DE112021005842T5

DE112021005842T5 - Verbrennungsvorrichtung und Erhitzer

Info

Publication number: DE112021005842T5
Application number: DE112021005842.8T
Authority: DE
Inventors: Hiroki Ishii; Takahiro Kozaki; Emi Ohno; Makoto Echizenya
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-08-17
Also published as: WO2022176353A1; KR20230125273A; JP7468772B2; US20230296244A1; AU2021429041A1; JPWO2022176353A1

Abstract

Vorgesehen ist eine Verbrennungsvorrichtung (100) mit: einem Brenner (4), der eine Ammoniakeinspeisungsdüse (41) aufweist, die eine Einspeisungsmündung (41c) hat, die einem Innenraum eines Brennofens (2) zugewandt ist; und einer Anpassungsstruktur (6), die einen Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung (41c) und dem Innenraum anpasst.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Verbrennungsvorrichtung und einen Erhitzer. Diese Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-025117 , die am 19. Februar 2021 eingereicht wurde und deren Inhalt hierin einbezogen ist.
Stand der Technik
Als ein Brenner, der an einem Brennofen eines Erhitzers oder Ähnlichem vorgesehen ist, ist ein Brenner bekannt, der eine Ammoniakeinspeisungsdüse aufweist, die Ammoniak als Brennstoff einspeist. Durch die Verwendung von Ammoniak als Brennstoff wird der Emissionsbetrag von Kohlenstoffdioxid verringert. Beispielsweise gibt es in Patentliteratur 1 eine Offenbarung eines Brenners, der eine Mitverbrennung von pulverisierter Kohle und Ammoniak als Brennstoff ausführt.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2019-086189 A
Zusammenfassung
Technisches Problem
Übrigens wird bei einem Brenner, der eine Ammoniakeinspeisungsdüse aufweist, NOx verringert, wenn Ammoniak, der aus der Ammoniakeinspeisungsdüse eingespeist wird, einen Reduktionsbereich einer Flamme (d. h., einen Bereich, in welchem Stickoxid (nachfolgend manchmal als „NOx“ bezeichnet), das zu reduzieren ist, reduziert wird). Hier gibt es in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen ein Risiko, dass der eingespeiste Ammoniak dem Reduktionsbereich der Flamme nicht ausreichend zugeführt werden kann, und NOx kann in einem auszustoßendem Verbrennungsgas erhöht sein. Dementsprechend hat es einen Bedarf nach einem neuen Vorschlag gegeben, um NOx zu verringern.
Die vorliegende Offenbarung hat eine Aufgabe, eine Verbrennungsvorrichtung und einen Erhitzer vorzusehen, die in der Lage sind, Stickoxid (NOx) zu verringern.
Lösung des Problems
Um das oben erwähnte Problem zu lösen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Verbrennungsvorrichtung vorgesehen, die Folgendes aufweist: einen Brenner, der eine Ammoniakeinspeisungsdüse aufweist, die eine Einspeisungsmündung hat, die einem Innenraum eines Brennofens zugewandt ist; und eine Anpassungsstruktur, die konfiguriert ist, einen Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung und dem Innenraum anzupassen.
Die Verbrennungsvorrichtung kann ferner eine Steuerungsvorrichtung aufweisen, die konfiguriert ist, einen Betrieb der Anpassungsstruktur so zu steuern, dass die Einspeisungsmündung in Richtung einer Innenseite des Brennofens bewegt wird, sowie eine Strömungsrate von Ammoniak in der Ammoniakeinspeisungsdüse niedriger wird.
Der Brenner kann eine Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse aufweisen, die eine Einspeisungsmündung hat, die dem Innenraum des Brennofens zugewandt ist, und die Verbrennungsvorrichtung kann eine Steuerungsvorrichtung aufweisen, die konfiguriert ist, einen Betrieb der Anpassungsstruktur auf der Grundlage einer Strömungsrate von pulverisierter Kohle in der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse zu steuern.
Die Verbrennungsvorrichtung kann ferner Folgendes aufweisen: einen Luftzuführungsabschnitt, der eine Einspeisungsmündung hat, die dem Innenraum des Brennofens zugewandt ist; und eine Steuerungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Betrieb der Anpassungsstruktur auf der Grundlage einer Strömungsrate von Luft in dem Luftzuführungsabschnitt zu steuern.
Die Verbrennungsvorrichtung kann ferner eine Steuerungsvorrichtung aufweisen, die konfiguriert ist, einen Betrieb der Anpassungsstruktur auf der Grundlage einer Temperatur in dem Innenraum des Brennofens zu steuern.
Um das oben erwähnte Problem zu lösen, ist gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Erhitzer vorgesehen, der die oben erwähnte Verbrennungsvorrichtung aufweist.
Wirkungen der Offenbarung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, Stickoxid (NOx) zu verringern.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht zum Darstellen eines Erhitzers gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Schaubild zum Darstellen einer Verbrennungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform.
3 ist ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Beispiels eines Verarbeitungsablaufs, der durch eine Steuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird.
4 ist eine schematische Ansicht zum Darstellen einer Flamme, die durch einen Brenner gemäß der Ausführungsform ausgebildet wird.
5 ist eine schematische Ansicht zum Darstellen eines Zustands, in welchem eine Einspeisungsmündung einer Ammoniakeinspeisungsdüse gemäß der Ausführungsform im Vergleich zu dem Beispiel in 4 in die Nähe eines Brennofens gebracht wird.
6 ist eine schematische Ansicht zum Darstellen einer Verbrennungsvorrichtung gemäß einem ersten Modifikationsbeispiel.
7 ist eine schematische Ansicht zum Darstellen einer Verbrennungsvorrichtung gemäß einem zweiten Modifikationsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsform
Nun wird in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die Abmessungen, Materialien und andere spezifische numerische Werte, die in der Ausführungsform repräsentiert sind, sind lediglich Beispiele, die zum Erleichtern des Verständnisses der Offenbarung verwendet werden, und beschränken die vorliegende Offenbarung, sofern nicht anderweitig insbesondere angemerkt, nicht. Elemente mit im Wesentlichen den gleichen Funktionen und Konfigurationen sind hierin und in den Zeichnungen durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um eine redundante Beschreibung davon wegzulassen. Ferner ist eine Darstellung von Elementen mit keiner direkten Beziehung zu der vorliegenden Offenbarung weggelassen.
