JPH0526082B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0526082B2 JPH0526082B2 JP59000894A JP89484A JPH0526082B2 JP H0526082 B2 JPH0526082 B2 JP H0526082B2 JP 59000894 A JP59000894 A JP 59000894A JP 89484 A JP89484 A JP 89484A JP H0526082 B2 JPH0526082 B2 JP H0526082B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- burner
- flame
- low oxygen
- combustion
- combustion method
- 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 - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
- F23C5/08—Disposition of burners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は窒素酸化物の排出量を低減する燃焼
方法に係り、特に気体燃料を燃焼させる際に窒素
酸化物の排出量を低減し得る方法に関する。
方法に係り、特に気体燃料を燃焼させる際に窒素
酸化物の排出量を低減し得る方法に関する。
気体燃料中、例えば天然ガスの埋蔵量は地球全
体でかなりの量が確認されており、今後もクリー
ンな燃料として事業用ボイラへの需給は相当量確
保される情勢にある。
体でかなりの量が確認されており、今後もクリー
ンな燃料として事業用ボイラへの需給は相当量確
保される情勢にある。
確かに天然ガスは重油や石炭に比べればクリー
ンな燃料と言える。例えば大気汚染の元凶物質と
言われる窒素酸化物（以下NOxと称す）につい
ても、燃料中に有機窒素分を殆んど含有しないた
め、発生するNOxは所謂Thermal NOxに限ら
れる。
ンな燃料と言える。例えば大気汚染の元凶物質と
言われる窒素酸化物（以下NOxと称す）につい
ても、燃料中に有機窒素分を殆んど含有しないた
め、発生するNOxは所謂Thermal NOxに限ら
れる。
従つてガス燃料燃焼装置、例えば天然ガス焚き
ボイラから排出されるNOx濃度は、他の油，石
炭焚きボイラに比べ、現在では極めて低濃度に抑
制されるに至つている。しかし、益々深刻化する
大気汚染問題を考えるとより高度な低NOx燃焼
技術の開発が望まれる。
ボイラから排出されるNOx濃度は、他の油，石
炭焚きボイラに比べ、現在では極めて低濃度に抑
制されるに至つている。しかし、益々深刻化する
大気汚染問題を考えるとより高度な低NOx燃焼
技術の開発が望まれる。
ここでガス焚きボイラにおけるNOxは殆んど
Thermal NOxに限られるので、NOx抑制技術
としては排ガス混合法が最も効果的な技術であ
り、更にこれに二段燃焼法を併用することによ
り、多大なNOx低減効果が確認されている。し
かしながら、排ガス混合法は着火性，保炎性の点
に難点があり、二段燃焼法は煤塵の発生が多く、
両方法共にその実施には限界があり、いづれもき
わめて有効な低Nox化技術ではあるが、これら
の方法ではもはや大幅なNOx低減は不可能とな
つているのがが実情である。
Thermal NOxに限られるので、NOx抑制技術
としては排ガス混合法が最も効果的な技術であ
り、更にこれに二段燃焼法を併用することによ
り、多大なNOx低減効果が確認されている。し
かしながら、排ガス混合法は着火性，保炎性の点
に難点があり、二段燃焼法は煤塵の発生が多く、
両方法共にその実施には限界があり、いづれもき
わめて有効な低Nox化技術ではあるが、これら
の方法ではもはや大幅なNOx低減は不可能とな
つているのがが実情である。
この発明は上述した問題点に鑑み、着火性，保
炎性を良好にし、かつ煤塵の発生も低減させしか
もNOxの大幅な低減を実現し得る燃焼方法を提
供することにある。
炎性を良好にし、かつ煤塵の発生も低減させしか
もNOxの大幅な低減を実現し得る燃焼方法を提
供することにある。
要するにこの発明は、低酸素分圧下で燃焼させ
形成された副バーナ火炎中の生成物により主バー
ナ火炎中の窒素酸化物を気相還元する燃焼方法に
おいて、複数の主バーナノズルと副バーナノズル
を一の面内の仮想円周上に交互に位置させ、その
円内かつ中心に同軸心にに筒状の一次空気通路を
開口させ、前記主バーナノズルと副バーナノズル
