JP2019074253A - Method for supplying oxygen-containing gas to secondary combustion chamber, and secondary combustion facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次燃焼室への酸素含有ガス(酸素を含有するガスである)の供給に関するものである。 The present invention relates to the supply of oxygen-containing gas (which is a gas containing oxygen) to a secondary combustion chamber.
一般に、ストーカ式焼却炉やガス化溶融炉等は、一次燃焼室から排出された排ガスを燃焼させる二次燃焼室を有しており、この二次燃焼室には、排ガスを燃焼させるための空気が供給されることが多い。例えば、特許文献1には、一次燃焼室及び二次燃焼室を有する炉本体と、二次燃焼室内に空気を吹き込む二次空気ノズルと、を有するストーカ式焼却炉が開示されている。二次空気ノズルは、二次燃焼室の前壁に設けられた3つの前壁ノズルと、二次燃焼室のうち前壁と対向する仕切壁に設けられた2つの仕切壁ノズルと、を有している。各前壁ノズルは、前壁の幅方向(前壁と仕切壁とが対向する方向及び上下方向の双方に直交する方向)の中央部でかつ互いに異なる高さ位置に設けられており、仕切壁に向かって空気を供給する。各仕切壁ノズルは、仕切壁の幅方向の端部でかつ前壁ノズルよりも低い位置に設けられており、前壁に向かって空気を供給する。このため、二次燃焼室内には、各前壁ノズルから供給された空気と一方の仕切壁ノズルから供給された空気とによって二次燃焼室の軸方向と直交する断面内の約半分の領域において右回りに旋回する第1の旋回流が形成されるとともに、各前壁ノズルから供給された空気と他方の仕切壁ノズルから供給された空気とによって前記断面内の残りの約半分の領域において左回りに旋回する第2の旋回流が形成される。これら2つの旋回流は、高さ方向については、少なくとも各仕切壁ノズルが設けられた位置(二次燃焼室内の上流側の空間)から各前壁ノズルのうち最も高くに位置するノズルが設けられた位置(二次燃焼室内の下流側の空間)に至る範囲に形成される。これら2つの旋回流により、一次燃焼室から排出された排ガスと二次空気ノズルから供給された空気との混合が促進されるので、二次燃焼室内において前記排ガスに含まれる一酸化炭素(CO)等の可燃性ガスが有効に燃焼する。 In general, the stoker type incinerator, the gasification and melting furnace, etc. have a secondary combustion chamber for burning the exhaust gas discharged from the primary combustion chamber, and the secondary combustion chamber is an air for burning the exhaust gas. Are often supplied. For example, Patent Document 1 discloses a stoker type incinerator having a furnace main body having a primary combustion chamber and a secondary combustion chamber, and a secondary air nozzle for blowing air into the secondary combustion chamber. The secondary air nozzle has three front wall nozzles provided on the front wall of the secondary combustion chamber and two partition wall nozzles provided on the partition wall facing the front wall of the secondary combustion chamber. doing. Each front wall nozzle is provided at the central portion in the width direction of the front wall (the direction orthogonal to both the direction in which the front wall and the partition wall oppose and the vertical direction), and at different height positions. Supply air towards the Each partition wall nozzle is provided at a widthwise end of the partition wall and at a position lower than the front wall nozzle, and supplies air toward the front wall. For this reason, in the secondary combustion chamber, the air supplied from each front wall nozzle and the air supplied from one of the partition wall nozzles in a half area in a cross section orthogonal to the axial direction of the secondary combustion chamber A first swirling flow is formed in a clockwise direction, and the air supplied from each front wall nozzle and the air supplied from the other partition wall nozzle are left in the remaining half area in the cross section. A second swirling flow is formed which pivots around. In these two swirling flows, in the height direction, the nozzle positioned at the highest of the front wall nozzles from the position at which each partition wall nozzle is provided (the space on the upstream side in the secondary combustion chamber) is provided It is formed in the range which reaches to the position (downstream space in the secondary combustion chamber). Since these two swirling flows promote mixing of the exhaust gas discharged from the primary combustion chamber and the air supplied from the secondary air nozzle, carbon monoxide (CO) contained in the exhaust gas in the secondary combustion chamber And combustible gases such as are effectively burned.
特許文献1に記載されるような二次燃焼室への空気供給方法では、二次燃焼室から排出される排ガスに含まれるCOの濃度が高くなる場合がある。 In the method of supplying air to the secondary combustion chamber as described in Patent Document 1, the concentration of CO contained in the exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber may be high.
本発明の目的は、二次燃焼室から排出される排ガスに含まれるCOの濃度を低減可能な二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法及び二次燃焼設備を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for supplying oxygen-containing gas to a secondary combustion chamber capable of reducing the concentration of CO contained in exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber.
前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明らは、特許文献1に記載されるような二次燃焼室においては、二次燃焼室に流入する排ガスは、二次燃焼室内の特定の領域に偏在した状態で二次燃焼室内を上昇する場合があり、この場合、二次燃焼室の軸方向と直交する断面内に複数の旋回流が形成されると、各旋回流の流速が小さくなるため、各旋回流による排ガスと空気との混合が不十分になること、及び、その結果、二次燃焼室で空気と反応しなかった可燃性ガス(CO等)が二次燃焼室から排出されることによって当該排ガスに含まれるCOの濃度が高くなることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, in the secondary combustion chamber as described in Patent Document 1, as a result of exhaustive investigation into the secondary combustion chamber as described in Patent Document 1, the exhaust gas flowing into the secondary combustion chamber The secondary combustion chamber may rise as it is unevenly distributed in the region, and in this case, when a plurality of swirling flows are formed in a cross section orthogonal to the axial direction of the secondary combustion chamber, the flow velocity of each swirling flow is small. As a result, the mixing of exhaust gas and air by each swirling flow becomes insufficient, and as a result, combustible gas (CO etc.) that did not react with air in the secondary combustion chamber is discharged from the secondary combustion chamber It has been found that the concentration of CO contained in the exhaust gas is increased by
そこで、本発明者らは、二次燃焼室内における上流側の空間及び下流側の空間の双方において、前記断面内において互いに同一方向に旋回する単一の旋回流が形成されるように酸素含有ガス(空気等)を二次燃焼室内に供給することにより、前記断面内に互いに異なる方向に旋回する複数の旋回流が形成される場合に比べて当該単一の旋回流の流速が大きくなるので、二次燃焼室内での一次燃焼室から排出された排ガスと酸素含有ガスとの混合を効果的に促進させることが可能であることに想到した。 Therefore, the inventors of the present invention have made it possible to form an oxygen-containing gas such that a single swirling flow that turns in the same direction in the cross section is formed in both the upstream space and the downstream space in the secondary combustion chamber. By supplying (air or the like) into the secondary combustion chamber, the flow velocity of the single swirling flow is increased as compared with the case where a plurality of swirling flows swirling in different directions are formed in the cross section, It was conceived that it is possible to effectively promote the mixing of the exhaust gas discharged from the primary combustion chamber in the secondary combustion chamber and the oxygen-containing gas.
