Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPS6319764B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPS6319764B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6319764B2
JPS6319764B2 JP58038377A JP3837783A JPS6319764B2 JP S6319764 B2 JPS6319764 B2 JP S6319764B2 JP 58038377 A JP58038377 A JP 58038377A JP 3837783 A JP3837783 A JP 3837783A JP S6319764 B2 JPS6319764 B2 JP S6319764B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel gas
combustion
porous fiber
air
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP58038377A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58173302A (en
Inventor
Emu Kendooru Robaato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universal Entertainment Corp
Original Assignee
Aruze Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aruze Corp filed Critical Aruze Corp
Publication of JPS58173302A publication Critical patent/JPS58173302A/en
Publication of JPS6319764B2 publication Critical patent/JPS6319764B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12Radiant burners
    • F23D14/16Radiant burners using permeable blocks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2203/00Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10Flame diffusing means
    • F23D2203/101Flame diffusing means characterised by surface shape
    • F23D2203/1012Flame diffusing means characterised by surface shape tubular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2203/00Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10Flame diffusing means
    • F23D2203/105Porous plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2212/00Burner material specifications
    • F23D2212/20Burner material specifications metallic
    • F23D2212/201Fibres
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、増大された熱効率と窒素酸化物
(NOX)の少ない生成とを得るため予熱を利用し
てガス燃料を燃焼させる方法に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for combusting gaseous fuels using preheating for increased thermal efficiency and reduced production of nitrogen oxides (NO x ). It is.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

ガス燃焼における予熱の使用は、熱効率を増大
させるが、残念ながらこのような燃焼は一般に燃
焼生成物すなわち煙道ガス中により多量のNOX
を生成することが知られている。したがつて、大
気中へのNOXの放出を制限することに益々関心
が深まり、かつ必要性が大きくなつているので、
ガス燃焼における予熱の使用は制限されつつあ
り、その結果熱効率の損失を生じている。しかし
ながら、燃料価格の上昇はより大きいガス燃焼の
熱効率を達成するという希望を強調している。
The use of preheating in gas combustion increases thermal efficiency, but unfortunately such combustion generally produces higher amounts of NOx in the combustion products, i.e., the flue gas.
is known to produce. Therefore, there is an increasing interest in, and a growing need for, limiting the emissions of NOx into the atmosphere.
The use of preheating in gas combustion is becoming limited, resulting in a loss of thermal efficiency. However, rising fuel prices have emphasized the desire to achieve greater gas combustion thermal efficiencies.

〔発明の目的〕 本発明の目的は、従来のガス燃焼に伴なう上記
の欠点を克服するガス燃料の燃焼方法および装置
を提供することである。
OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for combustion of gaseous fuels that overcomes the above-mentioned drawbacks associated with conventional gas combustion.

〔発明の要点〕[Key points of the invention]

上記を考慮して、本発明によれば、燃料ガスと
燃焼媒体との予備加熱混合物を形成し、この予備
加熱混合物を多孔質繊維バーナの多孔質繊維層に
通し、前記燃料ガスを前記繊維層の外部表面上で
燃焼させて前記外部表面を実質的に火炎を伴なわ
ずに白熱させ、それにより低NOX含有量の熱煙
道ガスを生成させることを特徴とする、改良され
た熱効率と低NOX生成とを達成する燃料ガスの
燃焼方法が提供される。
In view of the above, according to the present invention, a preheated mixture of fuel gas and a combustion medium is formed, the preheated mixture is passed through a porous fiber layer of a porous fiber burner, and the fuel gas is passed through the porous fiber layer of a porous fiber burner. improved thermal efficiency and characterized in that the method is characterized in that it is combusted on the external surface of said external surface to cause said external surface to incandescent substantially without flame, thereby producing a hot flue gas with a low NOx content. A method of combustion of fuel gas is provided that achieves low NOx production.

