CN101542205A - 低NOx燃烧装置 - Google Patents

Abstract

催化剂手段的催化剂劣化防止装置，所述催化剂手段含有通过接触而产生气体的化学变化的催化剂成分，该装置具有：利用燃烧空气使燃料燃烧，并通过燃烧生成含有氮氧化物的气体的燃烧器；从气体中吸热的吸热手段；具有催化剂成分的催化剂手段，所述催化剂成分可减少在通过该吸热手段后的上述气体中所含的氮氧化物；除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在燃料中含有、在催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质。利用该装置，可以防止催化剂手段的性能降低，同时可以长期持续维持低公害的效果。

Description

低NOx燃烧装置

技术领域

本发明涉及应用于水管锅炉、吸收式冷冻机的再生器等的低NOx燃烧装置。

本申请主张基于2007年3月29日在日本申请的特愿2007-87093号和2007年5月16日在日本申请的特愿2007-130790号的优先权，这里引用其内容。

背景技术

一般地，作为NOx产生的抑制原理，已知有火焰(燃烧气体)温度的抑制、高温燃烧气体滞留时间的缩短等。然后，有应用了这些原理的各种低NOx化技术。例如，提出了2阶段燃烧法、浓差燃烧法、废气再循环燃烧法、水添加燃烧法、蒸汽喷射燃烧法、利用水管组的火焰冷却燃烧法等的提案，并将其实用化。

但是，即使对于水管锅炉等的容量较小的NOx产生源，人们对其给环境造成的影响的担心也在增加，开始要求进一步的低NOx化。在该低NOx化过程中，当减少NOx的生成时，CO的排出量增加，因此难以同时消减NOx和CO。

其原因是由于低NOx化与CO化是两个相反的技术课题。即，当为了促进低NOx而使燃烧气体温度急剧降低、抑制在900℃以下的低温时，CO大量产生，同时产生的CO不被氧化而直接排出，从而CO排放量增大。相反，当为了减少CO的排放量而将燃烧气体温度抑制在高的温度时，NOx生成量的抑制变得不充分。

为了解决该课题，申请人提出了伴随低NOx化并尽可能地减少产生的CO量、以及将产生的CO氧化这样的抑制了燃烧气体温度的低NOx和低CO技术的方案，并进行商品化(参考专利文献1、2)。但是，对于该专利文献1、2记述的低NOx化技术，在现实中，生成NOx值限于25ppm左右。

作为该课题的解决方案，申请人提出了一种低NOx燃烧方法，该方法以使NOx产生的抑制优先于排放CO值的降低的方式抑制燃烧气体的温度，进行使生成的NOx值在规定值以下的低NOx化步骤，之后进行使来自上述低NOx化步骤的排放CO值在规定值以下的低CO化步骤(参考专利文献3、4)。根据该专利文献3、4记述的技术，可以进行使NOx值低于10ppm的低NOx化，但难以实现使NOx值低于5ppm的低NOx化。这是因为由于燃烧的特性，不可避免地生成5ppm以上的NOx的缘故。

专利文献3、4记述的低NOx化技术属于空气比为1.38以上的所谓高空气比燃烧区域。另一方面，在接近于1的低空气比的燃烧区域，氮氧化物的产生量增加，难以同时实现低NOx和低CO化，以及当空气比为1以下时，有发生回火的可能性等，难以进行稳定的燃烧控制，因此低空气比燃烧的区域迄今为止几乎不作为研究开发的对象。

另一方面，开始要求可节约能源的低空气比运转。

专利文献1：日本专利第3221582号公报

专利文献2：美国专利第5353748号说明书(对应专利文献1的美国专利)

专利文献3：特开2004-125378号公报

专利文献4：美国专利第6792895号说明书(对应专利文献2的美国专利)

发明内容

本申请的发明人在至今几乎没有被研究过的、接近于1的低空气比的燃烧区域，寻求并研究可以降低氮氧化物的排出量、且可以将一氧化碳排出量减少至容许范围，同时能够实现由低空气比导致的能源节约的燃烧方法和燃烧装置。

其结果是开发出使用氧化还原催化剂使空气比几乎为1时，使NOx和CO基本为零的、节约能源且超低公害的燃烧方法和燃烧装置。关于该燃烧方法和燃烧装置，在特愿2005-30034号和特愿2006-184879号等中已经申请完毕。

本发明是这些申请完的发明的改良，本发明欲解决的主要课题是防止催化剂手段的性能降低，长期持续保持低公害的效果。另外，本发明的次要课题是长期持续保持能源节约的效果。这里，“防止性能降低”是含有性能降低的抑制和性能降低的延迟的概念。另外，“低公害”是减少NOx和CO的意思。

本发明是为了解决上述课题而作出的，本发明涉及的第一发明提供低NOx燃烧装置，所述低NOx燃烧装置具有：利用燃烧空气使燃料燃烧，并通过燃烧生成含有氮氧化物的气体的燃烧器；从上述气体中吸热的吸热手段；具有催化剂成分的催化剂手段，所述催化剂成分可减少在通过该吸热手段后的上述气体中所含的氮氧化物；除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质。

根据本发明，通过上述第一中毒物质除去手段可以除去燃料中的中毒物质，因此能够长期保证上述催化剂手段的性能，长期持续保持NOx减少的效果。

在本发明涉及的第二发明中，提供低NOx燃烧装置，所述低NOx燃烧装置具有：利用燃烧空气使燃料燃烧，并通过燃烧生成含有氮氧化物的气体的燃烧器；从上述气体中吸热的吸热手段；具有催化剂成分的催化剂手段，所述催化剂成分可减少在通过该吸热手段后的上述气体中所含的氮氧化物；除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；在上述催化剂手段的一次侧设置的、除去中毒物质的第二中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述气体中含有、在上述催化剂成分上吸附或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质。

根据本发明，除了权利要求1所述的发明的效果，另外由于通过上述第二中毒物质除去手段除去在燃烧空气中含有的硫成分，所以可以进而长期保证上述催化剂的性能，并长期持续保持NOx减少的效果。另外，与不设置上述第一中毒物质除去手段、而设置上述第二中毒物质除去手段的燃烧装置相比，可以长期使用上述第二中毒物质除去手段，或降低其容量。

本发明涉及的第三发明是关于低NOx燃烧装置的发明，所述低NOx燃烧装置具有：利用燃烧空气使燃料燃烧，并通过燃烧生成含有氧、氮氧化物和一氧化碳的气体的燃烧器；从上述气体中吸热的吸热手段；具有催化剂成分的催化剂手段，所述催化剂成分使在通过该吸热手段后的上述气体中所含的一氧化碳氧化并利用一氧化碳还原氮氧化物；除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；在上述催化剂手段的一次侧设置的、除去中毒物质的第二中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述气体中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；用于检测上述燃烧器的空气比的传感器；基于该传感器的检测信号，将上述燃烧器的空气比控制在设定空气比的空气比调节手段。在该装置中，上述燃烧器和上述吸热手段如下述那样来构成，即，在利用上述空气比调节手段将上述空气比调节成上述设定空气比时，将上述催化剂手段的一次侧气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比调节成使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零或者规定值以下、使一氧化碳浓度基本为零或者规定值以下的规定浓度比。

根据本发明，由于利用上述第一中毒物质除去手段吸附燃料中的中毒物质，或者制成化合物，并利用上述第二中毒物质除去手段除去在燃烧空气中含有的硫成分，所以可以进而长期保证上述催化剂手段的性能，并长期持续保持NOx零减少效果和CO减少效果。另外，与不设置上述第一中毒物质除去手段、而设置上述第二中毒物质除去手段的燃烧装置相比，可以长期使用上述第二中毒物质除去手段，或降低其容量。

对于本发明涉及的第四发明，在上述第三发明中，上述燃烧器和上述吸热手段如下述那样来构成，即，在利用上述空气比调节手段将上述空气比调节成上述设定空气比时，进行对上述催化剂手段的一次侧气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比K进行调节的浓度比调节。另外，上述浓度比调节是下述调节0、调节1、调节2中的任一者。

调节0：将上述浓度比K调节为使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零的标准规定浓度比K0。

调节1：将上述浓度比K调节为使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零、同时使一氧化碳浓度为规定值以下的第一规定浓度比K1。

调节2：将上述浓度比K调节为使上述催化剂手段的二次侧的一氧化碳浓度基本为零、同时使氮氧化物浓度为规定值以下的第二规定浓度比K2。

对于本发明涉及的第五发明，在上述第四发明中，使判定上述标准规定浓度比K0的式子为下式(1)，上述标准规定浓度比K0满足下式(2)，使上述第一规定浓度比K1比上述标准规定浓度比K0小，使上述第二规定浓度比K2比上述标准规定浓度比K0大。

([NOx]+2[O₂])/[CO]＝K    (1)

1.0≤K＝K0≤2.0          (2)

(在式(1)中，[CO]、[NOx]、和[O₂]分别表示一氧化碳浓度、氮氧化物浓度和氧浓度，满足[O₂]＞0的条件。)

根据本发明涉及的第四或者第五发明，除了上述第三发明的效果，另外通过上述调节0，可以使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零，通过上述调节1，可以使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零，同时使一氧化碳浓度为规定值以下，通过上述调节2，可以使上述催化剂手段的二次侧的一氧化碳浓度基本为零，同时使氮氧化物浓度为规定值以下。

对于本发明涉及的第六发明，在上述第三发明中，上述燃烧器和上述吸热手段如下述那样来构成，即，在利用上述空气比调节手段将上述空气比调节成上述设定空气比时，上述催化剂的一次侧的上述气体的浓度比满足下式(3)。

([NOx]+2[O₂])/[CO]≤2.0    (3)

(在式(3)中，[CO]、[NOx]、和[O₂]分别表示一氧化碳浓度、氮氧化物浓度和氧浓度，满足[O₂]＞0的条件。)

根据本发明，除了上述第三发明的效果，另外还可以使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零，同时使一氧化碳浓度基本为零或者规定值以下。

根据本发明，可以防止催化剂手段的性能降低，长期持续保持NOx减少效果。

附图说明

[图1]是说明本发明的实施例1的原理构成的附图。

[图2]是本发明的实施例1的蒸气锅炉的纵截面图。

[图3]是沿图1的II-II线的截面图。

[图4]是表示从废气的流动方向观察图2的催化剂的主要部分构成的附图。

[图5]是说明本发明的实施例1的使用了空气比-NOx·CO特性的空气比控制的模式图。

[图6]是本发明实施例1的挡板位置调节装置的使用状态的一部分截面图。

[图7]是该挡板位置调节装置的主要部分的截面图。

[图8]是说明本发明的实施例1的燃烧器和吸热手段的特性和催化剂的特性的模式图。

[图9]是说明本发明的实施例1的传感器的输出特性的附图。

[图10]是说明本发明的实施例1的马达控制特性的附图。

[图11]是说明本发明的实施例1的NOx和CO减少特性的附图。

[图12]是本发明的实施例2的蒸气锅炉的纵截面图。

[图13]是说明本发明的实施例2的马达控制特性的附图。

[图14]是说明本发明的实施例3的使用了空气比-NOx·CO特性的空气比控制的附图。

[图15]是说明本发明的实施例4的原理构成的附图。

[图16]是本发明的实施例4的蒸气锅炉的纵截面图。

符号的说明

1燃烧器

3中毒物质除去手段(第二中毒物质除去手段)

4催化剂(催化剂手段)

7空气比调节手段

8传感器

9控制器(控制手段)

10硫除去手段(第一中毒物质除去手段)

具体实施方式

在说明本发明的实施方式之前，对于在本申请中使用的用语进行说明。“气体”是指从燃烧器至完全通过催化剂为止的气体，将通过催化剂后的气体称作为“废气”。因此，气体含有燃烧反应中(燃烧过程)的气体和燃烧反应结束后的气体，可以称作为燃烧气体。这里，当上述催化剂沿气体的流动设置成多段时，“气体”是指至完全通过最终段的催化剂为止的气体，“废气”是指通过最终段的催化剂之后的气体。另外，与燃烧空气混合前的可燃性气体为了区别于上述“气体”，称作为“气体燃料”或者“燃料气体”。

