JP2000055317A - Liquid heater - Google Patents

Liquid heater

Info

Publication number
JP2000055317A
JP2000055317A JP10236459A JP23645998A JP2000055317A JP 2000055317 A JP2000055317 A JP 2000055317A JP 10236459 A JP10236459 A JP 10236459A JP 23645998 A JP23645998 A JP 23645998A JP 2000055317 A JP2000055317 A JP 2000055317A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
unit
combustion
section
flame
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.)
Pending
Application number
JP10236459A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Futagami
一浩 二神
Natsuhiko Ninomiya
夏彦 二宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miura Co Ltd
Miura Institute of Research and Development Co Ltd
Original Assignee
Miura Co Ltd
Miura Institute of Research and Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miura Co Ltd, Miura Institute of Research and Development Co Ltd filed Critical Miura Co Ltd
Priority to JP10236459A priority Critical patent/JP2000055317A/en
Publication of JP2000055317A publication Critical patent/JP2000055317A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Gas Burners (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To start a catalytic combustion in a short time without exhausting a harmful combustion product by providing a flame combustion unit for burning primary pre-mixed gas, a catalytic combustion unit for catalytically burning mixed gas obtained by mixing the exhaust gas with secondary pre-mixed gas by a gas mixer, and a heat recovering unit. SOLUTION: In starting, a flame combustion unit 3 flame burns primary pre-mixed gas. The flame temperature by the flame combustion is lowered by heat recovering by a first heat recovering unit 4 to suppress generation of an NOx. A catalyst of a catalytic combustion unit 6 is heated by exhaust gas of the flame combustion set to a catalytic combustible state, and the exhaust gas of the unit 3 is mixed with secondary pre-mixed gas by a gas mixer 5 to generate mixed gas. After unburned hydrocarbon of a large quantity generated by the combustion of the primary gas is mixed with the secondary gas, then the NOx is decomposed as a reducing agent when it is reburned by the unit 6. Accordingly, the mixed gas is completely burned, the exhaust gas is heat recovered by a second heat recovering unit 7, and then exhausted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、流体加熱装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid heating device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の環境問題の高まりとともに、自動
車や産業機械等からの大気汚染物質の排出量の削減に対
する社会的要請は一段と厳しくなっており、特にNOx
については排出量の低減が求められている。大気汚染物
質の低減化対策は従来から種々提案されており、その一
つとして、触媒燃焼方法が脚光を浴びている。この触媒
燃焼方法は、CO発生量を増加させずに燃焼温度を下
げ、NOx発生量の低減が図れるという利点を有する。
2. Description of the Related Art With the rise of environmental problems in recent years, social demands for reducing the emission of air pollutants from automobiles, industrial machines, and the like have become even more severe.
For, reduction of emissions is required. Various measures for reducing air pollutants have been proposed in the past, and as one of them, the catalytic combustion method has been spotlighted. This catalytic combustion method has the advantage that the combustion temperature can be lowered without increasing the amount of generated CO and the amount of generated NOx can be reduced.

【0003】このような触媒燃焼方法を利用した装置で
は、触媒反応を開始するには、触媒が活性化する温度以
上に昇温する必要がある。その際には、触媒(その担持
体を含む)自体を直接加熱するか、或は高温気体(以下
高温ガスという。)を供給することによって加熱してい
る。前者の場合には、電気ヒータ等の適宜の予熱手段を
触媒部分の近傍に配置して触媒自体を加熱する。一方、
後者の場合には、燃焼用の空気、或は混合気の供給経路
に、前記のような電気ヒータやバーナなどの加熱手段を
設けることによって高温ガスを得ている。ここで、電気
ヒータを用いる場合には、空気を加熱することによって
高温ガスを得るが、バーナによって高温ガスを得る場合
には、この予熱用のバーナに先ず混合気を供給して燃焼
させ、この際に生じる高温の燃焼ガスをそのまま前記触
媒に供給して加熱している。
In an apparatus utilizing such a catalytic combustion method, in order to start a catalytic reaction, it is necessary to raise the temperature to a temperature at which the catalyst is activated. At that time, the catalyst (including the carrier) itself is directly heated or heated by supplying a high-temperature gas (hereinafter, referred to as a high-temperature gas). In the former case, a suitable preheating means such as an electric heater is arranged near the catalyst portion to heat the catalyst itself. on the other hand,
In the latter case, a high-temperature gas is obtained by providing a heating means such as an electric heater or a burner as described above in a supply path of combustion air or an air-fuel mixture. Here, when an electric heater is used, a high-temperature gas is obtained by heating air. However, when a high-temperature gas is obtained by a burner, first, an air-fuel mixture is supplied to the preheating burner to burn it. The high-temperature combustion gas generated at that time is directly supplied to the catalyst and heated.

