JP2003194328A - リジェネレイティブバーナの燃焼方法及びリジェネレイティブバーナ - Google Patents

リジェネレイティブバーナの燃焼方法及びリジェネレイティブバーナ

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JP2003194328A
JP2003194328A JP2001394371A JP2001394371A JP2003194328A JP 2003194328 A JP2003194328 A JP 2003194328A JP 2001394371 A JP2001394371 A JP 2001394371A JP 2001394371 A JP2001394371 A JP 2001394371A JP 2003194328 A JP2003194328 A JP 2003194328A
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combustion
fuel supply
fuel
flame
room temperature
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JP2001394371A
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Takayoshi Kurihara
孝好 栗原
Kenji Koizumi
健司 小泉
Ichiro Nakamachi
一郎 仲町
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Tokyo Gas Co Ltd
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Tokyo Gas Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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Abstract

(57)【要約】 【課題】炉内に開口した燃料供給口の上流側に、燃料供
給部の先端に設けた保炎器を位置させ、保炎器の周囲に
保炎のための常温酸化剤供給部を構成すると共に、燃料
供給口から適宜距離をおいた個所に、排気時には排気口
として動作する一つ又は複数の酸化剤供給口を設けた構
成を有する従来のリジェネレイティブバーナでは、パイ
ロットバーナや高温時用と低温時用の燃焼系統を必要と
するため、その配管や制御が煩雑となり、設備コストの
上昇するという課題がある。 【解決手段】そこで本発明では、このような課題を解決
するために、上述したようなリジェネレイティブバーナ
において、保炎器周囲に少量の常温酸化剤を常時供給
し、燃焼時には燃料供給部に定格燃焼量の燃料を供給す
ると共に、排気時には着火用パイロット火炎として必要
最少限の燃料を供給する燃焼方法を提案するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリジェネレイティブバー
ナの燃焼方法及びリジェネレイティブバーナに関するも
のである。
【0002】
【従来技術】交互に燃焼させる一対のリジェネレイティ
ブバーナを用いたリジェネレイティブバーナシステムで
は、燃焼と排気を20〜40秒程で繰り返すので、燃焼
ONの時に確実に着火する必要がある。特に、炉内低温
時には、パイロットバーナを設置して常時燃焼させて安
定した着火源とするための燃焼系統を別途設ける必要が
あった。
【0003】図3は低NOx燃焼法を採用したリジェネ
レイティブバーナの従来例を示すもので、特開平8−1
21712号公報に記載されているものである。このリ
ジェネレイティブバーナは、炉内aに開口した燃料供給
口bの上流側に、燃料供給管cの先端に設けた保炎器d
を位置させ、保炎器dの周囲に保炎用常温空気供給部e
を構成すると共に、燃料供給口bから適宜距離をおいた
炉壁fの個所に、排気時には排気口として動作する1つ
又は複数の高温予熱空気供給口gを設け、また常温空気
供給部eの周囲には高温予熱空気供給口gの上流側に蓄
