JP2022130326A - Burner - Google Patents

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賢太 菊池
Kenta Kikuchi
智広 松浪
Tomohiro Matsunami
徹 茂木
Toru Mogi
浩亘 豊田
Hironobu Toyoda
隆一 村井
Ryuichi Murai
勝紀 秋山
Katsunori Akiyama
翔馬 樋野
Shoma Hino
史光 赤松
Fumimitsu Akamatsu
孝人 佐藤
Takahito Sato
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Osaka University NUC
Tokyo Gas Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
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Osaka University NUC
Tokyo Gas Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
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Abstract

To reduce nitrogen oxide in an exhaust gas.SOLUTION: A burner 100 comprises: a first injection unit 110 which includes one or a plurality of first injection ports (a fuel injection port 112c and a mixture gas injection port 114c) provided toward the internal space of a furnace; a second injection unit 130 which is spaced apart from the first injection port(s) and includes one or a plurality of second injection ports 138a and 138b provided toward the internal space of the furnace; a first supplying unit 120 that supplies, to the first injection unit 110, a fuel gas containing at least ammonium, and an oxidizer gas that is equal to or greater than 1/3 and equal to or smaller than 2/3 of an aiming oxidizer amount which is equal to or greater than a theoretical oxidizer amount relative to the fuel gas; and a second supplying unit 140 that supplies, to the second injection unit 130, the oxidizer gas by what corresponds to a difference between the amount of the oxidizer gas supplied to the first injection unit 110 and the aiming oxidizer amount.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、アンモニアを燃焼させるバーナに関する。 The present invention relates to a burner for burning ammonia.

近年、地球温暖化を防止するために、CO(二酸化炭素)排出量の削減が求められている。このため、化石燃料に加えてアンモニアを燃焼させる技術が注目されている(例えば、特許文献1)。 In recent years, in order to prevent global warming, a reduction in CO 2 (carbon dioxide) emissions has been demanded. Therefore, technology for burning ammonia in addition to fossil fuels is attracting attention (for example, Patent Document 1).

特開2020-112280号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-112280

アンモニアを燃焼させる場合、化石燃料のみを燃焼させる場合と比較して、排気ガス中の窒素酸化物の濃度が上昇してしまうという問題がある。 When ammonia is burned, there is a problem that the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas increases compared to when only fossil fuel is burned.

本発明は、このような課題に鑑み、排気ガス中の窒素酸化物を低減することが可能なバーナを提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a burner capable of reducing nitrogen oxides in exhaust gas.

上記課題を解決するために、本発明のバーナは、炉の内部空間に向けて設けられる1または複数の第1噴射口を含む第1噴射部と、第1噴射口と離隔し炉の内部空間に向けて設けられる1または複数の第2噴射口を含む第2噴射部と、少なくともアンモニアを含む燃料ガスと、燃料ガスに対する理論酸化剤量以上の目標酸化剤量の1/3以上2/3以下の酸化剤ガスとを第1噴射部に供給する第1供給部と、第1噴射部に供給される酸化剤ガスの量と目標酸化剤量との差分の酸化剤ガスを第2噴射部に供給する第2供給部と、を備える。 In order to solve the above problems, the burner of the present invention includes a first injection part including one or a plurality of first injection ports provided toward the interior space of the furnace, and an interior space of the furnace separated from the first injection port. fuel gas containing at least ammonia; and 1/3 or more and 2/3 of the target oxidizer amount equal to or greater than the theoretical oxidizer amount for the fuel gas. a first supply unit that supplies the following oxidizing gas to the first injection unit; and a second supply unit that supplies to the.

また、第1噴射口から噴射される燃料ガスおよび酸化剤ガスの流速aと、第2噴射口から噴射される酸化剤ガスの流速bとの流速比a/bは、0.05以上であってもよい。 Further, the flow velocity ratio a/b between the flow velocity a of the fuel gas and the oxidant gas injected from the first injection port and the flow velocity b of the oxidant gas injected from the second injection port is 0.05 or more. may

また、第1噴射口は、燃料ガスを噴射する燃料噴射口と、酸化剤ガスを噴射する酸化剤噴射口とを含んでもよい。 Also, the first injection port may include a fuel injection port for injecting the fuel gas and an oxidant injection port for injecting the oxidant gas.

また、第1噴射口は、燃料ガスと酸化剤ガスとを含む混合ガスを噴射してもよい。 Also, the first injection port may inject a mixed gas containing the fuel gas and the oxidant gas.

上記課題を解決するために、本発明の他のバーナは、炉の内部空間に向けて設けられる1または複数の第1噴射口を含む第1噴射部と、第1噴射口と離隔し、炉の内部空間に向けて設けられる1または複数の第2噴射口を含む第2噴射部と、少なくともアンモニアを含む燃料ガスと、酸化剤ガスとを第1噴射部に供給する第1供給部と、酸化剤ガスを第2噴射部に供給する第2供給部と、を備え、第1噴射口から噴射される燃料ガスおよび酸化剤ガスの流速aと、第2噴射口から噴射される酸化剤ガスの流速bとの流速比a/bは、0.05以上である。 In order to solve the above problems, another burner of the present invention includes a first injection part including one or a plurality of first injection holes provided toward the interior space of the furnace; a second injection section including one or more second injection ports provided toward the internal space of the first supply section for supplying a fuel gas containing at least ammonia and an oxidant gas to the first injection section; a second supply section for supplying the oxidizing gas to the second injection section, the flow rate a of the fuel gas and the oxidizing gas injected from the first injection port, and the oxidizing gas injected from the second injection port; The flow velocity ratio a/b to the flow velocity b of is 0.05 or more.

また、第1噴射部は、1の第1噴射口を有し、第1噴射部と第2噴射部との間の距離は、第1噴射口の口径の1.85倍以上6.0倍未満であってもよい。 The first injection part has one first injection port, and the distance between the first injection part and the second injection part is 1.85 to 6.0 times the diameter of the first injection port. may be less than

また、第1噴射部は、複数の第1噴射口を有し、第1噴射部と第2噴射部との間の距離は、複数の第1噴射口における2つの第1噴射口の中心を結ぶ仮想直線のうち、最も長い仮想直線の長さの1.85倍以上6.0倍未満であってもよい。 Further, the first injection part has a plurality of first injection holes, and the distance between the first injection part and the second injection part is the center of two first injection holes in the plurality of first injection holes. It may be 1.85 times or more and less than 6.0 times the length of the longest virtual straight line among the connecting virtual straight lines.

本発明によれば、排気ガス中の窒素酸化物を低減することが可能となる。 According to the present invention, it becomes possible to reduce nitrogen oxides in the exhaust gas.

