JP2017120142A - 蓄熱式燃焼設備 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄熱式燃焼設備において、燃焼用空気中における窒素を窒素処理部に収容された窒素吸着材に吸着させ、燃焼用空気中における酸素濃度を高めて高温での燃焼を行うと共に、窒素吸着材に吸着された窒素を回収させるにあたり、これらの操作が簡単な設備によって効率よく行えるようにする。【解決手段】 蓄熱式燃焼装置10a,10bが対になって設けられた蓄熱式燃焼設備において、空気供給経路3から蓄熱部12a,12bに導かれる燃焼用空気中における窒素を吸着させる窒素吸着材yを収容させた窒素処理部20a,20bを設け、燃焼用空気中における窒素をこの窒素処理部における窒素吸着材に吸着させる一方、蓄熱部を通して燃焼排ガスを排ガス排気経路5に導く場合に、窒素処理部に収容された窒素吸着材に吸着された窒素を離脱させて、燃焼排ガスと一緒に排ガス排気経路を通して排出させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、空気供給経路から蓄熱材が収容された蓄熱部を通して導かれた燃焼用空気と燃料供給部から供給された燃料とを炉内において燃焼させる一方、炉内における燃焼排ガスを蓄熱材が収容された蓄熱部を通して排ガス排気経路に導いて排出させる蓄熱式燃焼装置が対になって設けられた蓄熱式燃焼設備に関するものである。特に、前記の蓄熱式燃焼設備において、燃焼用空気中における窒素を窒素処理部に収容された窒素吸着材に吸着させて減少させ、燃焼用空気中における酸素濃度を高めて高温での燃焼を行うと共に、前記の窒素吸着材に吸着された窒素を離脱させるにあたり、これらの操作が簡単な設備によって効率よく行えるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、加熱炉等においては、燃焼排ガスの熱を利用して効率のよい燃焼を行うために、炉内において燃焼された燃焼排ガスの熱を蓄熱部に収容させた蓄熱材に蓄熱させ、空気供給経路から燃焼用空気を前記の蓄熱部に導いて、前記の蓄熱材に蓄熱された熱により燃焼用空気を加熱させ、このように加熱された燃焼用空気と燃料供給部から供給された燃料とを炉内において燃焼させる一方、炉内における燃焼排ガスを蓄熱材が収容された蓄熱部に導いて、燃焼排ガスの熱を蓄熱部に収容された蓄熱材に蓄熱させた後、排ガス排気経路に導いて排出させる蓄熱式燃焼装置が対になって設けられた蓄熱式燃焼設備が用いられている。

また、近年においては、燃焼排ガス中に含まれる不活性ガス成分を低減させると共に、熱効率の高い燃焼が行えるようにするため、特許文献１に示されるように、空気供給経路から蓄熱材が収容された蓄熱部を通して供給する燃焼用空気として、酸素濃度が高くなった酸素富化空気を使用することが提案されている。

ここで、この特許文献１においては、酸素濃度が高くなった酸素富化空気を得るために、軸心を中心として回転可能な円筒型容器と、該円筒型容器に配置された窒素吸収用吸着剤と、該窒素吸収用吸着剤を挟んで前記円筒型容器に相対して配置された一対の水分吸収用吸着剤と、前記円筒型容器に対してそれぞれ反対側の方向から、水分吸収用吸着剤、窒素吸収用吸着剤、水分吸収用吸着剤の順に通過する空気を供給するための空気供給流路と、該空気供給流路によって供給され、前記円筒型容器を通過した空気を受けるための空気排出流路とを備えた回転式酸素富化空気製造装置を用いることが提案されている。

そして、この特許文献１においては、第１の空気供給流路から燃焼用空気を回転可能な円筒型容器内の片側の部分に導いて、燃焼用空気中における窒素を窒素吸収用吸着剤に吸着させ、酸素濃度が高くなった酸素富化空気を第１の空気排出流路から排出させて燃焼に使用する一方、第２の空気供給流路から空気を回転可能な円筒型容器内の反対側の部分に導いて、窒素吸収用吸着剤に吸着された窒素を窒素吸収用吸着剤から離脱させて前記の空気と一緒に第２の空気排出流路から排出させるようにし、前記の円筒型容器を回転させて、窒素吸収用吸着剤に燃焼用空気中における窒素を吸着させる一方、窒素吸収用吸着剤に吸着された窒素を離脱させるようにしている。