【0004】ところで、前述の触媒燃焼を行うに当り、
空気を予熱するのに、電気ヒータのような電熱手段で行
うと、空気の比熱が小さいため、エネルギ効率が悪く、
予熱に時間がかかってしまう。そのため、大容量の電気
ヒータを使用する必要があるため所要電力が大きくな
る。一方、通常の火炎燃焼形式のバーナによる燃焼ガス
(高温ガス)を利用して予熱する場合、予熱は短時間で
行うことができるが、燃焼ガス中にCOやNOx等の有
害な燃焼生成物が含まれたまま排出される。したがっ
て、クリーン燃焼を達成するための触媒燃焼装置であっ
ても、起動時の予熱に使用する高温ガスに有害な燃焼生
成物が含まれることになる。
By the way, in performing the above-mentioned catalytic combustion,
If the air is preheated by an electric heating means such as an electric heater, the specific heat of the air is small, so the energy efficiency is poor,
Preheating takes time. Therefore, it is necessary to use a large-capacity electric heater, so that the required power becomes large. On the other hand, when preheating is performed using combustion gas (high-temperature gas) from a normal flame combustion type burner, preheating can be performed in a short time, but harmful combustion products such as CO and NOx are contained in the combustion gas. It is discharged as contained. Therefore, even in a catalytic combustion apparatus for achieving clean combustion, harmful combustion products are contained in the high-temperature gas used for preheating at the time of startup.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、有害な燃焼生成物を排出することなく、
短時間で触媒燃焼を開始でき、しかも、触媒部の予熱に
際して省エネルギ化を達成した流体加熱装置を提供する
ことを目的としている。
The problem to be solved by the present invention is to eliminate harmful combustion products without discharging them.
It is an object of the present invention to provide a fluid heating device that can start catalytic combustion in a short time and that achieves energy saving when preheating a catalytic unit.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するためになされたものであって、請求項1に記載
の発明は、一次予混合ガスを燃焼させる火炎燃焼部と、
第一熱回収部と、前記火炎燃焼部からの排ガスと二次予
混合ガスを混合するガス混合部と、このガス混合部で混
合した混合ガスを触媒燃焼させる触媒燃焼部と、第二熱
回収部とからなることを特徴としている。
Means for Solving the Problems The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 has a flame combustion section for burning a primary premixed gas;
A first heat recovery section, a gas mixing section for mixing the exhaust gas from the flame combustion section and the secondary premixed gas, a catalytic combustion section for catalytically burning the mixed gas mixed in the gas mixing section, and a second heat recovery section And a part.

【0007】請求項2に記載の発明は、水管の外側にガ
ス通路を形成し、このガス通路に一次予混合ガスを燃焼
させる火炎燃焼部を設け、この火炎燃焼部の下流側に第
一熱回収部,ガス混合部,触媒燃焼部および第二熱回収
部を設けるとともに、前記第一熱回収部または前記ガス
混合部に二次予混合ガスを供給する構成としたことを特
徴としている。
According to a second aspect of the present invention, a gas passage is formed outside the water pipe, a flame combustion portion for burning the primary premixed gas is provided in the gas passage, and a first heat generation portion is provided downstream of the flame combustion portion. A recovery section, a gas mixing section, a catalytic combustion section, and a second heat recovery section are provided, and a secondary premix gas is supplied to the first heat recovery section or the gas mixing section.

【0008】請求項3に記載の発明は、前記ガス通路の
外側に二次予混合ガス室を設け、この二次予混合ガス室
から前記第一熱回収部へ二次予混合ガスを供給する構成
としたことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, a secondary premixed gas chamber is provided outside the gas passage, and the secondary premixed gas is supplied from the secondary premixed gas chamber to the first heat recovery section. It is characterized by having a configuration.

【0009】さらに、請求項4に記載の発明は、前記二
次予混合ガス室内に熱交換体を設けたことを特徴として
いる。
Further, the invention according to claim 4 is characterized in that a heat exchanger is provided in the secondary premixed gas chamber.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の第一の実施の
形態について説明すると、この発明は、一次予混合ガス
を燃焼させる火炎燃焼部と、第一熱回収部と、前記火炎
燃焼部からの排ガスと二次予混合ガスを混合するガス混
合部と、このガス混合部で混合した混合ガスを触媒燃焼
させる触媒燃焼部と、第二熱回収部とからなる流体加熱
装置において実現される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a first embodiment of the present invention will be described. The present invention relates to a flame burning section for burning a primary premixed gas, a first heat recovery section, and the flame burning section. This is realized in a fluid heating device including a gas mixing unit that mixes the exhaust gas from the gas with the secondary premixed gas, a catalytic combustion unit that catalytically burns the mixed gas mixed in the gas mixing unit, and a second heat recovery unit. .