本実施形態に係るバーナを説明する図である。It is a figure explaining the burner concerning this embodiment. 第1噴射部の噴射口、および、第2噴射部の噴射口を炉の内部空間側から見た図である。It is the figure which looked at the injection port of the 1st injection part, and the injection port of the 2nd injection part from the interior space side of the furnace. 第1供給部によって供給される空気の比率と、排気ガス中に含まれるNOx量との関係を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the ratio of air supplied by the first supply unit and the amount of NOx contained in the exhaust gas; 第1噴射部から噴出される混合ガスの流速と第2噴射部から噴出される空気の流速との流速比、および、排気ガス中に含まれるNOx量の関係を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the flow velocity ratio between the flow velocity of the mixed gas jetted from the first injection section and the flow velocity of the air jetted from the second injection section, and the amount of NOx contained in the exhaust gas. 第1噴射部と第2噴射部との間の距離と混合ガス噴射口の口径との関係と、排気ガス中のNOxの濃度との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the distance between the first injection part and the second injection part and the diameter of the mixed gas injection port, and the relationship between the concentration of NOx in the exhaust gas.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in these embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are given the same reference numerals to omit redundant description, and elements that are not directly related to the present invention are omitted from the drawings. do.

[バーナ100]
図1は、本実施形態に係るバーナ100を説明する図である。図1に示すように、バーナ100は、炉(例えば、ボイラを構成する火炉)を構成する炉壁10に設けられる。バーナ100は、アンモニアを少なくとも含む燃料ガスを燃焼させる。燃料ガスは、アンモニアのみを含んでもよいし、アンモニアに加えて炭化水素等を含んでもよい。炭化水素は、メタン、エタン、プロパン、ブタン等である。
[Burner 100]
FIG. 1 is a diagram illustrating a burner 100 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the burner 100 is provided on a furnace wall 10 that constitutes a furnace (for example, a furnace that constitutes a boiler). The burner 100 burns fuel gas containing at least ammonia. The fuel gas may contain only ammonia, or may contain hydrocarbons and the like in addition to ammonia. Hydrocarbons are methane, ethane, propane, butane, and the like.

バーナ100は、第1噴射部110と、第1供給部120と、第2噴射部130と、第2供給部140とを含む。 Burner 100 includes a first injection section 110 , a first supply section 120 , a second injection section 130 and a second supply section 140 .

第1噴射部110は、炉の内部空間に向けて設けられる。第1噴射部110は、燃料ガスおよび酸化剤ガスを噴射する。ここでは、酸化剤ガスが、空気である場合を例に挙げる。本実施形態において、第1噴射部110は、燃料噴射ノズル112と、第1酸化剤ガス噴射ノズル114とを有する。 The first injection part 110 is provided toward the interior space of the furnace. The first injection part 110 injects fuel gas and oxidant gas. Here, the case where the oxidant gas is air will be taken as an example. In this embodiment, the first injection part 110 has a fuel injection nozzle 112 and a first oxygen-containing gas injection nozzle 114 .

燃料噴射ノズル112は、燃料ガスを噴射するノズルである。燃料噴射ノズル112は、本体112aと、燃料供給管112bと、燃料噴射口112c(第1噴射口)とを含む。本体112aは、円筒形状の管体である。本体112aの中心軸は、炉壁10に対して交差(ここでは、略直交)する。 The fuel injection nozzle 112 is a nozzle that injects fuel gas. The fuel injection nozzle 112 includes a main body 112a, a fuel supply pipe 112b, and a fuel injection port 112c (first injection port). The main body 112a is a cylindrical tubular body. The central axis of the main body 112a intersects (here, substantially perpendicular to) the furnace wall 10 .

本体112aの後部(本体112aにおける炉壁10側に対する逆側(図1中、左側、以下「後端」という)の部分)に、燃料供給管112bが接続される。また、本体112aの先端(本体112aにおける炉壁10側(図1中、右側)、以下「先端」という)に、開口である燃料噴射口112cが形成される。燃料噴射口112cは、炉の内部空間を向いている。 A fuel supply pipe 112b is connected to the rear portion of the main body 112a (the portion of the main body 112a opposite to the furnace wall 10 side (the left side in FIG. 1, hereinafter referred to as the "rear end")). A fuel injection port 112c, which is an opening, is formed at the tip of the main body 112a (on the furnace wall 10 side (the right side in FIG. 1) of the main body 112a, hereinafter referred to as the "tip"). The fuel injection port 112c faces the interior space of the furnace.

第1酸化剤ガス噴射ノズル114は、燃料ガスと空気(一次空気)とを含む混合ガスを噴射するノズルである。第1酸化剤ガス噴射ノズル114は、本体114aと、第1酸化剤供給管114bと、混合ガス噴射口114c(第1噴射口)とを有する。本体114aは、円筒形状の管体である。本体114aは、燃料噴射ノズル112の本体112aと同軸上に、本体112aを囲むように配置される。つまり、燃料噴射ノズル112の本体112aと、第1酸化剤ガス噴射ノズル114の本体114aとによって、二重円筒構造が形成される。図1では、本体114aにおける炉壁10側(図1中、右側、以下「先端」という)に位置する先端部114dが先端に向かうにつれて径が漸減する形状の場合の例を示しているが、第1酸化剤ガス噴射ノズル114の形状はこれに限らない。 The first oxidant gas injection nozzle 114 is a nozzle that injects a mixed gas containing fuel gas and air (primary air). The first oxidant gas injection nozzle 114 has a main body 114a, a first oxidant supply pipe 114b, and a mixed gas injection port 114c (first injection port). The main body 114a is a cylindrical tubular body. The main body 114a is arranged coaxially with the main body 112a of the fuel injection nozzle 112 so as to surround the main body 112a. That is, the main body 112a of the fuel injection nozzle 112 and the main body 114a of the first oxidizing gas injection nozzle 114 form a double cylindrical structure. FIG. 1 shows an example in which the tip portion 114d located on the furnace wall 10 side (the right side in FIG. 1, hereinafter referred to as the “tip”) of the main body 114a has a shape in which the diameter gradually decreases toward the tip. The shape of the first oxygen-containing gas injection nozzle 114 is not limited to this.

本体114aの後部(本体114aにおける炉壁10側に対する逆側(図1中、左側、以下「後端」という)の部分)に、第1酸化剤供給管114bが接続される。本体114aの後端は、燃料噴射ノズル112の本体112aの後端よりも炉壁10側に位置する。 A first oxidant supply pipe 114b is connected to the rear portion of the main body 114a (the portion of the main body 114a opposite to the furnace wall 10 side (the left side in FIG. 1, hereinafter referred to as the "rear end")). The rear end of the main body 114 a is positioned closer to the furnace wall 10 than the rear end of the main body 112 a of the fuel injection nozzle 112 .

また、本体114aの先端に、開口である混合ガス噴射口114cが形成される。混合ガス噴射口114cは、炉の内部空間に臨む。 A mixed gas injection port 114c, which is an opening, is formed at the tip of the main body 114a. The mixed gas injection port 114c faces the interior space of the furnace.