另外，“催化剂的一次侧”是相对于催化剂设置了燃烧器的一侧，如果没有特别的说明，是指气体即将通过该催化剂之前，“催化剂的二次侧”是指催化剂的一次侧的相对侧。进而，空气比m定义为m＝21/(21-[O₂])。其中，[O₂]表示催化剂的二次侧的废气中的氧浓度，但求空气比时所用的[O₂]在氧过剩区域表示过剩氧浓度，在燃料过剩区域以负值表示对于在空气比m＝1的条件下使一氧化碳等未燃烧气体进行燃烧所需要的不足氧浓度。另外，“不含有烃”不是在燃烧过程中完全不生成烃的意思，而是指在燃烧反应的过程中，有少许的烃生成，但在燃烧反应结束的阶段、即流入上述催化剂的气体中基本不含有(在测定限度以下)将氮氧化物还原的烃的意思。

另外，“催化剂劣化”或者“催化剂作用的劣化”是指对于具有催化剂作用的催化剂成分上吸附中毒物质，或者产生化学反应而阻碍了催化剂作用的意思。

接着，对于本发明的实施方式进行说明。本发明应用于小型直流锅炉等的水管锅炉、供热水器、吸收式冷冻机的再生器等的燃烧装置(也可以称作为热机器、燃烧机器或者燃烧系统)。

(实施方式1)

本发明的实施方式1是一种低NOx燃烧装置，所述低NOx燃烧装置具有：利用燃烧空气使含有烃的燃料燃烧，并通过燃烧生成含有氮氧化物的气体的燃烧器；从上述气体中吸热的吸热手段；具有催化剂成分的催化剂手段，所述催化剂成分可减少在通过该吸热手段后的上述气体中所含的氮氧化物；除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质。上述燃料优选为气体燃料，但不限定于此。上述“催化剂手段”可以称作为“催化剂”、“催化剂本体”、“催化物”。上述“燃烧器”可以称作为“燃烧手段”。

在本实施方式1中，燃料与上述第一中毒物质除去手段接触，而除去在燃料中含有的中毒物质。通过该除去作用，在流入上述催化剂手段的气体中不含有源于燃料的中毒物质，没有该中毒物质与上述催化剂成分的吸附或者反应，因此可以防止催化剂作用的降低。其结果是没有因为在燃料中含有的中毒物质而受到影响，上述催化剂手段能够发挥期望的催化剂性能(初始的性能)。

上述第一中毒物质除去手段含有吸附中毒物质、或者与中毒物质反应的中毒物质除去成分，当由该中毒物质除去成分导致的吸附或者反应处于饱和状态(不能再进行吸附、反应的状态)时，气体中的中毒物质吸附在上述催化剂手段的催化剂成分上或者与催化剂成分反应形成化合物，从而催化剂性能降低。当该性能降低率超过规定值时，进行上述第一中毒物质除去手段和上述催化剂手段的维护，即交换或者性能恢复的处理。上述吸附包含物理吸附和化学吸附。

在本实施方式1中，当使上述燃料为气体燃料时，在燃料中，作为在上述催化剂成分上吸附或者反应的中毒物质，含有加臭剂(四氢噻吩，叔丁基硫醇等)。

本实施方式1可以抑制由在燃料中含有的上述中毒物质所导致的催化剂性能的降低，可是有虽然与燃料中的中毒物质相比少、但在燃烧空气中以SOx的形式含有中毒物质的情况。作为实施方式2，可以构成一种低NOx燃烧装置，所述低NOx燃烧装置除了能够防止由燃料中的中毒物质导致的性能下降，还可以防止由燃烧空气中的中毒物质导致的催化剂性能的降低。

(实施方式2)

本发明的实施方式2是一种低NOx燃烧装置，所述低NOx燃烧装置具有：利用燃烧空气使燃料燃烧，并通过燃烧生成含有氮氧化物的气体的燃烧器；从上述气体中吸热的吸热手段；具有催化剂成分的催化剂手段，所述催化剂成分可减少在通过该吸热手段后的上述气体中所含的氮氧化物；除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；在上述催化剂手段的一次侧设置的、除去中毒物质的第二中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述气体中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质。

在本实施方式2中，燃料与上述第一中毒物质除去手段接触，而除去在燃料中含有的中毒物质。另外，在燃烧空气中含有的中毒物质利用上述第二中毒物质除去手段除去。通过这些除去作用，在流入上述催化剂手段的气体中不含有中毒物质，没有该中毒物质对上述催化剂成分的吸附或者反应，因此可以防止催化剂作用的降低。其结果是没有因为在燃料中含有的中毒物质而受到影响，上述催化剂手段能够发挥期望的催化剂性能(初始的性能)。在上述第一中毒物质除去手段和上述第二中毒物质除去手段中，含有吸附中毒物质、或者与中毒物质反应的中毒物质除去成分，当由该中毒物质除去成分导致的吸附或者反应处于饱和状态(不能再进行吸附、反应的状态)时，气体中的中毒物质吸附在上述催化剂手段的催化剂成分上或者与催化剂成分反应形成化合物，从而催化剂性能降低。当该性能降低率超过规定值时，进行上述第一中毒物质除去手段、上述第二中毒物质除去手段和上述催化剂手段的维护，即交换或者性能恢复的处理。

另外，在本实施方式2中，当使上述燃料为气体燃料时，在燃料中，作为在上述催化剂成分上吸附或者反应的中毒物质，含有上述加臭剂。该燃料中的中毒物质利用上述第二中毒物质除去手段除去，因此在由燃烧生成的气体中，含有氮氧化物，同时作为上述中毒物质含有硫氧化物(SOx)或氧化铁微粒。上述硫氧化物含有在燃烧空气中，当上述吸热手段或上述气体的通路为铁制时，上述铁成分作为锈含有在气体中。

本实施方式2可以作为使排出的NOx浓度基本为零的实施方式3的低NOx燃烧装置来构成。

(实施方式3)

本实施方式3的低NOx燃烧装置具有：将燃料和燃烧空气混合进行燃烧，并通过燃烧生成含有氧、氮氧化物和一氧化碳的气体的燃烧器；从上述气体中吸热的吸热手段；具有催化剂成分的催化剂手段，所述催化剂成分使在通过该吸热手段后的上述气体中所含的一氧化碳氧化并利用一氧化碳还原氮氧化物；除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；在上述催化剂手段的一次侧设置的、除去中毒物质的第二中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述气体中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；用于检测上述燃烧器的空气比的传感器；基于该传感器的检测信号，将上述燃烧器的空气比控制在设定空气比的空气比调节手段。另外，上述燃烧器和上述吸热手段如下述那样来构成，即，在利用上述空气比调节手段将上述空气比调节成上述设定空气比时，将上述催化剂手段的一次侧气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比调节为使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零或者规定值以下、使一氧化碳浓度基本为零或者规定值以下的规定浓度比。

上述设定空气比优选控制成1.0～1.0005的设定空气比。该设定空气比优选通过上述催化剂手段的二次侧的空气燃料比求得，但也可以使上述催化剂的一次侧的氧浓度为规定浓度的方式来控制空气比，所述催化剂是作为在该催化剂手段中的反应结果，能够满足1.0～1.0005的设定空气比的催化剂。在本申请的说明书中，将1.0～1.0005的空气比和接近于其的空气比称为低空气比。并且，上限值“1.0005”由利用氧浓度测定装置得到的二次侧的氧浓度的测定极限O₂：0.01％来求得。另外，上述“在利用上述空气比调节手段调节成上述设定空气比时，可以得到使上述催化剂的二次侧的氮氧化物浓度基本为零的、在上述催化剂的一次侧的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比”，优选在上述设定空气比的全部范围内满足，但不需要在全部范围内满足。

在本发明的实施方式3中，上述燃烧器利用上述空气比调节手段控制为上述设定空气比进行燃烧。在燃料中，作为在上述催化剂成分上吸附或者反应的中毒物质，含有上述加臭剂。该燃料中的中毒物质利用上述第一中毒物质除去手段除去，因此在由燃烧生成的气体中，含有氧、氮氧化物和一氧化碳，同时与上述实施方式2同样，作为上述中毒物质含有硫氧化物(SOx)或氧化铁微粒。

对于上述气体，在通过上述吸热手段受到吸热作用后，首先利用上述第二中毒物质除去手段通过吸附或者反应将中毒物质除去，从而不合有中毒物质的气体流入上述催化剂手段。在上述催化剂手段中，通过气体与催化剂成分的接触而使一氧化碳氧化、使氮氧化物还原。其结果是使上述气体中的氮氧化物排出量减少至基本为零或者规定值以下。另外，使一氧化碳的排出量减少至基本为零或者规定值以下。

这里，氮氧化物浓度基本为零是指优选为5ppm、进而优选3ppm、进而优选零。一氧化碳浓度基本为零是指30ppm、进而优选10ppm。另外，在以下的说明中，氧浓度基本为零是指100ppm以下，优选为计测限度值以下。进而，氮氧化物浓度、一氧化碳浓度为规定值以下，是指在各国、各地区规定的排放标准浓度以下的意思，是优选设定在无限基本接近于零的值。即，“规定值”，换言之可以说成是“容许值”、“排放标准值”。

当通过上述第二中毒物质除去手段的气体量超过规定量，而使中毒物质在上述第二中毒物质除去成分上的吸附处于饱和状态时，在从上述第二中毒物质除去手段流出的气体中遗漏有中毒物质，上述催化剂手段的催化剂作用降低。如果不能使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零，则交换上述第二中毒物质除去手段。另外，即使对于上述第一中毒物质除去手段和上述催化剂手段，如果不能满足需要的性能，也可以进行交换。

根据本发明的实施方式3，设置了上述第一中毒物质除去手段和上述第二中毒物质除去手段，因此，直至利用上述第二中毒物质除去手段进行的吸附或者反应处于饱和状态为止，可以维持上述催化剂手段的初始性能。

在本实施方式3中，通过将上述空气比调节手段控制在上述设定空气比，可以得到使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零这样的、在上述催化剂手段的一次侧的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比。对于低空气比控制，难以进行稳定的空气比控制，但通过在上述空气比调节手段中含有可稳定控制上述空气比的电控制手段和/或机械控制手段，能够进行稳定的空气比控制。

对于上述催化剂手段的一次侧的浓度比调节，优选控制在上述催化剂手段的一次侧的上述气体中的一氧化碳浓度，以使该一氧化碳浓度与将通过氧化(第一反应)使一氧化碳在上述催化剂手段内消耗的一氧化碳浓度与通过由一氧化碳导致的还原(第二反应)使氮氧化物在上述催化剂手段内消耗的一氧化碳浓度相加而得的值几乎相等、或在其以上。

(实施方式4)

上述实施方式3可以通过以下的实施方式4来表现。该实施方式4的低NOx燃烧装置具有：将燃料和燃烧空气混合进行燃烧，并通过燃烧生成含有氧、氮氧化物和一氧化碳的气体的燃烧器；从上述气体中吸热的吸热手段；具有催化剂成分的催化剂手段，所述催化剂成分使在通过该吸热手段后的上述气体中所含的一氧化碳氧化并利用一氧化碳还原氮氧化物；除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；在上述催化剂手段的一次侧设置的、除去中毒物质的第二中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述气体中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；用于检测上述燃烧器的空气比的传感器；基于该传感器的检测信号，将上述燃烧器的空气比控制在设定空气比的空气比调节手段。另外，上述燃烧器和上述吸热手段如下述那样来构成，即，在利用上述空气比调节手段将上述空气比调节成上述设定空气比时，进行对上述催化剂手段的一次侧气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比K进行调节的浓度比调节。上述浓度比调节是下述调节0、调节1、调节2中的任一者。

调节0：将上述浓度比K调节为使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零的标准规定浓度比K0。

调节1：将上述浓度比K调节为使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零、同时使一氧化碳浓度为规定值以下的第一规定浓度比K1。

调节2：将上述浓度比K调节为使上述催化剂手段的二次侧的一氧化碳浓度基本为零、同时使氮氧化物浓度为规定值以下的第二规定浓度比K2。

上述催化剂具有下述的特性：如果进行上述调节0，则可以分别使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零，如果进行上述调节1，则可以使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零，同时使一氧化碳浓度为规定值以下，如果进行上述调节2，则可以使上述催化剂手段的二次侧的一氧化碳浓度基本为零，同时使氮氧化物浓度为规定值以下。