しかし、このような回転式酸素富化空気製造装置を各蓄熱式燃焼装置に個別に設ける場合、コストが非常に高く付くと共に装置も大型化し、また、前記のように円筒型容器を適当な時期に適切に回転させて、窒素吸収用吸着剤に燃焼用空気中における窒素を吸着させる一方、窒素吸収用吸着剤に吸着された窒素を離脱させることが必要なって、操作が非常に困難かつ面倒になる等の様々な問題があった。

特開２００９−１８６１０１号公報

本発明は、空気供給経路から蓄熱材が収容された蓄熱部を通して導かれた燃焼用空気と燃料供給部から供給された燃料とを炉内において燃焼させる一方、炉内における燃焼排ガスを蓄熱材が収容された蓄熱部を通して排ガス排気経路に導いて排出させる蓄熱式燃焼装置が対になって設けられた蓄熱式燃焼設備における前記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明は、前記のような蓄熱式燃焼設備において、燃焼用空気中における窒素を窒素処理部に収容された窒素吸着材に吸着させて減少させ、燃焼用空気中における酸素濃度を高めて高温での燃焼を行うと共に、前記の窒素吸着材に吸着された窒素を離脱させるにあたり、これらの操作が簡単な設備によって効率よく行えるようにすることを課題とするものである。

本発明における蓄熱式燃焼設備においては、前記のような課題を解決するため、空気供給経路から蓄熱材が収容された蓄熱部を通して導かれた燃焼用空気と燃料供給部から供給された燃料とを炉内において燃焼させる一方、炉内における燃焼排ガスを蓄熱材が収容された蓄熱部を通して排ガス排気経路に導いて排出させる蓄熱式燃焼装置が対になって設けられた蓄熱式燃焼設備において、前記の空気供給経路から蓄熱部に導かれる燃焼用空気中における窒素を吸着させる窒素吸着材を収容させた窒素処理部を設け、燃焼用空気中における窒素をこの窒素処理部における窒素吸着材に吸着させる一方、前記の蓄熱部を通して燃焼排ガスを排ガス排気経路に導く場合に、前記の窒素処理部に収容された窒素吸着材に吸着された窒素を離脱させて、前記の燃焼排ガスと一緒に排ガス排気経路を通して排出させるようにした。

本発明の蓄熱式燃焼設備のように、空気供給経路から蓄熱部に導かれる燃焼用空気中における窒素を吸着させる窒素吸着材を収容させた窒素処理部を設け、燃焼用空気中における窒素を、窒素処理部に収容された窒素吸着材に吸着させる一方、蓄熱部を通して燃焼排ガスを排ガス排気経路に導く場合に、前記の窒素処理部に収容された窒素吸着材に吸着された窒素を離脱させて、燃焼排ガスと一緒に排ガス排気経路を通して排出させるようにすると、対になった蓄熱式燃焼装置において燃焼動作と蓄熱動作とを繰り返して行うだけで、燃焼用空気中における酸素濃度を高めて高温での燃焼を行う一方、燃焼排ガスを排気させる際に、前記の窒素吸着材に吸着された窒素を離脱させることができるようになる。

ここで、本発明の蓄熱式燃焼設備においては、前記の窒素処理部を設けるにあたり、前記の空気供給経路と排ガス排気経路とが合流して前記の蓄熱部と連通される合流経路に前記の窒素処理部を設けると共に、前記の空気供給経路と排ガス排気経路とにそれぞれ開閉弁を設け、空気供給経路に設けた前記の開閉弁を開けて、燃焼用空気を空気供給経路から窒素処理部に導く一方、排ガス排気経路に設けた開閉弁を開けて、燃焼排ガスを蓄熱部から窒素処理部を通して排ガス排気経路に導くようにすることができる。