熱部hを設けて、この蓄熱部h内に蓄熱体iを充填し、
常温空気供給部e内には保炎器dの近傍に至るパイロッ
トバーナjを設けた構成である。
【0004】このリジェネレイティブバーナでは、燃焼
ONの時は燃料供給管cから燃料が導入されて、先端の
開口から供給された燃料の一部は、常時燃焼しているパ
イロットバーナjで点火され保炎器dの下流側近傍で保
炎用常温空気供給部eから供給される常温空気と混合し
て炉内燃焼を開始するのであるが、この燃焼は常温空気
による燃焼であり、しかも保炎させた以後の大部分の燃
焼反応は炉内で行われるため、高温空気と出会う前に炉
内燃焼ガスを巻き込んで緩慢燃焼となってNOxの生成
が効果的に抑制される。
【0005】そして、この燃焼に際して、高温予熱空気
供給口gからは、蓄熱体iによって高温になった高温空
気が高速で炉内aに直接噴出しているため、高温空気は
炉内燃焼ガスを大量に巻き込んだ後、燃料供給口bから
供給された燃料と混合されることになり、従って酸素分
圧の低下した状態で大部分の燃焼反応が進行し、前記し
た緩慢燃焼により良好に保炎されながら低NOx燃焼を
持続する。
【0006】以上の一方側のリジェネレイティブバーナ
による燃焼ガスは、他方側のリジェネレイティブバ−ナ
の高温予熱空気流通口gから蓄熱部hを経て排気される
際、蓄熱体iを予熱し、このような燃焼、排気を一対の
リジェネレイティブバ−ナで交互に繰り返す際、パイロ
ットバーナjによって形成されるパイロット火炎により
炉内低温時の燃焼ON時における着火の確実性を確保す
る構成としている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
リジェネレイティブバーナでは、このように、確実な着
火源としてパイロットバーナの燃焼系統を別途必要とす
るため、その配管や制御が煩雑となり、設備コストが上
昇するという課題がある。本発明では、このような課題
を解決することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、炉内に開口した燃料供給口の上流
側に、燃料供給部の先端に設けた保炎器を位置させ、保
炎器の周囲に保炎のための常温酸化剤供給部を構成する
と共に、燃料供給口から適宜距離をおいた個所に、排気
時には排気口として動作する一つ又は複数の酸化剤供給
口を設けたリジェネレイティブバーナにおいて、燃焼時
には燃料供給部に定格燃焼量の燃料を供給すると共に、
排気時には着火用パイロット火炎として必要最少限の燃
料を供給してパイロット燃焼を行わせるリジェネレイテ
ィブバーナの燃焼方法を提案する。
【0009】そして本発明では、上記の燃焼方法におい
て、排気時に常温酸化剤供給部から供給する常温酸化剤
は、定格燃焼時の化学量論比の30%以下に設定するこ
とを提案する。
【0010】また本発明では、炉内に開口した燃料供給
口の上流側に、燃料供給部の先端に設けた保炎器を位置
させ、保炎器の周囲に保炎のための常温酸化剤供給部を
構成すると共に、燃料供給口から適宜距離をおいた個所
に、排気時には排気口として動作する一つ又は複数の酸
化剤供給口を設け、燃料供給部には切換燃焼に同期して
ON−OFFを行わせるメイン燃料供給系統に加え、少
量の燃料を常時供給するパイロット燃料供給系統を構成
したリジェネレイティブバーナを提案する。
【0011】本発明においては、排気時においても燃料
供給部から必要最少限の燃料を供給して保炎器において
パイロット火炎を形成することができ、このように同じ
燃料供給部と保炎器において、燃焼時と排気時で燃料供
給量を変えることで、パイロットバーナが不要となり、
炉内の低温時において燃焼ON時に確実な着火性能を確
保することができる。
【0012】従って、燃料供給口から適宜距離をおいた
個所に、排気時には排気口として動作する一つ又は複数
の酸化剤供給口を設けた構成において、低温時から安定
した低NOx燃焼が可能となる。
【0013】排気時においても常温酸化剤供給部には常
時一定量の常温酸化剤が流れているため、保炎器に形成
されたパイロット火炎は安定に燃焼を持続する。
【0014】この際、排気時に常温酸化剤供給部から供
給する常温酸化剤を、定格燃焼時の化学量論比の30%