本発明は、上記の観点に基づいてなされたものである。具体的に、本発明は、一次燃焼室から排出された排ガスを燃焼させる二次燃焼室であって筒状に形成されたものに酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給する方法であって、前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給する上流側供給工程と、前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間の下流側の空間に前記酸素含有ガスを供給する下流側供給工程と、を備え、前記上流側供給工程では、前記二次燃焼室の中心軸に直交する断面である軸直交断面において前記酸素含有ガスが特定方向に旋回することにより形成される単一の旋回流が前記上流側の空間において生じるように当該上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給し、前記下流側供給工程では、前記単一の旋回流の旋回方向と同じ方向に旋回する単一の旋回流が前記下流側の空間において生じるように当該下流側の空間に前記酸素含有ガスを供給する、二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法を提供する。 The present invention has been made based on the above-mentioned viewpoints. Specifically, the present invention is a method of supplying an oxygen-containing gas, which is a gas containing oxygen, to a cylindrically formed secondary combustion chamber that burns the exhaust gas discharged from the primary combustion chamber. And an upstream supply step of supplying the oxygen-containing gas to the space on the upstream side of the secondary combustion chamber with respect to the flow direction of the exhaust gas, and the space on the upstream side of the secondary combustion chamber with respect to the flow direction of the exhaust gas. A downstream supply step of supplying the oxygen-containing gas to a space on the downstream side of the oxygen-containing gas, in the upstream supply step, the oxygen-containing cross section being an orthogonal cross section which is a cross section orthogonal to a central axis of the secondary combustion chamber The oxygen-containing gas is supplied to the upstream space such that a single swirling flow formed by the gas swirling in a specific direction is generated in the upstream space, and in the downstream supply step, one The oxygen-containing gas supply to the secondary combustion chamber, which supplies the oxygen-containing gas to the downstream space such that a single swirling flow swirling in the same direction as the swirling direction of the swirling flow is generated in the downstream space Provide a way.
本二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法では、上流側の空間及び下流側の空間に互いに同じ方向に旋回する単一の旋回流が形成されるので、前記軸直交断面内に互いに異なる方向に旋回する複数の旋回流が形成される場合に比べて二次燃焼室内で排ガスと酸素含有ガスとが有効に混合する。これにより、二次燃焼室内において排ガスに含まれる可燃性ガスが有効に燃焼するので、二次燃焼室から排出される排ガスのCO濃度が低減される。 In the method for supplying oxygen-containing gas to the secondary combustion chamber, a single swirl flow swirling in the same direction is formed in the space on the upstream side and the space on the downstream side. The exhaust gas and the oxygen-containing gas are effectively mixed in the secondary combustion chamber as compared with the case where a plurality of swirling flows are formed. Thus, the combustible gas contained in the exhaust gas is effectively burned in the secondary combustion chamber, so that the CO concentration of the exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber is reduced.
この場合において、前記上流側供給工程では、前記軸直交断面において前記二次燃焼室の中心軸に向かう気流をも生じさせるように前記上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給することが好ましい。 In this case, in the upstream supply step, the oxygen-containing gas is preferably supplied to the upstream space so as to generate an air flow toward the central axis of the secondary combustion chamber in the axial orthogonal cross section.
このようにすれば、比較的流速が小さくなる軸直交断面における二次燃焼室の中心部付近において、上流側の空間から下流側の空間に吹き抜けるガス流れを抑制することができる。 In this way, it is possible to suppress gas flow from the space on the upstream side to the space on the downstream side in the vicinity of the central portion of the secondary combustion chamber in the axis orthogonal cross section in which the flow velocity is relatively low.
この場合において、前記下流側供給工程では、前記上流側供給工程において前記酸素含有ガスを供給する部位から前記流れ方向について下流側に0.9m以上3m以下離間した部位から前記酸素含有ガスを供給することが好ましい。 In this case, in the downstream side supply step, the oxygen-containing gas is supplied from a portion separated 0.9 m to 3 m downstream in the flow direction from the portion supplying the oxygen-containing gas in the upstream side supply step Is preferred.
このようにすれば、二次燃焼室から排出される排ガスのCO濃度がより確実に低減される。具体的に、下流側供給工程において酸素含有ガスが供給される部位と上流側供給工程において酸素含有ガスが供給される部位との距離が0.9m以上であることにより、単一の旋回流が二次燃焼室の中心軸に向かう気流の形成を阻害することが抑制されるので、排ガスに含まれるCOの反応率の低下が抑制され、また、前記距離が3m以下であることにより、一次燃焼室から排出された排ガスの二次燃焼室での燃焼が維持される程度に当該排ガスの温度が確保されるので、排ガスの燃焼率(COの反応率)が低下することが抑制される。 In this way, the CO concentration of the exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber can be reduced more reliably. Specifically, when the distance between the portion to which the oxygen-containing gas is supplied in the downstream side supply step and the portion to which the oxygen-containing gas is supplied in the upstream side supply step is 0.9 m or more, a single swirling flow is generated. Since inhibition of the formation of the air flow toward the central axis of the secondary combustion chamber is suppressed, a decrease in the reaction rate of CO contained in the exhaust gas is suppressed, and the distance is 3 m or less. Since the temperature of the exhaust gas is maintained to such an extent that the combustion in the secondary combustion chamber of the exhaust gas discharged from the chamber is maintained, the decrease in the combustion rate (the reaction rate of CO) of the exhaust gas is suppressed.
また、前記上流側供給工程では、前記下流側供給工程で供給される前記酸素含有ガスの量よりも多量の前記酸素含有ガスを供給することが好ましい。 Further, in the upstream supply step, it is preferable to supply the oxygen-containing gas in a larger amount than the amount of the oxygen-containing gas supplied in the downstream supply step.
このようにすれば、上流側供給工程での酸素含有ガスの供給量が下流側供給工程での酸素含有ガスの供給量と同じかそれよりも小さい場合に比べ、空気比が大きくなることなく二次燃焼室内の酸素含有ガスの滞留時間が長くなるので、二次燃焼室内で排ガスに含まれる可燃性ガスが有効に燃焼する。 In this manner, the air ratio does not increase compared to the case where the supply amount of the oxygen-containing gas in the upstream supply step is equal to or smaller than the supply amount of the oxygen-containing gas in the downstream supply step. Since the residence time of the oxygen-containing gas in the secondary combustion chamber becomes long, the combustible gas contained in the exhaust gas in the secondary combustion chamber is effectively burned.
また、前記上流側供給工程及び前記下流側供給工程では、空気比が0.3以上0.5以下となる量の前記酸素含有ガスを供給することが好ましい。 Moreover, in the upstream side supply process and the downstream side supply process, it is preferable to supply the oxygen-containing gas in an amount such that the air ratio is 0.3 or more and 0.5 or less.
このようにすれば、コスト削減と、二次燃焼室から排出される排ガスのCO濃度が低減と、の双方が達成される。 In this way, both cost reduction and reduction of the CO concentration of the exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber are achieved.
また、前記上流側供給工程では、前記下流側供給工程での前記酸素含有ガスの供給量の1倍以上1.5倍以下の量の前記酸素含有ガスを供給することが好ましい。 In the upstream supply step, the oxygen-containing gas is preferably supplied in an amount of 1 to 1.5 times the supply amount of the oxygen-containing gas in the downstream supply step.
また、本発明は、一次燃焼室の下流側に設けられており前記一次燃焼室から排出された排ガスを燃焼させる二次燃焼室であって筒状に形成されたものと、前記二次燃焼室に酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給するためのガス供給部と、を備え、前記ガス供給部は、前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給するための上流側供給部と、前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間の下流側の空間に前記酸素含有ガスを供給するための下流側供給部と、を含み、前記上流側供給部は、前記二次燃焼室の中心軸に直交する断面である軸直交断面において前記酸素含有ガスが特定方向に旋回することにより形成される単一の旋回流を前記上流側の空間において生じさせるように前記二次燃焼室に接続された旋回用供給部を有し、前記下流側供給部は、前記単一の旋回流の旋回方向と同じ方向に旋回することにより形成される単一の旋回流を前記下流側の空間において生じさせるように前記二次燃焼室に接続されている、二次燃焼設備を提供する。 Further, according to the present invention, there is provided a secondary combustion chamber provided downstream of the primary combustion chamber for burning the exhaust gas discharged from the primary combustion chamber, which is formed in a cylindrical shape, and the secondary combustion chamber A gas supply unit for supplying an oxygen-containing gas, which is a gas containing oxygen, to the oxygen on the upstream side of the secondary combustion chamber with respect to the flow direction of the exhaust gas; An upstream supply unit for supplying a contained gas; a downstream supply unit for supplying the oxygen-containing gas to a space on the downstream side of an upstream space in the secondary combustion chamber with respect to the flow direction of the exhaust gas; , And the upstream supply portion is configured to generate a single swirling flow formed by the oxygen-containing gas swirling in a specific direction in an axial orthogonal cross section that is a cross section orthogonal to the central axis of the secondary combustion chamber. In the upstream space A swirling supply connected to the secondary combustion chamber so that the downstream side is formed by turning in the same direction as the swirling direction of the single swirling flow The secondary combustion facility is connected to the secondary combustion chamber so as to generate a swirl flow in the downstream space.