また、このように窒素処理部を空気供給経路と排ガス排気経路とが合流して蓄熱部と連通される合流経路に設ける場合、この合流経路に前記の窒素処理部を迂回するバイパス経路を設けると共に、前記のバイパス経路を通して流れる燃焼用空気及び／又は燃焼排ガスの量を調整する流量調整手段を設けることができる。そして、前記の流量調整手段によりバイパス経路を通して流れる燃焼用空気の流量を調整すると、蓄熱部を通して導かれる燃焼用空気中における酸素濃度の調整が簡単に行えるようになると共に、窒素処理部における窒素吸着材に窒素が多く吸着されて、燃焼用空気が窒素処理部を流れにくくなった場合においても、流量調整手段によりバイパス経路を通して流れる燃焼用空気の流量を調整することにより、適当量の燃焼用空気を蓄熱部に導いて燃焼に用いることができるようになる。

また、前記のように窒素処理部を空気供給経路と排ガス排気経路とが合流して蓄熱部と連通される合流経路に設け、この合流経路に窒素処理部を迂回するバイパス経路を設けた場合、前記のバイパス経路を通して燃焼排ガスを流し、前記の窒素処理部内を減圧させて、前記の窒素吸着材に吸着された窒素を離脱させるようにすることができる。

また、本発明の蓄熱式燃焼設備においては、前記のように空気供給経路から蓄熱部に導かれる燃焼用空気中における窒素を吸着させる窒素吸着材を収容させた窒素処理部を設けるにあたり、蓄熱材が収容された前記の蓄熱部内に、窒素吸着材を収容させた窒素処理部を設けるようにすることもできる。

また、本発明の蓄熱式燃焼設備においては、前記の排ガス排気経路に燃焼排ガスを吸引する排気装置を設けるようにすることができる。このように、排ガス排気経路に排気装置を設け、この排気装置によって燃焼排ガスを吸引させると、窒素処理部内が減圧させて、窒素吸着材に吸着された窒素を適切に離脱させることが簡単に行えるようになる。

本発明における蓄熱式燃焼設備においては、前記のように燃焼用空気中における窒素を、窒素処理部に収容された窒素吸着材に吸着させる一方、窒素吸着材に吸着された窒素を、蓄熱部を通して排ガス排気経路に導かれる燃焼排ガス中に離脱させて排出させるようにしたため、対になった蓄熱式燃焼装置において燃焼動作と蓄熱動作とを繰り返して行うだけで、燃焼用空気中における酸素濃度を高めて高温での燃焼を行うことができると共に、燃焼排ガスを排気させる際に、前記の窒素吸着材に吸着された窒素を適切に離脱させることができるようになる。

この結果、本発明における蓄熱式燃焼設備においては、従来のような回転式酸素富化空気製造装置を設けなくても、燃焼用空気中における窒素を窒素処理部に収容された窒素吸着材に吸着させて減少させ、燃焼用空気中における酸素濃度を高めて高温での燃焼を行うと共に、前記の窒素吸着材に吸着された窒素を離脱させる操作が簡単な設備によって効率よく行えるようになる。