在本实施方式4中，浓度比是指一氧化碳浓度、氮氧化物浓度和氧浓度的相互关系。上述调节0中的标准规定浓度比K0优选用下式(1)的判定式进行判定，优选满足下式(2)，并进行设定以使上述第一规定浓度比K1比上述标准规定浓度比小、使上述第二规定浓度比K2比上述标准规定浓度比大。

([NOx]+2[O₂])/[CO]＝K    (1)

1.0≤K＝K0≤2.0          (2)

(在式(1)中，[CO]、[NOx]、和[O₂]分别表示一氧化碳浓度、氮氧化物浓度和氧浓度，满足[O₂]＞0的条件。)

上述标准规定浓度比K0是使上述催化剂手段的二次侧的氧浓度、氮氧化物浓度和一氧化碳浓度分别基本为零的、上述催化剂的一次侧的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比。上式(1)是用于判定上述标准规定浓度比K0的判定式，式(2)表示使上述催化剂手段的二次侧的氧浓度、氮氧化物浓度和一氧化碳浓度分别基本为零的条件。理论上，在K0＝1.0的条件下可以使各浓度为零。但是，由试验结果能够确认，在上式(2)的范围下可使各浓度基本为零，对于上述K0的上限2.0，根据上述催化剂的特性，可以考虑取比2.0大的值。

当调节上述催化剂手段的一次侧的浓度比K(上述调节1)以使其低于上述标准规定浓度比K0的值、即、使式(1)的K为比K0小的上述第一规定浓度比K1时，上述催化剂手段的二次侧的氧浓度和氮氧化物浓度基本为零，同时一氧化碳浓度为规定值以下。该一氧化碳浓度的规定值优选设定在排放标准值(该值根据国家的不同而不同，因此在各国有变更的可能)以下。如果决定该规定值，则在实验上可以确定上述第一规定浓度比K1。使上述浓度比K的值为比K0小的上述第一规定浓度比K1这样的浓度比K的调节，具体来说，可以通过使氧浓度相对于上述催化剂手段的一次侧的一氧化碳浓度的比例，比氧浓度相对于满足上述标准规定浓度比K0的一氧化碳浓度的比例小的方式来实现。

另外，当调节上述催化剂手段的一次侧的浓度比K(上述调节2)以使上述浓度比K为比K0大的上述第二规定浓度比K2时，上述催化剂手段的二次侧的一氧化碳浓度基本为零，同时氮氧化物浓度为规定值以下。该情况下，上述催化剂手段的二次侧的氧浓度为规定浓度。该氮氧化物浓度的规定值与一氧化碳浓度的上述规定值是不同的值，优选在各国规定的排放标准值以下。如果决定该规定值，则在实验上可以确定上述第二规定浓度比K2。用于形成上述第二规定浓度比K2的浓度比K的调节，具体来说，可以通过使氧浓度相对于上述催化剂手段的一次侧的一氧化碳浓度的比例，比氧浓度相对于满足上述标准规定浓度比K0的一氧化碳浓度的比例大的方式来实现。

在本实施方式4中，优选进行浓度比一定控制，将上述浓度比K一定地保持在上述各规定浓度比K0、K1、K2。

在本实施方式4中，与上述施方式3同样进行利用了上述第一中毒物质除去手段和上述第二中毒物质除去手段的中毒物质的除去。另外，上述燃烧器进行燃烧，生成含有氧、氮氧化物和一氧化碳、而不含烃的气体。然后，通过上述浓度比调节、利用上述调节0、上述调节1、上述调节2的任一者，将上述催化剂的一次侧的上述气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比K分别调节至上述标准规定浓度比K0、上述第一规定浓度比K1、上述第二规定浓度比K2。然后，上述气体与上述催化剂接触，利用上述气体中的氧氧化一氧化碳、利用一氧化碳还原氮氧化物。在进行上述调节0或者上述调节1时的有害物质减少作用中，氧的作用是进行一氧化碳浓度的调节，即，消耗、减少对于还原氮氧化物并使其浓度基本为零而所需量以上存在的一氧化碳量。通过该上述调节0、上述调节1后的有害物质减少作用，上述气体中的氮氧化物的排放量减少至基本为零，一氧化碳的排放量减少至基本为零或者规定值以下。另外，通过上述调节2后的有害物质减少作用，上述气体中的一氧化碳的排放量基本为零，氮氧化物浓度减少至规定值以下。进而，通过上述浓度比一定控制，可以抑制上述各规定浓度比K0、K1、K2的值的变化，能够切实地实现氮氧化物排放量和一氧化碳排放量的减少效果。特别地，对于上述调节0，为了使氮氧化物排放量基本为零，上述浓度比一定控制是重要的。

上述调节0的标准规定浓度比K0和上述调节1的第一规定浓度比K1包含在下式(3)中来表现。即，当满足式(3)时，上述催化剂的二次侧的氮氧化物浓度基本为零，一氧化碳浓度基本为零或减少。为了使一氧化碳的减少在上述规定值以下，调节上述催化剂手段的一次侧的上述浓度比K以使上述浓度比K的值为比K0小的值，从而形成上述第一规定浓度比K1。

([NOx]+2[O₂])/[CO]＝K≤2.0     (3)

(在式(3)中，[CO]、[NOx]、和[O₂]分别表示CO浓度、NOx浓度和O₂浓度，满足[O₂]＞0的条件。)

对于由上述催化剂手段导致的有害物质的减少作用进而进行说明。该减少作用认为如以下那样进行。在上述催化剂手段中，作为主反应，发生使一氧化碳氧化的第一反应和利用一氧化碳还原氮氧化物的第二反应。对于在上述催化剂手段中的反应(催化反应)，在氧存在下，上述第一反应比上述第二反应有优势，根据上述第一反应，一氧化碳在利用氧被消耗，并进行浓度调节后，通过上述第二反应还原氮氧化物。该说明为简略化的说明。实际上，上述第一反应是与上述第二反应竞争的反应，但一氧化碳与氧的反应在氧存在下与上述第二反应相比，表观上较快地发生，因此在第一阶段进行一氧化碳的氧化(第一反应)，在第二阶段氮氧化物被还原(第二反应)。

总之，在上述催化剂手段中，在氧的存在下，通过CO+1/2O₂→CO₂所形成的上述第一反应，消耗了氧，使用剩余的CO通过2CO+2NO→N₂+2CO₂所形成的上述第二反应而将氮氧化物还原，从而减少排放氮氧化物浓度。

这里，上式(1)、(3)中的[NOx]是一氧化氮浓度：[NO]与二氧化氮浓度：[NO₂]的合计浓度。在上述反应式的说明中，不使用NOx而使用NO是由于对于在高温场合下的生成氮氧化物的组成，主成分是NO，NO₂的量不过百分之几，从而可以近似地进行说明。即使存在NO₂，其也与NO同样通过CO被还原。

当上述浓度比K为1.0时，在理论上可以使从上述催化剂中排放的氧浓度、氮氧化物浓度和一氧化碳浓度为零。但是，实验上可知稍微有一些一氧化碳被排放。([NOx]+2[O₂])/[CO]＝1是考虑实验结果、可由上述第一反应和第二反应理论导出的关系式。

这里，对如何导出([NOx]+2[O₂])/[CO]＝1进行说明。该式由于典型地满足上述标准规定浓度比K0，所以称作为标准规定浓度充分式。已知在上述催化剂内，上述第一反应(I)作为主反应发生。

CO+1/2O₂→CO₂...(I)

另外，在使用了Pt等的贵金属催化剂的上述催化剂内，在不存在氧的氛围下利用上述第二反应(II)进行由CO导致的NO还原反应。

CO+NO→CO₂+1/2N₂...(II)

因此，着眼于有助于上述第一反应(I)、上述第二反应(II)的反应的物质浓度，而导出上述标准浓度充分式。

即，当将CO浓度、NO浓度、O₂浓度分别记作[CO]ppm、[NO]ppm、[O₂]ppm时，利用上式(I)可通过CO除去的氧浓度用下式(III)表示。

2[O₂]＝[CO]a...(III)

另外，为了进行上式(II)的反应，CO需要与NO等量，有下式(IV)的关系。

[CO]b＝[NO]...(IV)

当在上述催化剂内连续进行上式(I)、(II)的反应时，通过合并上式(III)和上式(IV)而得到的下式(V)的浓度关系是必要的。

[CO]a+[CO]b＝2[O₂]+[NO]...(V)

由于[CO]a+[CO]b是同一成分，所以上述催化剂的二次侧的气体中的CO浓度可以用[CO]表示。

由此，可以导出上述标准规定浓度比充分式、即、[CO]＝2[O₂]+[NO]的关系。

当上述浓度比K的值比1.0小时，一氧化碳以对于上述氮氧化物的还原为需要浓度以上的浓度存在，因此排放氧浓度为零，在通过上述催化剂后的气体中有一氧化碳残留。

另外，对于上述浓度比K的值为超过1.0的2.0的情况，该值是实验上得到的值，认为其原因如下，在上述催化剂中发生的反应不完全清晰，除了在上述第一反应和上述第二反应的主反应以外，还有副反应发生。作为该副反应之一，认为有通过蒸气与一氧化碳的反应产生氢、利用该氢将氮氧化物和氧还原的反应。其结果是使上述浓度比K超过1.0。

以下，进而对于本发明的实施方式1～4的构成要素进行说明。上述燃烧器优选制成使气体燃料进行预混合燃烧的全一次空气式的预混合燃烧器。在上述催化剂手段中，为了有效地产生上述第一反应和上述第二反应，以与氧、氮氧化物和一氧化碳有关的上述(2)、(3)式表示的浓度比是重要的。通过使上述燃烧器为预混合燃烧器，可以在低空气比区域比较容易地得到上述标准规定浓度比K0。但是，只要能够将在上述催化剂手段的一次侧的气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳均匀混合、并能够进行使各自的浓度为上述规定浓度的控制，也可以使用预混合燃烧器以外的部分预混合燃烧器或燃烧器。

另外，上述燃烧器是能够在低空气比下进行燃烧、以使流入上述催化剂手段前(上述催化剂手段的一次侧)的气体的氧浓度为0％～1.0％的燃烧器。当将该氧浓度代入空气比的运算式(m＝21/(21-[O₂])时，为1.0～1.05。当在满足上式(2)、(3)的条件下上述催化剂手段的一次侧的氧浓度为0％～1.0％时，上述催化剂手段的二次侧的氧浓度几乎为0％，空气比几乎为1。其结果是除了实现排放浓度接近于零的低NOx和低CO、还可以实现节约能源，能够提供低公害、节约能源的燃烧装置。

另外，对于上述吸热手段，当燃烧装置为锅炉时，将其制成构成罐体的水管组，当为再生器时，将其制成吸收液浓缩管。作为该吸热手段的方式，含有在紧靠上述燃烧器的地方几乎没有燃烧空间、在燃烧空间内配置作为吸热手段的水管组的第一方式(相当于上述专利文献1～4)、和在上述燃烧器与水管组之间具有燃烧空间的第二方式。在上述第一方式中，燃烧反应在水管间的空隙处进行。上述水管组是与来自上述燃烧器的气体进行热交换的多个水管，也可以如供热水器水管那样通过将1根水管弯折来构成多个水管。

上述吸热手段从由上述燃烧器生成的气体中吸热并利用该热，同时将上述气体的温度控制在上述催化剂手段的活化温度附近，且控制在可防止热劣化的温度以下，即，上述吸热手段具有下述功能，其将气体温度控制为可有效产生上述第一反应和上述第二反应、且抑制由温度导致的劣化、并考虑了持久性的温度。上述吸热手段也可以作为下述手段发挥功能，所述手段用于抑制发生上述气体的温度上升至约900℃以上这样的情况、并抑制一氧化碳的氧化、使来自上述燃烧器的气体的浓度比不发生变化。