なお、本実施形態において、燃料噴射ノズル112の燃料噴射口112cは、第1酸化剤ガス噴射ノズル114の本体114a内に位置するように設けられる。つまり、第1酸化剤ガス噴射ノズル114の混合ガス噴射口114cは、燃料噴射ノズル112の燃料噴射口112cよりも炉の内部空間側に設けられる。 In this embodiment, the fuel injection port 112c of the fuel injection nozzle 112 is provided so as to be positioned inside the main body 114a of the first oxygen-containing gas injection nozzle 114. As shown in FIG. That is, the mixed gas injection port 114c of the first oxidizing gas injection nozzle 114 is provided closer to the interior space of the furnace than the fuel injection port 112c of the fuel injection nozzle 112 is.

第1供給部120は、燃料ガスおよび空気を第1噴射部110に供給する。本実施形態において、第1供給部120は、燃料供給系統122と、酸化剤供給系統124とを含む。燃料ガスは、燃料供給系統122から、燃料供給管112bを介して本体112a内に供給される。本体112a内に供給された燃料ガスは、本体112a内の空間を流れる。本体112a内を通過した燃料ガスは、燃料噴射口112cから本体114aの先端部114d内に形成される空間に向けて噴射される。 The first supply section 120 supplies fuel gas and air to the first injection section 110 . In this embodiment, the first supply section 120 includes a fuel supply system 122 and an oxidant supply system 124 . Fuel gas is supplied from the fuel supply system 122 into the main body 112a through the fuel supply pipe 112b. The fuel gas supplied into the main body 112a flows through the space within the main body 112a. The fuel gas that has passed through the main body 112a is injected from the fuel injection port 112c toward the space formed in the tip portion 114d of the main body 114a.

空気は、酸化剤供給系統124から、第1酸化剤供給管114bを介して本体114a内に供給される。本体114a内に供給された空気は、本体114a内の空間を流れる。そして、本体114aの先端部114dに到達した空気は、先端部114d内の空間において、燃料噴射口112cから噴射された燃料ガスと混合される。燃料ガスと空気とを含む混合ガスは、混合ガス噴射口114cから炉の内部空間に噴射される。 Air is supplied from the oxidant supply system 124 into the main body 114a through the first oxidant supply pipe 114b. The air supplied into the main body 114a flows through the space inside the main body 114a. Then, the air reaching the tip portion 114d of the main body 114a is mixed with the fuel gas injected from the fuel injection port 112c in the space inside the tip portion 114d. A mixed gas containing fuel gas and air is injected into the interior space of the furnace from the mixed gas injection port 114c.

こうして、混合ガス噴射口114cから噴射された混合ガスは、不図示の着火装置によって着火され、炉の内部空間において火炎が形成される。 Thus, the mixed gas injected from the mixed gas injection port 114c is ignited by an igniter (not shown) to form a flame in the interior space of the furnace.

第2噴射部130は、第1噴射部110によって形成される火炎に対し、径方向外側から空気(二次空気)を供給する。 The second injection part 130 supplies air (secondary air) from the radially outer side to the flame formed by the first injection part 110 .

本実施形態において、第2噴射部130は、主流路132と、分岐流路134a、134bと、第2酸化剤供給管136と、第2噴射口138a、138bとを有する。主流路132は、バーナ本体ブロック132a内および耐火材製バーナヘッド132b内に形成される流路である。主流路132は、円筒形状である。主流路132は、第1酸化剤ガス噴射ノズル114の本体114aと同軸上に、本体114aを囲むように配置される。主流路132における炉壁10側(図1中、右側、以下「先端」という)は、分岐流路134a、134bに分岐される。分岐流路134a、134bは、耐火材製バーナヘッド132b内に形成される流路である。分岐流路134a、134bは、主流路132よりも小径の円筒形状である。 In this embodiment, the second injection section 130 has a main flow path 132, branch flow paths 134a and 134b, a second oxidant supply pipe 136, and second injection ports 138a and 138b. The main channel 132 is a channel formed in the burner body block 132a and the refractory burner head 132b. The main flow path 132 has a cylindrical shape. The main flow path 132 is arranged coaxially with the main body 114a of the first oxidizing gas injection nozzle 114 so as to surround the main body 114a. The furnace wall 10 side of the main flow path 132 (right side in FIG. 1, hereinafter referred to as "tip") is branched into branch flow paths 134a and 134b. The branch channels 134a and 134b are channels formed in the refractory burner head 132b. The branch flow paths 134 a and 134 b are cylindrical with a diameter smaller than that of the main flow path 132 .

主流路132の後部(主流路132における炉壁10側に対する逆側(図1中、左側、以下「後端」という)の部分)に、第2酸化剤供給管136が接続される。主流路132の後端は、第1酸化剤ガス噴射ノズル114の本体114aの後端よりも炉壁10側に位置する。 A second oxidant supply pipe 136 is connected to the rear portion of the main flow path 132 (the opposite side of the main flow path 132 to the furnace wall 10 side (the left side in FIG. 1, hereinafter referred to as the "rear end")). The rear end of the main flow path 132 is positioned closer to the furnace wall 10 than the rear end of the main body 114 a of the first oxidizing gas injection nozzle 114 .

また、分岐流路134a、134bの先端に、開口である第2噴射口138a、138bが形成される。第2噴射口138a、138bは、炉の内部空間に臨む。第2噴射口138a、138bは、混合ガス噴射口114cと、混合ガス噴射口114cの半径方向に離隔して設けられる。なお、第2噴射口138a、138bと燃料噴射口112cとの間の距離は、混合ガス噴射口114cの内壁面と燃料噴射口112cとの間の半径方向の距離よりも大きい。 In addition, second injection ports 138a and 138b, which are openings, are formed at the ends of the branch flow paths 134a and 134b. The second injection ports 138a, 138b face the interior space of the furnace. The second injection ports 138a and 138b are provided separately from the mixed gas injection port 114c in the radial direction of the mixed gas injection port 114c. The distance between the second injection ports 138a, 138b and the fuel injection port 112c is greater than the radial distance between the inner wall surface of the mixed gas injection port 114c and the fuel injection port 112c.

第2噴射口138a、138bは、第1噴射部110の混合ガス噴射口114cと略同一平面上に設けられる。つまり、分岐流路134a、134bの先端の軸方向の位置は、第1噴射部110の混合ガス噴射口114cの軸方向の位置と略一致する。 The second injection ports 138 a and 138 b are provided substantially on the same plane as the mixed gas injection port 114 c of the first injection section 110 . That is, the axial positions of the tips of the branch flow paths 134 a and 134 b substantially match the axial positions of the mixed gas injection port 114 c of the first injection section 110 .