以下に設定すれば、排気時に供給される常温酸化剤が、
他の燃焼時のリジェネレイティブバーナにおける燃焼に
際してのNOxの生成増に影響を与えず、全体として低
NOx燃焼が可能となる。
【0015】
【実施例】次に本発明の燃焼方法を適用するリジェネレ
イティブバーナの実施の形態を図1、図2を参照して説
明する。図において、符号1は炉壁であり、この炉壁1
に、炉内2に開口した燃料供給口3を構成しており、こ
の燃料供給口3は先絞り状に形成している。符号4は燃
料供給管であり、この燃料供給管4の先端には保炎器5
を設けており、この保炎器5を燃料供給口3の上流側に
位置させている。図ではカップ状の保炎器5を示してい
るが、保炎器5の構成は適宜である。燃料供給管4の外
周には上記燃料供給口3に連なる常温酸化剤供給路6を
設けており、その周囲には通気性支持体7,7′により
区画された蓄熱室8を構成しており、この蓄熱室8には
蓄熱体9を充填している。蓄熱室8の一端側には先絞り
部10を経て炉内2に開口させた酸化剤供給口11を設
けており、この酸化剤供給口11は上記燃料供給口3か
ら距離をおいた個所に構成されている。この酸化剤供給
口11は、燃焼時においては蓄熱室8を経た高温の酸化
剤を炉内2に噴出すると共に、排気時においては炉内2
の排気ガスを蓄熱室8を経て排気する動作を行うもので
あり、蓄熱室8の他端側には、切換動作させる酸化剤供
給系統(図示省略)と排気系統(図示省略)を構成して
いる。尚、酸化剤供給口11は図に示すように複数設け
る他、一つのみ設けた構成とすることもできる。また上
記燃料供給管4には切換燃焼に同期してON−OFFを
行わせるメイン燃料供給系統12に加えて、少量の燃料
を常時供給するパイロット燃料供給系統13を構成して
いる。
【0016】以上の構成のリジェネレイティブバーナに
おいて、燃焼がONに切り換った時に燃料供給管4にメ
イン燃料が供給されると、常時流れているパイロット燃
料と常温酸化剤により安定的に維持されているパイロッ
ト火炎により、確実に着火されてメイン燃焼が開始す
る。
【0017】しかして燃料供給管4の先端の開口から供
給された燃料の一部は、保炎器5の下流側近傍で常温酸
化剤供給路6から供給される常温酸化剤と混合して炉内
燃焼を開始するのであるが、この燃焼は常温酸化剤によ
る燃焼であり、しかも保炎させた以後の大部分の燃焼反
応は燃料供給口3から噴出後に炉内2で行われるため、
高温酸化剤と出会う前に炉内燃焼ガスを巻き込んでの緩
慢燃焼となってNOxの生成が効果的に抑制される。
【0018】そして燃焼に際しては、蓄熱室8内の蓄熱
体9と熱交換して高温になった酸化剤が先絞り部10を
経て酸化剤供給口11から高速で炉内2に噴出している
ため、高温酸化剤は炉内燃焼ガスを大量に巻き込んだ
後、上述したように燃料供給口3から供給された燃料と
混合されることになり、従って酸素分圧の低下した状態
で大部分の燃焼反応が進行し、前記した緩慢燃焼により
良好に保炎されながら低NOx燃焼が行われる。
【0019】排気時においては、メイン燃料供給系統1
2はOFFとなるため燃料供給管4にはパイロット燃料
供給系統13からのみ燃料が供給されると共に、常温酸
化剤供給路6から常温酸化剤が常時供給されているた
め、パイロット火炎は排気に影響されることなく安定な
燃焼を持続する。一方、炉内2の燃焼ガスは酸化剤供給
口11から蓄熱室8を経て排気系統により排気され、こ
の際、蓄熱体9を加熱して熱回収が行われる。
【0020】この排気時においては、パイロット燃料供
給系統13から供給される燃料は着火用パイロット火炎
として必要最少限の燃料であり、この少量の燃料と常温
酸化剤により保炎器5においてパイロット火炎を形成す
ることができる。
【0021】このパイロット火炎により炉内2が低温時
においてもメイン燃焼の確実な着火が可能になり安全性
を向上させることができ、また別途パイロットバーナの
燃焼系統が不要であるため配管や制御系もシンプルとな
り、低コスト化が図れる。
【0022】この際、常温酸化剤供給路6から供給する
常温酸化剤を、定格燃焼時の化学量論比の30%以下に
設定すれば、主な燃焼反応は大量の炉内ガスを混合した
高温酸化剤との反応になるため、燃焼全体としてNOx