【0011】前記火炎燃焼部には、予め燃焼用空気と燃
料ガスを混合した予混合ガスを供給する一次予混合ガス
供給管が接続してある。また、前記一次予混合ガス供給
管から分岐した二次予混合ガス供給管を設け、この二次
予混合ガス供給管の先端を前記ガス混合部に接続してい
る。
A primary premixed gas supply pipe for supplying a premixed gas obtained by mixing combustion air and fuel gas in advance is connected to the flame combustion section. In addition, a secondary premixed gas supply pipe branched from the primary premixed gas supply pipe is provided, and a tip of the secondary premixed gas supply pipe is connected to the gas mixing section.

【0012】前記第一熱回収部および前記第二熱回収部
は、たとえば被加熱流体が流通するパイプ部材をそれぞ
れ螺旋状に形成し、前記火炎燃焼部および前記触媒燃焼
部の下流側にそれぞれ配置してある。すなわち、この発
明の流体加熱装置は、前記火炎燃焼部の下流側に前記第
一熱回収部,ガス混合部,触媒燃焼部および第二熱回収
部を順次配置した構成となっている。
The first heat recovery section and the second heat recovery section are formed, for example, in a helical shape with pipe members through which a fluid to be heated flows, and are disposed downstream of the flame combustion section and the catalyst combustion section, respectively. I have. That is, the fluid heating device of the present invention has a configuration in which the first heat recovery section, the gas mixing section, the catalytic combustion section, and the second heat recovery section are sequentially arranged downstream of the flame combustion section.

【0013】この発明の流体加熱装置によれば、起動
時、前記火炎燃焼部で少量の一次予混合ガスを火炎燃焼
させ、近接させて設けた前記第一熱回収部で火炎の温度
を下げることにより、NOxの発生を抑制する。つぎ
に、前記火炎燃焼の排ガスで前記触媒を短時間で加熱す
る。そして、通常燃焼に移行し、通常量の一次予混合ガ
スを供給して前記火炎燃焼部で燃焼させるとともに、前
記ガス混合部内へ二次予混合ガスを供給し、前記火炎燃
焼部からの排ガスと混合する。この混合により前記排ガ
ス中のNOx濃度は低くなる。つぎに、前記触媒燃焼部
で混合ガスを触媒燃焼する。この触媒燃焼により前記排
ガス中の未燃焼物は完全燃焼し、かつNOxの還元を行
う。すなわち、一次予混合ガスは燃焼中に急冷されるた
め、多量の未燃焼の炭化水素が発生するが、この炭化水
素は、二次予混合ガスと混合後、触媒燃焼部で再燃焼す
るときに還元剤となってNOxが分解される。そして、
触媒燃焼後の高温排ガスを前記第二熱回収部で熱交換
し、排ガス温度を低下させてから排出する。
According to the fluid heating apparatus of the present invention, at the time of startup, a small amount of the primary premixed gas is flame-burned in the flame combustion section, and the temperature of the flame is lowered in the first heat recovery section provided in proximity. Thereby, generation of NOx is suppressed. Next, the catalyst is heated in a short time with the exhaust gas from the flame combustion. Then, transition to normal combustion, while supplying a normal amount of primary premixed gas and burning in the flame combustion unit, supplying a secondary premixed gas into the gas mixing unit, and the exhaust gas from the flame combustion unit Mix. This mixing lowers the NOx concentration in the exhaust gas. Next, the mixed gas is catalytically combusted in the catalytic combustion section. The unburned matter in the exhaust gas is completely burned by the catalytic combustion, and the NOx is reduced. That is, since the primary premixed gas is rapidly cooled during combustion, a large amount of unburned hydrocarbons is generated, but this hydrocarbon is mixed with the secondary premixed gas and then recombusted in the catalytic combustion section. NOx is decomposed as a reducing agent. And
The high-temperature exhaust gas after the catalytic combustion is heat-exchanged in the second heat recovery section, and is discharged after the exhaust gas temperature is lowered.

【0014】以上のように、この発明の流体加熱装置
は、火炎燃焼部の排ガスで触媒を短時間で加熱するので
省エネルギとなる。また、火炎燃焼部からの排ガスは、
火炎の冷却と、二次予混合ガスを混合することによる希
釈と、未燃焼の炭化水素による還元とにより、NOx濃
度は低くなる。したがって、触媒燃焼によりほぼ完全燃
焼でき、より低NOx化することができる。
As described above, the fluid heating apparatus according to the present invention heats the catalyst with the exhaust gas from the flame combustion section in a short time, thereby saving energy. Also, the exhaust gas from the flame combustion section
The cooling of the flame, the dilution by mixing the secondary premixed gas, and the reduction with unburned hydrocarbons reduce the NOx concentration. Therefore, almost complete combustion can be achieved by catalytic combustion, and NOx can be further reduced.