図2は、第1噴射部110の混合ガス噴射口114c、および、第2噴射部130の第2噴射口138a、138bを炉の内部空間側から見た図である。図2に示すように、第1噴射部110の混合ガス噴射口114cの中心と、第2噴射部130の第2噴射口138aの中心とは、距離Ln離隔している。同様に、第1噴射部110の混合ガス噴射口114cの中心と、第2噴射部130の第2噴射口138bの中心とは、距離Ln離隔している。距離Lnは、混合ガス噴射口114cの口径D(直径)の1.85倍以上6.0倍未満である。 FIG. 2 is a view of the mixed gas injection port 114c of the first injection section 110 and the second injection ports 138a and 138b of the second injection section 130 as viewed from the interior space side of the furnace. As shown in FIG. 2, the center of the mixed gas injection port 114c of the first injection portion 110 and the center of the second injection port 138a of the second injection portion 130 are separated by a distance Ln. Similarly, the center of the mixed gas injection port 114c of the first injection portion 110 and the center of the second injection port 138b of the second injection portion 130 are separated by a distance Ln. The distance Ln is 1.85 times or more and less than 6.0 times the diameter D (diameter) of the mixed gas injection port 114c.

図1に戻って説明すると、第2供給部140は、空気を第2噴射部130に供給する。本実施形態において、第2供給部140は、酸化剤供給系統142を含む。空気は、酸化剤供給系統142から、第2酸化剤供給管136を介して主流路132内に供給される。主流路132内に供給された空気は、主流路132内の空間を流れる。そして、空気は、主流路132から分岐流路134a、134bに導かれ、第2噴射口138a、138bから炉の内部空間に噴射される。 Returning to FIG. 1 , the second supply section 140 supplies air to the second injection section 130 . In this embodiment, the second supply section 140 includes an oxidant supply system 142 . Air is supplied from the oxidant supply system 142 into the main flow path 132 via the second oxidant supply pipe 136 . The air supplied into the main flow path 132 flows through the space inside the main flow path 132 . Then, the air is guided from the main flow path 132 to the branch flow paths 134a, 134b and injected into the interior space of the furnace from the second injection ports 138a, 138b.

[第1供給部120および第2供給部140の空気量の比]
続いて、上記第1供給部120によって第1噴射部110(第1酸化剤ガス噴射ノズル114)に供給される空気量と、第2供給部140によって第2噴射部130に供給される空気量との関係について説明する。
[Ratio of Air Amounts of First Supply Portion 120 and Second Supply Portion 140]
Next, the amount of air supplied to the first injection unit 110 (first oxidizing gas injection nozzle 114) by the first supply unit 120 and the amount of air supplied to the second injection unit 130 by the second supply unit 140 I will explain the relationship with

第1供給部120および第2供給部140は、合計で、目標空気量の空気を供給する。目標空気量は、第1供給部120によって第1噴射部110(燃料噴射ノズル112)に供給される燃料ガスに対する理論空気量以上の所定の空気量である。理論空気量は、燃料ガスを完全燃焼させるために必要な最小の空気量である。目標空気量は、例えば、理論空気量の1.1倍~1.2倍である。 The first supply unit 120 and the second supply unit 140 collectively supply the target air amount of air. The target air amount is a predetermined air amount equal to or greater than the theoretical air amount with respect to the fuel gas supplied by the first supply unit 120 to the first injection unit 110 (fuel injection nozzle 112). The theoretical amount of air is the minimum amount of air required for complete combustion of the fuel gas. The target air amount is, for example, 1.1 to 1.2 times the theoretical air amount.

図3は、第1供給部120によって供給される空気の比率と、排気ガス中に含まれるNOx(窒素酸化物)量との関係を説明する図である。図3中、横軸は、目標空気量に対する、第1供給部120によって供給される空気の比率を示す。図3中、縦軸は、炉の煙道(煙突)から排出される排気ガス中に含まれるNOx量を示す。なお、NOx量は、第1供給部120が目標空気量の空気を供給した場合、つまり、第2供給部140(第2噴射部130)を備えない場合の排気ガス中に含まれるNOx量を1.00とする。 FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the ratio of air supplied by the first supply unit 120 and the amount of NOx (nitrogen oxides) contained in the exhaust gas. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the ratio of the air supplied by the first supply section 120 to the target air amount. In FIG. 3, the vertical axis indicates the amount of NOx contained in the exhaust gas discharged from the flue (chimney) of the furnace. The NOx amount is the NOx amount contained in the exhaust gas when the first supply unit 120 supplies the target air amount, that is, when the second supply unit 140 (the second injection unit 130) is not provided. 1.00.

図3に示すように、第1供給部120によって供給される空気の比率が、1/2(第2供給部140によって供給される空気の比率も1/2)以下の範囲では、比率が大きくなるにつれて、NOx量が低減する。第1供給部120によって供給される空気の比率が、1/2の場合、NOx量は、0.08程度となる。 As shown in FIG. 3, when the ratio of the air supplied by the first supply unit 120 is 1/2 (the ratio of the air supplied by the second supply unit 140 is also 1/2) or less, the ratio is large. As the temperature increases, the amount of NOx decreases. When the ratio of the air supplied by the first supply unit 120 is 1/2, the NOx amount is approximately 0.08.

一方、第1供給部120によって供給される空気の比率が、1/2超の範囲では、比率が大きくなるにつれて、NOx量が増加する。例えば、第1供給部120によって供給される空気の比率が、4/5(第2供給部140によって供給される空気の比率は1/5)を超えると、NOx量は1.00以上となる。 On the other hand, when the ratio of the air supplied by the first supply unit 120 exceeds 1/2, the NOx amount increases as the ratio increases. For example, when the ratio of the air supplied by the first supply unit 120 exceeds 4/5 (the ratio of the air supplied by the second supply unit 140 is 1/5), the NOx amount becomes 1.00 or more. .

なお、目標空気量の1/3未満の空気を供給した場合、NOxの量は、0.25以下となるものの、燃料ガスの着火性が低下する。一方、目標空気量の2/3超の空気を供給した場合、NOxの量が0.375を上回ってしまう。 If less than ⅓ of the target air amount is supplied, the amount of NOx will be 0.25 or less, but the ignitability of the fuel gas will be reduced. On the other hand, if the amount of air that exceeds 2/3 of the target air amount is supplied, the amount of NOx will exceed 0.375.

したがって、第1供給部120は、目標空気量の1/3以上2/3以下、好ましくは1/2の空気を、第1噴射部110(第1酸化剤ガス噴射ノズル114)に供給する。これにより、第1供給部120は、燃料ガスの着火性を低下させることなく、NOxを低減することが可能となる。 Therefore, the first supply unit 120 supplies 1/3 to 2/3, preferably 1/2 of the target air amount to the first injection unit 110 (first oxygen-containing gas injection nozzle 114). As a result, the first supply unit 120 can reduce NOx without reducing the ignitability of the fuel gas.

なお、第1供給部120が目標空気量未満の一次空気を供給することにより、混合ガス噴射口114cから炉の内部空間に噴出される混合ガス中の燃料ガス(アンモニア)が一次空気で燃焼されても、炉の内部空間において未燃のアンモニアが残存する。このため、炉の内部空間において、一次空気で燃焼したアンモニアによって生じるNOxを、未燃のアンモニアで還元(脱硝)することができる。したがって、バーナ100は、炉の内部空間において生じる排気ガス中のNOxを低減することが可能となる。 In addition, the fuel gas (ammonia) in the mixed gas injected into the inner space of the furnace from the mixed gas injection port 114c is combusted by the primary air by supplying the primary air less than the target air amount from the first supply unit 120. However, unburned ammonia remains in the interior space of the furnace. Therefore, in the inner space of the furnace, NOx generated by ammonia burned with primary air can be reduced (denitrified) with unburned ammonia. Therefore, the burner 100 can reduce NOx in the exhaust gas generated in the interior space of the furnace.