利用了由上述燃烧器进行的浓度比调节和上述吸热手段的上述浓度比调节，可以通过基于实验数据而求出空气比-NOx·CO特性来进行。该浓度比调节基于上述燃烧器和上述吸热手段的浓度比特性，使用调节上述燃烧器的燃料量和燃烧空气量的比例的空气比调节手段来将上述催化剂的一次侧的氧、氮氧化物和一氧化碳的上述浓度比K控制为上述规定浓度比。由此，将上述催化剂的二次侧的氮氧化物浓度调节成基本为零～规定值以下、将一氧化碳浓度调节成基本为零～规定值以下。该浓度比调节将上述催化剂手段的一次侧的浓度比K调节至上述标准规定浓度比K0、上述第一规定浓度比K1、上述第二规定浓度比K2，但也可以使用以下的第一、第二浓度比调节手段来进行。该第一、第二浓度比调节手段优选利用上述空气比调节手段进行浓度比的调节，所述空气比调节手段调节对供给上述燃烧器的燃料量和燃烧空气量的比例进行调节。

上述第一浓度比调节手段，利用上述燃烧器的特性，同时利用配置在上述燃烧器和上述催化剂手段之间、从上述气体中吸热的吸热手段的特性，即利用上述燃烧器和上述吸热手段的浓度比特性来进行上述浓度比K的调节。该浓度比特性是指通过变化空气比而使上述燃烧器燃烧所生成的、通过全部或者一部分上述吸热手段后的一氧化碳浓度和氮氧化物浓度发生变化的特性。另外，该浓度比特性基本上由依赖于上述燃烧器的浓度比特性决定，上述吸热手段典型地具有使上述燃烧器的浓度比特性产生一部分变化、或者保持该浓度比特性的功能。对于使上述吸热手段为上述第一方式的情况，通过燃烧反应中气体的冷却，而导致一氧化碳浓度增加，同时抑制了氮氧化物浓度。对于使上述吸热手段为上述第二方式的情况，典型地，依赖于上述燃烧器的浓度比特性几乎没有变化，被保持。

当使用该第一浓度比调节手段进行上述浓度比K的调节时，不需要除上述燃烧器和上述吸热手段以外的浓度比调节手段，因此可以将装置的构成简单化。

另外，可以利用上述吸热手段抑制上述气体的温度，能够起到提高上述催化剂手段的持久性的效果。

上述第二浓度比调节手段可以利用上述燃烧器和配置在上述燃烧器和上述催化剂手段之间的从上述气体中吸热的吸热手段的浓度比特性，同时使用配置在上述燃烧器和上述催化剂手段之间的辅助调节手段，来进行上述浓度比K的调节。

上述辅助调节手段在上述燃烧器与上述催化剂手段之间(包含上述吸热手段的中途)，具有下述功能，即，通过注入一氧化碳或者吸附除去氧，而使一氧化碳浓度相对于氧浓度的比例增加，由此辅助性地进行上述调节。作为该辅助调节手段，可以使用CO产生器、或可对废气的氧或者CO的量进行调节的辅助燃烧器。

当使用该第二浓度比调节手段进行上述浓度比的调节时，除了可利用上述燃烧器和上述吸热手段的浓度比特性，还可利用上述辅助调节手段进行上述浓度比调节，因此不限定于特定结构的燃烧器，可以扩大上述燃烧器和上述吸热手段的应用范围。

利用了上述浓度比调节手段的浓度比调节可以表现为下述那样的调节，即，使在上述催化剂的一次侧的上述气体中的一氧化碳浓度，与将通过一氧化碳的氧化而在上述催化剂内减少的一氧化碳浓度和由利用一氧化碳还原氮氧化物所导致的在上述催化剂内减少的一氧化碳浓度相加而得的值几乎相等、或在其以上。对于该浓度比调节是不可能的情况，也可以形成通过一氧化碳的注入或氧的注入进行调节这样的构成。

对于该浓度比，如果将空气比控制在基本为1.0的低空气比，则可以实现节约能源，从而是优选的。另外，该浓度比调节优选通过利用燃烧温度的调节将氮氧化物量和一氧化碳量抑制在规定量以下，同时保持气体温度、使得到的一氧化碳浓度不减少的方式来进行。一氧化碳在气体温度为约900℃以上时易于被氧化，因此优选以使在上述催化剂的一次侧的气体温度保持在600℃以下的方式来构成上述燃烧器和上述吸热手段。

上述催化剂手段是具有在上述气体中不含有HC的状态下可高效还原上述氮氧化物的功能的催化剂，其设置在上述吸热手段的下流或者上述吸热手段的中途，形成在具有透气性的基材上涂布作为催化剂成分的催化剂活性物质而成的构成。上述基材可以使用不锈钢等的金属、陶瓷，并进行扩大与废气的接触面积这样的表面处理。催化剂活性物质一般可以使用铂，但根据实施情况，可以使用以铂为代表的贵金属(Ag、Au、Rh、Ru、Pt、Pd)或者金属氧化物。对于将上述催化剂设置在上述吸热手段的中途的情况，可以在多个水管等的吸热手段间的空隙处设置，或者将上述吸热手段作为基材，形成在其表面担载催化剂活性物质的构成。

上述第一中毒物质除去手段具有除去燃料中的硫成分等在上述催化剂成分上吸附或者反应的中毒物质的功能，以能够自由装卸的方式安装，使其可在燃料供给线的适当地方进行交换。当在气体燃料中含有上述加臭剂时，该第一中毒物质除去手段除去作为主要中毒物质的该气体燃料中的加臭剂(硫成分)，因此可以称其为硫除去手段。该第一中毒物质除去手段可以使用东ソ一株式会社制的ゼオラム(注册商标)等。

上述第二中毒物质除去手段形成在具有透气性的基材上涂布中毒物质除去成分而成的构成，所述中毒物质除去成分除去在上述催化剂成分上吸附、或者与上述催化剂成分反应而生成化合物的中毒物质。总之，只要在上述催化剂手段的上流具有除去中毒物质的功能即可，因此在上述中毒物质除去手段中，可以使用与上述催化剂手段同样的构成，但上述催化剂成分一般价格昂贵。因此，优选在上述第二中毒物质除去手段中不含有上述催化剂成分，或者即使含有上述催化剂成分，其量也比上述催化剂手段少，换句话说，使上述第二中毒物质除去手段的上述催化剂成分的浓度比上述催化剂手段的该浓度低。

在上述第二中毒物质除去成分中，可以使用作为公知物质的CeO₂(二氧化铈)等。对于CeO₂的情况，认为其与气体中的硫成分反应生成Ce₂(SO₄)₃。

另外，在上述第二中毒物质除去手段与上述催化剂手段之间设置间隔，使它们各自可进行交换。这样，将上述第二中毒物质除去手段和上述催化剂手段形成分别的构成，并将它们设置成各自可交换的方式，由此可以仅交换上述第二中毒物质除去手段。另外，对于上述催化剂手段，存在与气体接触的前缘，因此可以通过所谓前缘效应而使催化剂的功能得到提高。上述第二中毒物质除去手段和上述催化剂手段能够分别以沿气体的流向分割成多段的方式来设置。由此，可以使上述第二中毒物质除去手段和上述催化剂手段各自的前缘效应增大，进而提高性能。

进而，可以将上述第二中毒物质除去手段与上述催化剂手段设置成为一个整体。此时，将上述第二中毒物质除去手段的吸附中毒物质的成分的载体与上述催化剂手段的催化剂成分的载体连续地形成一个整体，以可交换的方式进行设置。另外，也可以将上述两载体分别地设置，使两者互相不存在间隔的方式进行接触，并利用结合手段而形成一个整体。这样，通过将上述第二中毒物质除去手段与上述催化剂手段形成一个整体，对于锅炉等装置的装卸等的操作(处理，handling)变得容易。另外，当将上述第二中毒物质除去手段与上述催化剂手段设置成一个整体，同时使上述第二中毒物质除去手段的上述催化剂成分的浓度比上述催化剂手段的该浓度低时，可以将上述第二中毒物质除去手段与上述催化剂手段同时进行再循环再生处理。

上述空气比调节手段优选含有流量调节手段、驱动该流量调节手段的马达、控制该马达的控制手段。上述流量调节手段是用于通过变化上述燃烧器的燃烧空气量和燃料量的任一者或者这两者，来改变两者的比例、调节上述燃烧器的空气比的手段。该流量调节手段在调节上述燃烧空气量时，优选形成挡板(含有阀门的意思)。作为该挡板的结构，可以形成通过以旋转轴为中心进行旋转的阀芯来改变流路开度的旋转类型的结构、通过相对于流路的截面开口进行滑动来改变流路开度的滑动类型的结构。

当使该流量调节手段为改变燃烧空气量的手段时，优选将其设置在鼓风机与燃料供给手段之间的空气流路中，也可以设置在上述鼓风机的吸口等上述鼓风机的吸口侧。

上述马达优选是驱动上述流量调节手段的手段，其是可以根据驱动量来控制上述流量调节手段的开度量，且能够调节每单位时间的驱动量的马达。该马达构成可稳定控制本发明空气比的“机械控制手段”的一部分。所谓“根据驱动量可控制开度量”是指可由驱动量决定，将上述流量调节阀的开度停止在特定的位置的方式进行控制的意思。另外，“可调节每单位时间的驱动量”是指可以调节位置控制的应答性。

该马达优选是步进马达(可称作为步进电动机)，也可以是齿轮减速机(可称作为齿轮马达)或伺服马达等。当为上述步进马达时，上述驱动量由外加的驱动脉冲来决定，可将上述流量调节手段的开度位置从标准开度位置仅以对应于驱动脉冲数的量进行开关移动，使其控制在任意目的的停止位置上。另外，当为上述齿轮减速机或上述伺服马达时，上述驱动量由开关驱动时间决定，可将上述流量调节手段的开度位置从标准开度位置仅以对应于开关驱动时间的量进行开关移动，使其控制在任意目的的停止位置上。

上述传感器只要是可检测上述燃烧器的空气比的传感器即可。当使用该传感器在上述催化剂手段的二次侧以将空气比1夹在中间(空气比1的前后)的方式来控制空气比时，用氧浓度传感器不能运算空气比小于1的区域的空气比，因此使用空气燃料比传感器求得空气燃料比。作为该空气燃料比传感器，可以使用具有以下功能的公知的传感器。即，在空气比1以上的区域，检测氧浓度并以电流或者电压来输出对应于空气燃料比的检测值，在空气比1以下的区域，由于不存在氧，所以检测一氧化碳浓度并以电流或者电压来输出对应于空气燃料比的检测值。根据该检测值、即空气燃料比，可以控制上述马达。

另外，当在比1大的范围下控制上述催化剂手段的二次侧的空气比(不以将空气比1夹在中间的方式进行控制)时，可以利用氧浓度传感器，而不是上述空气燃料比传感器来检测氧浓度，由该值运算空气比。然后，可以根据该空气比控制上述马达。

另外，上述传感器可以制成将氧浓度传感器与一氧化碳浓度传感器组合而成的传感器。进而，作为上述传感器，可以使用能够在上述催化剂手段的二次侧以将空气比1夹在中间的方式控制空气比的传感器，来代替检测氧浓度和一氧化碳浓度的上述空气燃料比传感器。上述传感器的安装位置优选在上述催化剂手段的二次侧，但不限定于此，可以安装在上述催化剂手段的一次侧，或当在上述催化剂手段的下流侧设置排热回收器时，可以安装在该下流侧。

向上述控制手段输入上述传感器的检测值。上述控制手段基于预先存储的空气比控制程序来反馈控制上述马达的驱动量，将上述空气比控制在1.0～1.0005的设定空气比以使上述催化剂的一次侧的上述气体中的一氧化碳浓度与下述那样的值几乎相等或在其以上、或者满足上式(1)，上述值是通过上述氧化而在上述催化剂手段内消耗的一氧化碳浓度与通过上述还原而在上述催化剂手段内消耗的一氧化碳浓度相加的值。

上述空气比控制程序优选设置第一控制带和第二控制带来控制上述马达的驱动量，所述第一控制带根据上述检测空气比与上述设定空气比之差来改变上述马达的每单位时间的驱动量(可以用每1驱动单位的时间来表示)，所述第二控制带在该第一控制带的外侧使每单位时间的上述驱动量为固定的规定值。该控制构成以使检测空气比在将上述设定空气比作为中心的设定范围内的方式来进行控制的上述电控制手段。并且，该空气比控制程序不限定于该控制方式，可以形成各种PID控制。