【0015】つぎに、この発明の第二の実施の形態につ
いて説明する。この第二の実施の形態は、前記第一の実
施の形態で説明した流体加熱装置を水管を立設したボイ
ラとしたものであるから、前記第一の実施の形態と重複
する説明は省略する。すなわち、水管の外側にガス通路
を形成し、このガス通路に一次予混合ガスを燃焼させる
火炎燃焼部を設け、この火炎燃焼部の下流側に第一熱回
収部,ガス混合部,触媒燃焼部および第二熱回収部を設
けるとともに、前記ガス通路の外側に二次予混合ガス室
を設け、この二次予混合ガス室から前記第一熱回収部へ
二次予混合ガスを供給する構成とした流体加熱装置にお
いて実現される。また、前記ガス混合部へ二次予混合ガ
スを直接供給する構成とすることもできる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the fluid heating device described in the first embodiment is a boiler in which a water pipe is erected, and a description overlapping with the first embodiment will be omitted. . That is, a gas passage is formed outside the water pipe, and a flame combustion unit for burning the primary premixed gas is provided in the gas passage, and a first heat recovery unit, a gas mixing unit, and a catalyst combustion unit are provided downstream of the flame combustion unit. And a second heat recovery unit, a secondary premix gas chamber is provided outside the gas passage, and a secondary premix gas is supplied from the secondary premix gas chamber to the first heat recovery unit. Is realized in the fluid heating device described above. Further, a configuration may be employed in which the secondary premixed gas is directly supplied to the gas mixing section.

【0016】この第二の実施の形態では、前記第一熱回
収部および前記第二熱回収部は、たとえば前記水管の外
周部所定位置に金属フィンをそれぞれ固着した構成とな
っている。前記金属フィンは、前記火炎燃焼部および前
記触媒燃焼部からの排ガスの熱を回収する働きとするも
のである。また、前記二次予混合ガス室には、二次予混
合ガス供給管が接続してあり、前記二次予混合ガス室を
介して前記第一熱回収部へ二次予混合ガスを供給する。
さらに、前記二次予混合ガス室内に熱交換体を設け、前
記第一熱回収部と熱交換するとともに前記二次予混合ガ
スを加温する構成とすることもできる。
In the second embodiment, the first heat recovery unit and the second heat recovery unit are configured such that metal fins are fixed to predetermined positions on the outer peripheral portion of the water pipe, for example. The metal fins function to recover heat of exhaust gas from the flame combustion unit and the catalyst combustion unit. In addition, a secondary premix gas supply pipe is connected to the secondary premix gas chamber, and supplies a secondary premix gas to the first heat recovery unit via the secondary premix gas chamber. .
Further, a heat exchanger may be provided in the secondary premixed gas chamber to exchange heat with the first heat recovery unit and heat the secondary premixed gas.

【0017】前記第二の実施の形態においては、前記第
一熱回収部で前記火炎燃焼部からの排ガスの熱を回収す
るとともに、二次予混合ガスを昇温して前記ガス混合部
へ流入させる。したがって、前記ガス混合部において、
前記排ガスと二次予混合ガスはより均一に混合され、前
記触媒燃焼部で完全に触媒燃焼させることができる。前
記以外は第一の実施の形態と同様であるので説明を省略
する。
In the second embodiment, the first heat recovery section recovers the heat of the exhaust gas from the flame combustion section, raises the temperature of the secondary premixed gas and flows into the gas mixing section. Let it. Therefore, in the gas mixing section,
The exhaust gas and the secondary premixed gas are more uniformly mixed, and can be completely catalytically burned in the catalytic combustion unit. Except for the above, the configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.

【0018】[0018]

【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。図1は、この発明を実施した流体
加熱装置の第一実施例の構成を概略的に示す説明図であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration of a first embodiment of a fluid heating device embodying the present invention.

【0019】図1において、この発明の流体加熱装置1
は、ケーシング2内に火炎燃焼部3(たとえば、バー
ナ)を設け、この火炎燃焼部3の下流側に第一熱回収部
4,ガス混合部5,触媒燃焼部6および第二熱回収部7
を順次設けている。前記火炎燃焼部3には、予混合ガス
供給源(図示省略)に連通する第一予混合ガス供給管8
が接続されている。また、前記第一予混合ガス供給管8
から分岐した第二予混合ガス供給管9を設け、この第二
予混合ガス供給管9の先端を前記ガス混合部5に接続し
ている。さらに、前記第二熱回収部7の下流側に排ガス
管10が設けてある。
In FIG. 1, a fluid heating device 1 according to the present invention is shown.
Is provided with a flame combustion section 3 (for example, a burner) in the casing 2 and a first heat recovery section 4, a gas mixing section 5, a catalytic combustion section 6, and a second heat recovery section 7 downstream of the flame combustion section 3.
Are sequentially provided. A first premixed gas supply pipe 8 communicating with a premixed gas supply source (not shown) is connected to the flame combustion unit 3.
Is connected. Further, the first premixed gas supply pipe 8
A second premixed gas supply pipe 9 is provided, which is connected to the gas mixing section 5. Further, an exhaust gas pipe 10 is provided downstream of the second heat recovery unit 7.