そして、第2供給部140が、第1噴射部110に供給される空気量と目標空気量との差分の空気を第2噴射部130に供給する。これにより、バーナ100は、未燃の燃料ガスを二次空気によって完全燃焼させることが可能となる。 Then, the second supply unit 140 supplies the second injection unit 130 with the difference between the amount of air supplied to the first injection unit 110 and the target air amount. Thereby, the burner 100 can completely burn the unburned fuel gas with the secondary air.

[第1噴射部110および第2噴射部130のガスの流速比]
続いて、混合ガス噴射口114cから噴出される混合ガスの流速と、第2噴射口138a、138bから噴出される空気の流速との関係について説明する。
[Gas flow velocity ratio of first injection unit 110 and second injection unit 130]
Next, the relationship between the flow velocity of the mixed gas jetted from the mixed gas jetting port 114c and the flow velocity of the air jetted from the second jetting ports 138a and 138b will be described.

図4は、混合ガス噴射口114cから噴出される混合ガスの流速と第2噴射口138a、138bら噴出される空気の流速との流速比、および、排気ガス中に含まれるNOx量の関係を説明する図である。図4中、横軸は、混合ガス噴射口114cから噴出される混合ガスの流速aと第2噴射口138a、138bから噴出される空気の流速bとの流速比a/bを示す。図4中、縦軸は、炉の煙道(煙突)から排出される排気ガス中に含まれるNOx量を示す。なお、NOx量は、第1供給部120が目標空気量の空気を供給した場合、つまり、第2供給部140(第2噴射部130)を備えない場合の排ガス気中に含まれるNOx量を1.00とする。 FIG. 4 shows the relationship between the flow velocity ratio of the mixed gas jetted from the mixed gas jetting port 114c and the flow velocity of the air jetted from the second jetting ports 138a and 138b, and the amount of NOx contained in the exhaust gas. It is a figure explaining. In FIG. 4, the horizontal axis represents the flow velocity ratio a/b between the flow velocity a of the mixed gas jetted from the mixed gas jetting port 114c and the flow velocity b of the air jetted from the second jetting ports 138a and 138b. In FIG. 4, the vertical axis indicates the amount of NOx contained in the exhaust gas discharged from the flue (chimney) of the furnace. The NOx amount is the NOx amount contained in the exhaust gas when the first supply unit 120 supplies the target air amount, that is, when the second supply unit 140 (the second injection unit 130) is not provided. 1.00.

図4に示すように、流速比a/bが大きくなるほど、つまり、第2噴射口138a、138bから噴出される空気の流速bが低くなるほど、NOx量は、低減する。例えば、流速比a/bが0.05である場合、NOx量は、0.16程度となる。なお、流速aおよび流速bが変更されても、流速比a/bが大きくなるほど、NOx量は、低減する。 As shown in FIG. 4, the larger the flow velocity ratio a/b, that is, the lower the flow velocity b of the air jetted from the second injection ports 138a and 138b, the lower the NOx amount. For example, when the flow velocity ratio a/b is 0.05, the NOx amount is approximately 0.16. Even if the flow velocity a and the flow velocity b are changed, the NOx amount decreases as the flow velocity ratio a/b increases.

したがって、第1噴射部110の混合ガス噴射口114cおよび第2噴射部130の第2噴射口138a、138bは、流速比a/bが0.05以上となるように口径が設計される。これにより、混合ガス噴射口114cから噴射される混合ガスの流速aと、第2噴射口138a、138bから噴射される空気の流速bとの流速比a/bが、0.05以上となる。 Therefore, the diameters of the mixed gas injection port 114c of the first injection portion 110 and the second injection ports 138a and 138b of the second injection portion 130 are designed so that the flow velocity ratio a/b is 0.05 or more. As a result, the flow velocity ratio a/b between the flow velocity a of the mixed gas injected from the mixed gas injection port 114c and the flow velocity b of the air injected from the second injection ports 138a and 138b becomes 0.05 or more.

[第1噴射部110と第2噴射部130との間の距離Ln]
続いて、第1噴射部110と第2噴射部130との間の距離Lnについて説明する。上記したように、第1噴射部110の混合ガス噴射口114cの中心と、第2噴射部130の第2噴射口138aの中心との間の距離Lnは、混合ガス噴射口114cの口径Dの1.85倍以上6.0倍未満である。また、第1噴射部110の混合ガス噴射口114cの中心と、第2噴射部130の第2噴射口138bの中心との間の距離Lnは、混合ガス噴射口114cの口径Dの1.85倍以上6.0倍未満である。
[Distance Ln between first injection part 110 and second injection part 130]
Next, the distance Ln between the first injection portion 110 and the second injection portion 130 will be described. As described above, the distance Ln between the center of the mixed gas injection port 114c of the first injection portion 110 and the center of the second injection port 138a of the second injection portion 130 is the diameter D of the mixed gas injection port 114c. It is 1.85 times or more and less than 6.0 times. Further, the distance Ln between the center of the mixed gas injection port 114c of the first injection portion 110 and the center of the second injection port 138b of the second injection portion 130 is 1.85 of the diameter D of the mixed gas injection port 114c. It is more than twice and less than 6.0 times.

図5は、第1噴射部110と第2噴射部130との間の距離Lnと混合ガス噴射口114cの口径Dとの関係と、排気ガス中のNOxの濃度との関係を示す図である。図5中、縦軸は、換算NOx濃度[ppm]を示し、横軸は、混焼率ENH[%]を示す。なお、換算NOx濃度は、下記式(1)を用いて算出される値である。
換算NOx濃度=実測NOx濃度×(21-換算O濃度)/(21-実測O濃度) …式(1)
本実施形態では、換算O濃度を11として、換算NOx濃度を算出した。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the distance Ln between the first injection portion 110 and the second injection portion 130 and the diameter D of the mixed gas injection port 114c, and the relationship between the concentration of NOx in the exhaust gas. . In FIG. 5, the vertical axis indicates the converted NOx concentration [ppm], and the horizontal axis indicates the co-firing ratio ENH 3 [%]. The converted NOx concentration is a value calculated using the following formula (1).
Converted NOx concentration = Measured NOx concentration x (21-converted O2 concentration)/(21-measured O2 concentration) Equation (1)
In the present embodiment, the converted NOx concentration was calculated with the converted O 2 concentration set to 11.