1 ist eine schematische Ansicht zum Darstellen eines Erhitzers 1 gemäß dieser Ausführungsform. Wie in 1 dargestellt ist, weist der Erhitzer 1 einen Brennofen 2, einen Rauchgaskanal 3 und einen Brenner 4 auf.
Der Brennofen 2 ist ein Brennofen, der durch das Brennen von Brennstoff Verbrennungswärme erzeugt. Im Folgenden ist hauptsächlich ein Beispiel beschrieben, in welchem Ammoniak und pulverisierte Kohle als Brennstoff in dem Brennofen 2 verwendet werden. Wenn Ammoniak und pulverisierte Kohle als Brennstoff verwendet werden, wird der Emissionsbetrag von Kohlenstoffdioxid reduziert. Wie jedoch später beschrieben ist, ist der in dem Brennofen 2 zu verwendende Brennstoff nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Der Brennofen 2 hat eine Rohrform (beispielsweise eine Rechteckrohrform), die sich in einer Vertikalrichtung erstreckt. In dem Brennofen 2 wird beim Brennen des Brennstoffs ein Hochtemperatur-Verbrennungsgas erzeugt. Eine Abgabemündung 2a zum Abgeben eines Aschegehalts, der durch die Verbrennung von Brennstoff erzeugt wird, zu der Außenseite ist in einem Bodenabschnitt des Brennofens 2 ausgebildet.
Der Rauchgaskanal 3 ist ein Pfad zum Führen des Verbrennungsgases, das in dem Brennofen 2 verwendet wird, als ein Abgas zu der Außenseite. Der Rauchgaskanal 3 ist mit einem oberen Abschnitt des Brennofens 2 verbunden.
Der Rauchgaskanal 3 weist einen horizontalen Rauchgaskanal 3a und einen hinteren Rauchgaskanal 3b auf. Der horizontale Rauchgaskanal 3a erstreckt sich in einer Horizontalrichtung von dem oberen Abschnitt des Brennofens 2. Der hintere Rauchgaskanal 3b erstreckt sich von einem Endabschnitt des horizontalen Rauchgaskanals 3a abwärts.
Der Erhitzer 1 weist einen Überhitzer (nicht gezeigt) auf, der beispielsweise in dem oberen Abschnitt des Brennofens 2 installiert ist. In dem Überhitzer wird ein Wärmeaustausch zwischen der Verbrennungswärme, die in dem Brennofen 2 erzeugt wird, und Wasser ausgeführt. Im Ergebnis wird Wasserdampf erzeugt. Zusätzlich kann der Erhitzer 1 zudem verschiedene Arten von Anlagen (beispielsweise einen Zwischenüberhitzer, einen Vorwärmer oder einen Luftvorheizer) aufweisen, die nicht in 1 gezeigt sind.
Der Brenner 4 ist an einem Wandabschnitt in einem unteren Abschnitt des Brennofens 2 vorgesehen. In dem Brennofen 2 sind eine Vielzahl von Brennern 4 an Intervallen in einer Umfangsrichtung des Brennofens 2 vorgesehen. Obgleich in 1 nicht gezeigt, sind die Vielzahl von Brennern 4 zudem an Intervallen in einer Erstreckungsrichtung (einer Aufwärts-und-Abwärtsrichtung) des Brennofens 2 vorgesehen. Der Brenner 4 speist Ammoniak und pulverisierte Kohle als Brennstoff in den Brennofen 2 ein. Eine Flamme F wird in dem Brennofen 2 ausgebildet, wenn der Brennstoff verbrannt wird, der aus dem Brenner 4 eingespeist wird. In dem Brennofen 2 ist eine Anzündvorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen, die den Brennstoff anzündet, der aus dem Brenner 4 eingespeist wird.
2 ist ein schematisches Schaubild zum Darstellen einer Verbrennungsvorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform. Wie in 2 dargestellt ist, weist die Verbrennungsvorrichtung 100 den Brenner 4, einen Luftzuführungsabschnitt 5, eine Anpassungsstruktur 6, einen Ammoniaktank 7, einen Ammoniakströmungsmesser 8, einen Rauchgasanalysator 9 und eine Steuerungsvorrichtung 10 auf.
Der Brenner 4 ist an dem Wandabschnitt des Brennofens 2 außerhalb des Brennofens 2 montiert. Der Brenner 4 weist eine Ammoniakeinspeisungsdüse 41, eine Lufteinspeisungsdüse 42 und eine Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 auf. Die Ammoniakeinspeisungsdüse 41 ist eine Düse zum Einspeisen von Ammoniak. Die Lufteinspeisungsdüse 42 ist eine Düse zum Einspeisen von Luft für die Verbrennung. Die Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 ist eine Düse zum Einspeisen von pulverisierter Kohle.
Die Ammoniakeinspeisungsdüse 41, die Lufteinspeisungsdüse 42 und die Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 haben jeweils eine Zylinderform. Die Lufteinspeisungsdüse 42 ist angeordnet, um die Ammoniakeinspeisungsdüse 41 koaxial zu der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 zu umgeben. Die Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 ist angeordnet, um die Lufteinspeisungsdüse 42 koaxial zu der Lufteinspeisungsdüse 42 zu umgeben. Eine Dreifach-Zylinderstruktur ist durch die Ammoniakeinspeisungsdüse 41, die Lufteinspeisungsdüse 42 und die Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 ausgebildet. Die Mittelachsen der Ammoniakeinspeisungsdüse 41, der Lufteinspeisungsdüse 42 und der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 kreuzen den Wandabschnitt des Brennofens 2 (sind insbesondere im Wesentlichen senkrecht dazu).
Eine Radialrichtung des Brenners 4, eine Axialrichtung des Brenners 4 und eine Umfangsrichtung des Brenners 4 sind nachfolgend manchmal vereinfacht als „Radialrichtung“, „Axialrichtung“ und „Umfangsrichtung“ bezeichnet. Die Seite des Brennofens 2 (die rechte Seite in 2) des Brenners 4 wird als eine „distale Endseite“ bezeichnet und die Seite (die linke Seite in 2) des Brenners 4, die entgegengesetzt zu der Seite des Brennofens 2 ist, wird als „hintere Endseite“ bezeichnet.
