以下、本発明の実施の形態を添付図面を� ��照して説明する。

 図1~図4は本発明を実施する形態の一例であ� ��て、1は石炭を貯留するコールバンカ、2は� �ールバンカ1に貯留された石炭を切り出す給� ��機、3は給炭機2から供給される石炭を微粉� �し且つ乾燥させるミル、4は酸素燃焼ボイラ� ��5はボイラ4に取り付けられたウィンドボッ� �ス、6はウィンドボックス5内に配設され且つ ミル3から供給される微粉炭を燃焼させるバ� �ナ、7はボイラ4でバーナ6の上方所要位置に� �置される二段燃焼用ポート(いわゆるOAP(Over  Air Port))、8はボイラ4から排出される排ガス� �流れる排ガスライン、9は排ガスライン8を流 れる排ガスと一次再循環排ガス並びに二次再 循環排ガスとを熱交換させる空気予熱器、10� ��空気予熱器9を通過した排ガスを処理する脱 硫装置や集塵機等の排ガス処理装置、11は排� ��ス処理装置10で浄化された排ガスを一次再� �環排ガス並びに二次再循環排ガスとして圧� �する押込通風機(FDF)、12は押込通風機11によ� �て圧送される排ガスの一部を一次再循環排� �スとして空気予熱器9で予熱してミル3へ導く 一次再循環系路、13は一次再循環排ガスの流� ��を調節するための第一流量調節器、14は押� �通風機11によって圧送される排ガスの他の一 部を二次再循環排ガスとして空気予熱器9で� �熱してウィンドボックス5へ導く二次再循環� ��路、15は二次再循環排ガスの流量を調節す� �ための第二流量調節器、16は排ガス処理装置 10で浄化された排ガスを取り入れてCO ₂ 等を回収する回収装置、17は排ガス処理装置1 0の下流側に設けられ排ガスを誘引する誘引� �風機(IDF)、18は排ガス処理装置10で浄化され� �引通風機17で誘引される排ガスを大気放出す る煙突である。

 ここで、ボイラ4のバーナ6は、炉幅方向� �複数列(図2では4列)ずつ且つ上下方向へ複数� ��(図2では2段)ずつで配設されており、ボイラ 4の二段燃焼用ポート7は、各列のバーナ6と対 応するようにバーナ6の上方所要位置に第一� �ート部7a、第二ポート部7b、第三ポート部7c� �第四ポート部7dを形成している。

 二次再循環系路14には、第二流量調節器15 とウィンドボックス5の間から分岐して二段� �焼用ポート7へ排ガスの一部を供給する三次� ��循環系路19が備えられており、三次再循環� �路19は、中途位置から更に第一の分岐再循環 系路19a、第二の分岐再循環系路19b、第三の分 岐再循環系路19c、第四の分岐再循環系路19dに 分岐し、第一ポート部7a、第二ポート部7b、� �三ポート部7c、第四ポート部7dに対応するよ� ��になっている。ここで、二段燃焼用ポート7 は4列に限定されるものでなく、他の複数列� �も良く、同時に二段燃焼用ポート7が他の複� ��列の場合には、分岐再循環系路が複数列に� ��応し得るように構成されている。なお、図1 中、分岐再循環系路19a,19b,19c,19dは符号19aで示 している。

 また、三次再循環系路19には、二次再循� �系路14からの分岐位置と分岐再循環系路19a,19 b,19c,19dへの分岐位置との間に第三流量調節器 20が配置されており、第一の分岐再循環系路1 9a、第二の分岐再循環系路19b、第三の分岐再� ��環系路19c、第四の分岐再循環系路19dには、� ��々、流量個別調節器21a,21b,21c,21dが備えられ� ��と共に個別の酸素濃度計22a,22b,22c,22dが備え� ��れている。なお、図1中、流量個別調節器21a ,21b,21c,21dは符号21aで示し、個別の酸素濃度計 22a,22b,22c,22dは符号22aで示している。