また、混焼率ENHは、低位発熱量(Lower Heating Value: LHV)をベースとした際のアンモニアと都市ガスの混焼率[%]を示す。なお、混焼率ENH:100%の場合、燃料ガスは、アンモニアのみを含む。混焼率ENH:0%である場合、燃料ガスは、都市ガスのみを含む。また、混焼率ENH:0%超100%未満である場合、燃料ガスは、アンモニアおよび都市ガスを含む。都市ガスは、例えば都市ガス13Aである。 Further, the co-firing rate ENH3 indicates the co-firing rate [%] of ammonia and city gas based on Lower Heating Value (LHV). Note that when the co-firing ratio ENH 3 is 100%, the fuel gas contains only ammonia. When the co-firing ratio ENH 3 is 0%, the fuel gas contains only city gas. Further, when the co-firing ratio ENH 3 is more than 0% and less than 100%, the fuel gas contains ammonia and city gas. City gas is city gas 13A, for example.

また、図5中、実線は、距離Ln/口径D=1.84である場合を示す。図5中、破線は、距離Ln/口径D=3.68である場合を示す。図5中、一点鎖線は、距離Ln/口径D=5.51である場合を示す。 Further, in FIG. 5, the solid line indicates the case where distance Ln/aperture D=1.84. In FIG. 5, the dashed line indicates the case where distance Ln/aperture D=3.68. In FIG. 5, the dashed-dotted line indicates the case where distance Ln/aperture D=5.51.

図5に示すように、混焼率ENH:80%未満である場合、距離Ln/口径D=1.84である場合よりも距離Ln/口径D=3.68である場合の方が、換算NOxが低い。また、混焼率ENH:80%未満である場合、距離Ln/口径D=3.68である場合よりも距離Ln/口径D=5.51である場合の方が、換算NOxが低い。つまり、距離Ln/口径Dが大きくなるほど、換算NOxが低くなる。 As shown in FIG. 5, when the mixed firing ratio ENH 3 is less than 80%, the distance Ln/diameter D = 3.68 is higher than the distance Ln/diameter D = 1.84. Low NOx. Also, when the co-firing ratio ENH 3 is less than 80%, the converted NOx is lower when the distance Ln/aperture D=5.51 than when the distance Ln/aperture D=3.68. That is, the larger the distance Ln/diameter D, the lower the converted NOx.

また、混焼率ENH:80%以上である場合、距離Ln/口径D=1.84である場合よりも距離Ln/口径D=5.51である場合の方が、換算NOxが低い。また、混焼率ENH:80%以上である場合、距離Ln/口径D=5.51である場合よりも距離Ln/口径D=3.68である場合の方が、換算NOxが低い。 Further, when the mixed combustion ratio ENH 3 is 80% or more, the converted NOx is lower when the distance Ln/aperture D=5.51 than when the distance Ln/aperture D=1.84. Further, when the mixed combustion ratio ENH 3 is 80% or more, the converted NOx is lower when the distance Ln/aperture D=3.68 than when the distance Ln/aperture D=5.51.

したがって、距離Lnを口径Dの1.85倍以上とすることにより、排気ガス中のNOxを低減することが可能となる。 Therefore, by setting the distance Ln to 1.85 times or more the diameter D, it is possible to reduce NOx in the exhaust gas.

一方、距離Lnを口径Dの6.0倍以上とすると、排気ガスに未燃のアンモニアが含まれることになる。したがって、距離Lnを口径Dの6.0倍未満とすることにより、未燃のアンモニアが発生してしまう事態を回避することができる。 On the other hand, if the distance Ln is 6.0 times or more the diameter D, the exhaust gas will contain unburned ammonia. Therefore, by setting the distance Ln to be less than 6.0 times the diameter D, it is possible to avoid the situation in which unburned ammonia is generated.

つまり、距離Lnを口径Dの1.85倍以上6.0倍未満とすることにより、排気ガス中のNOx濃度を低減し、かつ、排気ガス中に未燃のアンモニア含まれてしまう事態を回避することができる。 That is, by setting the distance Ln to 1.85 times or more and less than 6.0 times the diameter D, the NOx concentration in the exhaust gas is reduced and the situation in which unburned ammonia is contained in the exhaust gas is avoided. can do.

以上説明したように、本実施形態に係るバーナ100は、排気ガス中のNOxを低減することが可能となる。これにより、バーナ100は、大気汚染防止法のNOx排出基準値未満で、アンモニアを含む燃料ガスを燃焼させることができる。 As described above, the burner 100 according to this embodiment can reduce NOx in the exhaust gas. As a result, the burner 100 can burn the ammonia-containing fuel gas below the NOx emission standard value of the Air Pollution Control Law.

また、既存のプレート保炎型の炭化水素燃料用バーナに、第1供給部120、第2噴射部130、および、第2供給部140を取り付けるだけで、バーナ100とすることができる。したがって、既存のプレート保炎型の炭化水素燃料用バーナを流用して、アンモニアを含む燃料ガスを低NOxで燃焼させることが可能となる。 Further, the burner 100 can be obtained by simply attaching the first supply section 120, the second injection section 130, and the second supply section 140 to an existing plate flame-stabilizing burner for hydrocarbon fuel. Therefore, it is possible to use an existing plate flame-stabilizing burner for hydrocarbon fuel to burn a fuel gas containing ammonia with low NOx.

また、バーナ100は、燃焼速度が遅いアンモニアの燃焼性を改善することができ、炉における熱効率を向上させることが可能となる。 Moreover, the burner 100 can improve the combustibility of ammonia, which has a slow combustion rate, and can improve the thermal efficiency of the furnace.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is obvious that a person skilled in the art can conceive of various modifications or modifications within the scope described in the claims, and these also belong to the technical scope of the present invention. Understood.

例えば、上述した実施形態において、酸化剤ガスとして空気を例に挙げた。しかし、酸化剤ガスは、燃料ガスを燃焼させることができればよい。酸化剤ガスは、空気の他、例えば、酸素富化空気、酸素であってもよい。なお、酸化剤ガスが空気以外である場合、上記理論空気量は、理論酸化剤量となり、目標空気量は目標酸化剤量となる。理論酸化剤量は、燃料ガスを完全燃焼させるために必要な最小の酸化剤ガスの量である。また、目標酸化剤量は、理論酸化剤量以上の所定の酸化剤ガス量であり、例えば、理論酸化剤量の1.1倍~1.2倍である。 For example, in the above-described embodiments, air was taken as an example of the oxidant gas. However, the oxidant gas only needs to be able to burn the fuel gas. The oxidant gas may be air, oxygen-enriched air, or oxygen, for example. When the oxidizing gas is other than air, the theoretical air amount is the theoretical oxidizing agent amount, and the target air amount is the target oxidizing agent amount. The theoretical oxidant amount is the minimum amount of oxidant gas required for complete combustion of the fuel gas. Also, the target oxidant amount is a predetermined oxidant gas amount equal to or greater than the theoretical oxidant amount, and is, for example, 1.1 to 1.2 times the theoretical oxidant amount.