の生成増に影響を与えず、低NOx燃焼が可能となる。
【0023】
【発明の効果】本発明は以上の通りであるので、炉内に
開口した燃料供給口の上流側に、燃料供給部の先端に設
けた保炎器を位置させ、保炎器の周囲にパイロット火炎
およびメイン火炎の保炎のための常温酸化剤供給部を構
成すると共に、燃料供給口から適宜距離をおいた個所
に、排気時には排気口として動作する一つ又は複数の酸
化剤供給口を設けて低NOx燃焼が可能なリジェネレイ
ティブバーナにおいて、次のような効果がある。 a.常温の酸化剤を常時供給し、同じ燃料供給部と保炎
器において、燃焼時と排気時で燃料供給量を変えること
で、排気時にも安定したパイロット火炎を保炎器に維持
できるため、パイロットバーナが不要となり、低温時の
確実な着火性能を確保することができる。 b.従って上記構成を有するリジェネレイティブバーナ
において、低温時から確実な切換燃焼が可能になり、安
定した低NOx燃焼が可能となる。 c.パイロットバーナを別途設ける必要がないため、配
管や制御系がシンプルとなり、低コスト化が図れる。 d.常温酸化剤供給路から供給する常温酸化剤を、定格
燃焼時の化学量論比の30%以下に設定すれば、主な燃
焼反応は大量の炉内ガスを混合した高温酸化剤との反応
になるため、燃焼全体としてNOxの生成増に影響を与
えず、低NOx燃焼が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の燃焼方法を適用するリジェネレイテ
ィブバーナの実施の形態を示す縦断面図である。
【図2】 図1のA矢視図である。
【図3】 低NOx燃焼を行えるリジェネレイティブバ
ーナの従来例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 炉壁 2 炉内 3 燃料供給口 4 燃料供給管 5 保炎器 6 常温酸化剤供給路 7,7′ 通気性支持体 8 蓄熱室 9 蓄熱体 10 先絞り部 11 酸化剤供給口 12 メイン燃料供給系統 13 パイロット燃料供給系
フロントページの続き (72)発明者 仲町 一郎 東京都港区海岸一丁目5番20号 東京瓦斯 株式会社内 Fターム(参考) 3K017 DC03 DC04 3K023 QB01 QB13 QC07 3K065 TA01 TA19 TB01 TB10 TD01 TD05 TE01 TG04 TH01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉内に開口した燃料供給口の上流側に、
    燃料供給部の先端に設けた保炎器を位置させ、保炎器の
    周囲に保炎のための常温酸化剤供給部を構成すると共
    に、燃料供給口から適宜距離をおいた個所に、排気時に
    は排気口として動作する一つ又は複数の酸化剤供給口を
    設けたリジェネレイティブバーナにおいて、燃焼時には
    燃料供給部に定格燃焼量の燃料を供給すると共に、排気
    時には着火用パイロット火炎として必要最少限の燃料を
    供給してパイロット燃焼を行わせることを特徴とするリ
    ジェネレイティブバーナの燃焼方法
  2. 【請求項2】 常温酸化剤供給部から供給する常温酸化
    剤は、定格燃焼時の化学量論比の30%以下に設定する
    ことを特徴とする請求項1に記載のリジェネレイティブ
    バーナの燃焼方法
  3. 【請求項3】 炉内に開口した燃料供給口の上流側に、
    燃料供給部の先端に設けた保炎器を位置させ、保炎器の
    周囲に保炎のための常温酸化剤供給部を構成すると共
    に、燃料供給口から適宜距離をおいた個所に、排気時に
    は排気口として動作する一つ又は複数の酸化剤供給口を
    設け、燃料供給部には切換燃焼に同期してON−OFF
    を行わせるメイン燃料供給系統に加え、少量の燃料を常
    時供給するパイロット燃料供給系統を構成したことを特
    徴とするリジェネレイティブバーナ
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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