 全体構成には、空気を取り入れて酸素を� ��造する酸素製造装置23が備えられると共に� �酸素製造装置23で製造した酸素の一部を二次 酸素として二次再循環系路14に供給する二次� ��素混合系路24が設けられており、二次酸素� �合系路24には、酸素の流量調節器(図示せず)� ��配置されている。ここで、図示例では二次� ��素を空気予熱器9の下流側の二次再循環系路 14に供給する場合について例示したが、空気� ��熱器9の上流側に供給するようにしてもよい 。

 また、全体構成には、酸素製造装置23で� �造した酸素の他の一部を、ダイレクト供給� �素としてバーナ6に直接供給するダイレクト� ��給系路25が設けられており、該ダイレクト� �給系路25にはダイレクト供給量調節器(図示� �ず)が備えられている。

 更に、全体構成には、酸素製造装置23で� �造した酸素の残りをボイラ4の二段燃焼用ポ� ��ト7に供給するよう、二次酸素混合系路24及� ��ダイレクト供給系路25への分岐位置までの� �から分岐する酸素供給系路26が備えられてお り、酸素供給系路26は、中途位置から第一の� ��岐酸素供給系路26a、第二の分岐酸素供給系� ��26b、第三の分岐酸素供給系路26c、第四の分� ��酸素供給系路26dに分岐し、第一の分岐再循� ��系路19a、第二の分岐再循環系路19b、第三の� ��岐再循環系路19c、第四の分岐再循環系路19d� ��接続されている。また、酸素供給系路26に� �、上流側に全体の酸素流量調節器27が備えら れると共に、下流側に全体の酸素濃度計28が� ��置され、第一の分岐酸素供給系路26a、第二� ��分岐酸素供給系路26b、第三の分岐酸素供給� ��路26c、第四の分岐酸素供給系路26dには、夫� ��、酸素流量個別調節器29a,29b,29c,29dが備えら� ��ている。なお、図1中、酸素供給系路26はAで つながることを示し、分岐酸素供給系路26a,26 b,26c,26dは符号26aで示し、酸素流量個別調節器 29a,29b,29c,29dは符号29aで示している。

 ここで、三次再循環系路19の第三流量調� �器20、第一の分岐再循環系路19aの流量個別調 節器21a、第二の分岐再循環系路19bの流量個別 調節器21b、第三の分岐再循環系路19cの流量個 別調節器21c、第四の分岐再循環系路19dの流量 個別調節器21d、及び、酸素供給系路26の全体� ��酸素流量調節器27、第一の分岐酸素供給系� �26aの酸素流量個別調節器29a、第二の分岐酸� �供給系路26bの酸素流量個別調節器29b、第三� �分岐酸素供給系路26cの酸素流量個別調節器29 c、第四の分岐酸素供給系路26dの酸素流量個� �調節器29dは、全て制御部30に接続されると共 に、制御部30は、排ガスライン8でボイラ4と� �気予熱器9の間に配置されるNOx濃度計31、酸� �供給系路26の酸素濃度計28、第一の分岐再循� ��系路19aの個別の酸素濃度計22a、第二の分岐� ��循環系路19bの個別の酸素濃度計22b、第三の� ��岐再循環系路19cの個別の酸素濃度計22c、第� ��の分岐再循環系路19dの個別の酸素濃度計22d� ��の信号に基づいて夫々の調節器20,21a~21d,27,29 a~29dを制御するように処理手段Sa、Sbを備えて いる。ここで、制御部30に入力される信号は� ��他のデータでも良く、ボイラ4の状況に対応 して夫々の調節器20,21a~21d,27,29a~29dを制御する ならば特に限定されるものではない。

 次に、上記図示例の作用を説明する。

 ボイラ4においては、コールバンカ1に貯� �された石炭が給炭機2によりミル3へ投入され 、該ミル3において石炭が微粉砕され微粉炭� �されると共に、押込通風機11(FDF)により排ガ� ��処理装置10の下流から取り出した排ガスの� �部である一次再循環排ガスが一次再循環系� �12によりミル3内へ導入され、一次再循環排� �スによりミル3へ投入される石炭の乾燥が行� ��れつつ、微粉砕された微粉炭がボイラ4のバ ーナ6へ搬送される。

