喷烧器以及煤改质设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉以及喷烧器以及煤改质设备。
[0002]本申请以2013年9月26日在日本申请的日本特愿2013-199699号为基础要求优先权，且在本申请中援引其内容。
【背景技术】
[0003]在使低品质煤高品质化的煤改质设备中，为了除去低品质煤中含有的水银等杂质，有时进行热分解处理。在进行该热分解处理时，从低品质煤中分离可燃性的气体。该可燃性的气体有时在燃烧炉中燃烧作为高温的气体而被再利用。该高温的气体例如作为用于对低品质煤进行热分解的热源向回转窑等的套管运送，之后经由排气净化装置等向外部排出。
[0004]由低品质煤得到的可燃性的气体一般是低热量气体。因此，在燃烧炉中使其燃烧时，存在因热量不足而无法稳定地燃烧的情况，以及使一部分天然气等高热量气体进入燃烧炉而使低热量气体与高热量气体同时燃烧的情况。在上述煤改质设备中，为了良好地进行火从高热量气体向低热量气体地移动，而在低热量气体用喷烧器的附近配置有作为助燃喷烧器的高热量气体用喷烧器。另外，在高热量气体用喷烧器的附近配置有点火炬。
[0005]然而，需要向低热量气体用喷烧器、高热量气体用喷烧器等各喷烧器单独地供给空气，因此会导致配管复杂化。另外，各喷烧器借助专用的管座而单独地安装于燃烧炉壁面等，因此管座数增加而难以实现装置的小型化。
[0006]在专利文献I中记载了具备低热量气体用喷嘴、高热量气体用喷嘴的燃烧器。低燃料气体用喷嘴供给低热量气体。高热量气体用喷嘴向低热量气体用喷嘴的内侧中央供给高热量气体。该燃烧器使低热量气体与高热量气体同时燃烧。
[0007]在专利文献2中记载了通过辅助喷烧器使天然气等高热量的燃料燃烧，且利用其火焰来辅助排出气体的燃烧的混合燃烧式的喷烧器。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:美国专利第8220272号说明书
[0011]专利文献2:美国专利第4154567号说明书
【发明内容】
[0012]发明所要解决的课题
[0013]然而，在煤改质设备中，在设备起动时，为了升温而将高热量气体点火。然而，在设备起动时，利用非活性气体(例如，氮气)对将低品质煤热分解的炉窑进行清洗。这样一来，有时经由低热量气体用的喷嘴向高热量气体用喷嘴的附近供给非活性气体。其结果是，有时会使配置于低热量气体用喷嘴的附近的高热量气体用喷嘴的火焰失火。
[0014]本发明的目的在于，提供一种在低热量气体用喷嘴的附近配置有高热量气体用喷嘴的情况下能够减少因从低热量气体用喷嘴喷出的非活性气体而使高热量气体的火焰失火的喷烧器以及煤改质设备。
[0015]用于解决课题的方案
[0016]根据本发明的第一方式，一种喷烧器，其使第一气体、热量比所述第一气体高的第二气体同时燃烧，其特征在于，所述喷烧器具备:筒状的第一外筒，其具有沿第一方向供给一次空气的开口部;扩散室，其配置于所述第一外筒的内侧，且具有朝向所述第一方向逐渐扩径的内周面;第一气体喷嘴，其配置于所述第一外筒的内侧，且向所述扩散室的径向外侧的区域朝向所述第一方向供给所述第一气体;第二气体喷嘴，其配置为在所述第一外筒的周向上与所述第一气体喷嘴相邻，且向所述扩散室的径向外侧的区域朝向所述第一方向供给所述第二气体；以及点火炬，其配置于所述第一外筒的内侧，且对所述第二气体与所述第一气体的至少一方进行点火。
[0017]根据本发明的第二方式，在第一方式的基础上，喷烧器可以采取如下的方式，SP，所述第一方向上的所述第一气体喷嘴的开口端部具备沿着所述扩散室的最外周部与所述扩散室相接的接触部。
[0018]根据本发明的第三方式，在第二方式的基础上，喷烧器可以采取如下的方式，SP，所述喷烧器具备多个所述第一气体喷嘴，所述第一气体喷嘴的各接触部与所述扩散室抵接的周向的角度范围的合计设为90度至200度。
[0019]根据本发明的第四方式，在第一方式至第三方式的任一方式的基础上，喷烧器可以采取如下的方式，即，所述第二气体喷嘴在其第一方向的开口端部具备使所述第二气体产生涡流的稳焰凸缘。
[0020]根据本发明的第五方式，在第一方式至第四方式的任一方式的基础上，喷烧器可以采取如下的方式，即，所述喷烧器具备第二外筒，所述第二外筒配置于所述第一外筒的外侧，且在所述第二外筒与所述第一外筒之间形成供二次空气流通的流路。