本発明の一実施形態に係る蓄熱式燃焼設備を用いた加熱炉を示した概略説明図である。 本発明の実施形態に係る蓄熱式燃焼設備において、空気供給経路と排ガス排気経路とが合流して蓄熱部に連通される合流経路に、窒素処理部を迂回するバイパス経路を設けると共に、このバイパス経路を通して流れる燃焼用空気及び／又は燃焼排ガスの量を調整する流量調整手段を設けた第１の変更例の蓄熱式燃焼設備を示した部分概略説明図である。 前記の第１の変更例の蓄熱式燃焼設備において、前記の合流経路に設けられた窒素処理部において、バイパス経路に囲まれた部分における燃焼用空気の送り方向下流側の位置に、窒素処理部から蓄熱部に向かう燃焼用空気を通過させる一方、蓄熱部から燃焼排ガスが窒素処理部に導かれるのを停止させる逆止弁を設けた第２の変更例の蓄熱式燃焼設備を示し、（Ａ）は蓄熱式燃焼装置において燃焼動作を行う状態を示した部分概略説明図、（Ｂ）は蓄熱式燃焼装置において蓄熱動作を行う状態を示した部分概略説明図である。 前記の第２の変更例の蓄熱式燃焼設備において、バイパス経路における流量調整手段に代えて、バイパス経路に、空気供給経路から蓄熱部に向かう燃焼用空気を停止させる一方、蓄熱部から排ガス排気経路に導かれる燃焼排ガスを通過させる逆止弁を設けた第３の変更例の蓄熱式燃焼設備を示し、（Ａ）は蓄熱式燃焼装置において燃焼動作を行う状態を示した部分概略説明図、（Ｂ）は蓄熱式燃焼装置において蓄熱動作を行う状態を示した部分概略説明図である。 本発明の実施形態に係る蓄熱式燃焼設備において、蓄熱材が収容された蓄熱部内に、窒素吸着材を収容させた窒素処理部を設けた第４の変更例の蓄熱式燃焼設備を示した部分概略説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る蓄熱式燃焼設備を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る蓄熱式燃焼設備は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

この実施形態における蓄熱式燃焼設備においては、図１に示すように、対になった蓄熱式燃焼装置１０ａ，１０ｂを加熱炉（炉）１の内部に向けて対向するように設け、対になった各蓄熱式燃焼装置１０ａ，１０ｂにおいては、それぞれ燃料を供給する燃料供給部１１ａ，１１ｂを設けると共に、蓄熱材ｘを収容させた蓄熱部１２ａ，１２ｂを設けている。

ここで、前記の各蓄熱式燃焼装置１０ａ，１０ｂにおいて、燃焼動作を行う場合には、燃焼用空気を給気装置２により空気供給経路３を通して蓄熱部１２ａ，１２ｂに導き、蓄熱部１２ａ，１２ｂに収容された蓄熱材ｘに蓄熱された熱により前記の燃焼用空気を加熱させ、このように加熱された燃焼用空気と前記の燃料供給部１１ａ，１１ｂから供給された燃料とを加熱炉１内において燃焼させるようにしている。一方、蓄熱動作を行う場合には、加熱炉１内において前記のように燃焼された後の燃焼排ガスを蓄熱部１２ａ，１２ｂに導き、蓄熱部１２ａ，１２ｂに収容された蓄熱材ｘに燃焼排ガスの熱を蓄熱させた後、この燃焼排ガスを排気装置４により排ガス排気経路５を通して吸引し、煙道６を通してこの燃焼排ガスを排出させるようにしている。

そして、前記のような燃焼動作と蓄熱動作とを、前記の対になった蓄熱式燃焼装置１０ａ，１０ｂにおいて交互に切り換えて行うようにしている。

ここで、この実施形態における蓄熱式燃焼設備においては、前記の各蓄熱式燃焼装置１０ａ，１０ｂの各蓄熱部１２ａ，１２ｂに燃焼用空気を導く空気供給経路３の部分にそれぞれ開閉弁３ａ，３ｂを設け、これらの開閉弁３ａ，３ｂを開閉させて、各蓄熱部１２ａ，１２ｂに燃焼用空気が導かれるのを制御するようにしている。また、各蓄熱部１２ａ，１２ｂから燃焼排ガスが導かれる前記の排ガス排気経路５の部分にもそれぞれ開閉弁５ａ，５ｂを設け、これらの開閉弁５ａ，５ｂを開閉させて、各蓄熱部１２ａ，１２ｂを通して燃焼排ガスが排ガス排気経路５に導かれるのを制御するようにしている。

また、この実施形態における蓄熱式燃焼設備においては、各蓄熱部１２ａ，１２ｂに対して空気供給経路３と排ガス排気経路５とを接続させるにあたり、前記の各開閉弁３ａ，３ｂ、５ａ，５ｂと各蓄熱部１２ａ，１２ｂとの間に、空気供給経路３と排ガス排気経路５とを合流させた合流経路２１ａ，２１ｂを設けると共に、各合流経路２１ａ，２１ｂに、それぞれ窒素吸着材ｙを収容させた窒素処理部２０ａ，２０ｂを設けている。