本二次燃焼設備では、二次燃焼室における上流側の空間及び下流側の空間に互いに同じ方向に旋回する単一の旋回流が形成されるので、前記軸直交断面内に互いに異なる方向に旋回する複数の旋回流が形成される場合に比べて二次燃焼室内で排ガスと酸素含有ガスとが有効に混合する。これにより、排ガスに含まれる可燃性ガスが有効に燃焼するので、二次燃焼室から排出される排ガスのCO濃度が低減される。 In this secondary combustion facility, since a single swirling flow that swirls in the same direction is formed in the upstream space and the downstream space in the secondary combustion chamber, the swirling in mutually different directions is performed in the axis orthogonal cross section. The exhaust gas and the oxygen-containing gas are effectively mixed in the secondary combustion chamber as compared with the case where a plurality of swirling flows are formed. As a result, the combustible gas contained in the exhaust gas burns effectively, so the CO concentration of the exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber is reduced.
この場合において、前記二次燃焼室は、第1方向に互いに対向する一対の第1対向壁と、前記一対の第1対向壁に接続されており、前記第1方向と直交する方向である第2方向に互いに対向する一対の第2対向壁と、を有し、前記旋回用供給部は、前記一対の第1対向壁のうちの一方の第1対向壁に設けられた第1旋回用供給部と、前記一対の第1対向壁のうちの他方の第1対向壁に設けられた第2旋回用供給部と、を有し、前記第1旋回用供給部は、前記軸直交断面において、前記一方の第1対向壁のうち前記第2方向についての当該一方の第1対向壁の中心から一方側に偏倚した部位に接続されており、前記第2旋回用供給部は、前記軸直交断面において、前記他方の第1対向壁のうち前記第2方向についての当該他方の第1対向壁の中心から他方側に偏倚した部位に接続されており、前記下流側供給部は、前記一方の第1対向壁又は前記一対の第2対向壁のうちの一方の第2対向壁に設けられた第1下流側供給部と、前記他方の第1対向壁又は前記一対の第2対向壁のうちの他方の第2対向壁に設けられた第2下流側供給部と、を有し、前記第1下流側供給部は、前記軸直交断面において、前記一方の第1対向壁のうち前記第2方向についての当該一方の第1対向壁の中心から一方側に偏倚した部位又は前記一方の第2対向壁のうち前記第1方向についての当該一方の第2対向壁の中心から一方側に偏倚した部位に接続されており、前記第2下流側供給部は、前記軸直交断面において、前記他方の第1対向壁のうち前記第2方向についての当該他方の第1対向壁の中心から他方側に偏倚した部位又は前記一方の第2対向壁のうち前記第1方向についての当該他方の第2対向壁の中心から他方側に偏倚した部位に接続されていることが好ましい。 In this case, the secondary combustion chamber is connected to the pair of first opposing walls opposing each other in the first direction and the pair of first opposing walls, and is a direction perpendicular to the first direction. A pair of second facing walls facing each other in two directions, wherein the turning supply unit is a first turning supply provided on one of the first facing walls of the pair of first facing walls And a second turning supply portion provided on the other first opposing wall of the pair of first opposing walls, the first turning supply portion having the axis-perpendicular cross section, The first first opposing wall is connected to a portion of the first opposing wall in the second direction that is offset from the center of the first opposing wall in the second direction, and the second turning supply portion has the axis orthogonal cross section In the other first opposing wall in the second direction in the other first opposing wall And the downstream supply portion is provided on a first opposing wall of the one first opposing wall or a second opposing wall of one of the pair of second opposing walls. A downstream side supply unit; and a second downstream side supply unit provided on the other first opposing wall or the other second opposing wall of the pair of second opposing walls; The side supply section is a portion of the one first opposing wall deviated from the center of the one first opposing wall in the second direction to the one side or the one second opposing wall in the axially orthogonal cross section. The second downstream side supply portion is connected to the other first portion in the axis orthogonal cross section in a portion deviated from the center of the one second opposing wall in the first direction to the one side in the first direction. From the center of the other first opposing wall in the second direction among the opposing walls, the other It is preferably connected from the center of the other of the second opposing wall for the first direction of the site or the one of the second opposing wall and biased to the side at a site offset on the other side.
この態様では、第1旋回用供給部及び第2旋回用供給部によって上流側の空間に有効に前記単一の旋回流が形成され、かつ、第1下流側供給部及び第2下流側供給部によって下流側の空間に有効に前記単一の旋回流が形成される。 In this aspect, the single swirling flow is effectively formed in the space on the upstream side by the first swirling feeding portion and the second swirling feeding portion, and the first downstream feeding portion and the second downstream feeding portion Effectively creates the single swirl flow in the downstream space.
加えて、前記上流側供給部は、前記軸直交断面において前記二次燃焼室の中心に向かう前記酸素含有ガスの気流を生じさせる中心用供給部をさらに有することが好ましい。 In addition, it is preferable that the upstream supply unit further includes a center supply unit that generates an air flow of the oxygen-containing gas toward the center of the secondary combustion chamber in the axial orthogonal cross section.
このようにすれば、比較的流速が小さくなる軸直交断面における二次燃焼室の中心部付近において、上流側の空間から下流側の空間に吹き抜けるガス流れを抑制することができる。 In this way, it is possible to suppress gas flow from the space on the upstream side to the space on the downstream side in the vicinity of the central portion of the secondary combustion chamber in the axis orthogonal cross section in which the flow velocity is relatively low.
また、前記中心用供給部は、前記第1対向壁のうち前記第2方向についての当該第1対向壁の中心から前記単一の旋回流の旋回方向と反対方向に偏倚した部位に接続されていることが好ましい。 Further, the center supply portion is connected to a portion of the first opposing wall which is deviated in a direction opposite to the swirling direction of the single swirling flow from the center of the first opposing wall in the second direction Is preferred.
このようにすれば、中心用供給部から供給された酸素含有ガスが単一の旋回流の影響によって二次燃焼室の中心部に到達しやすくなる。よって、二次燃焼室の中心部付近における酸素含有ガスと排ガスとの混合がより促進される。 In this way, the oxygen-containing gas supplied from the central supply portion can easily reach the central portion of the secondary combustion chamber under the influence of a single swirl flow. Thus, the mixing of the oxygen-containing gas and the exhaust gas near the center of the secondary combustion chamber is further promoted.
具体的に、前記中心用供給部の前記第1対向壁の中心からの偏倚量は、0よりも大きくかつ前記第2方向についての前記第1対向壁の寸法の4分の1以下に設定されていることが好ましい。 Specifically, the amount of deviation from the center of the first opposing wall of the center supply portion is set to be larger than 0 and not more than one fourth of the dimension of the first opposing wall in the second direction. Is preferred.
このようにすれば、中心用供給部から供給された酸素含有ガスがより確実に二次燃焼室の中心部に到達する。 In this way, the oxygen-containing gas supplied from the central supply portion can more reliably reach the center of the secondary combustion chamber.
また、前記下流側供給部は、前記二次燃焼室のうち前記上流側供給部が接続された部位から前記流れ方向について下流側に0.9m以上3m以下離間した部位に接続されていることが好ましい。 In addition, the downstream supply portion is connected to a portion of the secondary combustion chamber that is separated by 0.9 m or more and 3 m or less downstream in the flow direction from the portion connected to the upstream supply portion. preferable.