【0020】前記第一,第二熱回収部4,7は、被加熱
流体が流通する1本(または複数本でもよい。)のパイ
プ部材11を、図1に示すようにそれぞれ螺旋状に形成
し、前記火炎燃焼部3および前記触媒燃焼部6の下流側
に配置した構成としている。
The first and second heat recovery sections 4 and 7 each form one (or a plurality of) pipe members 11 through which the fluid to be heated flows in a spiral shape as shown in FIG. And, it is configured to be disposed downstream of the flame combustion unit 3 and the catalytic combustion unit 6.

【0021】前記触媒燃焼部6は、たとえばセラミック
構造体に触媒を担持した構成になっており、前記火炎燃
焼部3からの未燃焼ガスを含んだ混合ガスを触媒燃焼さ
せるものである。
The catalytic combustion section 6 has a structure in which a catalyst is supported on a ceramic structure, for example, and catalytically combusts a mixed gas containing unburned gas from the flame combustion section 3.

【0022】前記構成の流体加熱装置1によれば、起動
時、前記火炎燃焼部3で少量の一次予混合ガスを火炎燃
焼させる。この火炎燃焼による火炎温度は、前記第一熱
回収部4で熱回収(熱交換)されて低下し、NOxの発
生を抑制する。つぎに、前記火炎燃焼の排ガスで前記触
媒燃焼部6の触媒を短時間で加熱し、触媒燃焼が可能と
なる状態にする。そして、通常燃焼に移行し、通常量の
一次予混合ガスを供給して前記火炎燃焼部3で燃焼させ
るとともに、前記ガス混合部5内へ二次予混合ガスを供
給し、前記火炎燃焼部3からの排ガスと混合し混合ガス
が生成される。この混合により、前記排ガス中のNOx
濃度が希釈されて低くなる。また、一次予混合ガスは燃
焼中急冷されるため、多量の未燃焼の炭化水素が発生す
るが、この炭化水素は、二次予混合ガスと混合後、前記
触媒燃焼部6で再燃焼するときに還元剤となってNOx
が分解される。したがって、前記混合ガスは、完全に燃
焼され、排ガスは前記第二熱回収部7で熱回収(熱交
換)された後、前記排ガス管10を介して系外へ排出さ
れる。
According to the fluid heating apparatus 1 having the above-described structure, a small amount of the primary premixed gas is flame-combusted in the flame combustion section 3 at the time of startup. The flame temperature due to the flame combustion is reduced by heat recovery (heat exchange) in the first heat recovery unit 4 to suppress generation of NOx. Next, the catalyst in the catalytic combustion section 6 is heated in a short time with the exhaust gas from the flame combustion, so that the catalytic combustion is enabled. Then, a transition is made to normal combustion, in which a normal amount of the primary premixed gas is supplied and burned in the flame combustion section 3, and a secondary premixed gas is supplied into the gas mixing section 5, and the flame combustion section 3 is supplied. And mixed gas is generated. Due to this mixing, NOx in the exhaust gas
The concentration dilutes and becomes lower. In addition, since the primary premixed gas is quenched during combustion, a large amount of unburned hydrocarbons is generated. When the hydrocarbons are mixed with the secondary premixed gas and recombusted in the catalytic combustion unit 6, NOx as a reducing agent
Is decomposed. Accordingly, the mixed gas is completely burned, and the exhaust gas is recovered (heat exchanged) by the second heat recovery unit 7 and then discharged out of the system through the exhaust gas pipe 10.

【0023】以上のように、この発明の流体加熱装置1
は、前記火炎燃焼部3からの排ガスで前記触媒燃焼部6
の触媒を短時間で加熱するので省エネルギとなる。ま
た、前記火炎燃焼部3からの排ガスは、火炎の冷却と、
二次予混合ガスを混合することによる希釈と、未燃焼の
炭化水素による還元とにより、NOx濃度は低くなる。
したがって、前記触媒燃焼部6でほぼ完全燃焼すること
ができ、NOx濃度をより低くすることができる。
As described above, the fluid heating device 1 of the present invention
Is the exhaust gas from the flame combustion unit 3 and the catalytic combustion unit 6
Heating the catalyst in a short time saves energy. Further, the exhaust gas from the flame combustion unit 3 is used for cooling the flame,
The dilution by mixing the secondary premixed gas and the reduction by the unburned hydrocarbon lower the NOx concentration.
Therefore, it is possible to perform almost complete combustion in the catalytic combustion section 6, and it is possible to lower the NOx concentration.