予熱は燃料ガスまたは燃焼媒体(通常空気)或
いはその両者に施こすこともできるが、大抵の場
合燃焼媒体に施こされる。たとえば、化学量論的
においてさえ1容量のメタンを燃焼させるには少
なくとも約10倍容量の空気を必要とするので、熱
効率においてメタンを予備加熱することにより殆
んど利益が得られないことは明らかである。さら
に、ほぼ完全な燃焼を達成するには、しばしば化
学量論上必要な量より一般に約10〜15%過剰の燃
焼空気が使用される。したがつて、燃料ガスを予
備加熱する利益は減少する。
Preheating can be applied to the fuel gas and/or the combustion medium (usually air), but is most often applied to the combustion medium. For example, it is clear that there is little benefit in thermal efficiency from preheating methane, since even stoichiometrically it requires at least about 10 times the volume of air to combust one volume of methane. It is. Additionally, combustion air is often used in excess of the stoichiometric amount, generally about 10-15%, to achieve nearly complete combustion. Therefore, the benefit of preheating the fuel gas is reduced.

主としてメタンである天然ガスは燃料ガスとし
て豊富であり、かつ広範に使用されるが、たとえ
ばプロパンのようなその他の炭化水素ガスも使用
することができ、或いは水素のみ、または一酸化
炭素と共に或いはその混合物を燃料ガスとして使
用することもできる。精製ガスおよび埋立地ガス
はガス混合物の例であつて、燃料価値を有すると
共に本発明により燃焼することができる。燃料ガ
スが主として水素および/または一酸化炭素であ
る場合、燃料ガスならびに燃焼用空気の予備加熱
が推奨される。何故なら、これは水素および/ま
たは一酸化炭素の1容量を燃焼させるのに僅か約
2.5倍容量の空気しか必要としないからである。
Natural gas, primarily methane, is abundant and widely used as a fuel gas, but other hydrocarbon gases, such as propane, can also be used, or hydrogen alone or with or without carbon monoxide. The mixture can also be used as fuel gas. Refined gas and landfill gas are examples of gas mixtures that have fuel value and can be combusted according to the present invention. If the fuel gas is primarily hydrogen and/or carbon monoxide, preheating of the fuel gas and combustion air is recommended. This is because it takes only about
This is because only 2.5 times the volume of air is required.

多孔質繊維バーナは、その多孔質繊維層の外部
表面において、無火炎の燃焼をもたらし、それに
より外部表面を白熱させると共に高割合の輻斜熱
を発生する。本発明を実施するのに使用しうる無
火炎の輻射バーナは、米国特許第3275497号およ
び第3383159号に開示されている。粉末化アルミ
ニウムを含有する多孔質繊維バーナが米国特許第
3383159号に開示されており、これは一酸化炭素
の生成を抑制し、したがつて本発明の目的にとつ
てより好ましいものである。しばしば一次空気お
よび二次空気を供給して燃料ガスの燃焼を行なう
通常の火炎型バーナと異なり、燃焼に所望される
全空気は燃料ガスと混合された多孔質繊維バーナ
に通される。
Porous fiber burners provide flameless combustion at the external surface of the porous fiber layer, thereby producing incandescence of the external surface and a high proportion of oblique heating. Flameless radiant burners that can be used to practice the present invention are disclosed in US Pat. Nos. 3,275,497 and 3,383,159. Porous fiber burner containing powdered aluminum receives U.S. patent no.
No. 3,383,159, which suppresses the formation of carbon monoxide and is therefore more preferred for the purposes of the present invention. Unlike conventional flame burners, which often provide primary and secondary air for combustion of fuel gas, all the air desired for combustion is passed through the porous fiber burner mixed with the fuel gas.