ここで、この実施形態における蓄熱式燃焼設備において、図１に示すように、燃焼動作を行う一方の蓄熱式燃焼装置１０ａにおいては、その蓄熱部１２ａから燃焼排ガスが導かれる排ガス排気経路５に設けた開閉弁５ａを閉じた状態で、燃焼用空気を蓄熱部１２ａに導く空気供給経路３に設けた開閉弁３ａを開け、燃焼用空気を窒素吸着材ｙが収容された窒素処理部２０ａに導き、この窒素処理部２０ａにおける窒素吸着材ｙに燃焼用空気中における窒素を吸着させて、燃焼用空気中における酸素濃度を高め、このように酸素濃度が高くなった燃焼用空気を前記の蓄熱部１２ａに導くようにする。

そして、このように酸素濃度が高くなった燃焼用空気を前記の蓄熱部１２ａにおける蓄熱材ｘに蓄熱された熱によって加熱させ、このように酸素濃度が高い状態で加熱された燃焼用空気と前記の燃料供給部１１ａから供給された燃料とを加熱炉１内において燃焼させるようにする。

このようにすると、燃焼用空気中における酸素濃度を高めて高温で、熱効率の高い燃焼を行うことができるようになる。

一方、蓄熱動作を行う他方の蓄熱式燃焼装置１０ｂにおいては、燃焼用空気を蓄熱部１２ｂに導く空気供給経路３に設けた開閉弁３ｂを閉じた状態で、蓄熱部１２ｂから燃焼排ガスが導かれる排ガス排気経路５に設けた開閉弁５ｂを開け、前記のように燃焼された加熱炉１内における燃焼排ガスを蓄熱部１２ｂに導き、燃焼排ガスの熱を蓄熱部１２ｂに収容された蓄熱材ｘに蓄熱させた後、この燃焼排ガスを前記の排気装置４により窒素吸着材ｙが収容された窒素処理部２０ｂを通して排ガス排気経路５に吸引して、窒素処理部２０ｂにおける窒素吸着材ｙに吸着された窒素を離脱させ、離脱された窒素を燃焼排ガスと一緒に排ガス排気経路５を通して煙道６に導いて排出させるようにしている。

このようにすると、従来のような回転式酸素富化空気製造装置を設けなくても、窒素処理部２０ｂにおける窒素吸着材ｙに吸着された窒素を、窒素吸着材ｙから簡単に離脱させて燃焼排ガスと一緒に排出できるようになる。

そして、前記のような燃焼動作と蓄熱動作とを前記の対になった蓄熱式燃焼装置１０ａ，１０ｂにおいて交互に切り換えて行うと、燃焼動作時には、燃焼用空気中における窒素を窒素吸着材ｙに吸着させて燃焼用空気中における酸素濃度を高め、高温で熱効率の高い燃焼を行うことができるようになると共に、蓄熱動作時には、窒素吸着材ｙに吸着された窒素を簡単に離脱させて、燃焼排ガスと一緒に排出できるようになる。

また、前記の実施形態における蓄熱式燃焼設備のように、空気供給経路３と排ガス排気経路５とが合流して蓄熱部１２ａ（１２ｂ）と連通される合流経路２１ａ（２１ｂ）に前記の窒素処理部２０ａ（２０ｂ）を設けるにあたり、図２に示すように、前記の合流経路２１ａ（２１ｂ）に窒素処理部２０ａ（２０ｂ）を迂回するバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を設けると共に、このバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を通して流れる燃焼用空気及び／又は燃焼排ガスの量を調整する流量調整手段２３ａ（２３ｂ）を設けることができる。