Die Ammoniakeinspeisungsdüse 41 weist einen Hauptkörper 41a, eine Zuführungsmündung 41b und eine Einspeisungsmündung 41c auf. Der Hauptkörper 41a hat eine Zylinderform. Der Hauptkörper 41a erstreckt sich an einer Mittelachse des Brenners 4. Die Wanddicke, ein Innendurchmesser und ein Außendurchmesser des Hauptkörpers 41a sind ungeachtet einer axialen Position im Wesentlichen konstant. Jedoch können die Wanddicke, der Innendurchmesser und der Außendurchmesser des Hauptkörpers 41a in Abhängigkeit der axialen Position variieren. Die Zuführungsmündung 41b, die eine Öffnung ist, ist an einem hinteren Ende des Hauptkörpers 41a ausgebildet. Die Zuführungsmündung 41b ist mit dem Ammoniaktank 7 verbunden. Die Einspeisungsmündung 41c, die eine Öffnung ist, ist an einem distalen Ende des Hauptkörpers 41a ausgebildet. Die Einspeisungsmündung 41c ist einem Innenraum des Brennofens 2 zugewandt. Das heißt, die Einspeisungsmündung 41c ist zu dem Innenraum des Brennofens 2 hin ausgerichtet.
Ammoniak wird aus dem Ammoniaktank 7 durch die Zuführungsmündung 41b in den Hauptkörper 41a zugeführt. Wie durch den Pfeil A1 angezeigt ist, strömt der Ammoniak, der in den Hauptkörper 41a zugeführt wird, durch den Hauptkörper 41a. Der Ammoniak, der durch den Hauptkörper 41a gegangen ist, wird aus der Einspeisungsmündung 41c in Richtung des Innenraums des Brennofens 2 eingespeist. Auf diese Weise ist die Ammoniakeinspeisungsdüse 41 in Richtung des Innenraums des Brennofens 2 vorgesehen.
Die Lufteinspeisungsdüse 42 weist einen Hauptkörper 42a und eine Einspeisungsmündung 42b auf. Der Hauptkörper 42a hat eine Zylinderform. Der Hauptkörper 42a ist angeordnet, um den Hauptkörper 41a koaxial zu dem Hauptkörper 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 zu umgeben. Der Hauptkörper 42a hat eine Form, die in Richtung der distalen Endseite verjüngt ist. Eine Zuführungsmündung (nicht gezeigt) ist in einem hinteren Abschnitt (das heißt, einem Abschnitt auf der hinteren Endseite) des Hauptkörpers 42a ausgebildet.
Die Zuführungsmündung der Lufteinspeisungsdüse 42 ist mit einer Luftzuführungsquelle (nicht gezeigt) verbunden. Die Einspeisungsmündung 42b, die eine Öffnung ist, ist an einem distalen Ende des Hauptkörpers 42a ausgebildet. Ein distaler Endabschnitt des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 befindet sich auf einer radial inneren Seite des distalen Endes des Hauptkörpers 42a. Die Einspeisungsmündung 42b ist eine Öffnung, die eine Kreisringform zwischen dem distalen Ende des Hauptkörpers 42a und dem distalen Ende des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 hat. Die Einspeisungsmündung 42b ist dem Innenraum des Brennofens 2 zugewandt. Das heißt, die Einspeisungsmündung 42b ist zu dem Innenraum des Brennofens 2 hin ausgerichtet.
Luft wird aus der Luftzuführungsquelle durch die Zuführungsmündung (nicht gezeigt) in den Hauptkörper 42a zugeführt. Wie durch die Pfeile A2 angezeigt ist, strömt die Luft, die in den Hauptkörper 42a zugeführt wird, in einen Raum zwischen einem Innenumfangsabschnitt des Hauptkörpers 42a und einem Außenumfangsabschnitt des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41. Die Luft, die durch den Hauptkörper 42a gegangen ist, wird aus der Einspeisungsmündung 42b in Richtung des Innenraums des Brennofens 2 eingespeist. Auf diese Weise ist die Lufteinspeisungsdüse 42 vorgesehen, um zu dem Innenraum des Brennofens 2 hin ausgerichtet zu sein.
Die Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 weist einen Hauptkörper 43a und eine Einspeisungsmündung 43b auf. Der Hauptkörper 43a hat eine Zylinderform. Der Hauptkörper 43a ist angeordnet, um den Hauptkörper 42a koaxial zu dem Hauptkörper 42a der Lufteinspeisungsdüse 42 zu umgeben. Der Hauptkörper 43a hat eine Form, die in Richtung der distalen Endseite verjüngt ist. Eine Zuführungsmündung (nicht gezeigt) ist in einem hinteren Abschnitt (Das heißt, einem Abschnitt auf der hinteren Endseite) des Hauptkörpers 43a ausgebildet.
Die Zuführungsmündung der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 ist mit einer Pulverisierte-Kohle-Zuführungsquelle (nicht gezeigt) verbunden. Die Einspeisungsmündung 43b, die eine Öffnung ist, ist an einem distalen Ende des Hauptkörpers 43a ausgebildet. Eine axiale Position des distalen Endes des Hauptkörpers 43a stimmt mit einer axialen Position des distalen Endes des Hauptkörpers 42a der Lufteinspeisungsdüse 42 im Wesentlichen überein. Die Einspeisungsmündung 43b ist eine Kreisringöffnung zwischen dem distalen Ende des Hauptkörpers 43a und dem distalen Ende des Hauptkörpers 42a der Lufteinspeisungsdüse 42. Die Einspeisungsmündung 43b ist dem Innenraum des Brennofens 2 zugewandt. Das heißt, die Einspeisungsmündung 43b ist zu dem Innenraum des Brennofens 2 hin ausgerichtet.
Pulverisierte Kohle wird aus der Pulverisierte-Kohle-Zuführungsquelle durch die Zuführungsmündung (nicht gezeigt) zusammen mit Luft zum Fördern von pulverisierter Kohle in den Hauptkörper 43a zugeführt. Wie durch die Pfeile A3 angezeigt ist, strömt die pulverisierte Kohle, die in den Hauptkörper 43a zugeführt wird, zusammen mit Luft in einem Raum zwischen einem Innenumfangsabschnitt des Hauptkörpers 43a und einem Außenumfangsabschnitt des Hauptkörpers 42a der Lufteinspeisungsdüse 42. Die pulverisierte Kohle, die durch den Hauptkörper 43a gegangen ist, wird aus der Einspeisungsmündung 43b in Richtung des Innenraums des Brennofens 2 eingespeist. Auf diese Weise ist die Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 so, um zu dem Innenraum des Brennofens 2 hin ausgerichtet zu sein.