一般に、燃焼反応体へ移行される予熱の量が大
きい程、熱効率における増大も大きくなり、この
熱効率は本発明の目的で炉または燃焼帯域中へ投
入されて有用な熱に変換される熱投入量のパーセ
ント(%)として定義される。たとえば、炉が80
%の熱効率を要する場合、これは熱投入量の20%
が主として戸外に排気される煙道ガス中に熱とし
て損失されることを意味する。熱効率における損
失の他の理由は、煙道ガス中における一酸化炭
素、炭化水素、水素および煤(炭素)によつて証
明されるような燃料ガスの不完全燃焼である。
Generally, the greater the amount of preheat transferred to the combustion reactants, the greater the increase in thermal efficiency, which for the purposes of this invention is the amount of heat input into the furnace or combustion zone that is converted into useful heat. Defined as a percentage (%) of For example, if the furnace is 80
% thermal efficiency, this is 20% of the heat input
is lost primarily as heat into the flue gas exhausted outdoors. Another reason for losses in thermal efficiency is incomplete combustion of the fuel gas as evidenced by carbon monoxide, hydrocarbons, hydrogen and soot (carbon) in the flue gas.

測定を簡単かつ容易にするため、燃焼反応体へ
加えられる予熱の量は、本明細書において予熱反
応体の温度(〓)として表わされる。住宅用炉は
一般に煙道ガスを排気する前に、この熱煙道ガス
と間接的に熱交換するよう必要空気を通すことに
より予備加熱された燃焼反応体を有するが、産業
用および工業用の炉は多くの場合、燃焼反応体の
ための他の利用しうる予熱源を有し、すなわち操
作の廃熱を炉と組合せることができ或いは組合せ
なくともよい。この種の廃熱を利用して炉の煙道
ガスから生じる予熱を増加させ、或いは所望の予
熱を全部供給することができる。
For simplicity and ease of measurement, the amount of preheat added to the combustion reactant is expressed herein as the temperature of the preheat reactant (〓). While residential furnaces generally have the combustion reactants preheated by passing the required air to indirectly exchange heat with this hot flue gas before exhausting the flue gas, industrial and Furnaces often have other available sources of preheating for the combustion reactants, ie, waste heat of operation may or may not be combined with the furnace. This type of waste heat can be used to increase the preheat generated from the furnace flue gas, or to provide all the desired preheat.

大抵の場合、燃焼反応体に実用的に付与しうる
予熱の量は、全燃焼用空気の温度を約200〜1000
〓(93〜538℃)の範囲の値まで上昇させるであ
ろう。200〓(93℃)未満の予熱温度は、炉の熱
効率を充分に増大させず、したがつて熱交換器の
経費を合理化しない。1000〓(538℃)以上の予
熱温度は経済的に稀に達成され、或る種の燃料ガ
スの場合、これら燃焼反応体を多孔質繊維バーナ
に通す前に事前発火またはフラツシユ・バツクを
引起こすことがある。
In most cases, the amount of preheat that can be practically applied to the combustion reactants is approximately 200 to 1000
〓(93-538°C). Preheating temperatures below 200°C (93°C) do not sufficiently increase the thermal efficiency of the furnace and therefore do not rationalize the cost of the heat exchanger. Preheating temperatures above 1000°C (538°C) are rarely achieved economically and, for some fuel gases, cause pre-ignition or flashback of these combustion reactants before passing them through the porous fiber burner. Sometimes.

