(57)【要約】【課題】木粉を燃料とした場合であっても、硫黄分の露結や木材のミルでの発火等を防止しつつ、木粉を十分に細かく粉砕しかつ乾燥させる。【解決手段】ミル１１は、木材を粉砕し乾燥用気流により乾燥させて木粉を生成し排気ガスＳ１と共に外部へ排出する。集塵機１２は、排気ガスＳ１により搬送された木粉を捕集すると共に、排気ガスＳ１から木粉を除いて排気ガスＳ６を排出する。ボイラ１４は、この木粉を燃料として燃焼させて排気ガスＳ３を排出する。制御部３０は、ミル１１の排気ガスＳ１の出口付近に設置された温度センサ３１の検出信号に基づき、排気ガスＳ３の一部Ｓ３´と排気ガスＳ６の一部Ｓ６´を適当な混合比で混合させ、これにより、排気ガスＳ１の温度が１１０℃〜１３０℃になるようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体燃料を粉砕し乾燥用気流により乾燥させて微粉燃料を生成し第１排気ガスと共に外部へ排出する粉砕乾燥装置と、
前記粉砕乾燥装置から前記第１排気ガスにより搬送された前記微粉燃料を捕集すると共に、前記第１排気ガスから前記微粉燃料を除いて生成される第２排気ガスを排出する微粉燃料捕集部と、
前記微粉燃料を燃料として燃焼させて第３排気ガスを排出するボイラと、
前記第１排気ガスの温度が１１０℃〜１３０℃になるよう、前記乾燥用気流の温度を調整して前記乾燥用気流を前記粉砕乾燥装置に導入する乾燥用気流導入部と
を備えたことを特徴とする微粉燃料燃焼装置。
【請求項２】
前記乾燥用気流導入部は、前記第２排気ガスと前記第３排気ガスとを混合させて混合ガスを生成し、この混合ガスを前記乾燥用気流として前記粉砕乾燥装置に導入する
ことを特徴とする請求項１記載の微粉燃料燃焼装置。
【請求項３】
第４排気ガスを発生させる熱風発生炉を更に備え、
前記乾燥用気流導入部は、前記第２排気ガスと前記第４排気ガスとを混合させて混合ガスを生成し、この混合ガスを前記乾燥用気流として前記粉砕乾燥装置に導入する
ことを特徴とする請求項１記載の微粉燃料燃焼装置。
【請求項４】
前記微粉燃料捕集部で捕集された前記微粉燃料を格納する微粉燃料格納部を更に備えた
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の微粉燃料燃焼装置。
【請求項５】
前記乾燥用気流は、酸素濃度が３〜１０％の不活性ガスである請求項１乃至４いずれか１項に記載の微粉燃料燃焼装置。
【請求項６】
固体燃料を粉砕し乾燥用気流により乾燥させて微粉燃料を生成し第１排気ガスと共に搬送する粉砕乾燥ステップと、
前記第１排気ガスにより搬送された前記微粉燃料を捕集すると共に、前記第１排気ガスから前記微粉燃料を除いて生成される第２排気ガスを排出する微粉燃料捕集ステップと、
前記微粉燃料を前記ボイラにより燃焼させて第３排気ガスを排出する燃焼ステップと、
前記第１排気ガスの温度が１１０℃〜１３０℃になるよう、前記乾燥用気流の温度を調整して前記乾燥用気流を前記粉砕乾燥装置に導入する乾燥用気流導入ステップと
を備えたことを特徴とする微粉燃料燃焼方法。
【請求項７】
前記乾燥用気流導入ステップは、前記第２排気ガスと前記第３排気ガスとを混合して混合ガスを生成し、この混合ガスを前記乾燥用気流とする
ことを特徴とする請求項６に記載の微粉燃料燃焼方法。
【請求項８】
第４排気ガスを発生させるステップを更に備え、
前記乾燥用気流導入ステップは、前記第２排気ガスと前記第４排気ガスとを混合させて混合ガスを生成し、この混合ガスを前記乾燥用気流として前記粉砕乾燥装置に導入する
ことを特徴とする請求項６記載の微粉燃料燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固体燃料を細かく粉砕し同時に乾燥させて微粉燃料とし、これを燃料として利用する微粉燃料燃焼装置及び微粉燃料燃焼方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年益々エネルギーの需要が増大していることに対応し、瀝青炭のような高品位の石炭に代えて、褐炭のような水分や揮発分を多く含んだ石炭を粉砕・乾燥させて生成した微粉炭や、木材を粉砕・乾燥させて粉末状にした木粉等の微粉燃料を使用した微粉燃料燃焼装置の開発が進められている。