Der Luftzuführungsabschnitt 5 führt Luft zur Verbrennung von einer radial äußeren Seite zu der Flamme (siehe die Flamme F in 1), die durch den Brenner 4 ausgebildet wird. Der Luftzuführungsabschnitt 5 ist angeordnet, um eine Fläche zwischen einem distalen Endabschnitt des Brenners 4 und dem Brennofen 2 abzudecken. Ein Strömungspfad 51, der der Luft ermöglicht, dort hindurch zu strömen, ist in dem Luftzuführungsabschnitt 5 ausgebildet. Der Strömungspfad 51 ist in einer Zylinderform koaxial zu dem Brenner 4 ausgebildet. Der Strömungspfad 51 ist mit einer Luftzuführungsquelle (nicht gezeigt) verbunden. Eine Einspeisungsmündung 52 ist in einem Endabschnitt des Strömungspfads 51 auf der Seite des Brennofens 2 ausgebildet.
Wie durch die Pfeile A4 angezeigt ist, geht die Luft, die aus der Luftzuführungsquelle zu dem Luftzuführungsabschnitt 5 zugeführt wird, durch den Strömungspfad 51 und wird aus der Einspeisungsmündung 52 in Richtung des Innenraums des Brennofens 2 eingespeist. Die Einspeisungsmündung 52 ist dem Innenraum des Brennofens 2 zugewandt. Das heißt, die Einspeisungsmündung 52 ist zu dem Innenraum des Brennofens 2 hin ausgerichtet. Auf diese Weise ist der Luftzuführungsabschnitt 5 vorgesehen, um zu dem Innenraum des Brennofens 2 hin ausgerichtet zu sein. Die Luft, die aus der Einspeisungsmündung 52 des Luftzuführungsabschnitts 5 eingespeist wird, geht weiter in Richtung des Innenraums des Brennofens 2, während sie in der Umfangsrichtung umläuft.
Die Anpassungsstruktur 6 passt einen Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung 41c der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 und dem Innenraum des Brennofens 2 an. In dem Beispiel in 2 weist die Anpassungsstruktur 6 eine Antriebsvorrichtung 61 auf. Wie jedoch später beschrieben ist, ist die Konfiguration der Anpassungsstruktur 6 nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Die Antriebsvorrichtung 61 bewegt den Hauptkörper 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 in der Axialrichtung. Beispielsweise weist die Antriebsvorrichtung 61 einen Mechanismus, der die Bewegung des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 in der Axialrichtung führt, und eine Vorrichtung auf, die eine Leistung erzeugt (beispielsweise einen Motor). Dann kann die Antriebsvorrichtung 61 den Hauptkörper 41a in der Axialrichtung bewegen, indem die Leistung zu einem hinteren Abschnitt des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 übertragen wird.
Die Anpassungsstruktur 6 kann den Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung 41c der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 und dem Innenraum des Brennofens anpassen, indem der Hauptkörper 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 mit der Antriebsvorrichtung 61 in der Axialrichtung bewegt wird. In dieser Ausführungsform wird eine Verringerung von Stickoxid (NOx) erreicht, indem die Anpassungsstruktur 6 in der Verbrennungsvorrichtung 100 vorgesehen wird. Die Einwirkung und Auswirkung des Verringerns von NOx durch die Anpassungsstruktur 6 sind später beschrieben.
Der Ammoniakströmungsmesser 8 misst eine Strömungsrate des Ammoniaks, der aus dem Ammoniaktank 7 zu der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 zugeführt wird. Die Messergebnisse, die durch den Ammoniakströmungsmesser 8 eingegeben werden, werden zu der Steuerungsvorrichtung 10 ausgegeben.
Der Rauchgasanalysator 9 analysiert Bestandteile des Abgases, das das Verbrennungsgas ist, das aus dem Brennofen 2 abgegeben wird. Die Analyseergebnisse, die durch den Rauchgasanalysator 9 eingegeben werden, werden zu der Steuerungsvorrichtung 10 ausgegeben.
Die Steuerungsvorrichtung 10 weist eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen ROM, der Programme und Ähnliches speichert, einen RAM, der als ein Arbeitsbereich dient, und Ähnliches auf und steuert die gesamte Verbrennungsvorrichtung 100. Insbesondere steuert die Steuerungsvorrichtung 10 den Betrieb der Anpassungsstruktur 6. Beispielsweise wird die gegenwärtige axiale Position des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 von der Anpassungsstruktur 6 zu der Steuerungsvorrichtung 10 ausgegeben. Dann kann die Steuerungsvorrichtung 10 den Betrieb der Anpassungsstruktur 6 auf der Grundlage der Ausgabeergebnisse steuern, die durch die Anpassungsstruktur 6 eingegeben werden, sodass die axiale Position des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 zu einer Sollposition gebracht wird.
3 ist ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Beispiels eines Verarbeitungsablaufs, der durch die Steuerungsvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform ausgeführt wird. Der Verarbeitungsablauf, der in 3 dargestellt ist, wird wiederholt, beispielsweise bei eingestellten Zeitintervallen, ausgeführt.
Wenn der Verarbeitungsablauf, der in 3 dargestellt ist, gestartet wird, erlangt die Steuerungsvorrichtung 10 bei Schritt S101 die Strömungsrate von Ammoniak (nachfolgend manchmal als „Ammoniakströmungsrate“ bezeichnet) in der Ammoniakeinspeisungsdüse 41. Beispielsweise erlangt die Steuerungsvorrichtung 10 die Messergebnisse, die durch den Ammoniakströmungsmesser 8 eingegeben werden, als die Strömungsrate von Ammoniak in der Ammoniakeinspeisungsdüse 41.
Bei Schritt S102, der nachfolgend zu Schritt S101 ist, stellt die Steuerungsvorrichtung 10 die Sollposition (insbesondere die axiale Position, die ein Ziel sein soll) des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 auf der Grundlage der Ammoniakströmungsrate ein. Hier stellt die Steuerungsvorrichtung 10 die Position näher zu dem Innenraum des Brennofens 2 als die Sollposition des Hauptkörpers 41a ein, sowie die Ammoniakströmungsrate niedriger wird.