上述第一控制带的控制量可以利用检测空气比与设定空气比与设定增益(gain)的积的式子来控制。通过这样的控制，可以迅速控制为设定空气比，同时可进行过调和波动少的控制。

另外，上述控制手段能够以除了上述空气比控制程序以外，还进行维护程序的方式来构成。该维护程序以利用报警手段对上述第一中毒物质除去手段和上述第二中毒物质除去手段的中毒物质除去呈饱和状态的情况进行报警的方式来构成。报警时期可以根据从上述第一中毒物质除去手段和上述第二中毒物质除去手段的吸附或者反应起始至吸附或者反应呈饱和状态为止的时间进行设定。

本发明不限定于上述实施方式1～4，还含有下面的实施方式5～6。

(实施方式4)

本实施方式4是一种低NOx燃烧装置，其具有：使含有烃的燃料燃烧的燃烧器；从由该燃烧器生成的气体中进行吸热的吸热手段；催化剂手段，其与通过该吸热手段后的上述气体接触，当该气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比为NOx·CO非减少区域时，减少一氧化碳而不减少氮氧化物，当上述浓度比为NOx·CO减少区域时，减少一氧化碳和氮氧化物；除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与中毒物质形成化合物的至少含有硫的中毒物质；在上述催化剂手段的一次侧设置的、除去中毒物质的第二中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述气体中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与中毒物质形成化合物的至少含有硫的中毒物质；对供给上述燃烧器的空气量和/或燃料量的比例进行调节的空气比调节手段。另外，上述空气比调节手段对空气量和/或燃料量的比例进行调节以使上述浓度比为上述NOx·CO减少区域。

在本实施方式5中，与上述实施方式2同样进行利用了上述第一中毒物质除去手段和上述第二中毒物质除去手段的中毒物质的除去。另外，由上述燃烧器的燃烧生成的气体通过上述吸热手段受到吸热作用，形成以规定浓度比含有氧、氮氧化物和一氧化碳的气体。当使上述燃烧器的空气比在低空气比的区域变化时，关于含有上述催化剂手段的一次侧的氧、氮氧化物和一氧化碳的上述气体，可以得到上述催化剂的一次侧的空气比-NOx·CO特性(以下称作一次特性。)，同时通过使具有该一次侧的空气比-NOx·CO特性的气体与上述催化剂手段接触，可以得到上述催化剂手段的二次侧的空气比-NOx·CO特性(以下称作二次特性。)。

对于该二次特性，当气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比为NOx·CO非减少区域时，减少一氧化碳而不减少氮氧化物，当上述浓度比为NOx·CO减少区域时，减少一氧化碳和氮氧化物。由于在上述二次特性的NOx浓度比上述一次特性的NOx浓度低、一氧化碳浓度(CO浓度)比上述一次特性的CO浓度低的上述NOx·CO减少区域、来设定上述设定空气比，所以通过上述催化剂手段的氧化、还原作用，可以减少氮氧化物的排放量，同时减少一氧化碳的排放量。

对于该实施方式5，在上述调节中，优选使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零。另外，在上述调节中，优选使上述催化剂手段的二次侧的氧浓度基本为零。

(实施方式6)

上述实施方式5可以通过以下的实施方式6来表现。该实施方式5是一种低NOx燃烧装置，其具有：使含有烃的燃料燃烧的燃烧器；从由该燃烧器生成的气体中进行吸热的吸热手段；与通过该吸热手段后的含有氧、氮氧化物和一氧化碳的气体接触的催化剂手段；除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应并形成化合物的至少含有硫的中毒物质；在上述催化剂手段的一次侧设置的、吸附除去中毒物质的第二中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述气体中含有、在上述催化剂手段的催化剂成分上吸附、或者与该中毒物质进行化学反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；调节上述燃烧器的燃烧空气与燃料的比例的控制手段。另外，上述催化剂手段以使在其二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零的、上述催化剂手段的一次侧的气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比作为标准浓度比。当使上述浓度比为上述标准浓度比时，上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零。另外，上述催化剂手段表现出下述的特性，即，当与对应于上述标准浓度比的标准氧浓度相比，提高一次侧的氧浓度时，在上述催化剂手段的二次侧可以检测到对应于一次侧氧浓度与标准氧浓度之差的浓度的氧，同时使上述催化剂手段的二次侧的一氧化碳浓度基本为零，并减少氮氧化物浓度，当与上述标准氧浓度相比降低一次侧氧浓度时，在上述催化剂手段的二次侧可以检测到对应于一次侧氧浓度与标准氧浓度之差的浓度的一氧化碳，同时使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零，并减少一氧化碳浓度。上述控制手段基于上述催化剂手段的二次侧的氧浓度来调节上述燃烧器的燃烧空气量与燃料量的比例，由此将上述催化剂手段的一次侧的氧浓度相对于上述标准氧浓度进行调节，减少上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度。

上述实施方式6基于相对于空气比的上述燃烧器和上述吸热手段的上述一次特性和上述催化剂的上述二次特性来表现，所述空气比由上述催化剂手段的二次侧的氧浓度和/或一氧化碳浓度等来求得。相对于此，本实施方式5基于相对于上述催化剂手段一次侧的氧浓度的上述燃烧器和上述吸热手段的上述一次特性和上述催化剂手段的特性来表现。

该催化剂特性是指下述那样的特性。即，如图8的模式图所示的那样，上述催化剂的一次侧的上述浓度比具有特性线L(二次侧[NOx]＝0、[CO]＝0线)。当上述催化剂的一次侧的上述浓度比位于该线L上时，上述催化剂的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零。该线L在理论上与上式(1)的上述规定浓度比为1相对应，在图8中，对该上述规定浓度比为1时的式(1)进行图示。但是，如上所述，实验上在上述规定浓度为大于1.0直至2.0的范围下，可以使上述催化剂的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零，因此上述特性线(二次侧[NOx]＝0、[CO]＝0线)不限定于图8的线L。

另外，本发明不限定于上述实施方式1～6，能够以仅用上述燃烧器进行上述浓度比的调节、或者主要利用燃烧器进行的方式来构成。即，利用上述燃烧器和上述吸热手段进行的浓度比调节含有下述的方式，即，通过上述吸热手段以外的构成从上述燃烧器至上述催化剂手段的气体通路的要素和在该气体通路中含有的要素来进行。

另外，可以如下述那样来构成上述机械控制手段，即，由主通路和与其并列的辅助通路来构成燃烧空气的供气通路，用在上述主通路中设置的阀芯的工作来对空气流量进行粗调节，用在上述辅助通路中设置的阀芯的工作对空气流量进行微调节。另外，可以如下述那样来构成机械控制手段，即，由主通路和与其并列的辅助通路来构成燃料供给通路，用在上述主通路中设置的阀芯的工作来对空气流量进行粗调节，用在上述辅助通路中设置的阀芯的工作对空气流量进行微调节。

进而，对于上述空气比调节手段的流量调节手段，可以通过变换器来控制鼓风机的马达。该变换器可以利用具有公知构成的变换器。即使对于使用该变换器的情况，也可以通过在挡板控制中使用的上述空气比控制程序来进行控制。

实施例1

以下，根据附图说明将本发明的燃烧装置应用于蒸汽锅炉的实施例1。

图1是说明本实施例1的原理的附图，图2是本实施例1的蒸气锅炉的纵截面图，图3是沿图2的III-III线的截面图，图4是表示从废气的流动方向观察图2和图3的第二中毒物质除去手段和催化剂手段的主要部分构成的附图，图5是说明本实施例1的空气比-NOx·CO特性的附图，图6是该实施例1的挡板位置调节装置的使用状态的一部分截面图，图7是挡板位置调节装置的使用状态的一部分截面图，图8是说明本实施例1的燃烧器和吸热手段的特性以及催化剂手段的特性的模式图，图9是说明本实施例1的传感器的输出特性的附图，图10是说明本实施例1的马达控制特性的附图，图11是说明本实施例1的NOx和CO减少特性的附图。

首先，参考图1，对于本实施例1的蒸汽锅炉进行说明。蒸汽锅炉作为主要部位具有：通过燃烧生成含有氧、氮氧化物和一氧化碳的气体的燃烧器1；从由该燃烧器1生成的气体中进行吸热的吸热手段2；分别以规定浓度比含有通过该吸热手段2后的氧、氮氧化物和一氧化碳并同时与含有中毒物质的气体接触并使其通过的中毒物质除去手段3；与通过该中毒物质除去手段3后的气体接触，而使一氧化碳氧化、同时使氮氧化物还原的催化剂手段(以下简称为“催化剂”)4；向燃烧器1供给气体燃料(燃料气体)的燃料供给手段5、向燃烧器1供给燃烧空气的燃烧空气供给手段6；控制燃料供给手段5和/或燃烧空气供给手段6(在本实施例1中仅控制燃烧空气供给手段6)、来调节燃烧器1的空气比的空气比调节手段7；在催化剂4的下流(二次侧)检测氧浓度的传感器8；作为锅炉控制器的控制器9，所述锅炉控制器输入该传感器8等的信号来控制燃料供给手段5和燃烧空气供给手段6等。在燃料供给手段5中，具有将在气体燃料中含有的加臭剂的硫成分等中毒物质除去的作为中毒物质除去手段的硫成分除去手段10。以下，将硫成分出去手段10称作为第一中毒物质除去手段10，另外将中毒物质除去手段3称作为第二中毒物质除去手段3。

燃烧器1是具有平面状的燃烧面(预混合气体的喷射面)的完全预混合式燃烧器(参考图2和图3)。该燃烧器可以使用与在专利文献1中记述的燃烧器具有同样构成的燃烧器。

吸热手段2为罐体，具有将上部管集合11和将下部管集合12，在该两个将管集合之间配置构成水管组13的多个内侧水管14，14，...。如图3所示的那样，在吸热手段(罐体)2的长度方向的两侧部设置用连接部件16，16，...连接外侧水管15，15，...而构成的一对水管壁17，17，在该两水管壁17，17与将上部管集合11和将下部管集合12之间，形成来自燃烧器1的燃烧反应中的气体和燃烧结束的气体几乎以直线流过的第一气体通路18。在第一气体通路18的一端设置燃烧器1，在另一端的废气出口19连接流过废气的第二气体通路(烟道)20。在该实施例1中，燃烧器1和罐体2可以使用公知的。

废气通路20含有水平部21和垂直部22，在水平部21中以可个别自由装卸的方式来分别安装第二中毒物质除去手段3和催化剂4(参考图3)。在垂直部19上以位于催化剂4的下流侧的方式安装作为排热回收器的供水预热器23，并在催化剂4和供水预热器23之间配置传感器8。

含有燃烧器1、水管组13的从燃烧器1到催化剂4的构成要素(特别地，燃烧器1和水管组2是其主要部分)，具有将催化剂4的一次侧的气体的规定浓度比K调节为规定浓度比K0、K1的功能。即，以下述那样来构成：在利用下述的空气比调节手段7调节(变化)设定空气比时，可以得到图5所示的催化剂4的一次侧的空气比-NOx·CO特性。该空气比-NOx·CO特性是在控制空气比调节手段7而将空气比调节成1.0的设定空气比时，使催化剂4的二次侧的氮氧化物浓度基本为零的催化剂4的一次侧的空气比-NOx·CO特性(以下，称作一次特性)。催化剂4具有通过将具有上述一次特性的上述气体与催化剂4接触而得到的催化剂4的二次侧空气比-NOx·CO特性(以下，称作二次特性)。上述一次特性是利用从燃烧器1到催化剂4的构成要素而得的上述浓度比特性，上述二次特性是利用催化剂4而得的特性。上述一次特性在将上述设定空气比调节至1.0时，使催化剂4的二次侧的NOx浓度和一氧化碳浓度基本为零。此时，催化剂4的一次侧的气体的标准规定浓度比K0为特异标准浓度比K0X(参考图8)。