【０００３】
このような微粉燃料燃焼装置を開示するものとして、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１では、例えば図４及び図５に示すように、ミル１１で粉砕・乾燥された微粉燃料は、排気ガスＳ１と共に集塵機１２に移送され捕集された後、サイロ１２´に貯蔵される。サイロ１２´に貯蔵された微粉燃料は、ブロア１３によって発生された搬送用気流Ｓ２により、ボイラ１４に供給される。ボイラ１４からの排気ガスＳ３は、エアヒータ１５を通過する。エアヒータ１５は、この排気ガスＳ３の熱エネルギーを吸収し、この熱エネルギーを、ブロア１６により発生されボイラ１４に燃焼用として与えられる気流Ｓ４に与える。エアヒータ１５により温度の下げられたボイラ１４からの排気ガスＳ３は、集塵機１７により集塵され、脱硫装置１８により脱硫された後、煙突１９から大気中に排出される。ミル１１には、微粉燃料を乾燥させるための乾燥用気流を送り込む必要がある。特許文献１では、エアヒータ１５で気流Ｓ４を熱して生成した気流Ｓ４´の一部を乾燥用気流としてミル１１に送り込む例（図４）と、集塵機１７を通過した後の排気ガスＳ５を乾燥用気流としてミル１１に送り込む例（図５）とが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６２−５５０５７公報（第１頁右欄〜第２頁、図１及び図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この特許文献１に開示の構成は、微粉炭を燃料とする場合には問題はないが、微粉炭よりも水分や揮発成分が多く、発火温度の低い木粉を燃料とする場合には、粉砕・乾燥を十分に行なうことができないという問題が生ずる。すなわち、図４の構成では、気流Ｓ４´が酸素成分の多い気流であるため、このような高酸素濃度の気流は、発火温度の低い木粉の粉砕・乾燥には不適切である（石炭の発火温度が３００〜５００度程度であるのに対し、木粉の発火温度は２６０℃前後）。
また、図５の場合には、集塵機１７から出る排気ガスＳ５の温度は、通常は１５０℃以下である。この温度は、微粉炭の乾燥には十分高い温度であるものの、より水分の多い木粉の粉砕・乾燥には十分でない。このような低い温度の排気ガスを乾燥用気流として使用する場合には、木材を十分に粉砕・乾燥させることが出来ないだけでなく、ミル１１から排出される排気ガスの温度が更に低くなってしまい、これにより、ミル１１内部や排気管において排気ガス中の硫黄成分が露結し、装置及び排気管の腐食や詰まりを起こす可能性がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、木粉を燃料とした場合であっても、木材のミルでの発火、硫黄成分の露結等を防止しつつ、木粉を十分に細かく粉砕しかつ乾燥させることができる微粉燃料燃焼装置及び微粉燃料燃焼方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明に係る微粉燃料燃焼装置は、固体燃料を粉砕し乾燥用気流により乾燥させて微粉燃料を生成し第１排気ガスと共に外部へ排出する粉砕乾燥装置と、前記粉砕乾燥装置から前記第１排気ガスにより搬送された前記微粉燃料を捕集すると共に、前記第１排気ガスから前記微粉燃料を除いて生成される第２排気ガスを排出する微粉燃料捕集部と、前記微粉燃料を燃料として燃焼させて第３排気ガスを排出するボイラと、前記第１排気ガスの温度が１１０℃〜１３０℃になるよう、前記乾燥用気流の温度を調整して前記乾燥用気流を前記粉砕乾燥装置に導入する乾燥用気流導入部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、第１排気ガスの温度が１１０℃〜１３０℃になるように乾燥用気流の温度が調整される。