 一方、ボイラ4のウィンドボックス5には� �前記押込通風機11からの排ガスの他の一部が 二次再循環排ガスとして二次再循環系路14に� ��って供給されると共に、ボイラ4の二段燃焼 用ポート7には、二次再循環系路14で供給され る二次再循環ガス(排ガス)の一部が三次再循� ��系路19及び夫々の分岐再循環系路19a,19b,19c,19 dによって供給される。

 また、酸素製造装置23で製造した酸素の� �部が二次酸素混合系路24によって前記二次再 循環系路14に供給されると共に、酸素製造装� ��23からの酸素の他の一部がダイレクト供給� �路25によって前記バーナ6に直接供給され、� �に、酸素製造装置23からの酸素の残りが酸素 供給系路26及び夫々の分岐酸素供給系路26a,26b ,26c,26dを介して対応の夫々の分岐再循環系路1 9a,19b,19c,19dによって供給される。ここで、酸� ��供給系路26等を介して二段燃焼用ポート7に� ��給する酸素は、排ガスと共に供給しても良� ��し、排ガスと混合することなく直接供給し� ��も良い。

 従って、ミル3から一次再循環排ガスによっ てバーナ6に供給された微粉炭は、酸素が混� �されてウィンドボックス5に供給される二次� ��循環ガスと、バーナ6に直接供給されるダイ レクト供給酸素と、酸素が混合されて二段燃 焼用ポート7に供給される排ガスとにより燃� �される。燃焼によって生じた排ガスは、空� �予熱器9により一次再循環排ガス及び二次再� ��環排ガスを予熱し、更に排ガス処理装置10� �より処理された後、一部は押込通風機11と回 収装置16に導かれ、残りは誘引通風機17(IDF)に より誘引されて煙突18から大気放出される。� ��記回収装置16に取り入れられた排ガスはCO ₂ 等の回収が行われる。

 ここで、ボイラ4の燃焼状態は、種々の条 件によって変化するため、ボイラ4の燃焼状� �によるNOxの濃度、排ガスのCO等の未燃分、火 炉収熱を調整し得るよう、制御部30の制御手� ��Saにおいて、NOx濃度計31、酸素供給系路26の� ��素濃度計28、夫々の分岐再循環系路19a,19b,19c ,19dの個別の酸素濃度計22a,22b,22c,22dからデー� �を集めると共に、操作者の要求等を含めて� �イラ4の燃焼状態を判断し、制御部30の制御� �段Sbにより、三次再循環系路19の第三流量調� ��器20、夫々の分岐再循環系路の流量個別調� �器21a,21b,21c,21d、酸素供給系路26の全体の酸素 流量調節器27、夫々の分岐酸素供給系路26a,26b ,26c,26dの酸素流量個別調節器29a,29b,29c,29dを調� ��して二段燃焼用ポート7への酸素の供給量を 制御する。

 具体的には、排ガスの未燃分が許容値で� ��って全体のNOx濃度を下げる要求がある場合( ステップSa1)には、酸素供給系路26の酸素濃度 計28を測定しつつ、第三流量調節器20、酸素� �量調節器27を操作して二段燃焼用ポート7へ� �給する酸素を減らし(ステップSb1)、酸素濃度 を減少させて全体のNOx濃度を下げる。また、 ボイラ4の全体の収熱を上げる要求がある場� �(ステップSa2)や、全体の排ガスに含まれる未 燃分の排出量を下げる要求がある場合(ステ� �プSa3)には、酸素供給系路26の酸素濃度計28を 測定しつつ、第三流量調節器20、酸素流量調� ��器27を操作して二段燃焼用ポート7へ供給す� ��酸素を増やし(ステップSb2)、酸素濃度を増� �させてボイラ4の全体の収熱を上げ、若しく� ��全体の排ガスに含まれる未燃分の排出量を� ��げる。