Bei Schritt S103, der nachfolgend zu Schritt S102 ist, erlangt die Steuerungsvorrichtung 10 die gegenwärtige Position (insbesondere die gegenwärtige axiale Position) des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41. Beispielsweise erlangt die Steuerungsvorrichtung 10 die gegenwärtige Position des Hauptkörpers 41a von der Anpassungsstruktur 6.
Bei Schritt S104, der nachfolgend zu Schritt S103 ist, steuert die Steuerungsvorrichtung 10 die Antriebsvorrichtung 61 so, dass die axiale Position des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 zu der Sollposition gebracht wird, und der Verarbeitungsablauf, der in 3 dargestellt ist, wird beendet. Bei Schritt S104, wenn es beispielsweise eine Differenz zwischen der gegenwärtigen Position und der Sollposition des Hauptkörpers 41a gibt, bewegt die Steuerungsvorrichtung 10 den Hauptkörper 41a so, dass die Differenz beseitigt wird.
Wie oben beschrieben ist, steuert die Steuerungsvorrichtung 10 in dem Verarbeitungsablauf, der in 3 dargestellt ist, den Betrieb der Antriebsvorrichtung 61 so, dass der Hauptkörper 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 in Richtung der Innenseite des Brennofens 2 bewegt wird, sowie die Ammoniakströmungsrate niedriger wird. Mit dieser Konfiguration kann die Steuerungsvorrichtung 10 den Betrieb der Anpassungsstruktur 6 so steuern, dass die Einspeisungsmündung 41c der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 in Richtung der Innenseite des Brennofens 2 (d.h., so, dass der Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung 41c und dem Innenraum des Brennofens 2 verkürzt wird) bewegt wird, sowie die Ammoniakströmungsrate niedriger wird.
4 ist eine schematische Ansicht zum Darstellen der Flamme F, die durch den Brenner 4 gemäß dieser Ausführungsform ausgebildet wird. Bei dem Brenner 4 wird die Flamme F vor dem Brenner 4 ausgebildet, wenn Ammoniak aus der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 eingespeist wird, Luft zum Verbrennen aus der Lufteinspeisungsdüse 42 eingespeist wird, pulverisierte Kohle aus der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 eingespeist wird und Luft zur Verbrennung aus dem Luftzuführungsabschnitt 5 zugeführt wird. Die somit ausgebildete Flamme F hat einen Reduktionsbereich, der ein Bereich ist, in welchem NOx reduziert wird. Der Reduktionsbereich ist beispielsweise auf einer radial äußeren Seite in dem Bereich vorhanden, in welchem die Flamme F ausgebildet wird.
Wenn der Ammoniak, der aus der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 eingespeist wird, den Reduktionsbereich der Flamme F erreicht, wird NOx verringert. Hier kann ein Mitverbrennungsverhältnis des Ammoniaks (ein Verhältnis des Ammoniaks in dem Brennstoff, der aus dem Brenner 4 eingespeist wird) geändert werden, wenn ein Leistungserzeugungsbetrag bei der Leistungserzeugung, die den Erhitzter 1 verwendet, geändert wird. In diesem Fall wird die Strömungsrate von Ammoniak (d. h., die Ammoniakströmungsrate) in der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 geändert, indem die Strömungsrate des Ammoniaks geändert wird, der zu der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 zugeführt wird.
Im Stand der Technik wird eine Einspeisungsgeschwindigkeit des Ammoniaks abgesenkt, der aus der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 eingespeist wird, wenn die Strömungsrate von Ammoniak (d. h., die Ammoniakströmungsrate) in der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 abgesenkt wird. Im Ergebnis wird der Ammoniak, der aus der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 eingespeist wird, dem Reduktionsbereich der Flamme F nicht ausreichend zugeführt und es hat ein Risiko gegeben, dass NOx in dem auszustoßenden Verbrennungsgas erhöht sein kann.
In Anbetracht des Voranstehenden wird bei dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben ist, der Betrieb der Anpassungsstruktur 6 so gesteuert, dass die Einspeisungsmündung 41c in Richtung der Innenseite des Brennofens 2 (d. h., so, dass der Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung 41c und dem Innenraum des Brennofens 2 verkürzt wird) bewegt wird, sowie die Ammoniakströmungsrate niedriger wird. 5 ist eine schematische Ansicht zum Darstellen eines Zustands, in welchem die Einspeisungsmündung 41c der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 gemäß dieser Ausführungsform im Vergleich zu dem Beispiel in 4 in die Nähe des Brennofens 2 gebracht wird.
In dem Beispiel in 5 ist die Ammoniakströmungsrate im Vergleich zu dem Beispiel in 4 niedriger. Deshalb ist der Hauptkörper 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 im Vergleich zu dem Beispiel in 4 weiter in Richtung zu der Innenseite des Brennofens 2 bewegt. Mit dieser Konfiguration ist die Einspeisungsmündung 41c im Vergleich zu dem Beispiel in 4 in Richtung der Innenseite des Brennofens 2 bewegt. Insbesondere ist die axiale Position der Einspeisungsmündung 41c von den axialen Positionen der Einspeisungsmündung 42b und der Einspeisungsmündung 43b näher zu dem Brennofen 2, während die axiale Position der Einspeisungsmündung 41c mit den axialen Positionen der Einspeisungsmündung 42b und der Einspeisungsmündung 43b in dem Beispiel von 4 im Wesentlichen übereinstimmt. Obwohl die Ammoniakströmungsrate im Vergleich zu dem Beispiel in 4 abgesenkt ist, kann dementsprechend der Bereich, in welchem der eingespeiste Ammoniak in die Flamme F verteilt wird, im Wesentlichen bei dem gleichen Grad wie jenem des Beispiels in 4 aufrechterhalten werden. Dementsprechend wird auch in dem Beispiel in 5 Ammoniak ausreichend zu dem Reduktionsbereich der Flamme F zugeführt, wenn in dem Beispiel von 4 Ammoniak ausreichend zu dem Reduktionsbereich der Flamme F zugeführt wird. Auf diese Weise wird die Verringerung von NOx geeignetermaßen erreicht.