これにより、木粉を燃料とした場合であっても、第１排気ガス中の硫黄成分の露結が防止されると共に、木材のミルでの発火等を防止しつつ木材を十分に細かく粉砕しかつ乾燥させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る微粉燃料燃焼方法は、固体燃料を粉砕し乾燥用気流により乾燥させて微粉燃料を生成し第１排気ガスと共に搬送する粉砕乾燥ステップと、前記第１排気ガスにより搬送された前記微粉燃料を捕集すると共に、前記第１排気ガスから前記微粉燃料を除いて生成される第２排気ガスを排出する微粉燃料捕集ステップと、前記微粉燃料を前記ボイラにより燃焼させて第３排気ガスを排出する燃焼ステップと、前記第１排気ガスの温度が１１０℃〜１３０℃になるよう、前記乾燥用気流の温度を調整して前記乾燥用気流を前記粉砕乾燥装置に導入する乾燥用気流導入ステップとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１実施の形態に係る微粉燃料燃焼装置の全体構成を示している。従来の微粉燃料燃焼装置（図４、図５）と同一の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施の形態において特徴的な点は、ミル１１に、ボイラ１４の出口に設けられたＥＣＯ１４´（Ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ：  節炭器）から排出される低酸素濃度（酸素濃度２〜５％の不活性ガス）の排気ガスＳ３の一部Ｓ３´と、集塵機１２から排出された排気ガスＳ６の一部Ｓ６´とを混合して混合ガスＳ７とし、この混合ガスＳ７を乾燥用気流として搬送管２１を介してミル１１に導入していることである。
【００１０】
排気ガスＳ３´は、前記のように低酸素濃度で、温度は３５０℃程度であり、一方、排気ガスＳ６´は、１１０〜１３０℃程度である。排気ガスＳ３´及びＳ６´の混合比は、ミル１１から排出される排気ガスＳ１の温度が１１０〜１３０℃程度になるように調整され、混合ガスＳ７の酸素濃度は３〜１０％程度（好ましくは７％程度）に維持される。図１に示すように、この実施の形態では、制御部３０と、温度センサ３１とが設けられ、これにより排気ガスＳ１の温度が制御される。すなわち、ミル１１の排気ガスＳ１の出口付近に配置された温度センサ３１により排気ガスＳ１の温度が検知され、この検知信号に基づき、制御部３０がブロア１３´出口の分岐ダンパＤＤ及び及びブロア２０を制御し、ブロア１３´及びブロア２０からの排気ガスＳ３´、Ｓ６´の供給割合を変化させる。これにより、排気ガスＳ１の温度が１１０〜１３０℃程度に維持され、これにより、ミル１１内及び排気管における硫黄成分の露結を防止し、ミル１１内部及び排気管の腐食や詰まり等を防止しつつ、木粉を、例えば水分量５〜８％程度まで乾燥させ、気流により搬送することが可能であり、またボイラ１４での十分な燃焼効率が得られる程度に細かく粉砕することができる。また、排気ガスＳ３´及びＳ６´はいずれも低酸素濃度であるので、ミル１１内の酸素濃度を低く抑えることができ、これによりミル１１内における木粉の発火を防止することができる。また制御部３０は、排気ガスＳ３´及びＳ６´の合計の供給量が、木粉をミル１１から輩出して集塵機１２に搬送するのに十分な量になるように、ブロア１３´出口の分岐ダンパＤＤ及びブロア２０を制御する。
【００１１】
なお、ミル１１へ導入される排気ガスＳ６´の排気ガスＳ６に対する割合は、およそ６０〜８５％程度であればよく、残りはブロア１３´により大気中へ放出される。この数値は、排気ガスＳ１の温度変化に基づいて変動する。