【0024】つぎに、この発明の第二実施例を図2に基
づいて説明する。この第二実施例は、前記第一実施例で
説明した流体加熱装置を水管を立設したボイラとしたも
のである。したがって、図2に示す実施例は、ボイラの
構成を概略的に示す断面説明図である。また、前記第一
実施例と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は
省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the fluid heating device described in the first embodiment is a boiler in which a water pipe is erected. Therefore, the embodiment shown in FIG. 2 is a sectional explanatory view schematically showing the configuration of the boiler. In addition, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0025】図2において、この発明の流体加熱装置1
は、第一カバー部材13内に水管14を設け、前記第一
カバー部材13と前記水管14との間にガス通路15を
形成し、このガス通路15の下部に一次予混合ガスを燃
焼させる火炎燃焼部3(たとえば、バーナ)を設けてい
る。この火炎燃焼部3の下流側に第一熱回収部4,ガス
混合部5,触媒燃焼部6および第二熱回収部7を順次設
けている。そして、前記第一熱回収部4に対応する前記
第一カバー部材13の外側に、二次予混合ガス室18を
形成する第二カバー部材19を設けている。前記予混合
ガス室18と前記第一熱回収部4とを連通するガス流通
孔20が前記第一カバー部材13の所定位置に複数開口
している。さらに、前記予混合ガス室18内の前記ガス
流入孔20の上流側に熱交換体21を設けている。
In FIG. 2, a fluid heating device 1 according to the present invention is shown.
A flame for providing a water pipe 14 in the first cover member 13, forming a gas passage 15 between the first cover member 13 and the water pipe 14, and burning a primary premixed gas in a lower portion of the gas passage 15 A combustion section 3 (for example, a burner) is provided. A first heat recovery section 4, a gas mixing section 5, a catalytic combustion section 6, and a second heat recovery section 7 are sequentially provided downstream of the flame combustion section 3. A second cover member 19 that forms a secondary premixed gas chamber 18 is provided outside the first cover member 13 corresponding to the first heat recovery unit 4. A plurality of gas circulation holes 20 communicating the premixed gas chamber 18 and the first heat recovery unit 4 are opened at predetermined positions of the first cover member 13. Further, a heat exchanger 21 is provided in the premixed gas chamber 18 on the upstream side of the gas inflow hole 20.

【0026】前記火炎燃焼部3には保炎板22を備える
とともに、一次予混合ガス供給管8が前記第一カバー部
材13の下部に、前記第二カバー部材19を貫通して接
続されている。また、前記二次予混合ガス室18には、
二次予混合ガス供給管9が接続されている。一方、前記
水管14の下端部に、前記保炎板22,前記第一カバー
部材13および前記第二カバー部材19を貫通した給水
管23が接続されている。
The flame burning section 3 includes a flame holding plate 22 and a primary premixed gas supply pipe 8 is connected to a lower portion of the first cover member 13 through the second cover member 19. . In the secondary premixed gas chamber 18,
A secondary premixed gas supply pipe 9 is connected. On the other hand, a water supply pipe 23 penetrating through the flame holding plate 22, the first cover member 13, and the second cover member 19 is connected to a lower end portion of the water pipe 14.

【0027】また、前記ガス通路15の下流側端部に
は、排ガス集合室24が設けられている。この排ガス集
合室24には、排ガスを外部に排出する排ガス管25が
接続されている。また、前記排ガス集合室24を貫通し
た前記水管14の上端部は、蒸気ヘッダ26に接続され
ている。この蒸気ヘッダ26の頂部には、蒸気管27が
接続されている。さらに、前記第一カバー部材13の外
側には、断熱部材28が設けられている。
At the downstream end of the gas passage 15, an exhaust gas collecting chamber 24 is provided. An exhaust gas pipe 25 for discharging exhaust gas to the outside is connected to the exhaust gas collecting chamber 24. The upper end of the water pipe 14 penetrating the exhaust gas collecting chamber 24 is connected to a steam header 26. A steam pipe 27 is connected to the top of the steam header 26. Further, a heat insulating member 28 is provided outside the first cover member 13.

【0028】前記第一,第二熱回収部4,7は、前記水
管14の外周部所定位置に金属フィンをそれぞれ固着し
た構成となっている。また、フィン形状の一例として、
波板形状に加工したものを前記水管14に巻きつけた構
成のものもある。この第一,第二熱回収部4,7は、前
記火炎燃焼部3および前記触媒燃焼部6からの排ガスの
熱を回収する働きをするものである。また、前記熱交換
体21は、前記第一カバー部材13の外周部所定位置に
金属フィンを固着した構成となっており、前記第一熱回
収部4と熱交換するとともに前記二次予混合ガスを加温
する働きをするものである。
The first and second heat recovery sections 4 and 7 have a structure in which metal fins are fixed to predetermined positions on the outer peripheral portion of the water pipe 14, respectively. Also, as an example of the fin shape,
There is also a configuration in which a corrugated plate is wound around the water tube 14. The first and second heat recovery sections 4 and 7 function to recover heat of exhaust gas from the flame combustion section 3 and the catalytic combustion section 6. Further, the heat exchanger 21 has a configuration in which metal fins are fixed at predetermined positions on the outer peripheral portion of the first cover member 13. The heat exchanger 21 exchanges heat with the first heat recovery unit 4 and the secondary premixed gas. It works to heat the water.

