によって内側オキシダント供給パイプ２１０の側面に取り付けられている。これら横内側オキシダントノズルおよび対応する穿孔２１５は、内側オキシダント供給パイプ２１０の下流側端部２１１から異なる距離で配置されている。
【００５０】
使用において、これらの横第２内側オキシダントノズル２１２は、第２の内側オキシダントを燃料注入器本体内へ注入し、それにより、微粉状の固形燃料を燃料注入ノズル２２２および通路出口１３２に向けて噴射するにつれて運搬ガスを段々にリッチにする。
【００５１】
横内側オキシダントノズル２１２は、注入方向を伴って、第２の内側オキシダントを燃料注入器２２０内へ注入するように指向された注入開口を有する。この注入方向は、酸素供給パイプの側面に対して実質的に接線の、注入器通路１３０の長手方向Ｄ１と角度αを形成する、通路出口１３２に向かう。
【００５２】
図示された実施例において、内側オキシダント供給パイプ２１０は、終端主オキシダントノズル２１６で終わる中央オキシダント筒２１３をさらに有する。
【００５３】
中央オキシダント筒２１３の終端ノズル２１６は、通路出口に向けて注入器通路の長手方向Ｄ１に第１の内側オキシダントを注入する。
【００５４】
中央オキシダント筒２１３を囲む環状通路２１４は、オキシダント筒と内側オキシダント供給パイプ２１０の側面との間に形成され、横内側オキシダントノズル２１２は、穿孔２１５を介して上記環状通路２１４に流体接続される。
【００５５】
燃料注入器２２０は、燃料注入器２２０の上流側のエルボー２２３を有する燃料供給ラインに流体接続されている。枝パイプ２２４は、上記エルボー２２３で燃料供給ラインに取り付けられて、燃料注入器２２０と整列されて延びている。
【００５６】
内側オキシダント供給パイプ２１０は、上記枝パイプ２２４から燃料注入器２２０内へ延びている。
【００５７】
オキシダント分配器２４０は、内側オキシダント供給パイプ２１０の上流側端部に配置されている。このオキシダント分配器２４０は、１つの入口チャンバー２４１および２つの出口チャンバー２４２、２４３を有する。使用において、入口チャンバー２４１は、入口開口２４６を介して内側オキシダントの供給源に接続されている。第１の出口チャンバー２４２は、内側オキシダント供給パイプ２１０を囲む環状通路２１４と流体接続されている。第２の出口チャンバー２４３は、中央オキシダント筒２１３と流体接続されている。入口チャンバー２４１は、第１の通路２４７を介して第１の出口チャンバー２４２に接続されている。入口チャンバー２４１は、第２の通路２４８を介して第２の出口チャンバー２４３に接続されている。酸素分配器２４０は、第１および第２の通路２４７、２４８を通ってそれぞれ第１および第２の出口チャンバー２４２、２４３内へ流れる内側オキシダントの流れを制限し、その結果として、それぞれ囲む環状通路２１４および中央酸素筒２１３へ流れる内側オキシダントの流れを制限するための、第１および第２の手段２４７ａおよび２４８ａをさらに有する。流れの制限は、特に、第１および第２の通路それぞれの自由断面領域を手動或いは自動的に制限することによって達成されることができる。特に弾力のある図示された実施例において、第１のネジ２４７ａおよび第２のネジ２４８ａが、それぞれ、内側オキシダントの流れを制限するための第１および第２の手段として使用される。
【００５８】
使用において、内側オキシダント流れは、内側オキシダントの供給源から入口開口２４６を介してオキシダント分配器２４０の入口チャンバー２４１内へ流れる。そして、上記内側オキシダントの流れは、内側オキシダントの流れを制限するための第１および第２の手段のセッティングによって決められた割合で第１および第２の出口チャンバー２４２および２４３に分割される。この後、内側オキシダントは、第１の出口チャンバー２４２から中央酸素筒２１３へ流れ、そして、終端ノズル２１６へ流れ、第２の出口チャンバー２４３から囲む環状通路２１４へ流れ、そして、横内側オキシダントノズル２１２へ流れる。
【００５９】
補助のガス状燃料バーナーは、上述した粒状の固形燃料バーナーを始動する前に、炉を９００℃の温度へ予め加熱するために用いられる。
【００６０】
粒状の固形燃料は、７５から１２０μｍの範囲内の粒子サイズ（直径）を有する一般的な粒状にされた石炭である。
【００６１】
運搬ガスは、リサイクルされた燃焼ガスである。類似している結果は、運搬ガスとしての空気で得られる。
【００６２】
運搬ガスは、１７．６Ｎｍ３／ｈの値でバーナーへ供給される。微粉状にされた石炭が３０ｋｇ／ｈの値でバーナーへ推進される。
【００６３】
外側オキシダントは、３３Ｎｍ３／ｈの値でバーナーへ供給される。
【００６４】
バーナーへ供給されるトータルでの内側オキシダント（第１および第２の内側オキシダント）は１３Ｎｍ３／ｈである。
【００６５】
９０％ｖｏｌＯ２の酸素濃度を有する同じオキシダントが、外側オキシダント、第１の内側オキシダント、および第２の内側オキシダントに使用される。
【００６６】
炉へ供給するトータルの酸素は、燃焼酸素の化学量論的に要求される量の１１３％と一致する。
【００６７】
言い換えると、バーナーへ供給する外側オキシダントは、バーナーへ供給するトータルの７１．７４％と一致し、酸素の化学量論的に要求される量の６８．０７％と一致する。バーナーへ供給するトータルの内側オキシダントは、バーナーへ供給するトータル酸素の２８．２６％と一致し、酸素の化学量論的に要求される量の３１．９３％と一致する。
【００６８】
内側オキシダント排出速度は、燃料排出速度より高い。
【００６９】
酸素リッチにされた燃料流れは、外側オキシダント流れと混合する前に、第１の内側オキシダント流れと混合される。
【００７０】
上記テストの結果は、添付の図１および２を参照して、以下の表１に示されている。図１および図２は、得られた炎のタイプの断面の概略図である。
【表１】
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【００７１】
粉状の固形燃料のより完全な燃焼、より良い炎の安定性、および炎のバーナー前部への着きは、同じトータル酸素および燃料流れを用いる場合の知られた粉状の固形燃料の燃焼方法による一般的な場合より、本発明の方法を用いて観測された。
【００７２】
４．９／９．０と７．５／５．５の間の第１の内側酸素流れ／第２の内側酸素流れの割合で、最良の結果が得られた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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