Wie oben beschrieben ist, weist die Verbrennungsvorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform die Anpassungsstruktur 6 auf, die den Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung 41c der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 und dem Innenraum des Brennofens 2 anpasst. Mit dieser Konfiguration kann sogar dann, wenn Betriebsbedingungen geändert werden, der Bereich, in welchem eingespeister Ammoniak in der Flamme F verteilt wird, beibehalten werden, und somit ist NOx verringert. Insbesondere wenn der Betrieb der Anpassungsstruktur 6 auf der Grundlage der Ammoniakströmungsrate gesteuert wird, wird die Verringerung des NOx geeignetermaßen erreicht.
Hier ist es von dem Standpunkt, NOx weiter wirksam zu verringern, bevorzugt, dass die Beziehung zwischen der Ammoniakströmungsrate und dem oben erwähnten Trennabstand (d. h., dem Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung 41c und dem Innenraum des Brennofens 2) durch die Verwendung des Messwertes von NOx in dem Abgas, das aus dem Brennofen 2 abgegeben wird, optimiert wird. Der Messwert von NOx in dem Abgas, das aus dem Brennofen 2 abgegeben wird, wird beispielsweise auf der Grundlage der Analyseergebnisse erhalten, die durch den Rauchgasanalysator 9 eingegeben werden. Beispielsweise werden die Messwerte von NOx in dem Abgas, die eingegeben werden, wenn der oben erwähnte Trennabstand verschiedenartig geändert wird, bezüglich der gleichen Ammoniakströmungsrate als Daten gesammelt. Als Nächstes wird ein Kennfeld, das die Beziehung zwischen der Ammoniakströmungsrate und dem oben erwähnten Trennabstand definiert, durch die Verwendung der gesammelten Daten erzeugt, sodass NOx in dem Abgas wirksam verringert wird. Dann wird die Steuerungsvorrichtung 10 veranlasst, die Anpassungsstruktur 6 so zu steuern, dass die Beziehung zwischen der Ammoniakströmungsrate und dem oben erwähnten Trennabstand die Beziehung wird, die durch das erzeugte Kennfeld angegeben ist. Somit wird NOx weiter wirksam verringert.
Zusätzlich kann die Steuerungsvorrichtung 10 von dem Standpunkt, NOx weiter wirksam zu verringern, den Betrieb der Anpassungsstruktur 6 auf der Grundlage von verschiedenen Parametern steuern, die anders sind als die Ammoniakströmungsrate. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 10 den Betrieb der Anpassungsstruktur 6 zusätzlich zu der Ammoniakströmungsrate auf der Grundlage von anderen Parametern steuern, die unten beschrieben sind. Zusätzlich kann die Steuerungsvorrichtung 10 den Betrieb der Anpassungsstruktur 6 anstatt der Ammoniakströmungsrate beispielsweise auf der Grundlage von anderen Parametern steuern, die unten beschrieben sind.
Beispiele von verschiedenen Parametern, die zum Steuern der Anpassungsstruktur 6 verwendet werden können, sind unten beschrieben.
Die Steuerungsvorrichtung 10 kann den Betrieb der Anpassungsstruktur 6 auf der Grundlage einer Strömungsrate von pulverisierter Kohle (nachfolgend manchmal als „Pulverisierte-Kohle-Strömungsrate“ bezeichnet) in der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 steuern. Beispielsweise steuert die Steuerungsvorrichtung 10 den Betrieb der Anpassungsstruktur 6 so, dass die Einspeisungsmündung 41c in Richtung der Innenseite des Brennofens 2 bewegt wird, sowie die Pulverisierte-Kohle-Strömungsrate höher wird. Sowie die Pulverisierte-Kohle-Strömungsrate höher wird, wird die Strömungsrate von Luft zum Fördern von pulverisierter Kohle höher. Deshalb wird der Ammoniak, der aus der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 eingespeist wird, durch die Luft mitgenommen, die aus der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 eingespeist wird, und wird nicht leicht zu dem gesamten Bereich der Flamme F verteilt. Wenn dementsprechend die Einspeisungsmündung 41c in Richtung der Innenseite des Brennofens 2 bewegt wird, kann Ammoniak leicht ausreichend zu dem Reduktionsbereich der Flamme F zugeführt werden.
Die Steuerungsvorrichtung 10 kann den Betrieb der Anpassungsstruktur 6 auf der Grundlage einer Strömungsrate von Luft (nachfolgend manchmal als „zugeführte Luftströmungsrate“ bezeichnet) in dem Luftzuführungsabschnitt 5 steuern. Beispielweise steuert die Steuerungsvorrichtung 10 den Betrieb der Anpassungsstruktur 6 so, dass die Einspeisungsmündung 41c in Richtung der Innenseite des Brennofens 2 bewegt wird, sowie die zugeführte Luftströmungsrate höher ist bzw. wird. Sowie die zugeführte Luftströmungsrate höher ist bzw. wird, wird der Ammoniak, der aus der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 eingespeist wird, durch die Luft mitgenommen, die aus dem Luftzuführungsabschnitt 5 eingespeist wird, und wird nicht leicht zu dem gesamten Bereich der Flamme F verteilt. Wenn dementsprechend die Einspeisungsmündung 41c in Richtung der Innenseite des Brennofens 2 bewegt wird, kann der Ammoniak leicht ausreichend zu dem Reduktionsbereich der Flamme F zugeführt werden.
Die Steuerungsvorrichtung 10 kann den Betrieb der Anpassungsstruktur 6 auf der Grundlage einer Temperatur in dem Innenraum des Brennofens 2 (nachfolgend manchmal als „Brennofentemperatur“ bezeichnet) steuern. Beispielsweise steuert die Steuerungsvorrichtung 10 den Betrieb der Anpassungsstruktur 6 so, dass die Einspeisungsmündung 41c in Richtung der Innenseite des Brennofens 2 bewegt wird, sowie die Brennofentemperatur höher wird. Sowie die Brennofentemperatur höher wird, dehnt sich die Luft aus, die aus der Lufteinspeisungsdüse 42, der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 und dem Luftzuführungsabschnitt 5 eingespeist wird, und die Strömungsrate der Luft wird höher. Deshalb wird der Ammoniak, der aus der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 eingespeist wird, durch die Luft mitgenommen, die aus der Lufteinspeisungsdüse 42, der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 und dem Luftzuführungsabschnitt 5 eingespeist wird, und wird nicht leicht zu dem gesamten Bereich der gesamten Flamme F verteilt. Wenn dementsprechend die Einspeisungsmündung 41c in Richtung der Innenseite des Brennofens 2 bewegt wird, kann der Ammoniak leicht ausreichend zu dem Reduktionsbereich der Flamme F zugeführt werden.