【0029】前記触媒燃焼部6は、たとえばセラミック
構造体に触媒を担持した構成になっており、前記火炎燃
焼部3からの未燃焼ガスを含んだ混合ガスを触媒燃焼さ
せるものである。
The catalytic combustion section 6 has a structure in which a catalyst is supported on a ceramic structure, for example, and catalytically combusts a mixed gas containing unburned gas from the flame combustion section 3.

【0030】前記構成の流体加熱装置1によれば、前記
火炎燃焼部3で一次予混合ガスを火炎燃焼させる。この
火炎燃焼による高温排ガスは、前記第一熱回収部4で熱
回収されて排ガス温度は低下する。この排ガスで前記触
媒燃焼部6の触媒を短時間で加熱し、触媒燃焼が可能と
なる状態にする。一方、二次予混合ガス供給管8から供
給される二次予混合ガスは、前記二次予混合ガス室18
を通して前記熱交換体21により加温され、この加温さ
れた二次予混合ガスは、前記ガス流入孔20より前記第
一熱回収部4内に流入する。この第一熱回収部4内にお
いて、前記排ガスと加温された二次予混合ガスが合流
し、前記ガス混合部5において均一に混合され、混合さ
れた混合ガスは、前記触媒燃焼部6で触媒燃焼する。す
なわち、前記火炎燃焼部3および前記触媒燃焼部6で燃
焼により発生した熱は、前記水管14および前記第一,
第二熱回収部4,7を介して前記水管14内の水を加熱
する。そして、加熱された水は、蒸気となって、前記蒸
気ヘッダ26を介して前記蒸気管27より負荷側へ供給
される。一方、前記第二熱回収部7で熱回収後の排ガス
は、前記排ガス集合室24を介して前記排ガス管25よ
り系外に排出される。
According to the fluid heating apparatus 1 having the above-described configuration, the primary premixed gas is flame-burned in the flame burning section 3. The high-temperature exhaust gas generated by the flame combustion is recovered by the first heat recovery unit 4 and the temperature of the exhaust gas is reduced. The exhaust gas heats the catalyst in the catalytic combustion section 6 in a short time, so that catalytic combustion becomes possible. On the other hand, the secondary premix gas supplied from the secondary premix gas supply pipe 8 is supplied to the secondary premix gas chamber 18.
And the heated secondary premixed gas flows into the first heat recovery unit 4 through the gas inlet hole 20. In the first heat recovery section 4, the exhaust gas and the heated secondary premixed gas are merged, uniformly mixed in the gas mixing section 5, and the mixed gas is mixed in the catalytic combustion section 6. Catalytic combustion. That is, the heat generated by the combustion in the flame combustion unit 3 and the catalytic combustion unit 6 is transferred to the water pipe 14 and the first,
The water in the water pipe 14 is heated via the second heat recovery units 4 and 7. Then, the heated water becomes steam and is supplied to the load side from the steam pipe 27 via the steam header 26. On the other hand, the exhaust gas after heat recovery in the second heat recovery unit 7 is discharged out of the system from the exhaust gas pipe 25 through the exhaust gas collecting chamber 24.

【0031】また、触媒燃焼量,燃焼時の触媒温度等を
調節するために、前記触媒燃焼部6と前記第二熱回収部
7とを交互に設置し、多段とする構成とすることもでき
る。
Further, in order to adjust the amount of catalytic combustion, the temperature of the catalyst during combustion, and the like, the catalytic combustion unit 6 and the second heat recovery unit 7 may be provided alternately to have a multistage configuration. .

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明のように、この発明によれば、
有害な燃焼生成物を排出することなく、短時間で触媒燃
焼を開始でき、しかも、触媒部の予熱に際して省エネル
ギ化することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to start catalytic combustion in a short time without discharging harmful combustion products, and to save energy when preheating the catalyst section.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明を実施した流体加熱装置の構成を概略
的に示す第一実施例の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment schematically showing a configuration of a fluid heating device embodying the present invention.

【図2】この発明の第二実施例の構成を概略的に示す断
面説明図である。
FIG. 2 is an explanatory sectional view schematically showing the configuration of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 流体加熱装置 3 火炎燃焼部 4 第一熱回収部 5 ガス混合部 6 触媒燃焼部 7 第二熱回収部 14 水管 15 ガス通路 18 一次予混合ガス室 21 熱交換体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluid heating apparatus 3 Flame combustion part 4 First heat recovery part 5 Gas mixing part 6 Catalyst combustion part 7 Second heat recovery part 14 Water pipe 15 Gas passage 18 Primary premixed gas chamber 21 Heat exchanger