を仕切りする仕切部材を設け、主バーナノズルは
二次空気通路内に、副バーナノズルは低酸素含有
ガス内に位置させ、バーナ装置上流は主バーナ火
炎とし、その下流側に低酸素含有ガスの供給量の
制御で主バーナ火炎と副バーナ火炎との混合する
位置を選定し、気相還元をすることを特徴とする
窒素酸化物を低減する燃焼方法である。
形成された副バーナ火炎中の生成物により主バー
ナ火炎中の窒素酸化物を気相還元する燃焼方法に
おいて、複数の主バーナノズルと副バーナノズル
を一の面内の仮想円周上に交互に位置させ、その
円内かつ中心に同軸心にに筒状の一次空気通路を
開口させ、前記主バーナノズルと副バーナノズル
を仕切りする仕切部材を設け、主バーナノズルは
二次空気通路内に、副バーナノズルは低酸素含有
ガス内に位置させ、バーナ装置上流は主バーナ火
炎とし、その下流側に低酸素含有ガスの供給量の
制御で主バーナ火炎と副バーナ火炎との混合する
位置を選定し、気相還元をすることを特徴とする
窒素酸化物を低減する燃焼方法である。
以下この発明の実施例を図面を参考に説明す
る。
る。
第１図及び第２図はこの発明に係る方法を実施
するためのバーナ装置である。図中１は内筒、２
は仕切部材であり、また第３，４図に示す如く一
の面内の仮想円上に配置した複数本（８本）の小
バーナのうち隣接する小バーナを交互に仕切り、
熱負荷の負担を主とする主バーナ７０と、NOx
の気相還元用の副バーナ８０とに分ける。これに
より内筒１内に一次空気通路２０を、仕切部材２
内に二次空気通路３０を、仕切部材２と外筒６０
との間に低酸素含有ガス通路５０を形成してあ
る。なお第２図の場合には低酸素含有ガス通路５
０は各副バーナ８０を取り囲むように各々独立し
て形成し、バーナ本体の最外周部を３次空気通路
４０としている。なお、符号１０はインペラであ
る。
するためのバーナ装置である。図中１は内筒、２
は仕切部材であり、また第３，４図に示す如く一
の面内の仮想円上に配置した複数本（８本）の小
バーナのうち隣接する小バーナを交互に仕切り、
熱負荷の負担を主とする主バーナ７０と、NOx
の気相還元用の副バーナ８０とに分ける。これに
より内筒１内に一次空気通路２０を、仕切部材２
内に二次空気通路３０を、仕切部材２と外筒６０
との間に低酸素含有ガス通路５０を形成してあ
る。なお第２図の場合には低酸素含有ガス通路５
０は各副バーナ８０を取り囲むように各々独立し
て形成し、バーナ本体の最外周部を３次空気通路
４０としている。なお、符号１０はインペラであ
る。
以下第１図に示すバーナ装置を中心としてこの
発明に係る方法を説明する。
発明に係る方法を説明する。
第３図及び第４図において先ず一次空気通路２
０からは一次空気A1が炉内に供給され、かつそ
の周囲に形成された二次空気３０内に配置された
主バーナ７０の火炎F1は二次空気A2に包まれて
噴射される。さらにこれら主バーナ火炎F1はバ
ーナ中心軸５に向つて噴射形成されるため一次空
気A1及び二次空気A2の存在下で高いO2分圧で燃
焼しバーナ装置の熱負荷を負担する。このため主
バーナ火炎Ｆは比較的高温で燃焼すると共に着火
性，保炎性が高く、従つてこれら主バーナ７０を
制御することによりバーナ装置全体の負荷調整も
容易に行える。なお図中符号Ｇは低酸素含有ガス
として供給される燃焼排ガスを示す。
０からは一次空気A1が炉内に供給され、かつそ
の周囲に形成された二次空気３０内に配置された
主バーナ７０の火炎F1は二次空気A2に包まれて
噴射される。さらにこれら主バーナ火炎F1はバ
ーナ中心軸５に向つて噴射形成されるため一次空
気A1及び二次空気A2の存在下で高いO2分圧で燃
焼しバーナ装置の熱負荷を負担する。このため主
バーナ火炎Ｆは比較的高温で燃焼すると共に着火
性，保炎性が高く、従つてこれら主バーナ７０を
制御することによりバーナ装置全体の負荷調整も
容易に行える。なお図中符号Ｇは低酸素含有ガス
として供給される燃焼排ガスを示す。
次に第４図は副バーナの燃焼状態を示す。
副バーナ８０の燃料噴射口は前述の主バーナ７
０の燃料噴射口とは反対にバーナ軸心５に対して
放射状に、つまり各々が外側に向つて開口してい
る。また排ガスＧの噴射速度は副バーナ８０から
の燃料噴射速度およびまたは各燃焼用空気噴射速
度よりも高い値としておく。この様にして副バー
ナ８０から噴射された燃料は高速の排ガス流に含
まれて炉内に噴射する。すなわち、低O2分圧下
で着火時間遅れが生じ、しかも高速度で噴射され
る気体に包まれているため副バーナ８０による火
炎F2は前述の主バーナ火炎F1よりも下流側に形
成されることになる。このため、還元火炎中には
低酸素分圧下で生成された・NH2，CN等の還元