Obgleich Einzelheiten der Anzündvorrichtung des Brennofens 2 im Voranstehenden nicht erwähnt sind, wird beispielweise ein Ölbrenner als die Anzündvorrichtung des Brennofens 2 verwendet. Der Ölbrenner führt eine Zündung aus, indem Öl in den Innenraum des Brennofens 2 eingespeist wird. Der Ölbrenner ist an mindestens einem der Brenner 4 (insbesondere dem untersten Brenner 4 der Vielzahl von Brennern 4, die in der Aufwärts-und-Abwärtsrichtung angeordnet sind) vorgesehen. Der Ölbrenner erstreckt sich an der Mittelachse des Brenners 4. Der Brenner 4, der oben in Bezug auf 2 und Ähnliche beschrieben ist, ist ein Brenner ohne einen Ölbrenner. Die Anpassungsstruktur 6 kann jedoch an dem Brenner vorgesehen sein, an welchem der Ölbrenner vorgesehen ist. In diesem Fall kann der Ölbrenner beispielsweise vorgesehen sein, um den Hauptkörper 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 zu durchdringen.
6 ist eine schematische Ansicht zum Darstellen einer Verbrennungsvorrichtung 100A gemäß einem ersten Modifikationsbeispiel. Wie in 6 dargestellt ist, ist bei der Verbrennungsvorrichtung 100A die Konfiguration eines distalen Endabschnitts der Ammoniakeinspeisungsdüse unterschiedlich von jener bei der oben beschriebenen Verbrennungsvorrichtung 100.
In einer Ammoniakeinspeisungsdüse 41A der Verbrennungsvorrichtung 100A ist anders als bei der oben beschriebenen Ammoniakeinspeisungsdüse 41 ein verjüngter Abschnitt 41d in dem distalen Endabschnitt des Hauptkörpers 41a ausgebildet. Der verjüngte Abschnitt 41d hat eine Form, die in Richtung der distalen Endseite verjüngt ist. Die Einspeisungsmündung 41c ist an einem distalen Ende des verjüngten Abschnitts 41d ausgebildet.
Die Verbrennungsvorrichtung 100A ist dahingehend gleich wie die oben beschriebene Verbrennungsvorrichtung 100, dass der Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung 41c und dem Innenraum des Brennofens 2 angepasst wird, wenn der Hauptkörper 41a durch die Anpassungsstruktur 6 in der Axialrichtung bewegt wird.
Wie oben beschrieben ist, ist bei dem ersten Modifikationsbeispiel der verjüngte Abschnitt 41d in dem distalen Endabschnitt des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41A ausgebildet. Mit dieser Konfiguration, wie in 6 dargestellt ist, strömt die pulverisierte Kohle, die aus der Einspeisungsmündung 43b eingespeist wird, entlang eines Außenumfangsabschnitts des verjüngten Abschnitts 41d, wenn sich die axiale Position der Einspeisungsmündung 41c der Ammoniakeinspeisungsdüse 41A von der axialen Position der Einspeisungsmündung 43b der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 auf der Seite des Brennofens 2 befindet. Hier ist die Einspeisungsrichtung der pulverisierten Kohle bezüglich der Axialrichtung zu einer radial inneren Seite geneigt. Deshalb kann die Neigung eines Außenumfangsabschnitts des distalen Endabschnitts des Hauptkörpers 41a, mit welchem die pulverisierte Kohle, die aus der Einspeisungsmündung 43b eingespeist wird, in Angrenzung gebracht wird, nahe zu der Einspeisungsrichtung der pulverisierten Kohle gebracht werden. Dementsprechend neigt die Strömung der pulverisierten Kole, die aus der Einspeisungsmündung 43b eingespeist wird, weniger dazu, durch den distalen Endabschnitt des Hauptkörpers 41a eingeschränkt zu werden.
7 ist eine schematische Ansicht zum Darstellen einer Verbrennungsvorrichtung 100B gemäß einem zweiten Modifikationsbeispiel. Wie in 7 dargestellt ist, ist bei der Verbrennungsvorrichtung 100B die Konfiguration eines distalen Endabschnitts der Ammoniakeinspeisungsdüse unterschiedlich von jener bei der oben beschriebenen Verbrennungsvorrichtung 100.
Bei der Ammoniakeinspeisungsdüse 41B der Verbrennungsvorrichtung 100B ist anders als bei der oben beschriebenen Ammoniakeinspeisungsdüse 41 ein Vorsprungsabschnitt 41e in dem distalen Endabschnitt des Hauptkörpers 41a ausgebildet. Der Vorsprungsabschnitt 41e ist in dem Außenumfangsabschnitt des distalen Endabschnitts des Hauptkörpers 41a ausgebildet und steht zu einer radial äußeren Seite vor. Der Vorsprungsabschnitt 41e ist in einer Kreisringform über den gesamten Umfang des Außenumfangsabschnitts des distalen Endabschnitts des Hauptkörpers 41a ausgebildet.
Die Verbrennungsvorrichtung 100B ist dahingehend gleich wie die oben beschriebene Verbrennungsvorrichtung 100, dass der Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung 41c und dem Innenraum des Brennofens 2 angepasst wird, wenn der Hauptkörper 41a durch die Anpassungsstruktur 6 in der Axialrichtung bewegt wird.
Wie oben beschrieben ist, ist der Vorsprungsabschnitt 41e in dem zweiten Modifikationsbeispiel in dem distalen Endabschnitt des Hauptkörpers 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41B ausgebildet. Mit dieser Konfiguration prallt ein Teil der pulverisierten Kohle, die aus der Einspeisungsmündung 43b eingespeist wird, wie in 7 dargestellt ist, von hinten auf den Vorsprungsabschnitt 41e, wenn sich die axiale Position der Einspeisungsmündung 41c der Ammoniakeinspeisungsdüse 41B von der axialen Position der Einspeisungsmündung 43b der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 auf der Seite des Brennofens 2 befindet. Im Ergebnis stagniert die Strömung der pulverisierten Kohle bei einem Abschnitt P hinter dem Vorsprungsabschnitt 41e und die Konzentration der pulverisierten Kohle wird erhöht. Wenn ein Bereich, in welchem die Konzentration der pulverisierten Kohle erhöht ist, wie oben beschrieben ist, ausgebildet wird, wird der Brennstoff leicht entzündet.