在该图5中，第一线(特性线)E表示催化剂4的一次侧的CO浓度，第二线F表示相同一次侧的NOx浓度。另外，第三线J表示催化剂4的二次侧的CO浓度，在空气比为1.0以上的情况下CO浓度基本为零，随着空气比变得比1.0小，具有浓度急剧增加的特性。另外，第四线K表示催化剂4的二次侧的NOx浓度，在空气比为1.0以下的规定区域NOx浓度基本为零，当空气比超过1.0时，具有浓度从基本为零开始增加，最终与催化剂4的一次侧的浓度相等的特性。将使该催化剂4的二次侧NOx浓度与一次侧的浓度相等的空气比以下的区域称作为NOx·CO减少区域。该NOx·CO减少区域的下限可以设定为使催化剂4的二次侧的CO浓度为300ppm(日本的CO容许排放标准)的空气比。该空气比-NOx·CO特性是至今没有被研究过的低空气比区域的新型特性。这里，所谓低空气比是指空气比为1.1以下、优选1.05以下，将该空气比的区域称作为低空气比区域。

催化剂4具有在不存在HC的情况下、将在通过水管组13后的上述气体中含有的一氧化碳氧化(第一反应)、同时将氮氧化物还原(第二反应)的功能，在本实施例1中使用铂作为催化剂活性物质的催化剂。如在上述“具体实施方式”一项中说明的那样，当基于实验结果在理论上进行考察时，通过将满足上式(3)的浓度比的上述气体与催化剂4的催化剂活性物质(催化剂成分)接触，主要可以产生使一氧化碳氧化的第一反应和利用一氧化碳使氮氧化物还原的第二反应。对于上述第一反应，根据氧浓度决定该反应是否进行，在该催化剂4中，上述第一反应相对于上述第二反应具有优势。

更具体地对催化剂4进行说明，该催化剂具有如图4所示的结构，例如，如下述那样来形成。在作为上述基材的都为不锈钢制的平板24和波纹板25的各自表面上都形成多个微小凸凹，在其表面上涂布催化剂活性材料(图示省略)。接着，将规定宽度的平板24和波纹板25叠合后，卷曲成螺旋状而形成辊状。利用侧板26包围该辊状物进行固定，形成催化剂4。使用铂作为上述催化剂活性材料。并且，在图3中，仅显示了平板24和波纹板25的一部分。

该催化剂4在低温区域下具有氧化活性。另外，催化剂4配置在第二气体通路20中途的水平部21中、废气温度约为100℃～350℃左右的位置。该催化剂4相对于第二气体通路20以能够自由装卸的方式进行安装，以使其在性能劣化时可进行交换。

第二中毒物质除去手段3具有与催化剂4的催化剂成分反应而将作为中毒物质的硫成分或铁成分除去的功能，并具有与图4所示的催化剂4相同的结构。即，形成在具有透气性的上述基材上涂布作为中毒物质除去成分的CeO₂而成的结构。对于该中毒物质除去手段3，与催化剂4不同的方面在于，使上述催化剂成分的含有率为零。该中毒物质除去手段3与催化剂4空有间隔，与催化剂4独立、能够自由装卸、且以可交换的方式进行设置。

燃料供给手段5以含有气体燃料供给管27和在该气体燃料供给管27上设置的燃料流量调节用的流量调节阀28的方式来构成。流量调节阀28具有将燃料供给量控制为高燃烧用流量和低燃烧用流量的功能。

第一中毒物质除去手段10以可自由装卸的方式设置在燃料供给手段5的气体燃料供给管27中，来吸附除去在燃料中含有的加臭剂中的硫成分。该第一中毒物质除去手段10将以沸石作为主成分的颗粒收纳在容器内而成。在该实施例1中，可以使用东ソ一株式会社制的ゼオラム(注册商标)。

燃烧空气供给手段6以含有鼓风机29、和从该鼓风机29向燃烧器1供给燃烧用空气的供气通路30的方式来构成。气体燃料供给管27连接在供气通路30内以喷射气体燃料。

空气比调节手段7含有下述的构成：作为流量调节手段的挡板31，所述流量调节手段调节供气通路30的开度(流路截面积)；用于调节该挡板31的开度位置的挡板位置调节装置32(参考图6、7)；和控制该挡板位置调节装置32的工作的控制器9。

挡板位置调节装置32如图6所示的那样，具有可自由装卸地连接在挡板31的旋转轴33上的驱动轴34，该驱动轴34可以通过减速器35来利用马达36进行旋转。该马达36可以使用能够任意调节旋转停止位置的马达。在本实施例1中可以使用步进马达(脉冲马达)。

驱动轴34通过联轴器37与挡板31的旋转轴33连接，由此可以与旋转轴33在同一轴线上一体化地旋转。联轴器37制成阶梯圆柱形状，在其中央部沿轴方向贯穿而形成阶梯孔38，39。在其小径孔38中插入驱动轴34，该驱动轴34通过安装螺钉40与联轴器37形成一个整体。另一方面，在大径孔39中可插入挡板31的旋转轴33，该旋转轴33可通过键41与联轴器37整体地旋转。因此，在旋转轴33和联轴器37的大径孔39中，可以分别形成键沟42，43。

这样的联轴器37保持在其一端部插入驱动轴34的状态下，另一端部通过轴承44可在挡板位置调节装置32的外盒45中旋转。该外盒45是下述那样的结构，即，在其一端部保持减速器35和马达36，在另一端部暴露出联轴器37的带有键沟43的大径孔39，在此状态下，将联轴器37或旋转异常检测手段46密闭在内部。

旋转异常检测手段46具有被检测板47和检测器48。被检测板47以在联轴器37的轴方向中央部的阶梯部向半径方向外侧伸出的方式来固定。该被检测板47以与联轴器37或驱动轴34同轴的方式来设置。在被检测板47的外周的一部分设置以圆周方向等间隔地形成了多个狭缝49，49，...的狭缝形成区域50。在本实施例1中，仅在四分之一(90度)的圆弧部分上设置狭缝形成区域50。在该狭缝形成区域50上形成的各狭缝49为同一形状和大小。在本实施例1中，通过将沿被检测板47半径方向的细长矩形状的沟沿着圆周方向等间隔地进行穿孔，可以形成狭缝47。

用于检测狭缝49的检测器48固定在外盒45上。该检测器48包含透射型光阻拦器(photo interrupter)，以使被检测板47的外周部分介于发光元件51与受光元件52之间这样的状态来安装。通过使被检测板47介于检测器48的发光元件51与受光元件52之间，并根据是否被检测板47的狭缝49配置在与检测器48对应的位置(与从发光元件51至受光元件52的光路对应的位置)上，来转换在受光元件52上有无来自发光元件51的受光。由此，检测器48可以进行在被检测板47上形成的狭缝49的检测。

挡板位置调节装置32，在图7中，在将该狭缝形成区域50的顺时针旋转方向的端部狭缝53配置在对应于检测器48的位置的状态下，挡板31使供气通路30处于完全封闭的状态，以决定其位置并安装在挡板31的旋转轴33上。

狭缝形成区域50仅在被检测板47的90度的部分上来形成。因此，在将该狭缝形成区域50的顺时针旋转方向的端部狭缝53配置在对应于检测器48的位置的状态下，上述那样的挡板31将供气通路29完全封闭，另一方面，在将该狭缝形成区域50的逆时针旋转方向的端部狭缝54配置在对应于检测器48的位置的状态下，挡板31将供气通路30完全开放。

挡板位置调节装置32可以如下述那样来构成，即，马达36和检测器48与控制器9连接，来监视挡板31的旋转异常，同时可以控制马达36的旋转。即，为了控制马达36，控制器9具有含有输向马达36的驱动脉冲的控制信号的制作电路，并可将该制作的控制信号向马达36输出。由此，对于马达36，可以任意地控制其正转或者反转，和驱动量，即，对应于驱动脉冲数而任意地控制其旋转角。另外，马达36以通过改变驱动脉冲的间隔(进给速度)而能够控制其旋转速度的方式来构成。

在实际对挡板31进行开关控制时，控制器9首先为了将挡板31的全关闭位置作为原点，而进行原点检测工作。首先在图7中，使被检测板47向逆时针旋转方向旋转。此时，如果在该被检测板47的狭缝形成区域50内配置检测器48，则伴随着被检测板47的旋转，检测器48定时地检测狭缝49，因此其检测脉冲作为检测信号输向控制器9。当使被检测板47旋转至检测器48配置在狭缝形成区域50外时，不能检测到脉冲。当规定时间脉冲检测不到时，控制器9认为检测器48在狭缝形成区域50外，而将旋转方向转向反方向。即，在本实施例1中，使被检测板47向顺时针方向反转，将最初检测到脉冲(顺时针方向的端部狭缝53)的位置作为原点。该利用向顺时针方向的旋转所进行的原点确认，是在与旋转方向转换前的逆时针方向的旋转相比为微速的条件下完成的。

这样检测到的原点与挡板31完全闭合的位置对应，因此以该状态作为基准，控制器9可以向马达36输出驱动信号，对挡板31进行开关控制。控制器9为了挡板31的开关而驱动马达36，与此相伴作为脉冲获得来自检测器48的狭缝49的检测信号。因此，控制器9将来自检测器47的检测信号与输向马达36的控制信号进行比较，从而可以监视挡板31的旋转异常。具体来说，控制器9将控制信号与检测信号进行比较来监视有无旋转异常，所述控制信号包含输向马达36的驱动脉冲，所述检测信号包含利用检测器48得到的狭缝49的检测脉冲。

例如，对于虽然向马达36输送驱动脉冲，但由检测器47检测不到检测脉冲的情况，控制器9判断为旋转异常。此时，通常来自检测器47的检测脉冲与向马达36输送的驱动脉冲的频率数不同，因此控制器9考虑到该差异而进行控制。例如，对于经过驱动信号的规定脉冲部分的时间，且检测信号的脉冲一个也没检测到的情况，控制器9首先判断为旋转异常的方式进行控制。当判断为旋转异常时，控制器9进行异常的报警或使燃烧停止等的处置。另外相反，对于没有向马达36输送驱动脉冲，但由检测器48检测到脉冲的情况，可知产生旋转异常。

控制器9如下述那样构成，即，通过预先存储的空气比控制程序，基于传感器8的检测信号，使燃烧器1的空气比为设定空气比(第一控制条件)，且在该设定空气比中，使流入催化剂4前的上述气体浓度比满足下式(3)(第二控制条件)，并控制马达34。

([NOx]+2[O₂])/[CO]≤2.0    (3)

(在式(3)中，[CO]、[NOx]和[O₂]分别表示一氧化碳浓度、氮氧化物浓度和氧浓度，且满足[O₂]＞0的条件。)

在该实施例1中，直接控制是上述第一控制条件，通过满足该第一控制条件而自动地满足上述第二控制条件。以下根据图5和图8说明这一点。

图5的空气比-NOx·CO特性是基于含有燃烧器1以及水管组2的构成要素的上述一次特性和上述二次特性而表现的特性。另外，图8基于相对于催化剂4的一次侧的氧浓度的上述构成要素的上述一次特性和催化剂4的特性来表现该特性。

催化剂4的特性，如图8所示的那样，通过与催化剂4的一次侧的上述浓度比有关的第五线L(二次侧[NOx][CO]为零的线)表现其特征。对于该第五线L，当催化剂4的一次侧的上述浓度比位于该线上(承载)时，可以使催化剂4的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零。该第五线L对应于上式(3)的上述规定浓度比为1时的情况。即，该第五线L是表示下式(3A)的线条。

[NOx]+2[O₂]＝[CO]    (3A)

这里，[NOx]如图11所示的那样为[CO]的1/50～1/30左右，因此在图8中，可以省略相对于氧浓度的NOx浓度特性，同时可以忽略式(3A)中的[NOx]。对于该第五线L，当使一次侧的氧浓度为X1时，一次侧的一氧化碳浓度Y1是Y1＝2X1+[NOx]。并且，上述规定浓度比的值在大于1.0且直至2.0的范围，可以使催化剂4的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零，因此第五线L不限定于图示的线L，可以是满足上式(3)的线条。

将在第六线M与第五线L的交点处的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比称作标准浓度比，所述第六线M表示燃烧器1和水管组13的上述一次特性曲线。催化剂4具有下述的特性，即，当其一次侧的上述浓度比为上述标准浓度比时，可以使催化剂4的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零。