そして、図２に示すように、排ガス排気経路５に設けた開閉弁５ａ（５ｂ）を閉じる一方、空気供給経路３に設けた開閉弁３ａ（３ｂ）を開けた状態で、前記の流量調整手段２３ａ（２３ｂ）により、前記の窒素処理部２０ａ（２０ｂ）を通して流れる燃焼用空気の流量とバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を通して流れる燃焼用空気の流量とを調整すると、蓄熱部１２ａ（１２ｂ）を通して導かれる燃焼用空気中における酸素濃度を適切に調整して、適切な燃焼を行うことができるようになると共に、窒素処理部２０ａ（２０ｂ）における窒素吸着材ｙの空気抵抗が大きく、燃焼用空気が窒素処理部２０ａ（２０ｂ）を流れにくい場合においても、流量調整手段２３ａ（２３ｂ）によりバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を通して流れる燃焼用空気の流量を調整することにより、適当量の燃焼用空気を蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に導いて燃焼に用いることができるようになる。

また、前記の図２に示す蓄熱式燃焼設備のように、前記の合流経路２１ａ（２１ｂ）に窒素処理部２０ａ（２０ｂ）を迂回するバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を設けると共に、このバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を通して流れる燃焼用空気及び／又は燃焼排ガスの量を調整する流量調整手段２３ａ（２３ｂ）を設けた場合において、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、合流経路２１ａ（２１ｂ）に設けられた窒素処理部２０ａ（２０ｂ）において、バイパス経路２２ａ（２２ｂ）に囲まれた部分における燃焼用空気の送り方向下流側の位置に、窒素処理部２０ａ（２０ｂ）から蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に向かう燃焼用空気を通過させるようにする一方、蓄熱部１２ａ（１２ｂ）から燃焼排ガスが窒素処理部２０ａ（２０ｂ）に導かれないようにする逆止弁２４ａ（２４ｂ）を設けるようにすることができる。

このように、窒素処理部２０ａ（２０ｂ）より燃焼用空気の送り方向下流側の位置において、窒素処理部２０ａ（２０ｂ）から蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に向かう燃焼用空気を通過させる一方、蓄熱部１２ａ（１２ｂ）から燃焼排ガスが窒素処理部２０ａ（２０ｂ）に導かれるのを停止させる逆止弁２４ａ（２４ｂ）を設けた場合において、図３（Ａ）に示すように、排ガス排気経路５に設けた開閉弁５ａ（５ｂ）を閉じる一方、空気供給経路３に設けた開閉弁３ａ（３ｂ）を開けて、窒素処理部２０ａ（２０ｂ）を通して燃焼用空気を蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に導くにあたり、前記のように流量調整手段２３ａ（２３ｂ）により、前記の窒素処理部２０ａ（２０ｂ）及び逆止弁２４ａ（２４ｂ）を通して流れる燃焼用空気の流量とバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を通して流れる燃焼用空気の流量とを調整すると、蓄熱部１２ａ（１２ｂ）を通して導かれる燃焼用空気中における酸素濃度を適切に調整して、適切な燃焼を行うことができるようになると共に、窒素処理部２０ａ（２０ｂ）における窒素吸着材ｙの空気抵抗が大きく、燃焼用空気が窒素処理部２０ａ（２０ｂ）を流れにくい場合においても、流量調整手段２３ａ（２３ｂ）によりバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を通して流れる燃焼用空気の流量を調整することにより、適当量の燃焼用空気を蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に導いて燃焼に用いることができるようになる。

一方、図３（Ｂ）に示すように、空気供給経路３に設けた開閉弁３ａ（３ｂ）を閉じる一方、排ガス排気経路５に設けた開閉弁５ａ（５ｂ）を開けた状態で、加熱炉１内における燃焼排ガスを蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に導き、燃焼排ガスの熱を蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に収容された蓄熱材ｘに蓄熱させた後、この燃焼排ガスを前記の排気装置４により排ガス排気経路５に吸引するようにした場合、燃焼排ガスは前記の逆止弁２４ａ（２４ｂ）により抑止されて窒素処理部２０ａ（２０ｂ）に導かれずに、前記の流量調整手段２３ａ（２３ｂ）が設けられたバイパス経路２２ａ（２２ｂ）だけを通して排ガス排気経路５に導かれるようになる。