 また、排ガスの未燃分が許容値であって� ��イラ4の火炉の一部分(特に炉幅方向)でNOx濃� ��を下げる要求がある場合(ステップSa4)には� �夫々の分岐酸素供給系路26a,26b,26c,26dの酸素� �度計22a,22b,22c,22dを測定しつつ、対応の流量� �別調節器21a,21b,21c,21d、夫々の酸素流量個別� �節器29a,29b,29c,29dを操作して二段燃焼用ポー� �7のポート部へ供給する酸素を減らし(ステッ プSb3)、酸素濃度を減少させてボイラ4の火炉� ��一部分(特に炉幅方向)でNOx濃度を下げる。� �に、ボイラ4の火炉の一部分で収熱を上げる� ��求がある場合(ステップSa5)や、火炉の一部� �で排ガスに含まれる未燃分の排出量を下げ� �要求がある場合(ステップSa6)には、夫々の分 岐酸素供給系路26a,26b,26c,26dの酸素濃度計22a,22 b,22c,22dを測定しつつ、対応の流量個別調節器 21a,21b,21c,21d、夫々の酸素流量個別調節器29a,29 b,29c,29dを操作して二段燃焼用ポート7へ供給� �る酸素を増やし(ステップSb4)、酸素濃度を増 加させてボイラ4の火炉の一部分で収熱を上� �、若しくはボイラ4の火炉の一部分で排ガス� ��含まれる未燃分の排出量を下げる。

 また、本発明者らは、微粉炭を酸素燃焼� ��る試験ボイラにおいて、二段燃焼用ポート7 へ供給する酸素濃度を調整した際には、図4� �示す試験結果を得ており、図4に示す如く、� ��段燃焼用ポート7への酸素濃度を下げた場合 にはNOx濃度を減らすようにNOx濃度の制御が可 能となり、また、二段燃焼用ポート7への酸� �濃度を上げた場合には排ガス中の未燃分の� �出量を少なくした燃焼が可能となることを� �らかにしている。

 このように、バーナ6と二段燃焼用ポート 7とを配設したボイラ4において、二段燃焼用� ��ート7から酸素を供給して酸素濃度を調整し 、排ガスのNOx濃度、排ガスの未燃分の排出量 、火炉の収熱を制御することができる。

 また、実施の形態例において、排ガスの� ��燃分が許容値であって全体のNOx濃度を下げ� ��場合には、流量調節器により二段燃焼用ポ� ��ト7への再循環排ガス量を増やす方向に調整 して二段燃焼用ポート7への酸素濃度を減少� �せ、ボイラ4の全体の収熱を上げる場合や全� ��の排ガスの未燃分を下げる場合には、流量� ��節器により二段燃焼用ポート7への再循環排 ガス量を減らす方向に調整して二段燃焼用ポ ート7への酸素濃度を増加させるように構成� �ると、二段燃焼用ポート7から酸素を供給し� ��酸素濃度を的確に調整するので、排ガスのN Ox濃度、排ガスの未燃分の排出量、火炉の収� ��を好適に制御することができる。

 更に、実施の形態例において、ボイラ4に 配設された二段燃焼用ポート7を複数にし、� �段燃焼用ポート7ごとに酸素濃度を調整する� ��うに複数の分岐酸素供給系路26a,26b,26c,26dを� ��えると、ボイラ4の火炉の一部分でNOx濃度を 下げる場合、ボイラ4の火炉の一部分で収熱� �上げる場合、火炉の一部分で排ガスに含ま� �る未燃分の排出量を下げる場合に対応して� �々の分岐酸素供給系路26a,26b,26c,26dから酸素� �供給し、夫々の酸素濃度を的確に調整し得� �ので、排ガスのNOx濃度、排ガスの未燃分の� �出量、火炉の収熱を一層好適に制御するこ� �ができる。

 また、二次再循環系路14で供給される排� �スの一部をボイラ4の二段燃焼用ポート7に供 給する三次再循環系路19を備えると、二段燃� ��用ポート7へ酸素を容易に制御して酸素濃度 を調整するので、排ガスのNOx濃度、排ガスの 未燃分の排出量、火炉の収熱を簡易且つ的確 に制御することができる。

 尚、本発明の酸素燃焼ボイラの排ガス制� ��方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定� ��れるものではなく、本発明の要旨を逸脱し� ��い範囲内において種々変更を加え得ること� ��勿論である。