催化剂4具有下述的特性，即，当与对应于上述标准浓度比的标准氧浓度SK相比、提高一次侧的氧浓度时，可以在催化剂4的二次侧检测到对应于一次侧的氧浓度与标准氧浓度的差的浓度的氧，同时使催化剂4的二次侧的一氧化碳浓度基本为零，并通过还原反应使催化剂4的二次侧的氮氧化物浓度比一次侧的氮氧化物浓度减少。将具有在该催化剂4的二次侧可以检测到氧、同时与一次侧的氮氧化物浓度相比减少的特性的区域称作为二次侧NOx泄漏区域R1。该二次侧NOx泄漏区域R1是实现上述调节2的区域，燃烧器1的空气比大于1.0。

另外，催化剂4具有下述的特性，即，当使一次侧氧浓度比上述标准氧浓度SK低时，可以在催化剂4的二次侧检测到对应于一次侧的氧浓度与标准氧浓度SK的差的浓度的一氧化碳，同时在规定的范围使催化剂4的二次侧的氮氧化物浓度基本为零。将具有在该催化剂4的二次侧可以检测到一氧化碳、同时使氮氧化物浓度基本为零的特性的区域称作为二次侧CO泄漏区域R2。该二次侧CO泄漏区域R2是实现上述调节0和上述调节1的区域，燃烧器1的空气比为1.0以下。燃烧器1的空气比即使设定为小于1.0时，也是在催化剂4的一次侧、在不含烃、含有氧的范围下进行设定。将使上述二次侧NOx泄漏区域R1与上述二次侧CO泄漏区域R2合并的区域称作为NOx·CO减少区域R3。

这样的如图8所示的催化剂4的特性符合图5所示的空气比-NOx·CO特性。从该图8可知，当以检测催化剂4的二次侧的氧浓度和/或一氧化碳浓度、并使该氧浓度和/或一氧化碳浓度为零的方式来控制空气比调节手段7时，可以将催化剂4的一次侧的上述浓度比控制为上述标准浓度比，将催化剂4的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度控制成基本为零。这样，当满足上述第一控制条件时，可以满足上述第二控制条件。

上述第一控制条件如果不能被满足，则生成HC等的未燃烧成分。这样，形成能源的损失，同时催化剂4中的NOx减少不能有效地进行。

为了使排出氮氧化物浓度几乎为零，上述第二控制条件是必要条件。通过实验和理论上的考察，发现为了使催化剂4的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度为零，只要由上述第一反应和上述第二反应，使([NOx]+2[O₂])/[CO]所成的浓度比几乎为1即可。但是，可以确认即使上述浓度比为1以上的1～2.0，也可以使排出氮氧化物浓度几乎为零。

作为传感器8，可以使用O₂分辨能力为50ppm、应答时间为2sec以下的应答性良好的氧化锆式空气燃料比传感器。对于该传感器8的输出特性，如图9所示的那样，输出在正侧是与氧浓度有关的输出，在负侧是与一氧化碳浓度有关的输出。

上述空气比控制程序根据传感器8的检测信号进行控制，以使燃烧器1的空气比为对应于设定空气比的设定空气燃料比，具体来说，以下述那样来构成。即，如图10所示那样的，含有设置第一控制带C1和第二控制带C2A、C2B来控制马达36的驱动量的控制顺序，所述第一控制带C1是基于来自传感器8的输出值(用氧浓度信号和一氧化碳浓度表示的检测空气燃料比)，根据该检测空气燃料比与设定空气燃料比(对应于氧浓度和一氧化碳浓度为零的空气比1的设定值)的差异来改变马达36的进给速度V(每单位时间的驱动量)的控制带，所述第二控制带C2A、C2B是在该第一控制带C1的外侧使进给速度V分别为第一设定值V2、第二设定值V1的控制带。

上述第一控制带C1的设定范围以氧浓度N1(例如100ppm)和一氧化碳浓度N2(例如50ppm)来设定，为使空气比基本为1而以在上述设定氧浓度和上述设定一氧化碳浓度规定的设定范围的方式来进行控制。

上述第一控制带C1中的进给速度V用下式(4)来计算。进给速度V相当于每单位时间的驱动量。由本实施例的马达36的1步导致的旋转角度为0.075度，换算成O₂时相当于约30ppm的变化。

V＝K×ΔX    (4)

(其中，K为增益，ΔX为(传感器8的检测空气燃料比-上述设定空气燃料比)的偏差。)

另外，控制器9如下述那样来构成，即，通过预先储存的维护程序，对于第一中毒物质除去手段10与中毒物质的反应以及第二中毒物质除去手段3与中毒物质的反应呈饱和状态的情况由报警器55进行报警。该维护程序程序如下述那样来构成，即，当将第一中毒物质除去手段10的交换时期进行高燃烧换算而得的工作时间达到第一设定时间T1(例如1700小时)、将第二中毒物质除去手段3和催化剂4的交换时期进行高燃烧换算而得的工作时间达到第二设定时间T2(例如1200小时)时，由报警器55来报警交换。为了使其成为可能，设定第一中毒物质除去手段10的容量，以使仅在第一设定时间T内在第一中毒物质除去手段10中流入气体时、该第一中毒物质除去手段10的反应呈饱和状态。另外，设定第二中毒物质除去手段3的容量，以使仅在第二设定时间T2内在第二中毒物质除去手段3中流入气体时、该第二中毒物质除去手段3的反应呈饱和状态。

换句话说，以将第二中毒物质除去手段3的维护时期基于第一中毒物质除去手段10从反应的起始至饱和状态的时间T1进行设定的方式来构成。第一中毒物质除去手段10的容量在对含有在气体燃料中的硫成分的量进行测定后，通过实验来求得。第一设定时间T1通过手动可以进行调节，以通过在控制器9中内置的计时器(省略图示)进行计测的方式来构成。

另外，以将第二中毒物质除去手段3和催化剂4的维护时期基于第二中毒物质除去手段3从反应的起始至饱和状态的时间T2进行设定的方式来构成。第二中毒物质除去手段3的容量在对含有在燃料空气中的硫成分和铁成分的量进行测定后，通过实验来求得。设定时间T2通过手动可以进行调节，以通过上述计时器进行计测的方式来构成。

对于利用报警器55进行的报警，可以利用视觉或者听觉获知，可以将报警器55制成处于远离蒸汽锅炉的位置的管理装置或便携电话。

(实施例1的工作)

接着，对具有以上构成的上述蒸汽锅炉的工作进行说明。参考图2，首先，对于基本工作进行说明。由鼓风机29供给的燃烧空气(外气)与由气体燃料供给管27供给的燃料气体在供气通路30内进行预混合。该预混合气体从燃烧器1向罐体2内的第一气体通路18喷射。预混合气体通过点火手段(没有图示)点火、燃烧。该燃烧如上述那样利用低空气比进行。

伴随该燃烧产生的燃烧反应中气体，与上流侧的水管组13交叉而进行冷却后，形成几乎燃烧结束了的气体，并与下流侧的水管组13热交换而进行吸热，形成温度约为100℃～350℃的气体。

在上述气体燃料中，含有作为中毒物质的加臭剂，通过气体燃料与第一中毒物质除去手段10的接触而将中毒物质除去。

在上述气体中，不含有烃，含有氧、氮氧化物和一氧化碳，同时含有与上述催化剂成分反应并被吸附的中毒物质。由于通过第二中毒物质除去手段10将气体燃料中的加臭剂的硫成分除去，所以作为中毒物质而含有硫成分和在气体中作为氧化铁存在的铁成分，所述硫成分包含在燃烧空气中作为硫氧化物微粒存在的硫氧化物。

利用第二中毒物质除去手段3将中毒物质从上述气体中吸附除去，从而不含中毒物质的气体流入催化剂4。在催化剂4中，通过气体与催化剂成分的接触，一氧化碳被氧化，氮氧化物被还原。其结果是如在后面详细叙述的那样，上述气体中的氮氧化物和一氧化碳的排放量减少至基本为零，作为废气从第二气体通路20排放到大气中。

当通过第二中毒物质除去手段3的气体量超过规定量，而使利用上述中毒物质除去成分进行的中毒物质的除去处于饱和状态时，在从第二中毒物质除去手段3流出的气体中遗漏有中毒物质，催化剂4的催化剂作用降低。这样，由于不能使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零，所以控制器9通过报警器55报警，需要对第二中毒物质除去手段3进行交换。在本实施例1中，以将催化剂4与第二中毒物质除去手段3同时进行交换的方式来构成，但也可以如下述那样构成，即，在催化剂4不能发挥需要的所期望的性能的时候，对催化剂4进行交换。该交换的时机，与第一中毒物质除去手段10的交换时机相比为更长的时间，可以通过计时器或检测NOx、CO浓度的传感器来设定。另外，控制器9也对第一中毒物质除去手段10的交换时期进行报警。

接到报警器55的报警的管理人或者维护人员将第一中毒物质除去手段10或者第二中毒物质除去手段3取下，并安装新的第一中毒物质除去手段10或者第二中毒物质除去手段3，再次开始锅炉的运转。当再次开始运转时，将利用上述计时器进行的上述设定时间T1，T2的计数重新设置。交换的第一中毒物质除去手段10被废弃。另外，第二交换的中毒物质除去手段3由于花费成本，所以不能循环利用而将其废弃，但如果能够进行低成本的循环利用，则可以再利用。

这样，通过具有第一中毒物质除去手段10和第二中毒物质除去手段3，可以在第一设定时间T1内，持续进行使排出的氮氧化物和一氧化碳的量基本为零的超低公害化。另外，利用第一中毒物质除去手段10和第二中毒物质除去手段3的交换，可以在短时间内结束锅炉运转的中断。进而，气体燃料中的中毒物质的量比燃烧空气中的中毒物质的量多(例如程度为每单位时间1000倍左右)，因此与不设置第一中毒物质除去手段10、而仅具有第二中毒物质除去手段3的燃烧装置相比，可以延长第二中毒物质除去手段3的除去呈饱和状态的时间。其结果是可以长期发挥催化剂4的期望性能。

接着，对于利用了空气比调节手段32的空气比控制进行说明。本实施例1的锅炉将高燃烧与低燃烧进行切换来运转。因此，对于挡板31，可以选择高燃烧风量位置和低燃烧风量位置的任一者来决定其位置。

该挡板31的位置调节通过来自控制器9的指令并利用挡板位置调节装置32来进行。即，控制器9输入高燃烧或低燃烧的选择信号和传感器8的检测空气燃料比，并输出马达36的驱动信号，来使挡板31移动。控制器9用来自原点的脉冲数将形成高燃烧时和低燃烧时的设定空气燃料比的挡板31的设定旋转位置分别作为初始值来储存。

首先，对于高燃烧时的控制进行说明。控制器9判断目前的挡板31的旋转位置相对于上述设定旋转位置是在开放侧(必须向关闭方向控制的侧)还是在闭合侧(必须向打开方向控制的侧)，同时运算发动机36的驱动脉冲数。同时，上述检测值在图10中，可以来判断是否属于上述第一控制带和上述第二控制带A，B的任一者。

当属于上述第二控制带C2A时，控制器9以第一设定进给速度V2且以运算的驱动脉冲来驱动发动机36，快速关闭挡板31。当属于上述第二控制带C2B时，控制器9以第二设定进给速度V1且以运算的驱动脉冲来驱动发动机36，快速打开挡板31。这样，当较背离上述设定空气燃料比时，通过快速进行使上述检测空气燃料比接近上述设定空气燃料比的控制，可以进行应答性良好的空气比控制。

另外，当属于上述第一控制带C1时，控制器9在判定旋转方向后，根据上式(4)来运算马达36的进给速度，以运算的进给速度和运算的驱动脉冲来驱动马达36。对于该第一控制带C1中的控制，随着远离上述设定空气燃料比，进给速度加快。通过这样的控制，可以迅速地接近于作为目标的上述设定空气燃料比。另外，通过能够可靠地进行旋转位置控制的步进马达进行控制，并进行随着上述检测空气燃料比接近于上述设定空气燃料比而放慢进给速度的控制，可以控制在上述设定空气燃料比附近的空气比的过调和波动。

通过这样的空气比控制，可以使燃烧器1一次侧的空气比为接近于1的低空气比，且可以使催化剂4的一次侧的气体的浓度比变化范围变少的方式来控制，能够稳定地满足上式(1)。其结果是可以使催化剂4的二次侧的氮氧化物浓度几乎为零，同时将一氧化碳浓度降低至实用范围的值。