[0021]根据本发明的第六方式，在第五方式的基础上，喷烧器可以采取如下的方式，SP，所述喷烧器具备旋流器，所述旋流器配置于所述第一外筒与所述第二外筒之间，且使所述二次空气沿周向回旋。
[0022]根据本发明的第七方式，在第一方式至第六方式的任一方式的基础上，喷烧器可以采取如下的方式，即，所述喷烧器具备降温减少部，所述降温减少部覆盖所述第一气体喷嘴的外周面中的至少一部分，并防止所述第一气体的降温。
[0023]根据本发明的第八方式，煤改质设备具备燃烧炉，所述燃烧炉具有第一方式至第七方式的任一方式的喷烧器。
[0024]发明效果
[0025]根据上述喷烧器以及煤改质设备，在低热量气体用喷嘴的附近配置有高热量气体用喷嘴的情况下，能够减少因从低热量气体用喷嘴喷出的非活性气体而使高热量气体的火焰失火的情况。
【附图说明】
[0026]图1是本实施方式中的煤改质设备I的简略结构图。
[0027]图2是表示本发明的燃烧炉的喷烧器周围的简略结构的剖视图。
[0028]图3是从图2的III方向观察时的喷烧器10的主视图。
[0029 ]图4是沿着图3的V1-VI线的剖视图。
[0030]图5是表示在上述喷烧器的第一气体喷嘴上装配有降温减少部的状态的立体图。[0031 ]图6是表示相对于第二气体喷嘴23的热量输入比(％ )的能够稳定燃烧的一次空气比的映射表。
[0032]图7是表示相对于一次空气比的能够稳定燃烧的一次混合氧浓度(vol%)的映射表。
【具体实施方式】
[0033]以下，对本发明的一实施方式的煤改质设备进行说明。
[0034]图1是本实施方式中的煤改质设备I的简略结构图。
[0035]本实施方式中的煤改质设备I是通过将低品质煤中含有的水分、杂质等除去而成形从而实现低品质煤的高品质化的设备。
[0036]如图1所示，煤改质设备I主要包括:粉碎机2、干燥机3、裂解炉4、燃烧炉5、冷却器6、修整器7、混合机8、以及成型(briquette)装置9。
[0037]粉碎机2通过将原煤L粉碎从而将原煤L的大小调整成后工序中容易处理的大小。将由粉碎机2调整了大小后的原煤L向干燥机3运送。
[0038]干燥机3使由粉碎机2调整了大小后的原煤L干燥。作为该干燥机3，可以使用例如利用蒸气而对原煤L进行间接加热的蒸汽管干燥机等。将由该干燥机3干燥后的煤向裂解炉4运送。
[0039]裂解炉4是对由干燥机3干燥后的煤稍微进行热分解的装置。更具体而言，裂解炉4将煤中含有的挥发成分、水银等各种杂质气化并提取。通过裂解炉4而分离出的气体作为低热量气体(第一气体)向燃烧炉5运送。通过裂解炉4进行热分解后的改质煤向冷却器6运送。
[0040]在燃烧炉5中，使通过裂解炉4分离出的低热量气体与一次空气等一起燃烧而生成高温气体。该高温气体向裂解炉4的套管4a供给，作为裂解炉4的热源而使用。在通过该裂解炉4而用于原煤L的加热的高温气体在由例如排气净化系统(AQCS)Cs净化后，向大气中排出。图1中，附图标记是风量调节风扇，附图标记“B”是鼓风机。设置于套管4a与排气净化系统Cs之间的配管上的风量调节风扇F与鼓风机B均将使用后的高温气体送入排气净化系统Cs ο
[0041]冷却器6将通过裂解炉4进行热分解处理后的改质煤冷却。通过该冷却器6将400°C左右的改质煤的温度冷却至70°C左右。将由冷却器6冷却后的改质煤向修整器7运送。
[0042]修整器7进一步通过大气等对由冷却器6—定程度地进行了冷却后的改质煤缓慢地进行温度调节。修整器7例如将改质煤温度调节至50°C以下。将由该修整器7温度调节后的改质煤向混合机8运送。
[0043]混合机8将由修整器7温度调节后的改质煤粉碎而使其成为更细的粒子状。混合机8在为了成形改质煤而需要粘合剂等添加物的情况下，在粉碎的同时将粘合剂投入改质煤中搅拌。将由混合机8粉碎以及搅拌后的改质煤向成型装置9运送。
[0044]成型装置9将改质煤成形成规定的块状。成型装置9通过例如压缩成形等将改质煤成形成块状。通过车辆、船舶等搬运机构将由该成型装置9成形后的改质煤的煤块Br向目的地搬运。
[0045]接下来，根据附图对上述的燃烧炉5的喷烧器10进行说明。
[0046]图2是表示燃烧炉5的喷烧器10周围的简略结构的剖视图。
[0047]如图2所示，燃烧炉5具备形成燃烧用的空间K的容器11。在该容器11上经由一个管座I Ia而安装有喷烧器10。喷烧器10使热量不同的两种气体混合燃烧。在喷烧器10的轴线O方向上，喷烧器10的空间K侧的端部1a的位置与容器11的内侧面Ilb位