このようにすれば、二次燃焼室から排出される排ガスのCO濃度がより確実に低減される。具体的に、下流側供給部が接続された部位と上流側供給部が接続された部位との距離が0.9m以上であることにより、単一の旋回流が中心用供給部から供給された気流(二次燃焼室の中心に向かう気流)の形成を阻害することが抑制されるので、排ガスに含まれるCOの反応率の低下が抑制され、また、前記距離が3m以下であることにより、一次燃焼室から排出された排ガスの二次燃焼室での燃焼が維持される程度に当該排ガスの温度が確保されるので、排ガスの燃焼率(COの反応率)が低下することが抑制される。 In this way, the CO concentration of the exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber can be reduced more reliably. Specifically, a single swirling flow is supplied from the central supply unit because the distance between the portion to which the downstream supply unit is connected and the portion to which the upstream supply unit is connected is 0.9 m or more. Since inhibition of the formation of the air flow (air flow toward the center of the secondary combustion chamber) is suppressed, a decrease in the reaction rate of CO contained in the exhaust gas is suppressed, and the distance is 3 m or less. Since the temperature of the exhaust gas is maintained to such an extent that the combustion in the secondary combustion chamber of the exhaust gas discharged from the primary combustion chamber is maintained, the decrease in the combustion rate of CO (the reaction rate of CO) is suppressed .
また、前記上流側供給部からの前記酸素含有ガスの供給量は、前記下流側供給部からの前記酸素含有ガスの供給量よりも大きく設定されていることが好ましい。 Further, it is preferable that the supply amount of the oxygen-containing gas from the upstream supply unit is set larger than the supply amount of the oxygen-containing gas from the downstream supply unit.
このようにすれば、上流側供給部からの酸素含有ガスの供給量が下流側供給部からの酸素含有ガスの供給量と同じかそれよりも小さい場合に比べ、空気比が大きくなることなく二次燃焼室内の酸素含有ガスの滞留時間が長くなるので、二次燃焼室内で排ガスに含まれる可燃性ガスが有効に燃焼する。 In this manner, the air ratio does not increase compared to the case where the supply amount of the oxygen-containing gas from the upstream supply unit is equal to or smaller than the supply amount of the oxygen-containing gas from the downstream supply unit. Since the residence time of the oxygen-containing gas in the secondary combustion chamber becomes long, the combustible gas contained in the exhaust gas in the secondary combustion chamber is effectively burned.
この場合において、前記上流側供給部及び前記下流側供給部は、空気比が0.3以上0.5以下となる量の前記酸素含有ガスを供給することが好ましい。 In this case, the upstream supply unit and the downstream supply unit preferably supply the oxygen-containing gas in an amount such that the air ratio is 0.3 or more and 0.5 or less.
さらに、前記上流側供給部からの前記酸素含有ガスの供給量は、前記下流側供給部からの前記酸素含有ガスの供給量の1倍以上1.5倍以下に設定されていることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the supply amount of the oxygen-containing gas from the upstream side supply unit is set to 1 to 1.5 times the supply amount of the oxygen-containing gas from the downstream side supply unit.
以上のように、本発明によれば、二次燃焼室から排出される排ガスに含まれるCOの濃度を低減可能な二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法及び二次燃焼設備を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, there is provided a method of supplying oxygen-containing gas to a secondary combustion chamber capable of reducing the concentration of CO contained in exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber, and a secondary combustion facility. Is possible.
本発明の一実施形態の二次燃焼設備2について、図1〜図3を参照しながら説明する。
The
図1には、二次燃焼設備2を含む溶融炉が示されている。この溶融炉は、廃棄物を加熱することにより当該廃棄物から可燃性ガスを取り出すガス化炉(図示略)の下流側に設けられている。溶融炉は、一次燃焼室10と、二次燃焼設備2と、を備えている。
A melting furnace including a
一次燃焼室10では、ガス化炉から流入した可燃性ガスG1が燃焼することにより、当該可燃性ガスG1に含まれる灰分が溶融する。この灰分の溶融により形成されるスラグSLは、一次燃焼室10の下部に設けられた出滓口10aから排出される。
In the
二次燃焼設備2は、二次燃焼室20と、ガス供給部30と、を備えている。
The
二次燃焼室20は、一次燃焼室10の下流側に設けられている。二次燃焼室20は、一次燃焼室10から排出された排ガスを燃焼させる。二次燃焼室20は、四角筒状に形成されている。本実施形態では、二次燃焼室20は、当該二次燃焼室20の中心軸が鉛直方向と平行となる姿勢で配置されている。図2及び図3に示されるように、二次燃焼室20は、第1方向に互いに対向する一対の第1対向壁21と、第1方向と直交する第2方向に互いに対向する一対の第2対向壁22と、を有している。なお、二次燃焼室20の下流側には、二次燃焼室20から排出された排ガスG2から熱を回収するボイラ(図示略)が設けられている。
The
ガス供給部30は、二次燃焼室20に酸素を含有するガスである酸素含有ガス(本実施形態では空気)を供給するための部位である。本実施形態では、ガス供給部30は、二次燃焼室20に接続されたノズルを有している。各ノズルは、酸素含有ガスを当該ノズルに供給するための流路を通じて酸素含有ガスの供給源(図示略)に接続されている。ガス供給部30は、上流側供給部40と、下流側供給部50と、を有する。
The
上流側供給部40は、排ガスの流れ方向(本実施形態では上方向)について二次燃焼室20内のうち上流側(図1における下側)の空間Suに酸素含有ガスを供給するためのものである。図2に示されるように、上流側供給部40は、旋回用供給部42と、中心用供給部44と、を有する。
The
旋回用供給部42は、二次燃焼室20の中心軸Cに直交する断面である軸直交断面(図2に示される断面)において酸素含有ガスが特定方向(図2では右回り)に旋回することにより形成される単一の旋回流Sを上流側の空間Suにおいて生じさせるためのものである。具体的に、旋回用供給部42は、一対の第1対向壁21,21のうちの一方の第1対向壁21に設けられた第1旋回用供給部42aと、一対の第1対向壁21,21のうちの他方の第1対向壁21に設けられた第2旋回用供給部42bと、を有する。
In the swirling
第1旋回用供給部42aは、前記軸直交断面において、一方の第1対向壁21のうち第2方向についての当該一方の第1対向壁21の中心Oから一方側(図2では上側)に偏倚した部位に接続されている。第1旋回用供給部42aは、一方の第1対向壁21と直交する姿勢で当該第1対向壁21に接続されている。本実施形態では、第1旋回用供給部42aは、2本のノズルを有している。
The first
第2旋回用供給部42bは、前記軸直交断面において、他方の第1対向壁21のうち第2方向についての当該他方の第1対向壁21の中心Oから他方側(図2では下側)に偏倚した部位に接続されている。本実施形態では、第2旋回用供給部42bは、前記軸直交断面において、二次燃焼室20の中心軸Cを基準として第1旋回用供給部42aと点対称となるように他方の第1対向壁21に接続されている。このため、第1旋回用供給部42a及び第2旋回用供給部42bから酸素含有ガスが供給されることにより、上流側の空間Suに前記単一の旋回流Sが形成される。
The second
中心用供給部44は、前記軸直交断面において二次燃焼室20の中心軸Cに向かう酸素含有ガスの気流を生じさせるためのものである。中心用供給部44は、前記一方の第1対向壁21に設けられた第1中心用供給部44aと、前記他方の第1対向壁21に設けられた第2中心用供給部44aと、を有する。
The
第1中心用供給部44aは、前記一方の第1対向壁21のうち第2方向についての当該第1対向壁21の中心Oから単一の旋回流Sの旋回方向と反対方向(図2では下方向)に偏倚した部位に接続されている。第1中心用供給部44aが設けられている部位の前記中心Oからの偏倚量は、0よりも大きくかつ第2方向についての第1対向壁21の寸法の4分の1以下に設定されている。第1中心用供給部44aは、一方の第1対向壁21と直交する姿勢で当該第1対向壁21に接続されている。本実施形態では、第1中心用供給部44aは、1本のノズルを有している。
From the center O of the first opposing
第2中心用供給部44bは、軸直交断面において、二次燃焼室20の中心軸Cを基準として第1中心用供給部44aと点対称となるように他の第1対向壁21に接続されている。このため、第1中心用供給部44a及び第2中心用供給部44bから酸素含有ガスが供給されることにより、前記軸直交断面において二次燃焼室20の中心軸Cに向かう気流が生じる。
The second