慣用の火炎型バーナは、予熱温度が上昇するの
で煙道ガス中のNOXの量を急速に増大させるこ
とが知られている。たとえば、660〓(349℃)の
予熱温度において、煙道ガスのNOX含有量は乾
燥基準かつ酸素0%に補正して煙道ガスの約
220ppmであり、また900〓(482℃)の予熱温度
においてはNOX含有量は約370ppmまで上昇す
る。これらの極めて高いNOX含有量として著し
く対称的に、米国特許第3383159号の多孔質繊維
バーナの使用は何ら予熱を伴なわずに16〜17ppm
のNOX含有量を有する煙道ガスを生成し、かつ
燃焼用空気を664〓(351℃)程度の高い温度まで
予備加熱してもNOX含有量は18.7ppmを越えて増
大しなかつた。明らかに、火炎型バーナによる予
熱は環境的に耐えられないものであるが、多孔質
繊維バーナを用いれば、これは許容しうるだけで
なく望ましいものとなる。何故なら、得られる熱
効率の増大は燃料を節約しようとする国家的希望
と一致するからである。
Conventional flame burners are known to rapidly increase the amount of NOx in the flue gas as the preheat temperature increases. For example, at a preheat temperature of 660㎓ (349℃), the NO
220 ppm, and at a preheating temperature of 900㎓ (482°C), the NO x content rises to about 370 ppm. In striking contrast to these extremely high NOx contents, the use of the porous fiber burner of U.S. Pat.
The NOx content did not increase beyond 18.7 ppm even when the combustion air was preheated to temperatures as high as 664°C (351°C). Obviously, preheating with flame burners is environmentally unacceptable, but with porous fiber burners this is not only acceptable but desirable. This is because the resulting increase in thermal efficiency is consistent with the national desire to conserve fuel.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明
する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は、底部に多孔質繊維バーナ11を備え
た炉10を示している。燃焼反応体は配管12を
介してバーナ11へ流れ、この配管12には配管
13により燃料ガスと、配管14により予備加熱
空気とが供給される。無火炎燃焼がバーナ11の
外部表面で起こり、輻射熱と熱煙道ガスとを発生
する。水またはその他の所望の流体が炉10内の
熱交換器コイル15へ入口16から流入し、コイ
ル15を流下して上昇熱煙道ガスから熱を抽出す
ると共に、赤外線をバーナ11から吸収する。こ
のように加熱された流体はコイル15からその出
口17を介して流出し、その目的用途に利用され
る。冷却されるがまだ熱い煙道ガスは炉10から
配管18を介して熱交換器19中へ放出される。
バーナ11へ供給された燃焼用空気の全ては、入
口21を介して熱交換器19におけるコイル20
に流入し、煙道ガスに対し向流として流れ、煙道
ガスは配管22を介し交換器19から流出する。
このように予備加熱された燃焼用空気はコイル2
0から配管14を介して配管12に達しバーナ1
1へ供給される。
FIG. 1 shows a furnace 10 with a porous fiber burner 11 at the bottom. The combustion reactants flow via line 12 to burner 11 , which line 12 is supplied with fuel gas via line 13 and with preheated air via line 14 . Flameless combustion occurs on the external surface of burner 11, producing radiant heat and hot flue gases. Water or other desired fluid enters the heat exchanger coil 15 in the furnace 10 through an inlet 16 and flows down the coil 15 to extract heat from the rising hot flue gases and absorb infrared radiation from the burner 11 . The thus heated fluid exits the coil 15 via its outlet 17 and is utilized for its intended use. The cooled but still hot flue gases are discharged from the furnace 10 via piping 18 into a heat exchanger 19.
All of the combustion air supplied to the burner 11 is transferred to the coil 20 in the heat exchanger 19 via the inlet 21.
flows countercurrently to the flue gas, which exits the exchanger 19 via line 22.
The combustion air preheated in this way is sent to the coil 2.
0 to the pipe 12 via the pipe 14 to the burner 1
1.

燃焼用空気を予備加熱することから得られる利
益を示すため、標準状態1立方フイート当り
1000BTU(英国熱量単位)の熱量を有する天然ガ
スと70〓(21℃)の周囲温度を有する15%過剰の
空気とで操作する住宅用炉は84%の熱効率を有
し、かつ750〓(399℃)の温度にて煙道ガスを放
出する。第1図に示すように煙道ガスを使用して
同量の燃焼用空気を400〓(204℃)の温度まで予
備加熱すると、炉の熱効率は91%まで増大する。
同時に、煙道ガスのNOXの含有量は予熱により
実質上変化せず、両者の場合NOX含有量は
18ppm未満である。注目すべきことは、両者の場
合多孔質繊維バーナからの煙道ガスが一酸化炭素
を含有せず、かつ5ppm以下の未燃焼炭化水素を
含有する煙道ガスを生成することである。
To demonstrate the benefits derived from preheating combustion air, standard conditions per cubic foot
A residential furnace operating with natural gas having a heat value of 1000 BTU (British Thermal Units) and a 15% excess of air with an ambient temperature of 70〓 (21°C) has a thermal efficiency of 84% and a thermal efficiency of 750〓 (399 The flue gases are released at a temperature of (°C). If the flue gas is used to preheat the same amount of combustion air to a temperature of 400°C (204°C), as shown in Figure 1, the thermal efficiency of the furnace increases to 91%.
At the same time, the NO X content of the flue gas is practically unchanged by preheating, and in both cases the NO
Less than 18ppm. Notably, in both cases the flue gas from the porous fiber burner contains no carbon monoxide and produces a flue gas containing less than 5 ppm of unburned hydrocarbons.