また、上記実施形態において、燃料噴射ノズル112の本体112aおよび第1酸化剤ガス噴射ノズル114の本体114aが管体である場合を例に挙げた。しかし、燃料噴射ノズル112の本体112aおよび第1酸化剤ガス噴射ノズル114の本体114aは、バーナ本体ブロック132a内および耐火材製バーナヘッド132b内に形成される流路であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the main body 112a of the fuel injection nozzle 112 and the main body 114a of the first oxidant gas injection nozzle 114 are tubular bodies was taken as an example. However, the main body 112a of the fuel injection nozzle 112 and the main body 114a of the first oxidant gas injection nozzle 114 may be channels formed in the burner body block 132a and the refractory burner head 132b.

同様に、上記実施形態において、主流路132がバーナ本体ブロック132a内および耐火材製バーナヘッド132b内に形成される流路であり、分岐流路134a、134bが耐火材製バーナヘッド132b内に形成される流路である場合を例に挙げた。しかし、主流路132、および、分岐流路134a、134bは、管体であってもよい。 Similarly, in the above embodiment, the main channel 132 is the channel formed in the burner body block 132a and the refractory burner head 132b, and the branch channels 134a and 134b are formed in the refractory burner head 132b. As an example, the case of the flow path where the However, the main channel 132 and the branch channels 134a, 134b may be tubular bodies.

また、上記実施形態において、第2噴射部130の第2噴射口138a、138bが、第1噴射部110の混合ガス噴射口114cと略同一平面上に設けられる場合を例に挙げた。しかし、第2噴射部130の第2噴射口138a、138bは、第1噴射部110の混合ガス噴射口114cと略同一平面上に設けられずともよい。例えば、第2噴射部130の第2噴射口138a、138bは、火炎に向けて設けられてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the second injection ports 138a and 138b of the second injection portion 130 and the mixed gas injection port 114c of the first injection portion 110 are provided on substantially the same plane was taken as an example. However, the second injection ports 138 a and 138 b of the second injection portion 130 may not be provided on substantially the same plane as the mixed gas injection port 114 c of the first injection portion 110 . For example, the second injection ports 138a, 138b of the second injection part 130 may be provided toward the flame.

また、上記実施形態において、燃料噴射ノズル112の燃料噴射口112cが、第1酸化剤ガス噴射ノズル114の本体114a内に位置するように設けられる場合を例に挙げた。しかし、燃料噴射ノズル112の燃料噴射口112cは、第1酸化剤ガス噴射ノズル114の混合ガス噴射口114cと略同一平面上に設けられてもよいし、第1酸化剤ガス噴射ノズル114の本体114aの先端から突出してもよい。この場合、混合ガス噴射口114c(酸化剤噴射口)から一次空気が噴射され、炉の内部空間において混合ガスが生成される。また、混合ガス噴射口114cが一次空気を噴射する場合、燃料噴射口112cおよび混合ガス噴射口114cは、それぞれ複数設けられてもよいし、燃料噴射口112cが1つ設けられ、混合ガス噴射口114cが燃料噴射口112cを囲むように複数設けられてもよい。また、この場合、燃料噴射口112cから噴射される燃料ガスの流速aおよび混合ガス噴射口114cから噴射される一次空気の流速aと、第2噴射口138a、138bから噴射される二次空気の流速bとの流速比a/bが、0.05以上となるとよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the fuel injection port 112c of the fuel injection nozzle 112 is provided so as to be positioned inside the main body 114a of the first oxygen-containing gas injection nozzle 114 was taken as an example. However, the fuel injection port 112c of the fuel injection nozzle 112 may be provided on substantially the same plane as the mixed gas injection port 114c of the first oxidizing gas injection nozzle 114, or the main body of the first oxidizing gas injection nozzle 114 may be provided. It may protrude from the tip of 114a. In this case, primary air is injected from the mixed gas injection port 114c (oxidant injection port) to generate a mixed gas in the interior space of the furnace. Further, when the mixed gas injection port 114c injects the primary air, the fuel injection port 112c and the mixed gas injection port 114c may each be provided in plurality, or one fuel injection port 112c may be provided and the mixed gas injection port A plurality of 114c may be provided so as to surround the fuel injection port 112c. In this case, the flow velocity a of the fuel gas injected from the fuel injection port 112c, the flow velocity a of the primary air injected from the mixed gas injection port 114c, and the secondary air injected from the second injection ports 138a and 138b The flow velocity ratio a/b to the flow velocity b is preferably 0.05 or more.

また、上記実施形態において、第1噴射部110が燃料噴射ノズル112と第1酸化剤ガス噴射ノズル114とを備える場合を例に挙げた。しかし、第1噴射部110は、燃料ガスと酸化剤ガスとの混合ガスが流れる1のノズルを有していてもよい。この場合、混合ガスを噴射する第1噴射口を1または複数備える。 Further, in the above embodiment, the case where the first injection section 110 includes the fuel injection nozzle 112 and the first oxygen-containing gas injection nozzle 114 is taken as an example. However, the first injection part 110 may have one nozzle through which the mixed gas of the fuel gas and the oxidant gas flows. In this case, one or more first injection ports for injecting the mixed gas are provided.

また、上記実施形態において、第2噴射部130が、第2噴射口138a、138bを備える場合を例に挙げた。しかし、第2噴射部130が備える第2噴射口の数に限定はない。例えば、第2噴射部130は、第2噴射口を1つのみ備えていてもよいし、3以上備えていてもよい。なお、第2噴射部130は、第2噴射口を3つ以上備える場合、略同一円周上に略等間隔で複数の第2噴射口が設けられるとよい。また、第2噴射部130が複数の第2噴射口を備えることにより、燃料ガスを効率よく燃焼させることができる。 Moreover, in the above-described embodiment, the case where the second injection portion 130 includes the second injection ports 138a and 138b is taken as an example. However, the number of second injection ports provided in the second injection part 130 is not limited. For example, the second injection part 130 may have only one second injection port, or may have three or more. In addition, when the second injection part 130 has three or more second injection ports, it is preferable that the plurality of second injection ports be provided at substantially equal intervals on substantially the same circumference. In addition, since the second injection part 130 has a plurality of second injection ports, the fuel gas can be efficiently burned.

また、上記実施形態において、流速比a/bが、0.05以上となる場合を例に挙げた。しかし、第1供給部120が、燃料ガスと、目標酸化剤量の1/3以上2/3以下の空気とを第1噴射部110に供給し、第2噴射部130が第1噴射部110に供給される空気の量と目標空気量との差分の空気を第2噴射部130に供給すれば、流速比a/bは、0.05未満であってもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the flow velocity ratio a/b is 0.05 or more was taken as an example. However, the first supply unit 120 supplies the fuel gas and the air of ⅓ or more and ⅔ or less of the target oxidizer amount to the first injection unit 110, and the second injection unit 130 supplies the first injection unit 110 The flow velocity ratio a/b may be less than 0.05 by supplying the second injection section 130 with the difference between the amount of air supplied to the second injection section 130 and the target air amount.