下流側供給部50は、前記排ガスの流れ方向について二次燃焼室20内のうち上流側の空間Suの下流側(図1における上側)の空間Sdに酸素含有ガスを供給するためのものである。下流側供給部50は、旋回用供給部42から供給された酸素含有ガスにより形成される前記単一の旋回流Sの旋回方向と同じ方向(本実施形態では右回り)に旋回することにより形成される単一の旋回流Sを下流側の空間Sdにおいて生じさせる姿勢で二次燃焼室20に接続されている。下流側供給部50は、二次燃焼室20のうち上流側供給部40が接続された部位から下流側に0.9m以上3m以下離間した部位に接続されることが好ましい。換言すれば、下流側供給部50が接続される部位と上流側供給部40が接続される部位との距離が0.9m以上3m以下に設定されることが好ましい。図3に示されるように、下流側供給部50は、第1下流側供給部52aと、第2下流側供給部52bと、を有する。
The downstream
第1下流側供給部52aは、一対の第1対向壁21,21のうちの一方の第1対向壁21に接続されている。より具体的には、第1下流側供給部52aは、前記軸直交断面において、前記一方の第1対向壁21のうち第2方向についての当該一方の第1対向壁21の中心Oから一方側(図3では上側)に偏倚した部位に接続されている。第1下流側供給部52aは、前記一方の第1対向壁21に直交する姿勢で当該一方の第1対向壁21に接続されている。本実施形態では、第1下流側供給部52aは、2本のノズルを有している。
The first downstream-
第2下流側供給部52bは、一対の第1対向壁21,21のうちの他方の第1対向壁21に接続されている。より具体的には、第2下流側供給部52aは、前記軸直交断面において、前記他方の第1対向壁21のうち第2方向についての当該他方の第1対向壁21の中心Oから他方側(図3では下側)に偏倚した部位に接続されている。本実施形態では、第2下流側供給部52bは、前記軸直交断面において、二次燃焼室20の中心軸Cを基準として第1下流側供給部52aと点対称となるように他方の第1対向壁21に接続されている。このため、第1下流側供給部52a及び第2下流側供給部52bから酸素含有ガスが供給されることにより、下流側の空間Sdに前記単一の旋回流Sが形成される。
The second downstream
本実施形態では、上流側供給部40からの酸素含有ガスの供給量は、下流側供給部50からの酸素含有ガスの供給量の1倍以上1.5倍以下に設定されている。また、上流側供給部40及び下流側供給部50からは、空気比が0.3以上0.5以下となる量の酸素含有ガスが供給される。
In the present embodiment, the supply amount of the oxygen-containing gas from the upstream
次に、本実施形態の溶融炉の動作について説明する。 Next, the operation of the melting furnace of the present embodiment will be described.
本溶融炉が運転されると、一次燃焼室10では、ガス化炉から排出された可燃性ガスG1が燃焼され、これにより可燃性ガスG1に含まれる灰分が溶融する。灰分の溶融により形成されるスラグSLは、出滓口10aから排出される。
When the melting furnace is operated, the combustible gas G1 discharged from the gasification furnace is burned in the
そして、一次燃焼室10から排出された排ガスは、二次燃焼室20に流入する。二次燃焼室20には、ガス供給部30から酸素含有ガス(本実施形態では空気)が供給される。具体的に、上流側供給部40を通じて酸素含有ガスが供給される。これが上流側供給工程に相当する。より詳細には、上流側供給工程では、旋回用供給部42を通じて酸素含有ガスが供給されるとともに、中心用供給部44を通じて酸素含有ガスが供給される。旋回用供給部42を通じた酸素含有ガスの供給により、二次燃焼室20の上流側の空間Suには、前記軸直交断面において特定方向に旋回する単一の旋回流Sが形成される。また、中心用供給部44を通じた酸素含有ガスの供給により、前記軸直交断面における二次燃焼室20の中心軸Cに向かう酸素含有ガスの気流が形成される。
Then, the exhaust gas discharged from the
また、上流側供給部40からの酸素含有ガスの供給とともに、下流側供給部50を通じて酸素含有ガスが供給される。これが下流側供給工程に相当する。この供給より、二次燃焼室20の下流側の空間Sdには、上流側の空間Suで形成された単一の旋回流Sと前記軸直交断面において同方向に旋回する単一の旋回流Sが形成される。
In addition to the supply of the oxygen-containing gas from the
以上に説明したように、本実施形態の二次燃焼室20への酸素含有ガス供給方法では、上流側の空間Su及び下流側の空間Sdに前記軸直交断面において互いに同じ方向に旋回する単一の旋回流Sが形成されるので、前記軸直交断面内に互いに異なる方向に旋回する複数の旋回流が形成される場合に比べて二次燃焼室20内で排ガスと酸素含有ガスとが有効に混合する。これにより、二次燃焼室20内において排ガスに含まれる可燃性ガスが有効に燃焼するので、二次燃焼室20から排出される排ガスG2のCO濃度が低減される。
As described above, in the method for supplying oxygen-containing gas to the
また、上流側供給工程では、前記軸直交断面において二次燃焼室20の中心軸Cに向かう気流をも生じさせるように上流側の空間Suに酸素含有ガスが供給されるので、比較的流速が小さくなる軸直交断面における二次燃焼室20の中心部付近において、上流側の空間Suから下流側の空間Sdに吹き抜けるガス流れを抑制することができる。
Further, in the upstream supply step, the oxygen-containing gas is supplied to the space Su on the upstream side so as to generate an air flow toward the central axis C of the
また、上流側供給工程では、下流側供給工程で供給される酸素含有ガスの量よりも多量の酸素含有ガスを供給されるので、上流側供給工程での酸素含有ガスの供給量が下流側供給工程での酸素含有ガスの供給量と同じかそれよりも小さい場合に比べ、空気比が大きくなることなく二次燃焼室20内の酸素含有ガスの滞留時間が長くなる。よって、二次燃焼室20内で排ガスに含まれる可燃性ガスが有効に燃焼する。
Further, in the upstream side supply step, since a larger amount of oxygen-containing gas is supplied than the amount of the oxygen-containing gas supplied in the downstream side supply step, the supply amount of the oxygen-containing gas in the upstream side supply step is the downstream side supply. The residence time of the oxygen-containing gas in the
また、下流側供給工程では、上流側供給工程において酸素含有ガスを供給する部位から流れ方向について下流側に0.9m以上3m以下離間した部位から酸素含有ガスを供給するので、二次燃焼室20から排出される排ガスG2のCO濃度がより確実に低減される。具体的に、下流側供給部50が接続された部位と上流側供給部40が接続された部位との距離が0.9m以上確保されることにより、単一の旋回流Sが中心用供給部44から供給された気流(二次燃焼室20の中心に向かう気流)の形成を阻害することが抑制されるので、排ガスG2に含まれるCOの反応率の低下が抑制される。また、前記距離が3m以下であることにより、一次燃焼室10から排出された排ガスの二次燃焼室20での燃焼が維持される程度に(例えば850℃以上に)当該排ガスの温度が確保されるので、排ガスの燃焼率(COの反応率)が低下することが抑制される。
Further, in the downstream side supply step, the oxygen-containing gas is supplied from a portion separated by 0.9 m or more and 3 m or less downstream in the flow direction from the portion supplying the oxygen-containing gas in the upstream side supply step. The CO concentration of the exhaust gas G2 discharged from the exhaust gas is more reliably reduced. Specifically, by securing a distance of 0.9 m or more between the portion to which the downstream
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is indicated not by the description of the embodiments described above but by the claims, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
例えば、第1下流側供給部52aは、一対の第2対向壁22,22のうちの一方の第2対向壁22に接続され、第2下流側供給部52bは、一対の第2対向壁22,22のうちの他方の第2対向壁22に接続されてもよい。
For example, the first
また、上流側供給部40及び下流側供給部50の各ノズルの本数は、上記の例に限られない。また、下流側供給部50のノズルの本数は、上流側供給部40のノズルの本数と同じであってもよい。
Further, the number of the nozzles of the upstream
また、図4に示されるように、中心用供給部44は、第1対向壁21の中心Oを含む位置に設けられてもよい。また、上流側供給部40のみならず下流側供給部50が中心用供給部を有していてもよい。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、ガス供給部30は、上流側供給部40と下流側供給部50との間に設けられた中間供給部をさらに有していてもよい。中間供給部は、前記軸直交断面において二次燃焼室20の中心軸Cに向かう酸素含有ガスの気流を生じさせる姿勢で二次燃焼室20に接続されることが好ましい。これにより、上流側の空間Su及び下流側の空間Sdに前記単一の旋回流Sが形成されるのを実質的に阻害することなく、前記軸直交断面における上流側の空間Suの中央部から下流側の空間Sdの中央部ないしその下流側へのガスの吹き抜けがより確実に抑制される。
The
また、ガス供給部30の各ノズルは、当該ノズルの中心軸が各対向壁と交差する姿勢で当該対向壁に接続されてもよい。
In addition, each nozzle of the
また、二次燃焼室20は、当該二次燃焼室20の中心軸が鉛直方向と交差する姿勢で配置されてもよい。
Further, the
2 二次燃焼設備
10 一次燃焼室
20 二次燃焼室
21 第1対向壁
22 第2対向壁
30 ガス供給部
40 上流側供給部
42 旋回用供給部
42a 第1旋回用供給部
42b 第2旋回用供給部
44 中心用供給部
44a 第1中心用供給部
44b 第2中心用供給部
50 下流側供給部
52a 第1下流側供給部
52b 第2下流側供給部
S 単一の旋回流
Su 上流側の空間
Sd 下流側の空間
2