第2図は、天然ガスと70〓の周囲温度の15%過
剰空気とで操作する炉の熱効率(横軸に周囲T.
E.%として示す)がどのように燃焼用空気を4つ
の異なる温度まで予備加熱することにより増大さ
れるかを示すグラフである。200、500、750およ
び1000で示したグラフの直線は多孔質繊維バーナ
へ流れる燃焼用空気の予熱温度(〓)を示し、得
られる熱効率の増大はグラフの縦軸に示した予熱
T.E.%で読まれる。たとえば、周囲70%T.E.を
有する炉は燃焼用空気を500〓(260℃)まで予熱
する場合、予熱76%T.E.をもたらす。周囲55%
T.E.を有する他の炉は、15%過剰空気を温度750
〓(399℃)まで予備加熱すると、予熱64%を示
す。さらに他の炉を用いれば、燃焼用空気を温度
750〓まで予備加熱することにより、周囲80%T.
E.は予熱94%T.E.まで上昇する。
Figure 2 shows the thermal efficiency of a furnace operating with natural gas and 15% excess air at an ambient temperature of 70㎓ (ambient T on the horizontal axis).
FIG. 2 is a graph showing how the combustion air (expressed as %) is increased by preheating the combustion air to four different temperatures. The straight lines in the graph marked 200, 500, 750 and 1000 indicate the preheating temperature (〓) of the combustion air flowing into the porous fiber burner, and the increase in thermal efficiency obtained is due to the preheating temperature shown on the vertical axis of the graph.
Read at TE%. For example, a furnace with an ambient 70% TE results in a preheated 76% TE when preheating the combustion air to 500°C (260°C). Perimeter 55%
Other furnaces with TE have 15% excess air at a temperature of 750
When preheated to 〓(399℃), it shows 64% of preheating. Furthermore, other furnaces allow the combustion air to be heated to
By preheating to 750〓, the ambient temperature can be reduced to 80% T.
E. rises to preheating 94% TE.