(实验例1)

在单位时间蒸发量为800kg的罐体2(申请人制备的型号：称作为SQ-800的罐体)中，在燃烧量为45.2m3N/h的预混合燃烧器1中进行燃烧，对于该情况下的实验结果进行说明。当使上述设定空气比为1.0005以下时，催化剂4的一次侧(通过催化剂4前)的一氧化碳浓度、氮氧化物浓度、氧浓度以10分钟的平均值表示分别调节成2295ppm、94ppm、1655ppm，催化剂4的二次侧(通过催化剂4后)的各自浓度以10分钟的平均值表示分别变为13ppm、0.3ppm、小于100ppm。这里，催化剂4的二次侧的氧浓度100ppm是氧浓度的测定极限。催化剂4前后的气体温度分别为约302℃、327℃。在本实验例1和以下的实验例2、3中，将催化剂4配置在供水预热器20的略微上流处，在其前后配置测定装置，通过催化剂4后的各浓度使用株式会社堀场制作所制PG-250来测定，通过前的各浓度使用株式会社堀场制作所制COPA-2000来测定。当然，认为即使将催化剂4配置在图1所示的位置，测定浓度值也几乎不变化。

(实验例2)

与实验例1同样使用燃烧器1和罐体2，使燃烧量与实验例1相同，并形成使用内径为360mm的Pd作为催化剂活性物质的催化剂，将上述情况下的一氧化碳浓度、氮氧化物浓度、氧浓度的各浓度比的值示于图11。这里，使用与实验例1同样的氧浓度传感器来测定通过催化剂后的氧浓度，因此即使实际为100ppm以下的值，也用100ppm表示。催化剂4前后的气体的温度分别为约323～325℃、约344℃～346℃。

根据上述实施例1，通过对燃烧空气和燃料的比例进行调节的挡板位置调节手段(空气比调节手段)30，可以将催化剂4的一次侧的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比K控制为上述特异标准浓度比K0X(上述调节0)，能够降低排放NOx浓度和排放CO浓度。因此，与利用了水/蒸气添加的低NOx化技术、或利用了脱硝剂的加入的低NOx化技术相比，通过使用了空气比调节手段和催化剂的简单构成就可以实现低NOx和低CO。

另外，由于使空气比基本为1.0，所以可以节约能源地进行运转。顺便指出，与普通锅炉中氧浓度为4％(空气比约为1.235)的运转、和氧浓度为0％(空气比约为1.0)的运转相比，锅炉效率可以实现大约1～2％的提高。在呼吁地球温室化对策的今天，实现该锅炉效率的提高对于工业的价值是巨大的。

进而，在催化剂4的二次侧设置传感器7来控制空气比，因此与在催化剂4的一次侧设置传感器来进行控制相比，可以使控制稳定化。另外，由于以氧浓度为100ppm以下的分辨能力来控制空气比，所以可以应答性好、稳定地进行空气比控制。

实施例2

根据图12和图13来说明本发明其他的实施例2。本实施例2不在催化剂4的二次侧设置检测氧浓度的传感器8，而在其一次侧设置该传感器8。该传感器8是仅检测氧浓度的传感器。将基于该传感器8的马达36的控制特性示于图13。以下，仅对与上述实施例1不同的地方进行说明，对于共同点省略说明。

在本实施例2中，利用传感器8检测催化剂4的一次侧的氧浓度来间接地控制空气比，以使设定空气比为1(催化剂4的二次侧的氧浓度为零)。根据各种试验结果，可知当将催化剂4的一次侧的氧浓度控制为大于0直至1％的值时，可以满足上式(3)，能够使催化剂4的二次侧的氧浓度几乎为零、即、使空气比几乎为1.0。

因此，在本实施例2的空气比控制程序中，如图13所示那样，含有设置第一控制带C1和第二控制带C2A、C2B，来控制马达36的驱动量的控制顺序，所述第一控制带C1是基于来自传感器8的检测值(氧浓度信号)、并根据该检测值与设定氧浓度的设定值的差来改变马达36的进给速度V(每单位时间的驱动量)的控制带，所述第二控制带C2A、C2B是在该第一控制带C1的外侧使进给速度V分别为第一设定值V2、第二设定值V1的控制带。

对上述第一控制带C1的设定范围进行控制，以使其在用氧浓度N1和氧浓度N2设定的范围。上述第一控制带C1中的进给速度V与上述实施例1同样，用上式(4)来计算。

实施例3

本实施例3是下述那样的例子，即，其将上述设定空气比如图14所示那样设定为使上述二次特性中的NOx浓度基本大于零、且比上述一次特性中的NOx浓度低的值。该值使上述设定空气比为基本大于1.0的上述二次特性的二次侧NOx泄漏区域R1的空气比。本实施例3中的浓度比K的调节为上述调节2。

对于本实施例3中的上述第一控制带C1，其控制范围的中心(目标空气比)为空气比1.005(O₂浓度：大约1000ppm)，图14的左端基本为空气比1.0，右端为空气比1.01(O₂浓度：大约2000ppm)。在本实施例3中，上述左端的空气比设定在比空气比1.0低的区域。如果通过图8对此进行说明，则是在催化剂4的一次侧的氧浓度比上述标准氧浓度SK高的上述二次侧NOx泄漏区域(实现上述调节2的区域)R1进行空气比控制。

(实验例3)

在本实施例3中，当在与上述实验例1同样的条件(除设定空气比以外)下进行试验时，将催化剂4的一次侧(通过催化剂4前)的CO浓度、NOx浓度、O₂浓度以10分钟的平均值表示分别调节成1878ppm、78ppm、3192ppm，催化剂4的二次侧(通过催化剂4后)的各自浓度以10分钟的平均值表示分别变为0ppm、42ppm、1413ppm。

由本实验例3可知，根据实施例3的空气比控制，利用催化剂4的还原作用，可以将排放NOx浓度降低至比上述一次特性的NOx浓度低的值，同时将排放CO浓度减少至零。

在本实施例3中，可以将上述第一控制带C1在上述二次侧NOx泄露区域R1的范围下自由设定。上述第一控制带越接近于空气比1，NOx的减少效果和节约能源的效果就变得越大。但是，由于处理的CO浓度高(也有斜率大的情况)，所以CO易于泄露，难以控制，需要增加催化剂的量。因此，当将上述第一控制带C1以偏离空气比1的方式设定在图14的右侧时，控制变得容易，同时可以减少催化剂4的量。

具体来说，可以使上述第一控制带C1的左端为空气比1.0，而不是空气比1.0以下(图14)。另外，也可以将上述第一控制带C1的左端设定为超过空气比1的值。

实施例4

本实施例4如图15和图16所示的那样，是在上述实施例1中不具有第二中毒物质除去手段3的实施例。即，与上述实施例1不同之处在于省略了第二中毒物质除去手段3，除此以外，其他与上述实施例1同样，因此省略其说明。在该实施例4中，通过第一中毒物质除去手段10可以延迟催化剂4的劣化，但与上述实施例1相比，催化剂4的劣化变快。

本发明不限定于上述实施例1～4。例如，对于图5和图14所示的空气比-NOx·CO特性，根据燃烧装置的燃烧器1和罐体3的结构，曲线和浓度值有所不同，因此可以使用不同的特性。另外，在上述实施例1～4中，设定空气比为1.0以上，但在不损害燃烧性、不生成烃的范围下，可以是比空气比1.0低的值。

另外，在上述实施例2中，使传感器7为O₂浓度传感器，但也可以使其为CO浓度传感器。另外，挡板位置调节装置32的结构可以进行各种变形。另外，马达36除了可以是步进马达以外，例如还可以是齿轮减速机(省略图示)。进而，可以通过单一的控制器(锅炉控制用的控制器)9控制挡板位置调节装置32，但也可以形成下述那样的构成，即，除了该控制器9以外，另外设置挡板位置调节装置32用的其他控制器(省略图示)，将传感器8、控制器9与该控制器连接，来进行空气比控制。进而，空气比调节手段7可以通过利用变换器控制鼓风机29的驱动用马达(省略图示)的方式来构成。

产业实用性

对于催化剂手段的催化剂劣化防止装置，可以防止催化剂手段的性能降低，同时可以长期持续维持低公害的效果，所述催化剂手段含有通过接触而产生气体的化学变化的催化剂成分。

Claims (6)

1.低NOx燃烧装置，其具有：

利用燃烧空气使燃料燃烧，并通过燃烧生成含有氮氧化物的气体的燃烧器；

从上述气体中吸热的吸热手段；

具有催化剂成分的催化剂手段，所述催化剂成分减少在通过该吸热手段后的上述气体中所含的氮氧化物；

除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质。

2.低NOx燃烧装置，其具有：

利用燃烧空气使燃料燃烧，并通过燃烧生成含有氮氧化物的气体的燃烧器；

从上述气体中吸热的吸热手段；

具有催化剂成分的催化剂手段，所述催化剂成分减少在通过该吸热手段后的上述气体中所含的氮氧化物；

除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；

在上述催化剂手段的一次侧设置的、除去中毒物质的第二中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述气体中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质。

3.低NOx燃烧装置，其具有：

利用燃烧空气使燃料燃烧，并通过燃烧生成含有氧、氮氧化物和一氧化碳的气体的燃烧器；

从上述气体中吸热的吸热手段；

具有催化剂成分的催化剂手段，所述催化剂成分使在通过该吸热手段后的上述气体中所含的一氧化碳氧化并利用一氧化碳还原氮氧化物；

除去中毒物质的第一中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述燃料中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；

在上述催化剂手段的一次侧设置的、除去中毒物质的第二中毒物质除去手段，所述中毒物质是在上述气体中含有、在上述催化剂成分上吸附、或者与该催化剂成分反应形成化合物的至少含有硫的中毒物质；

用于检测上述燃烧器的空气比的传感器；

基于该传感器的检测信号，将上述燃烧器的空气比控制在设定空气比的空气比调节手段，

上述燃烧器和上述吸热手段如下述那样来构成，即，在利用上述空气比调节手段将上述空气比调节成上述设定空气比时，将上述催化剂手段的一次侧气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比调节成使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零或者规定值以下、使一氧化碳浓度基本为零或者规定值以下的规定浓度比。

4.如权利要求3所述的低NOx燃烧装置，其中，上述燃烧器和上述吸热手段如下述那样来构成，即，在利用上述空气比调节手段将上述空气比调节成上述设定空气比时，进行调节上述催化剂手段的一次侧气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比K的浓度比调节，

上述浓度比调节是下述调节0、调节1、调节2中的任一者，

调节0：将上述浓度比K调节为使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度和一氧化碳浓度基本为零的标准规定浓度比K0，

调节1：将上述浓度比K调节为使上述催化剂手段的二次侧的氮氧化物浓度基本为零、同时使一氧化碳浓度为规定值以下的第一规定浓度比K1，

调节2：将上述浓度比K调节为使上述催化剂手段的二次侧的一氧化碳浓度基本为零、同时使氮氧化物浓度为规定值以下的第二规定浓度比K2。

5.如权利要求4所述的低NOx燃烧装置，其中，使判定上述标准规定浓度比K0的式子为下式(1)，上述标准规定浓度比K0满足下式(2)，使上述第一规定浓度比K1比上述标准规定浓度比K0小，使上述第二规定浓度比K2比上述标准规定浓度比K0大，

([NOx]+2[O₂])/[CO]＝K    (1)

1.0≤K＝K0≤2.0          (2)

在式(1)中，[CO]、[NOx]和[O₂]分别表示一氧化碳浓度、氮氧化物浓度和氧浓度，满足[O₂]＞0的条件。

6.如权利要求3所述的低NOx燃烧装置，其中，上述燃烧器和上述吸热手段如下述那样来构成，即，在利用上述空气比调节手段将上述空气比调节成上述设定空气比时，上述催化剂的一次侧的上述气体的浓度比满足下式(3)，

([NOx]+2[O₂])/[CO]≤2.0    (3)

在式(3)中，[CO]、[NOx]和[O₂]分别表示一氧化碳浓度、氮氧化物浓度和氧浓度，满足[O₂]＞0的条件。

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