Die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist oben in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden, aber selbstverständlich ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform beschränkt. Es ist ersichtlich, dass der Fachmann bei verschiedenen Abwandlungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Ansprüche ankommen kann und diese Beispiele natürlich so zu verstehen sind, dass sie in den technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
Im Voranstehenden ist die Beschreibung des Beispiels gegeben worden, in welchem die Anpassungsstruktur 6 die Antriebsvorrichtung 61 aufweist und den Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung 41c der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 und dem Innenraum des Brennofens 2 anpasst, indem der Hauptkörper 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 mit der Antriebsvorrichtung 61 der Axialrichtung bewegt wird. Es ist jedoch lediglich erforderlich, dass die Anpassungsstruktur 6 eine Funktion hat, um den Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung 41c der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 und dem Innenraum des Brennofens 2 anzupassen, und die Anpassungsstruktur 6 ist nicht auf das oben erwähnte Bespiel beschränkt. Beispielsweise kann sich der Hauptkörper 41a der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 in der Axialrichtung aufweiten und zusammenziehen und die Anpassungsstruktur 6 kann den Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung 41c und dem Innenraum des Brennofens 2 anpassen, indem der Hauptkörper 41a mit der Antriebsvorrichtung 61 in der Axialrichtung aufgeweitet und zusammengezogen wird.
Im voranstehenden ist die Beschreibung des Beispiels gegeben worden, in welchem bei dem Brenner 4 die Lufteinspeisungsdüse 42 auf einer radial äußeren Seite der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 angeordnet ist, die Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 auf einer radial äußeren Seite der Lufteinspeisungsdüse 42 angeordnet ist und die Ammoniakeinspeisungsdüse 41, die Lufteinspeisungsdüse 42 und die Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 eine Dreifach-Zylinderstruktur ausbilden. Die Konfiguration des Brenners 4 ist jedoch nicht auf das oben erwähnte Beispiel beschränkt. Beispielweise können die Position der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse 43 und die Position der Ammoniakeinspeisungsdüse 41 untereinander vertauscht werden. Darüber hinaus kann beispielsweise die Lufteinspeisungsdüse 42 von der Konfiguration des Brenners 4 weggelassen sein. In diesem Fall kann der Brenner 4 beispielsweise eine Doppel-Zylinderstruktur haben und der Raum auf einer Mittelseite eines Raums, der durch die Doppel-Zylinderstruktur definiert ist, kann ein Strömungspfad für Ammoniak sein, und der Raum neben dem Strömungspfad für Ammoniak auf einer radial äußeren Seite kann ein Strömungspfad für pulverisierte Kohle sein.
Im Voranstehenden ist ein Beispiel beschrieben worden, in welchem Ammoniak und pulverisierte Kohle als Brennstoff in dem Brennofen 2 verwendet werden. Es ist jedoch lediglich erforderlich, dass der Brennstoff, der in dem Brennofen 2 verwendet wird, mindestens Ammoniak enthält, und der Brennstoff ist nicht auf das oben erwähnte Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann der Brennstoff, der zusammen mit Ammoniak in den Brennofen 2 verwendet wird, ein Brennstoff (beispielsweise Erdgas oder Biomasse) sein, der anders ist als pulverisierte Kohle. Zusätzlich kann beispielsweise nur Ammoniak als in dem Brennofen 2 zu verwendender Brennstoff verwendet werden.
Die vorliegende Offenbarung trägt zu der Verringerung von Stickoxid (NOx) in einer Verbrennungsvorrichtung bei, die in einem Erhitzer oder Ähnlichem verwendet wird, und kann somit beispielsweise zu einem Ziel 7 „Gewährleiste einen Zugang zu günstiger, verlässlicher, nachhaltiger und moderner Energie für alle“ und einem Ziel 13 „Handle sofort, um den Klimawandel und seine Folgen zu bekämpfen“ der nachhaltigen Entwicklungsziele (SDGs) beitragen.
Bezugszeichenliste

1: Erhitzer,
2: Brennofen,
4: Brenner,
5: Luftzuführungsabschnitt,
6: Anpassungsstruktur,
10: Steuerungsvorrichtung,
41: Ammoniakeinspeisungsdüse,
41A: Ammoniakeinspeisungsdüse,
41B: Ammoniakeinspeisungsdüse,
41c: Einspeisungsmündung,
43: Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse,
43b: Einspeisungsmündung,
52: Einspeisungsmündung,
100: Verbrennungsvorrichtung,
100A: Verbrennungsvorrichtung,
100B: Verbrennungsvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2021025117 [0001]
JP 2019086189 A [0003]

Claims

Verbrennungsvorrichtung mit: einem Brenner, der eine Ammoniakeinspeisungsdüse aufweist, die eine Einspeisungsmündung hat, die einem Innenraum eines Brennofens zugewandt ist; und einer Anpassungsstruktur, die konfiguriert ist, einen Trennabstand zwischen der Einspeisungsmündung und dem Innenraum anzupassen.
Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Steuerungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Betrieb der Anpassungsstruktur so zu steuern, dass die Einspeisungsmündung in Richtung einer Innenseite des Brennofens bewegt wird, sowie eine Strömungsrate von Ammoniak in der Ammoniakeinspeisungsdüse niedriger wird.
Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Brenner eine Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse aufweist, die eine Einspeisungsmündung hat, die dem Innenraum des Brennofens zugewandt ist, und wobei die Verbrennungsvorrichtung ferner eine Steuerungsvorrichtung aufweist, die konfiguriert ist, einen Betrieb der Anpassungsstruktur auf der Grundlage einer Strömungsrate von pulverisierter Kohle in der Pulverisierte-Kohle-Einspeisungsdüse zu steuern.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit: einem Luftzuführungsabschnitt, der eine Einspeisungsmündung hat, die dem Innenraum des Brennofens zugewandt ist; und einer Steuerungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Betrieb der Anpassungsstruktur auf der Grundlage einer Strömungsrate von Luft in dem Luftzuführungsabschnitt zu steuern.
Verbrennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einer Steuerungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Betrieb der Anpassungsstruktur auf der Grundlage einer Temperatur in dem Innenraum des Brennofens zu steuern.
Erhitzer mit der Verbrennungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.