本発明に従つて行なつた試験は、さらに幾つか
の有利な特徴を示した。たとえば、米国特許第
3383159号の教示に従つて多孔質繊維層をステン
レス鋼のスクリーン上へ付着させて形成しかつ標
準状態で1立方フイート当り1000BTUの熱量を
有する天然ガスと共に供給した場合1時間当り
30000BTUの熱投入容量を得るよう設計したバー
ナを、開放空気(炉内のものでない)においてバ
ーナを用いる幾つかの燃焼試験に使用した。これ
らの試験の全ては10%過剰の空気で行なつた。混
合された空気と天然ガスとに対し800〓(427℃)
に達する予熱温度を用いると、バーナの輻射表面
の温度は、バーナに毎時30000BTUの速度で天然
ガスを供給した場合、1730〓(943℃)の平均温
度から約30〓(−1.1℃)以上変化しなかつた。
天然ガスの流れを毎時20000BTUまで減少させる
と、バーナの輻射表面の温度は、930〓(499℃)
の予熱温度で操作する際1650〓(899℃)まで減
少した。したがつて、多孔質繊維バーナは、熱投
入量をその設計容量以下まで相当に減少させた場
合成功裡に操作することができ、さらに約1000〓
(538℃)まで拡張する予熱温度を用いかつ操作条
件におけるこれらの変化を伴なつても煙道ガスの
NOX含有量は一般に約20ppm以下という驚く程
低い値に留まる。燃料ガスが実質的に純粋な水素
である場合、多孔質繊維バーナの外部表面におけ
る水素―空気混合物の燃焼は、多孔質繊維層を通
つて移動しかつ燃焼反応体のフラツシユバツクを
引起こす傾向があると判明した。多孔質繊維バー
ナにおけるフラツシユバツクは、多孔質繊維バー
ナの内部表面近くに有孔セラミツク板(一般に金
属スクリーン)を設置し、バーナの内部表面に面
するセラミツク板の側部へ金フイルムを付着させ
ることにより防止することができる。有孔セラミ
ツク板は、本発明の燃焼法を実施する際、燃料ガ
スがフラツシユバツク傾向を示す時はいつでも使
用すべきである。
Tests carried out in accordance with the present invention further showed several advantageous features. For example, U.S. Pat.
per hour when formed by depositing a porous fibrous layer onto a stainless steel screen according to the teachings of No.
A burner designed to provide a heat input capacity of 30,000 BTU was used in several combustion tests using the burner in open air (not in a furnace). All of these tests were conducted with a 10% excess of air. 800〓 (427℃) for mixed air and natural gas
With a preheating temperature that reaches I didn't.
When the natural gas flow is reduced to 20000 BTU/hour, the temperature of the radiating surface of the burner is 930〓 (499℃)
When operating at a preheat temperature of 1650㎓ (899℃). Therefore, a porous fiber burner can be operated successfully if the heat input is significantly reduced below its design capacity, and even approximately 1000 〓
Even with these changes in operating conditions, the flue gas
NOx content generally remains surprisingly low, below about 20 ppm. If the fuel gas is substantially pure hydrogen, combustion of the hydrogen-air mixture at the external surface of the porous fiber burner tends to migrate through the porous fiber layer and cause flashback of the combustion reactants. It turned out to be. A flashback in a porous fiber burner is achieved by installing a perforated ceramic plate (generally a metal screen) near the internal surface of the porous fiber burner and attaching a gold film to the side of the ceramic plate facing the internal surface of the burner. It can be prevented. Perforated ceramic plates should be used whenever the fuel gas exhibits a tendency to flashback when carrying out the combustion process of the present invention.

上記の説明は、操作条件における融通性を確立
すると共に、全ゆる場合に極めて低いNOX含有
量を有する煙道ガスを生成しかつ実質的に一酸化
炭素を含有しない多孔質繊維バーナの使用により
可能にされる燃焼反応体に与えられる予熱の量を
確立する。本発明の思想を逸脱することなく、当
業者には本発明の設計変更が明らかであろう。た
とえば、第1図の熱交換器19におけるコイル2
0を通過してその予熱を得る燃焼用空気を、周囲
温度の空気と組合せ或いは別途の供給源からの廃
熱で予備加熱された空気と組合せることもでき
る。同様に、コイル20と同様な空気加熱コイル
を炉10内に煙道ガスを得るための出口配管18
の近傍に設けることにより、別途の熱交換器19
を省略することもできる。
The above description establishes flexibility in operating conditions and in all cases produces flue gases with extremely low NO Establish the amount of preheat provided to the combustion reactants that is allowed. Modifications to the invention will be apparent to those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. For example, coil 2 in heat exchanger 19 in FIG.
Combustion air passing through zero to obtain its preheating can also be combined with air at ambient temperature or with air preheated with waste heat from a separate source. Similarly, an air heating coil similar to coil 20 is connected to outlet piping 18 for obtaining flue gas into furnace 10.
By installing a separate heat exchanger 19 near the
can also be omitted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