本発明は、上記の観点に基づいてなされたものである。具体的に、本発明は、一次燃焼室から排出された排ガスを燃焼させる二次燃焼室であって筒状に形成されたものに酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給する方法であって、前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給する上流側供給工程と、前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間の下流側の空間に前記酸素含有ガスを供給する下流側供給工程と、を備え、前記上流側供給工程では、前記二次燃焼室の中心軸に直交する断面である軸直交断面において前記酸素含有ガスが特定方向に旋回することにより形成される単一の旋回流が前記上流側の空間において生じるように当該上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給し、前記下流側供給工程では、前記単一の旋回流の旋回方向と同じ方向に旋回する単一の旋回流が前記下流側の空間において生じるように当該下流側の空間に前記酸素含有ガスを供給し、前記上流側供給工程では、前記下流側供給工程で供給される前記酸素含有ガスの量よりも多量の前記酸素含有ガスを供給する、二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法を提供する。 The present invention has been made based on the above-mentioned viewpoints. Specifically, the present invention is a method of supplying an oxygen-containing gas, which is a gas containing oxygen, to a cylindrically formed secondary combustion chamber that burns the exhaust gas discharged from the primary combustion chamber. And an upstream supply step of supplying the oxygen-containing gas to the space on the upstream side of the secondary combustion chamber with respect to the flow direction of the exhaust gas, and the space on the upstream side of the secondary combustion chamber with respect to the flow direction of the exhaust gas. A downstream supply step of supplying the oxygen-containing gas to a space on the downstream side of the oxygen-containing gas, in the upstream supply step, the oxygen-containing cross section being an orthogonal cross section which is a cross section orthogonal to a central axis of the secondary combustion chamber The oxygen-containing gas is supplied to the upstream space such that a single swirling flow formed by the gas swirling in a specific direction is generated in the upstream space, and in the downstream supply step, one Single swirling flow swirling in the same direction as the turning direction of the swirling flow is supplied to the oxygen-containing gas to the downstream side of the space, as occurs in the space of the downstream, in the upstream supply step, the downstream supplying a large amount of the oxygen-containing gas than the amount of the oxygen-containing gas supplied by the supplying step, to provide an oxygen-containing gas supply method to the secondary combustion chamber.
本二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法では、上流側の空間及び下流側の空間に互いに同じ方向に旋回する単一の旋回流が形成されるので、前記軸直交断面内に互いに異なる方向に旋回する複数の旋回流が形成される場合に比べて二次燃焼室内で排ガスと酸素含有ガスとが有効に混合する。これにより、二次燃焼室内において排ガスに含まれる可燃性ガスが有効に燃焼するので、二次燃焼室から排出される排ガスのCO濃度が低減される。また、上流側供給工程での酸素含有ガスの供給量が下流側供給工程での酸素含有ガスの供給量と同じかそれよりも小さい場合に比べ、空気比が大きくなることなく二次燃焼室内の酸素含有ガスの滞留時間が長くなるので、二次燃焼室内で排ガスに含まれる可燃性ガスが有効に燃焼する。 In the method for supplying oxygen-containing gas to the secondary combustion chamber, a single swirl flow swirling in the same direction is formed in the space on the upstream side and the space on the downstream side. The exhaust gas and the oxygen-containing gas are effectively mixed in the secondary combustion chamber as compared with the case where a plurality of swirling flows are formed. Thus, the combustible gas contained in the exhaust gas is effectively burned in the secondary combustion chamber, so that the CO concentration of the exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber is reduced. Further, the air ratio does not increase as compared with the case where the supply amount of the oxygen-containing gas in the upstream supply step is equal to or smaller than the supply amount of the oxygen-containing gas in the downstream supply step. Since the residence time of the oxygen-containing gas is increased, the combustible gas contained in the exhaust gas in the secondary combustion chamber is effectively burned.
また、本発明は、一次燃焼室から排出された排ガスを燃焼させる二次燃焼室であって筒状に形成されたものに酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給する方法であって、前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給する上流側供給工程と、前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間の下流側の空間に前記酸素含有ガスを供給する下流側供給工程と、を備え、前記上流側供給工程では、前記二次燃焼室の中心軸に直交する断面である軸直交断面において前記酸素含有ガスが特定方向に旋回することにより形成される単一の旋回流が前記上流側の空間において生じるように当該上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給し、前記下流側供給工程では、前記単一の旋回流の旋回方向と同じ方向に旋回する単一の旋回流が前記下流側の空間において生じるように当該下流側の空間に前記酸素含有ガスを供給し、前記上流側供給工程及び前記下流側供給工程では、空気比が0.3以上0.5以下となる量の前記酸素含有ガスを供給する、二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法を提供する。 The present invention is also a method of supplying an oxygen-containing gas, which is a gas containing oxygen, to a secondary combustion chamber that burns the exhaust gas discharged from the primary combustion chamber and is formed into a tubular shape. An upstream supply step of supplying the oxygen-containing gas to an upstream space of the secondary combustion chamber with respect to the flow direction of the exhaust gas; and a downstream space of the upstream side of the secondary combustion chamber with respect to the flow direction of the exhaust gas A downstream side supply step of supplying the oxygen-containing gas to the side space, and in the upstream side supply step, the oxygen-containing gas is a cross section orthogonal to the central axis of the secondary combustion chamber; The oxygen-containing gas is supplied to the upstream space such that a single swirling flow formed by swirling in a specific direction is generated in the upstream space, and in the downstream supply process, the single gas flow is performed. Whirl Supplying the oxygen-containing gas to the space of the downstream produce a single swirling flow swirling in the same direction as the turning direction in the space of the downstream side of the flow, the upstream supply step and the downstream supplying step The present invention provides a method of supplying an oxygen-containing gas to a secondary combustion chamber, which supplies the oxygen-containing gas in an amount such that the air ratio is 0.3 or more and 0.5 or less.