そして、このようにバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を通して排ガス排気経路５に導かれる燃焼排ガスの流れにより、前記の窒素処理部２０ａ（２０ｂ）内が負圧になって吸引されると、この減圧によって窒素吸着材ｙに吸着されている窒素が離脱されて、前記の燃焼排ガスと一緒に排ガス排気経路５を通して煙道６に導かれて排出されるようになる。なお、このようにバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を通して排ガス排気経路５に導かれる燃焼排ガスの流れにより、前記の窒素処理部２０ａ（２０ｂ）内を吸引させて、窒素吸着材ｙに吸着されている窒素を十分に離脱させるためには、蓄熱式燃焼装置１０ａ，１０ｂが蓄熱動作のときだけ、バイパス経路２２ａ（２２ｂ）に設けた流量調整手段２３ａ（２３ｂ）を十分に開放させて、バイパス経路２２ａ（２２ｂ）を通して排ガス排気経路５に導かれる燃焼排ガスの流量を大きくすることが好ましい。

また、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記の合流経路２１ａ（２１ｂ）に窒素処理部２０ａ（２０ｂ）を迂回するバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を設けると共に、このバイパス経路２２ａ（２２ｂ）に、空気供給経路３から蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に向かう燃焼用空気を停止させる一方、蓄熱部１２ａ（１２ｂ）から燃焼排ガスが排ガス排気経路５に導かれるようにする逆止弁２５ａ（２５ｂ）を設けると共に、前記の図３（Ａ），（Ｂ）の場合と同様に、合流経路２１ａ（２１ｂ）に設けられた窒素処理部２０ａ（２０ｂ）において、バイパス経路２２ａ（２２ｂ）に囲まれた部分における燃焼用空気の送り方向下流側の位置に、窒素処理部２０ａ（２０ｂ）から蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に向かう燃焼用空気を通過させる一方、蓄熱部１２ａ（１２ｂ）から燃焼排ガスが窒素処理部２０ａ（２０ｂ）に導かれるのを停止させる逆止弁２４ａ（２４ｂ）を設けるようにすることができる。

このようにした場合、図４（Ａ）に示すように、排ガス排気経路５に設けた開閉弁５ａ（５ｂ）を閉じる一方、空気供給経路３に設けた開閉弁３ａ（３ｂ）を開けると、空気供給経路３から蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に向かう燃焼用空気は、バイパス経路２２ａ（２２ｂ）を通らずに、前記の窒素処理部２０ａ（２０ｂ）を通して蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に導かれ、燃焼用空気中における窒素が窒素処理部２０ａ（２０ｂ）における窒素吸着材ｙに吸着されて、酸素濃度が高くなった燃焼用空気が蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に導かれるようになる。

一方、図４（Ｂ）に示すように、排ガス排気経路５に設けた開閉弁５ａ（５ｂ）を開ける一方、空気供給経路３に設けた開閉弁３ａ（３ｂ）を閉じた状態で、加熱炉１内における燃焼排ガスを蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に導き、燃焼排ガスの熱を蓄熱部１２ａ（１２ｂ）に収容された蓄熱材ｘに蓄熱させた後、この燃焼排ガスを前記の排気装置４により排ガス排気経路５に吸引するようにした場合、燃焼排ガスは前記の逆止弁２４ａ（２４ｂ）により抑止されて窒素処理部２０ａ（２０ｂ）に導かれずに、前記のバイパス経路２２ａ（２２ｂ）に設けられた逆止弁２５ａ（２５ｂ）だけを通して排ガス排気経路５に導かれるようになる。

そして、このようにした場合も、前記のようにバイパス経路２２ａ（２２ｂ）を通して排ガス排気経路５に導かれる燃焼排ガスの流れにより、前記の窒素処理部２０ａ（２０ｂ）内が負圧になって吸引され、この減圧によって窒素吸着材ｙに吸着されている窒素が離脱されて、前記の燃焼排ガスと一緒に排ガス排気経路５を通して煙道６に導いて排出させるようになる。

また、前記の各蓄熱式燃焼設備においては、窒素吸着材ｙが収容された窒素処理部２０ａ（２０ｂ）を、空気供給経路３及び排ガス排気経路５と蓄熱部１２ａ（１２ｂ）との間に設けるようにしたが、図５に示すように、蓄熱材ｘが収容された蓄熱部１２ａ（１２ｂ）内に、窒素吸着材ｙが収容された窒素処理部２０ａ（２０ｂ）を設けるようにすることもできる。