改良された熱効率を達成しかつNOX生成を抑
制するための燃料ガスの燃焼は、燃焼反応体へ予
熱を加え次いで多孔質繊維バーナの外部表面上で
の無火炎燃焼により行なわれる。好ましくは、望
まれる燃焼用空気の全部を無火炎燃焼から生ずる
煙道ガスとの間接的熱交換により予備加熱し、次
いで予備加熱された空気を燃料ガスと混合して多
孔質繊維バーナへ供給する。燃焼反応体を予備加
熱するには、別途の利用しうる供給源からの廃熱
を利用することもできる。
Combustion of fuel gases to achieve improved thermal efficiency and suppress NOx production is accomplished by preheating the combustion reactants and then flameless combustion on the external surface of the porous fiber burner. Preferably, all of the desired combustion air is preheated by indirect heat exchange with the flue gas resulting from flameless combustion, and the preheated air is then mixed with the fuel gas and fed to the porous fiber burner. . Waste heat from another available source can also be used to preheat the combustion reactants.

かくして、本発明によれば、煙道ガス中の
NOX含有量を少なく保ちながら熱効率を増大す
ることができる。
Thus, according to the invention, in the flue gas
Thermal efficiency can be increased while keeping NO x content low.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の好適な具体例を示す燃焼装置
の略図、第2図は本発明により予熱を利用する炉
の増大熱効率と予熱を使用しない炉の熱効率との
比較を示すグラフである。 10…炉、11…繊維バーナ、12…配管、1
3…配管、14…パイプ、15…熱交換器コイ
ル、16…入口、17…出口、18…配管、19
…熱交換器、20…コイル、21…入口、22…
配管。
FIG. 1 is a schematic diagram of a combustion apparatus illustrating a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a graph illustrating the increased thermal efficiency of a furnace utilizing preheating according to the present invention compared to the thermal efficiency of a furnace without preheating. 10... Furnace, 11... Fiber burner, 12... Piping, 1
3... Piping, 14... Pipe, 15... Heat exchanger coil, 16... Inlet, 17... Outlet, 18... Piping, 19
...Heat exchanger, 20...Coil, 21...Inlet, 22...
Piping.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 燃料ガスと化学量論上必要な量より15%以下
過剰の燃焼空気との予備加熱混合物を形成し、こ
の予備加熱混合物を多孔質繊維バーナの多孔質繊
維層に通し、前記燃料ガスを前記繊維層の外部表
面上で燃焼させて、前記外部表面を実質的に火炎
を伴わずに白熱させ、それにより約20ppmを越え
ない低NOX含有量の熱煙道ガスを生成させるこ
とを特徴とする改良された熱効率と低NOX生成
とを達成する燃料ガスの燃焼方法。 2 熱煙道ガスを使用して、燃料ガスと燃焼空気
との混合物に予熱を与える特許請求の範囲第1項
記載の燃料ガスの燃焼方法。 3 燃焼空気を熱煙道ガスとの間接的熱交換によ
り少なくとも200〓(93℃)の温度まで加熱し、
このように加熱された空気を燃料ガスと混合して
予備加熱混合物を形成し、これを多孔質繊維層に
通す特許請求の範囲第1項記載の燃料ガスの燃焼
方法。 4 燃料ガスが天然ガスである特許請求の範囲第
1項乃至第3項のいずれか1項に記載の燃料ガス
の燃焼方法。 5 燃焼空気を熱煙道ガスとの間接的熱交換によ
り少なくとも約400〓(204℃)の温度まで加熱
し、多孔質繊維層が均一分配された少量の微細な
アルミニウム粉末を含有する特許請求の範囲第1
項乃至第4項のいずれか1項に記載の燃料ガスの
燃焼方法。
[Claims] 1. Forming a preheated mixture of fuel gas and combustion air in excess of 15% or less over the stoichiometrically required amount, and passing this preheated mixture through a porous fiber layer of a porous fiber burner. , combusting the fuel gas on the outer surface of the fibrous layer to cause the outer surface to become incandescent substantially without flame, thereby producing hot flue gas with a low NOx content of not more than about 20 ppm. A method of combustion of fuel gas achieving improved thermal efficiency and low NOx production. 2. The method of claim 1, wherein hot flue gases are used to preheat a mixture of fuel gas and combustion air. 3 heating the combustion air to a temperature of at least 200 °C (93 °C) by indirect heat exchange with hot flue gases;
A method of burning fuel gas according to claim 1, wherein the heated air is mixed with the fuel gas to form a preheated mixture, which is passed through the porous fiber layer. 4. The fuel gas combustion method according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel gas is natural gas. 5 The combustion air is heated by indirect heat exchange with hot flue gases to a temperature of at least about 400°C (204°C), and the porous fiber layer contains a small amount of finely divided aluminum powder evenly distributed. Range 1
The method for burning fuel gas according to any one of items 1 to 4.
JP58038377A 1982-03-11 1983-03-10 Improved gas combustion with low nox discharge Granted JPS58173302A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35704382A 1982-03-11 1982-03-11
US357043 1982-03-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58173302A JPS58173302A (en) 1983-10-12
JPS6319764B2 true JPS6319764B2 (en) 1988-04-25