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K017 BA01 BB08 BD00 3K065 TC03 TD05 TF01 TG01 TK02 TM01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3K017 BA01 BB08 BD00 3K065 TC03 TD05 TF01 TG01 TK02 TM01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次予混合ガスを燃焼させる火炎燃焼部
3と、第一熱回収部4と、前記火炎燃焼部3からの排ガ
スと二次予混合ガスを混合するガス混合部5と、このガ
ス混合部5で混合した混合ガスを触媒燃焼させる触媒燃
焼部6と、第二熱回収部7とからなることを特徴とする
流体加熱装置。
1. A flame combustion section 3 for burning a primary premixed gas, a first heat recovery section 4, a gas mixing section 5 for mixing exhaust gas from the flame combustion section 3 and a secondary premixed gas, A fluid heating device, comprising: a catalytic combustion unit 6 for catalytically combusting a mixed gas mixed in a gas mixing unit 5; and a second heat recovery unit 7.
【請求項2】 水管14の外側にガス通路15を形成
し、このガス通路15に一次予混合ガスを燃焼させる火
炎燃焼部3を設け、この火炎燃焼部3の下流側に第一熱
回収部4,ガス混合部5,触媒燃焼部6および第二熱回
収部7を設けるとともに、前記第一熱回収部4または前
記ガス混合部5に二次予混合ガスを供給する構成とした
ことを特徴とする流体加熱装置。
2. A gas passage 15 is formed outside the water pipe 14, a flame combustion unit 3 for burning a primary premixed gas is provided in the gas passage 15, and a first heat recovery unit is provided downstream of the flame combustion unit 3. 4, a gas mixing section 5, a catalytic combustion section 6, and a second heat recovery section 7 are provided, and a secondary premixed gas is supplied to the first heat recovery section 4 or the gas mixing section 5. Fluid heating device.
【請求項3】 前記ガス通路15の外側に二次予混合ガ
ス室18を設け、この二次予混合ガス室18から前記第
一熱回収部4へ二次予混合ガスを供給する構成としたこ
とを特徴とする請求項2に記載の流体加熱装置。
3. A secondary premix gas chamber (18) is provided outside the gas passage (15), and a secondary premix gas is supplied from the secondary premix gas chamber (18) to the first heat recovery unit (4). The fluid heating device according to claim 2, wherein:
【請求項4】 前記二次予混合ガス室18内に熱交換体
21を設けたことを特徴とする請求項3に記載の流体加
熱装置。
4. The fluid heating device according to claim 3, wherein a heat exchanger is provided in the secondary premixed gas chamber.
JP10236459A 1998-08-08 1998-08-08 Liquid heater Pending JP2000055317A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10236459A JP2000055317A (en) 1998-08-08 1998-08-08 Liquid heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10236459A JP2000055317A (en) 1998-08-08 1998-08-08 Liquid heater

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000055317A true JP2000055317A (en) 2000-02-22

Family

ID=17001070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10236459A Pending JP2000055317A (en) 1998-08-08 1998-08-08 Liquid heater

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000055317A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100392702B1 (en) * 2000-10-23 2003-07-28 한국에너지기술연구원 Hot air generator using catalytic combustion
KR20150108519A (en) * 2014-03-18 2015-09-30 삼성중공업 주식회사 Apparatus for reducing combustible gas

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100392702B1 (en) * 2000-10-23 2003-07-28 한국에너지기술연구원 Hot air generator using catalytic combustion
KR20150108519A (en) * 2014-03-18 2015-09-30 삼성중공업 주식회사 Apparatus for reducing combustible gas
KR101616318B1 (en) 2014-03-18 2016-04-28 삼성중공업 주식회사 Apparatus for reducing combustible gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006118854A (en) Method and system for rich-lean catalytic combustion
JPH1055815A (en) Method for driving device having fuel cell
JPH09317408A (en) Refuse incinerating power system, refuse disposal system, and fuel reform device used therefor
CN211260775U (en) Low-nitrogen gas boiler
JP2000055317A (en) Liquid heater
JP3922115B2 (en) Low NOx combustion method for gas turbine and low NOx combustor
CN207648854U (en) A kind of soft homogeneous catalysis burner
US7575614B2 (en) Startup burner
JPH11159741A (en) Fuel modifying device
JPH0252930A (en) Gas turbine burner
JP2002139217A (en) Premixing heat storage alternating combustion apparatus
CN113028389A (en) Low-nitrogen gas boiler and low-nitrogen combustion method thereof
JPH0711309Y2 (en) Catalytic combustion device
JP2003132921A (en) Solid electrolyte fuel cell system
JP3521013B2 (en) Catalytic combustion boiler
JPS59167621A (en) Catalyst burner
JPH0220890B2 (en)
CN108105801A (en) A kind of soft combustion method of new catalysis
JP2005195254A (en) Catalytic combuster for fuel battery power generation
JP2003090230A (en) Gas turbine power plant and mixed gas combustor using the same
KR100519747B1 (en) Sequential catalytic combustion system and its method
JPH02230916A (en) Combustor system, exhaust gas furnace, burner, and exhaust gas burning method
JP3728341B2 (en) Heating method of tube furnace
JPH0771714A (en) Catalyst combustion device
JPH05332160A (en) Catalytic combustion gas turbine