また、本発明は、一次燃焼室の下流側に設けられており前記一次燃焼室から排出された排ガスを燃焼させる二次燃焼室であって筒状に形成されたものと、前記二次燃焼室に酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給するためのガス供給部と、を備え、前記ガス供給部は、前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給するための上流側供給部と、前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間の下流側の空間に前記酸素含有ガスを供給するための下流側供給部と、を含み、前記上流側供給部は、前記二次燃焼室の中心軸に直交する断面である軸直交断面において前記酸素含有ガスが特定方向に旋回することにより形成される単一の旋回流を前記上流側の空間において生じさせるように前記二次燃焼室に接続された旋回用供給部を有し、前記下流側供給部は、前記単一の旋回流の旋回方向と同じ方向に旋回することにより形成される単一の旋回流を前記下流側の空間において生じさせるように前記二次燃焼室に接続されており、前記上流側供給部からの前記酸素含有ガスの供給量は、前記下流側供給部からの前記酸素含有ガスの供給量よりも大きく設定されている、二次燃焼設備を提供する。 Further, according to the present invention, there is provided a secondary combustion chamber provided downstream of the primary combustion chamber for burning the exhaust gas discharged from the primary combustion chamber, which is formed in a cylindrical shape, and the secondary combustion chamber A gas supply unit for supplying an oxygen-containing gas, which is a gas containing oxygen, to the oxygen on the upstream side of the secondary combustion chamber with respect to the flow direction of the exhaust gas; An upstream supply unit for supplying a contained gas; a downstream supply unit for supplying the oxygen-containing gas to a space on the downstream side of an upstream space in the secondary combustion chamber with respect to the flow direction of the exhaust gas; , And the upstream supply portion is configured to generate a single swirling flow formed by the oxygen-containing gas swirling in a specific direction in an axial orthogonal cross section that is a cross section orthogonal to the central axis of the secondary combustion chamber. In the upstream space A swirling supply connected to the secondary combustion chamber so that the downstream side is formed by turning in the same direction as the swirling direction of the single swirling flow Is connected to the secondary combustion chamber so as to generate a swirling flow in the downstream space, and the supply amount of the oxygen-containing gas from the upstream supply unit is the oxygen from the downstream supply unit. To provide a secondary combustion facility which is set larger than the supply amount of the contained gas .
本二次燃焼設備では、二次燃焼室における上流側の空間及び下流側の空間に互いに同じ方向に旋回する単一の旋回流が形成されるので、前記軸直交断面内に互いに異なる方向に旋回する複数の旋回流が形成される場合に比べて二次燃焼室内で排ガスと酸素含有ガスとが有効に混合する。これにより、排ガスに含まれる可燃性ガスが有効に燃焼するので、二次燃焼室から排出される排ガスのCO濃度が低減される。また、上流側供給部からの酸素含有ガスの供給量が下流側供給部からの酸素含有ガスの供給量と同じかそれよりも小さい場合に比べ、空気比が大きくなることなく二次燃焼室内の酸素含有ガスの滞留時間が長くなるので、二次燃焼室内で排ガスに含まれる可燃性ガスが有効に燃焼する。 In this secondary combustion facility, since a single swirling flow that swirls in the same direction is formed in the upstream space and the downstream space in the secondary combustion chamber, the swirling in mutually different directions is performed in the axis orthogonal cross section. The exhaust gas and the oxygen-containing gas are effectively mixed in the secondary combustion chamber as compared with the case where a plurality of swirling flows are formed. As a result, the combustible gas contained in the exhaust gas burns effectively, so the CO concentration of the exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber is reduced. In addition, the air ratio does not increase as compared with the case where the supply amount of the oxygen-containing gas from the upstream supply portion is equal to or smaller than the supply amount of the oxygen-containing gas from the downstream supply portion. Since the residence time of the oxygen-containing gas is increased, the combustible gas contained in the exhaust gas in the secondary combustion chamber is effectively burned.
Claims (15)
前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給する上流側供給工程と、
前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間の下流側の空間に前記酸素含有ガスを供給する下流側供給工程と、を備え、
前記上流側供給工程では、前記二次燃焼室の中心軸に直交する断面である軸直交断面において前記酸素含有ガスが特定方向に旋回することにより形成される単一の旋回流が前記上流側の空間において生じるように当該上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給し、
前記下流側供給工程では、前記単一の旋回流の旋回方向と同じ方向に旋回する単一の旋回流が前記下流側の空間において生じるように当該下流側の空間に前記酸素含有ガスを供給する、二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法。 A method of supplying an oxygen-containing gas, which is a gas containing oxygen, to a cylindrically formed secondary combustion chamber that burns an exhaust gas discharged from a primary combustion chamber, comprising:
An upstream supply step of supplying the oxygen-containing gas to an upstream space of the secondary combustion chamber in the flow direction of the exhaust gas;
Providing a downstream supply step of supplying the oxygen-containing gas to a space on the downstream side of the space on the upstream side of the secondary combustion chamber in the flow direction of the exhaust gas;
In the upstream supply step, a single swirling flow formed by the oxygen-containing gas swirling in a specific direction in an axial cross section which is a cross section orthogonal to the central axis of the secondary combustion chamber is the upstream side. Supplying the oxygen-containing gas to the upstream space so as to occur in the space;
In the downstream side supply step, the oxygen-containing gas is supplied to the downstream space such that a single swirl flow swirling in the same direction as the swirl direction of the single swirl flow is generated in the downstream space. , A method of supplying oxygen-containing gas to the secondary combustion chamber.
前記上流側供給工程では、前記軸直交断面において前記二次燃焼室の中心軸に向かう気流をも生じさせるように前記上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給する、二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法。 In the method for supplying oxygen-containing gas to the secondary combustion chamber according to claim 1,
In the upstream supply step, oxygen to the secondary combustion chamber is supplied to the space on the upstream side so as to also generate an air flow toward the central axis of the secondary combustion chamber in the axially orthogonal cross section. Containing gas supply method.
前記下流側供給工程では、前記上流側供給工程において前記酸素含有ガスを供給する部位から前記流れ方向について下流側に0.9m以上3m以下離間した部位から前記酸素含有ガスを供給する、二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法。 In the method for supplying oxygen-containing gas to the secondary combustion chamber according to claim 2,
In the downstream side supply step, secondary combustion is performed to supply the oxygen-containing gas from a portion separated by 0.9 m to 3 m downstream in the flow direction from the portion supplying the oxygen-containing gas in the upstream side supply step Method of supplying oxygen-containing gas to the chamber.
前記上流側供給工程では、前記下流側供給工程で供給される前記酸素含有ガスの量よりも多量の前記酸素含有ガスを供給する、二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法。 In the method for supplying oxygen-containing gas to the secondary combustion chamber according to any one of claims 1 to 3,
The method for supplying oxygen-containing gas to a secondary combustion chamber, in the upstream-side supply step, supplying a larger amount of the oxygen-containing gas than the amount of the oxygen-containing gas supplied in the downstream-side supply step.
前記上流側供給工程及び前記下流側供給工程では、空気比が0.3以上0.5以下となる量の前記酸素含有ガスを供給する、二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法。 In the method for supplying oxygen-containing gas to a secondary combustion chamber according to any one of claims 1 to 4,
A method for supplying oxygen-containing gas to a secondary combustion chamber, which supplies the oxygen-containing gas in an amount such that an air ratio is 0.3 or more and 0.5 or less in the upstream side supply step and the downstream side supply step.
前記上流側供給工程では、前記下流側供給工程での前記酸素含有ガスの供給量の1倍以上1.5倍以下の量の前記酸素含有ガスを供給する、二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法。 In the method for supplying oxygen-containing gas to the secondary combustion chamber according to claim 5,
In the upstream supply step, the oxygen-containing gas to the secondary combustion chamber is supplied in an amount of 1 to 1.5 times the supply amount of the oxygen-containing gas in the downstream supply step. Supply method.