また、上記実施形態において、第1供給部120が、燃料ガスと、目標酸化剤量の1/3以上2/3以下の空気とを第1噴射部110に供給し、第2噴射部130が第1噴射部110に供給される空気の量と目標空気量との差分の空気を第2噴射部130に供給する場合を例に挙げた。しかし、流速比a/bが、0.05以上であれば、第1供給部120によって供給される空気量と、第2噴射部130によって供給される空気量との比に限定はない。 Further, in the above embodiment, the first supply unit 120 supplies the fuel gas and the air of ⅓ or more and ⅔ or less of the target oxidizer amount to the first injection unit 110, and the second injection unit 130 supplies The case where the difference between the amount of air supplied to the first injection unit 110 and the target air amount is supplied to the second injection unit 130 is taken as an example. However, as long as the flow velocity ratio a/b is 0.05 or more, there is no limitation on the ratio between the amount of air supplied by the first supply unit 120 and the amount of air supplied by the second injection unit 130 .

また、上記実施形態において、第1噴射部110が、炉壁10に形成される第1噴射口(混合ガス噴射口114c)を1つ有する場合を例に挙げた。しかし、第1噴射部110が、炉壁10に形成される複数の第1噴射口を有する場合、複数の第1噴射口の重心と、1または複数の第2噴射口の重心との間の距離Lnを、複数の第1噴射口における2つの第1噴射口の中心を結ぶ仮想直線のうち、最も長い仮想直線の長さの1.85倍以上6.0倍未満としてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the first injection part 110 has one first injection port (mixed gas injection port 114c) formed in the furnace wall 10 is taken as an example. However, when the first injection part 110 has a plurality of first injection holes formed in the furnace wall 10, the distance between the center of gravity of the plurality of first injection holes and the center of gravity of one or more second injection holes The distance Ln may be 1.85 times or more and less than 6.0 times the length of the longest imaginary straight line among imaginary straight lines connecting the centers of two first ejection openings in the plurality of first ejection openings.

100 バーナ
110 第1噴射部
112c 燃料噴射口(第1噴射口)
114c 混合ガス噴射口(酸化剤噴射口、第1噴射口)
120 第1供給部
130 第2噴射部
138a 第2噴射口
140 第2供給部
100 Burner 110 First injection portion 112c Fuel injection port (first injection port)
114c Mixed gas injection port (oxidant injection port, first injection port)
120 First supply section 130 Second injection section 138a Second injection port 140 Second supply section

Claims (7)

炉の内部空間に向けて設けられる1または複数の第1噴射口を含む第1噴射部と、
前記第1噴射口と離隔し前記炉の内部空間に向けて設けられる1または複数の第2噴射口を含む第2噴射部と、
少なくともアンモニアを含む燃料ガスと、前記燃料ガスに対する理論酸化剤量以上の目標酸化剤量の1/3以上2/3以下の酸化剤ガスとを前記第1噴射部に供給する第1供給部と、
前記第1噴射部に供給される前記酸化剤ガスの量と前記目標酸化剤量との差分の前記酸化剤ガスを前記第2噴射部に供給する第2供給部と、
を備えるバーナ。
a first injection section including one or more first injection ports provided toward the interior space of the furnace;
a second injection part including one or more second injection ports spaced apart from the first injection port and directed toward the interior space of the furnace;
a first supply unit configured to supply fuel gas containing at least ammonia and oxidant gas of ⅓ or more and ⅔ or less of a target oxidant amount equal to or greater than the theoretical oxidant amount for the fuel gas to the first injection unit; ,
a second supply section that supplies the second injection section with the oxidant gas that is the difference between the amount of the oxidant gas that is supplied to the first injection section and the target oxidant amount;
burner with
前記第1噴射口から噴射される前記燃料ガスおよび前記酸化剤ガスの流速aと、前記第2噴射口から噴射される前記酸化剤ガスの流速bとの流速比a/bは、0.05以上である請求項1に記載のバーナ。 The flow velocity ratio a/b between the flow velocity a of the fuel gas and the oxidant gas injected from the first injection port and the flow velocity b of the oxidant gas injected from the second injection port is 0.05. The burner according to claim 1, wherein: 前記第1噴射口は、前記燃料ガスを噴射する燃料噴射口と、前記酸化剤ガスを噴射する酸化剤噴射口とを含む請求項1または2に記載のバーナ。 3. The burner according to claim 1, wherein the first injection port includes a fuel injection port for injecting the fuel gas and an oxidant injection port for injecting the oxidant gas. 前記第1噴射口は、前記燃料ガスと前記酸化剤ガスとを含む混合ガスを噴射する請求項1または2に記載のバーナ。 3. The burner according to claim 1, wherein said first injection port injects a mixed gas containing said fuel gas and said oxidant gas. 炉の内部空間に向けて設けられる1または複数の第1噴射口を含む第1噴射部と、
前記第1噴射口と離隔し、前記炉の内部空間に向けて設けられる1または複数の第2噴射口を含む第2噴射部と、
少なくともアンモニアを含む燃料ガスと、酸化剤ガスとを前記第1噴射部に供給する第1供給部と、
前記酸化剤ガスを前記第2噴射部に供給する第2供給部と、
を備え、
前記第1噴射口から噴射される前記燃料ガスおよび前記酸化剤ガスの流速aと、前記第2噴射口から噴射される前記酸化剤ガスの流速bとの流速比a/bは、0.05以上であるバーナ。
a first injection section including one or more first injection ports provided toward the interior space of the furnace;
a second injection part that is separated from the first injection port and includes one or more second injection ports that are provided toward the interior space of the furnace;
a first supply unit that supplies a fuel gas containing at least ammonia and an oxidant gas to the first injection unit;
a second supply unit that supplies the oxidant gas to the second injection unit;
with
The flow velocity ratio a/b between the flow velocity a of the fuel gas and the oxidant gas injected from the first injection port and the flow velocity b of the oxidant gas injected from the second injection port is 0.05. Burner that is over.
前記第1噴射部は、1の前記第1噴射口を有し、
前記第1噴射部と前記第2噴射部との間の距離は、前記第1噴射口の口径の1.85倍以上6.0倍未満である請求項1から5のいずれか1項に記載のバーナ。
The first injection part has one of the first injection ports,
6. The distance between the first injection part and the second injection part according to any one of claims 1 to 5, which is 1.85 times or more and less than 6.0 times the diameter of the first injection port. burner.
前記第1噴射部は、複数の前記第1噴射口を有し、
前記第1噴射部と前記第2噴射部との間の距離は、複数の前記第1噴射口における2つの前記第1噴射口の中心を結ぶ仮想直線のうち、最も長い仮想直線の長さの1.85倍以上6.0倍未満である請求項1から5のいずれか1項に記載のバーナ。
The first injection part has a plurality of the first injection ports,
The distance between the first injection part and the second injection part is the length of the longest imaginary straight line among imaginary straight lines connecting the centers of two of the plurality of first injection holes. 6. The burner according to any one of claims 1 to 5, which is 1.85 times or more and less than 6.0 times.
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