Family

ID=23404068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58038377A Granted JPS58173302A (en) 1982-03-11 1983-03-10 Improved gas combustion with low nox discharge

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS58173302A (en)
CA (1) CA1186612A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8215951B2 (en) * 2009-04-15 2012-07-10 Alzeta Corporation High temperature fiber composite burner surface
WO2021038470A1 (en) * 2019-08-26 2021-03-04 8 Rivers Capital, Llc Flame control in an oxyfuel combustion process

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3383159A (en) * 1966-02-03 1968-05-14 American Thermocatalytic Corp Combustion elements
JPS5490642A (en) * 1977-12-28 1979-07-18 Gastar Corp Waste heat recovery device of combustor
JPS54124335A (en) * 1978-03-20 1979-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid fuel combustion device
JPS556126A (en) * 1978-06-27 1980-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gas water heater

Also Published As

Publication number Publication date
CA1186612A (en) 1985-05-07
JPS58173302A (en) 1983-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Weinberg Heat-recirculating burners: principles and some recent developments
US5725366A (en) High-heat transfer, low-nox oxygen-fuel combustion system
CA2159870C (en) Staged combustion in a porous-matrix surface combustor to promote ultra-low nox emissions
BG106610A (en) METHOD AND DEVICE FOR WARMING OF GLASS FOAM GLASS
JPH04500265A (en) Method and device for generating high luminescence flame
US5375997A (en) Combustion apparatus having heat-recirculating function
AU673452B2 (en) Flue system combustion
Jugjai et al. Parametric studies of thermal efficiency in a proposed porous radiant recirculated burner (PRRB): a design concept for the future burner
JPS6319764B2 (en)
GB1535330A (en) Method and furnace for combusting carbonaceous fuel
JPS58104122A (en) Energy supplying method to heating furnace for metal material
EP0145389A2 (en) Combustion of coal-water slurries
JP2553194Y2 (en) High-temperature hydrogen gas production equipment
JPS6360094B2 (en)
RU2199058C1 (en) Method of burning solid pulverized coal fuel in furnaces of steam and hot-water boilers (versions)
SU750243A1 (en) Ignition-hearth for agglomeration machine
RU2117865C1 (en) Boiler furnace
JPS62116813A (en) Fine powder coal combustion method
WO1987003066A1 (en) Method of combustion of finely divided coal
CN2915875Y (en) Annular body porous short flame combustor
Marcano et al. Oxycombustion with preheated reactants for low calorific value fuels: A solution to improve flame stability and energy efficiency
JPH023786Y2 (en)
CN2173353Y (en) Coal powder boil wall heating combustion stabilizing belt
NO172993B (en) BURNER FOR PARTIAL OXIDATION OF A GAS FUEL AND AN OXIDANT
Baukal et al. REFLEX burner