前記二次燃焼室に酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給するためのガス供給部と、を備え、
前記ガス供給部は、
前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間に前記酸素含有ガスを供給するための上流側供給部と、
前記排ガスの流れ方向について前記二次燃焼室内のうち上流側の空間の下流側の空間に前記酸素含有ガスを供給するための下流側供給部と、を含み、
前記上流側供給部は、前記二次燃焼室の中心軸に直交する断面である軸直交断面において前記酸素含有ガスが特定方向に旋回することにより形成される単一の旋回流を前記上流側の空間において生じさせるように前記二次燃焼室に接続された旋回用供給部を有し、
前記下流側供給部は、前記単一の旋回流の旋回方向と同じ方向に旋回することにより形成される単一の旋回流を前記下流側の空間において生じさせるように前記二次燃焼室に接続されている、二次燃焼設備。 A secondary combustion chamber provided downstream of the primary combustion chamber for burning the exhaust gas discharged from the primary combustion chamber and formed in a tubular shape;
A gas supply unit for supplying an oxygen-containing gas, which is a gas containing oxygen, to the secondary combustion chamber;
The gas supply unit
An upstream supply unit for supplying the oxygen-containing gas to an upstream space of the secondary combustion chamber in the flow direction of the exhaust gas;
A downstream supply unit for supplying the oxygen-containing gas to a space downstream of an upstream space of the secondary combustion chamber with respect to the flow direction of the exhaust gas;
The upstream supply unit is configured to generate a single swirl flow, which is formed by the oxygen-containing gas swirling in a specific direction in an axial cross section that is a cross section orthogonal to the central axis of the secondary combustion chamber, on the upstream side. Having a swirling supply connected to the secondary combustion chamber so as to occur in space,
The downstream supply unit is connected to the secondary combustion chamber so as to generate a single swirl flow, which is formed by swirling in the same direction as the swirling direction of the single swirl flow, in the downstream space. Has been a secondary combustion equipment.
前記二次燃焼室は、
第1方向に互いに対向する一対の第1対向壁と、
前記一対の第1対向壁に接続されており、前記第1方向と直交する方向である第2方向に互いに対向する一対の第2対向壁と、を有し、
前記旋回用供給部は、
前記一対の第1対向壁のうちの一方の第1対向壁に設けられた第1旋回用供給部と、
前記一対の第1対向壁のうちの他方の第1対向壁に設けられた第2旋回用供給部と、を有し、
前記第1旋回用供給部は、前記軸直交断面において、前記一方の第1対向壁のうち前記第2方向についての当該一方の第1対向壁の中心から一方側に偏倚した部位に接続されており、
前記第2旋回用供給部は、前記軸直交断面において、前記他方の第1対向壁のうち前記第2方向についての当該他方の第1対向壁の中心から他方側に偏倚した部位に接続されており、
前記下流側供給部は、
前記一方の第1対向壁又は前記一対の第2対向壁のうちの一方の第2対向壁に設けられた第1下流側供給部と、
前記他方の第1対向壁又は前記一対の第2対向壁のうちの他方の第2対向壁に設けられた第2下流側供給部と、を有し、
前記第1下流側供給部は、前記軸直交断面において、前記一方の第1対向壁のうち前記第2方向についての当該一方の第1対向壁の中心から一方側に偏倚した部位又は前記一方の第2対向壁のうち前記第1方向についての当該一方の第2対向壁の中心から一方側に偏倚した部位に接続されており、
前記第2下流側供給部は、前記軸直交断面において、前記他方の第1対向壁のうち前記第2方向についての当該他方の第1対向壁の中心から他方側に偏倚した部位又は前記一方の第2対向壁のうち前記第1方向についての当該他方の第2対向壁の中心から他方側に偏倚した部位に接続されている、二次燃焼設備。 In the secondary combustion facility according to claim 7,
The secondary combustion chamber is
A pair of first opposing walls facing each other in a first direction;
A pair of second opposing walls connected to the pair of first opposing walls and opposing each other in a second direction which is a direction orthogonal to the first direction,
The turning supply unit is
A first turning supply portion provided on one of the pair of first opposing walls;
And a second turning supply portion provided on the other first opposing wall of the pair of first opposing walls,
The first turning supply portion is connected to a portion of the one first opposing wall deviated from the center of the one first opposing wall in the second direction to one side in the axis orthogonal cross section. Yes,
The second turning supply portion is connected to a portion of the other first opposing wall deviated from the center of the other first opposing wall in the second direction to the other side in the axis orthogonal cross section. Yes,
The downstream supply unit is
A first downstream side supply portion provided on one second opposing wall of the one first opposing wall or the pair of second opposing walls;
A second downstream side supply portion provided on the other of the other first opposing wall or the other of the pair of second opposing walls;
The first downstream side supply portion is a portion or one of the one first opposing walls deviated from the center of the one first opposing wall in the second direction to the one side in the axis orthogonal cross section. It is connected to a portion of the second opposing wall which is deviated from the center of the one second opposing wall in the first direction to one side,
The second downstream side supply portion is a portion or one of the other first opposing walls deviated from the center of the other first opposing wall in the second direction to the other side in the axis orthogonal cross section. A secondary combustion facility connected to a portion of the second facing wall that is offset from the center of the other second facing wall in the first direction to the other side.
前記上流側供給部は、前記軸直交断面において前記二次燃焼室の中心軸に向かう前記酸素含有ガスの気流を生じさせるための中心用供給部をさらに有する、二次燃焼設備。 In the secondary combustion facility according to claim 8,
The secondary combustion facility, wherein the upstream supply unit further includes a central supply unit for generating a flow of the oxygen-containing gas toward the central axis of the secondary combustion chamber in the axially orthogonal cross section.
前記中心用供給部は、前記第1対向壁のうち前記第2方向についての当該第1対向壁の中心から前記単一の旋回流の旋回方向と反対方向に偏倚した部位に接続されている、二次燃焼設備。 In the secondary combustion facility according to claim 9,
The center supply portion is connected to a portion of the first opposing wall that is deviated from the center of the first opposing wall in the second direction in the direction opposite to the swirling direction of the single swirling flow. Secondary combustion equipment.
前記中心用供給部の前記第1対向壁の中心からの偏倚量は、0よりも大きくかつ前記第2方向についての前記第1対向壁の寸法の4分の1以下に設定されている、二次燃焼設備。 In the secondary combustion facility according to claim 10,
The amount of deviation from the center of the first opposing wall of the center supply portion is set to be larger than 0 and not more than one fourth of the dimension of the first opposing wall in the second direction. Next combustion equipment.
前記下流側供給部は、前記二次燃焼室のうち前記上流側供給部が接続された部位から前記流れ方向について下流側に0.9m以上3m以下離間した部位に接続されている、二次燃焼設備。 The secondary combustion facility according to any one of claims 9 to 11,
The downstream side supply part is connected to a part of the secondary combustion chamber separated by 0.9 m or more and 3 m or less downstream in the flow direction from the part connected with the upstream supply part. Facility.
前記上流側供給部からの前記酸素含有ガスの供給量は、前記下流側供給部からの前記酸素含有ガスの供給量よりも大きく設定されている、二次燃焼設備。 The secondary combustion facility according to any one of claims 7 to 12,
The secondary combustion equipment, wherein the supply amount of the oxygen-containing gas from the upstream supply unit is set larger than the supply amount of the oxygen-containing gas from the downstream supply unit.
前記上流側供給部及び前記下流側供給部は、空気比が0.3以上0.5以下となる量の前記酸素含有ガスを供給する、二次燃焼設備。 In the secondary combustion facility according to claim 13,
The secondary combustion equipment, wherein the upstream supply unit and the downstream supply unit supply the oxygen-containing gas in an amount such that the air ratio is 0.3 or more and 0.5 or less.
前記上流側供給部からの前記酸素含有ガスの供給量は、前記下流側供給部からの前記酸素含有ガスの供給量の1倍以上1.5倍以下に設定されている、二次燃焼設備。 In the secondary combustion facility according to claim 14,
The secondary combustion equipment, wherein the amount of supply of the oxygen-containing gas from the upstream side supply unit is set to 1 to 1.5 times the amount of supply of the oxygen-containing gas from the downstream side supply unit.
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