性ラジカルが存在し、かつこの還元性ラジカルを
有する副バーナ火炎F2が、主バーナ火炎下流側
で合流混合することになる。主バーナ火炎Ｆは上
流側で、かつ高温下で形成されるためNOxを相
当量含有しているが、これらのNOxは副バーナ
火炎中の生成物により無害なN2に還元される。
いまその一例を示せば次のとおりである。
０の燃料噴射口とは反対にバーナ軸心５に対して
放射状に、つまり各々が外側に向つて開口してい
る。また排ガスＧの噴射速度は副バーナ８０から
の燃料噴射速度およびまたは各燃焼用空気噴射速
度よりも高い値としておく。この様にして副バー
ナ８０から噴射された燃料は高速の排ガス流に含
まれて炉内に噴射する。すなわち、低O2分圧下
で着火時間遅れが生じ、しかも高速度で噴射され
る気体に包まれているため副バーナ８０による火
炎F2は前述の主バーナ火炎F1よりも下流側に形
成されることになる。このため、還元火炎中には
低酸素分圧下で生成された・NH2，CN等の還元
性ラジカルが存在し、かつこの還元性ラジカルを
有する副バーナ火炎F2が、主バーナ火炎下流側
で合流混合することになる。主バーナ火炎Ｆは上
流側で、かつ高温下で形成されるためNOxを相
当量含有しているが、これらのNOxは副バーナ
火炎中の生成物により無害なN2に還元される。
いまその一例を示せば次のとおりである。
NO＋・NH2→Ｎ＋H2O ……(1)
NO＋CN→N2＋CO ……(2)
なお、バーナ装置全体としての空気供給量はや
や不足ぎみ、つまり空気比を１以下に設定し前述
の方法と共に二段燃焼を実施すればより効果的で
ある。但し、二段燃焼法は前述の如く煤塵発生量
が増加する傾向を有するが、この方法と併用すれ
ばこの様な事態は生じない。すなわち、燃料過剰
域は排ガス等の不活性ガスで希釈されているた
め、空間距離をｘとするとき次の値ｙ，ｚが小さ
くなる。
や不足ぎみ、つまり空気比を１以下に設定し前述
の方法と共に二段燃焼を実施すればより効果的で
ある。但し、二段燃焼法は前述の如く煤塵発生量
が増加する傾向を有するが、この方法と併用すれ
ばこの様な事態は生じない。すなわち、燃料過剰
域は排ガス等の不活性ガスで希釈されているた
め、空間距離をｘとするとき次の値ｙ，ｚが小さ
くなる。
ｙ＝δP／δX（Ｐ：O2分圧）
ｚ＝δT／δX（Ｔ：ガス温度）
上の式で示される値ｙ及びｚが小さい条件下で
は気相析出型カーボンの生成が抑制されることが
知られており、煤塵の発生量は減少する。
は気相析出型カーボンの生成が抑制されることが
知られており、煤塵の発生量は減少する。
またCO2高濃度領域が不活性ガスＧの噴射によ
り予め確保されているため、次式３に示す反応は
高温下で左向きに反応し易く、この点からも煤塵
の発生量は低減し得る。
り予め確保されているため、次式３に示す反応は
高温下で左向きに反応し易く、この点からも煤塵
の発生量は低減し得る。
2CO→CO2＋Ｃ（solid） ……(3)
またこのCOは次式４の如くNOxの気相還元に
も役立つことになる。
も役立つことになる。
NO＋CO→１／2N2＋CO2 ……(4)
以上第１図に示すバーナ装置を用いて説明した
が、前述と同様の構成を有する主バーナおよび副
バーナを有する第２図のバーナ装置においても同
様に実施可能である。
が、前述と同様の構成を有する主バーナおよび副
バーナを有する第２図のバーナ装置においても同
様に実施可能である。
第５図はこの発明に係る方法（線図Ｂ）と従来
方法（線図Ａ）との比較実験の結果を示したもの
であるが全ての空気比においてこの発明に係る方
法の方がより大きいNOx低減率を達成し得るこ
とを示している。
方法（線図Ａ）との比較実験の結果を示したもの
であるが全ての空気比においてこの発明に係る方
法の方がより大きいNOx低減率を達成し得るこ
とを示している。
この発明を実施することにより良好な着火性火
炎の安定性を保持しながら高いNOx低減率を達
成することができる。
炎の安定性を保持しながら高いNOx低減率を達
成することができる。
また第１図からもわかる様にバーナ間の間隔を
小さくできるので、バーナ装置全体の形状をコン
パクトにすることができる。
小さくできるので、バーナ装置全体の形状をコン
パクトにすることができる。
また二段燃焼法との併用によりNOxの低減率
はさらに高くでき、しかもこの場合二段燃焼法の
併害である煤塵の発生を大幅に低減することがで
きる。
はさらに高くでき、しかもこの場合二段燃焼法の
併害である煤塵の発生を大幅に低減することがで
きる。
第１図及び第２図はこの発明に係る方法を実施
するためのバーナ装置の正面図、第３図は第１図
の−線による断面図、第４図は同−線に
よる断面図、第５図はバーナゾーン空気比と