また、前記の各蓄熱式燃焼設備においては、窒素吸着材ｙに吸着されている窒素が適切に離脱されるようにすると共に、燃焼排ガスが排ガス排気経路５を通して排出されるようにするため、排気装置４により燃焼排ガスを排ガス排気経路５に吸引させるようにしたが、煙道６の煙突効果による吸引力が排ガス排気経路５に働いて窒素吸着材ｙに吸着されている窒素が適切に離脱されて、燃焼排ガスが排ガス排気経路５を通して適切に排出される場合には、必ずしも、排気装置４を設ける必要はない。

なお、この実施形態では、蓄熱式燃焼装置１０ａ，１０ｂを対向するように設けたが、横並びに配置する等、別の配置でも良い。

１ 加熱炉（炉）
２ 給気装置
３ 空気供給経路
３ａ、３ｂ 開閉弁
４ 排気装置
５ 排ガス排気経路
５ａ、５ｂ 開閉弁
６ 煙道
１０ａ、１０ｂ 蓄熱式燃焼装置
１１ａ、１１ｂ 燃料供給部
１２ａ、１２ｂ 蓄熱部
２０ａ、２０ｂ 窒素処理部
２１ａ、２１ｂ 合流経路
２２ａ、２２ｂ バイパス経路
２３ａ、２３ｂ 流量調整手段
２４ａ、２４ｂ 逆止弁
２５ａ、２５ｂ 逆止弁
ｘ 蓄熱材
ｙ 窒素吸着材

Claims (5)

1. 空気供給経路から蓄熱材が収容された蓄熱部を通して導かれた燃焼用空気と燃料供給部から供給された燃料とを炉内において燃焼させる一方、炉内における燃焼排ガスを蓄熱材が収容された蓄熱部を通して排ガス排気経路に導いて排出させる蓄熱式燃焼装置が対になって設けられた蓄熱式燃焼設備において、前記の空気供給経路から蓄熱部に導かれる燃焼用空気中における窒素を吸着させる窒素吸着材を収容させた窒素処理部を設け、燃焼用空気中における窒素をこの窒素処理部における窒素吸着材に吸着させる一方、前記の蓄熱部を通して燃焼排ガスを排ガス排気経路に導く場合に、前記の窒素処理部に収容された窒素吸着材に吸着された窒素を離脱させて、前記の燃焼排ガスと一緒に排ガス排気経路を通して排出させることを特徴とする蓄熱式燃焼設備。
2. 請求項１に記載の蓄熱式燃焼設備において、前記の空気供給経路と排ガス排気経路とが合流して前記の蓄熱部と連通される合流経路に前記の窒素処理部を設けると共に、前記の空気供給経路と排ガス排気経路とにそれぞれ開閉弁を設け、空気供給経路に設けた前記の開閉弁を開けて、燃焼用空気を空気供給経路から窒素処理部に導く一方、排ガス排気経路に設けた開閉弁を開けて、燃焼排ガスを蓄熱部から窒素処理部に導くことを特徴とする蓄熱式燃焼設備。
3. 請求項２に記載の蓄熱式燃焼設備において、前記の合流経路に前記の窒素処理部を迂回するバイパス経路を設けると共に、前記のバイパス経路を通して流れる燃焼用空気及び／又は燃焼排ガスの量を調整する流量調整手段を設けたことを特徴とする蓄熱式燃焼設備。
4. 請求項３に記載の蓄熱式燃焼設備において、前記のバイパス経路を通して前記の燃焼排ガスを流し、前記の窒素処理部内を減圧させて、前記の窒素吸着材に吸着された窒素を離脱させることを特徴とする蓄熱式燃焼設備。
5. 請求項１に記載の蓄熱式燃焼設備において、前記の蓄熱材が収容された蓄熱部内に、前記の窒素吸着材を収容させた窒素処理部を設けたことを特徴とする蓄熱式燃焼設備。
   

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