また、集塵機１２とサイロ１２´の代わりに、図２に示すように、微木粉と粗木粉とを分級し、分級された微木粉のみをボイラ１４までブロア１３からの搬送気流により搬送するサイクロン２３を設けることもできる。この場合、図１と同様に、サイクロン２３からの排気ガスＳ６の一部Ｓ６´を、ブロア１３´出口の分岐ダンパＤＤを介して搬送管２１に送り、排気ガスＳ３´と混合させる。この図２でも、排気ガスＳ６´の排気ガスＳ６に対する割合は、およそ６０〜８５％程度であればよく、残りはブロア１３´によりボイラ１４に供給される。この図２では、残りのガスをボイラ１４に導入することにより、サイクロンの排気ガスを大気中に放出する際の集塵機が不要となる。
なお、ミル１１は、典型的には竪型ローラミルであるが、ボールミル、カッターミル等、固体燃料を粉砕可能なものであれば、その種類は問わない。また、木粉を燃料とする場合に、図示しない供給ルートにより微粉炭などの発熱量の大きい燃料を別途供給し、木粉と微粉炭とを混焼することもできる。
【００１２】
図３に、本発明の第２の実施の形態を説明する。第１の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。第１の実施の形態では、乾燥用気流として、ボイラ１４のＥＣＯ１４´から排出された低酸素濃度の排気ガスＳ３の一部Ｓ３´と、集塵機１２から排出された排気ガスＳ６の一部Ｓ６´との混合ガスを、ブロア１３´出口の分岐ダンパＤＤ及びブロア２０と搬送管２１とを介してミル１１に導入していた。これに対し、この第２の実施の形態では、搬送管２１、ブロア２０等を設けず、代わりに燃料を燃焼させて低酸素濃度の排気ガスＳ８を発生する熱風発生炉２２を設け、この排気ガスＳ８を、排気ガスＳ６´と混合させて生成した排気ガスＳ９を乾燥用気流としてミル１１に導入するように構成されている。熱風発生炉２２は、発生させる排気ガスＳ８の温度を調整することができるように構成されており、その調整は、制御部３０が、温度センサ３１からの検出信号に基づき行なう。制御部３０は、ミル１１からの排気ガスＳ１の温度が１１０〜１３０℃程度になるように熱風発生炉２２を制御する。これによりミル１１の出口における硫黄成分の露結を防止することができ、ミル１１内部及び排気管の腐食や詰まり等を防止することができる。
【００１３】
以上、発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更が可能である。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る微粉燃料燃焼装置及び微粉燃料燃焼方法によれば、木粉を燃料とした場合であっても、硫黄分の露結や木材のミルでの発火等を防止しつつ、木粉を十分に細かく粉砕しかつ乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る微粉燃料燃焼装置の全体構成を示している。
【図２】第１の実施の形態の変形例を示す。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る微粉燃料燃焼装置の全体構成を示している。
【図４】従来技術に係る微粉燃料燃焼装置の全体構成を示している。
【図５】従来技術に係る微粉燃料燃焼装置の全体構成を示している。
【符号の説明】
１１・・・ミル、  １２・・・集塵機、  １２´・・・サイロ、  １３、１３´・・・ブロア、  １４・・・ボイラ、  １４´・・・ＥＣＯ、  １５・・・エアヒータ、  １６・・・ブロア、  １７・・・集塵機、  １８・・・脱硫装置、  １９・・・煙突、  ２０・・・ブロア、２１・・・搬送管、  ２２・・熱風発生炉、  ２３・・・サイクロン、  ３０・・・制御部、  ３１・・・温度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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