NOx濃度との関係を示す線図である。 ５……バーナ軸心、７０……主バーナ、８０…
…副バーナ、A1……一次空気、A2……二次空気、
F1……主バーナ火炎、F2……副バーナ火炎、Ｇ
……燃焼排ガス。
するためのバーナ装置の正面図、第３図は第１図
の−線による断面図、第４図は同−線に
よる断面図、第５図はバーナゾーン空気比と
NOx濃度との関係を示す線図である。 ５……バーナ軸心、７０……主バーナ、８０…
…副バーナ、A1……一次空気、A2……二次空気、
F1……主バーナ火炎、F2……副バーナ火炎、Ｇ
……燃焼排ガス。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 低酸素分圧下で燃焼させ形成された副バーナ
火炎中の生成物により主バーナ火炎中の窒素酸化
物を気相還元する燃焼方法において、複数の主バ
ーナノズルと副バーナノズルを一の面内の仮想円
周上に交互に位置させ、その円内かつ中心に同軸
心にに筒状の一次空気通路を開口させ、前記主バ
ーナノズルと副バーナノズルを仕切りする仕切部
材を設け、主バーナノズルは二次空気通路内に、
副バーナノズルは低酸素含有ガス内に位置させ、
バーナ装置上流は主バーナ火炎とし、その下流側
に低酸素含有ガスの供給量の制御で主バーナ火炎
と副バーナ火炎との混合する位置を選定し、気相
還元をすることを特徴とする窒素酸化物を低減す
る燃焼方法。 ２ バーナ装置全体としての空気供給量を空気比
が１以下になるよう制御することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の窒素酸化物を低減する
燃焼方法。 ３ 低酸素含有ガスのバーナ軸心方向の噴射速度
を、副バーナの燃料噴射速度及び燃焼用空気噴射
速度より高くする制御をすることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載の窒素酸化
物を低減する燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000894A JPS60147008A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 窒素酸化物を低減する燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000894A JPS60147008A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 窒素酸化物を低減する燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60147008A JPS60147008A (ja) | 1985-08-02 |
| JPH0526082B2 true JPH0526082B2 (ja) | 1993-04-15 |
Family
ID=11486383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59000894A Granted JPS60147008A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 窒素酸化物を低減する燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60147008A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101512352B1 (ko) * | 2013-11-12 | 2015-04-23 | 한국생산기술연구원 | 연소가스의 내부 재순환을 통한 초저질소산화물 연소장치 및 이의 운전방법 |
| KR101437540B1 (ko) | 2014-03-31 | 2014-09-05 | (주)라메디텍 | 멀티 기능의 의료용 레이저 조사 장치 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58165406U (ja) * | 1982-04-26 | 1983-11-04 | バブコツク日立株式会社 | 低ｎｏｘ燃燃装置 |
-
1984
- 1984-01-09 JP JP59000894A patent/JPS60147008A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60147008A (ja) | 1985-08-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |