JP2642497B2 - 燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄酸化物の含有量を減少させる反応装置 - Google Patents
燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄酸化物の含有量を減少させる反応装置Info
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
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- F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄酸化物の含
有量を減少させる反応装置に関し、この反応装置は、燃
焼室と共にまたは燃焼室の後に連結させるあと燃焼室を
有する。
有量を減少させる反応装置に関し、この反応装置は、燃
焼室と共にまたは燃焼室の後に連結させるあと燃焼室を
有する。
本発明による燃焼装置は、添付の請求の範囲に述べら
れた型式であり、特徴を有している。
れた型式であり、特徴を有している。
背景技術 液体と固体燃料の燃焼の主要な問題は、煙道ガスに存
在する硫黄酸化物と窒素酸化物の含有量である。従っ
て、この酸素含有量を減らすために、煙道ガスの浄化に
よりおよび排ガスの触媒処理により多くの企てが為され
た。
在する硫黄酸化物と窒素酸化物の含有量である。従っ
て、この酸素含有量を減らすために、煙道ガスの浄化に
よりおよび排ガスの触媒処理により多くの企てが為され
た。
本発明は、適当な酸化と温度条件が燃焼室と煙突の間
の通路に広がっているように確保すれば、窒素酸化物と
硫黄酸化物の含有量を相当に減らすことができるという
洞察に基づいている。
の通路に広がっているように確保すれば、窒素酸化物と
硫黄酸化物の含有量を相当に減らすことができるという
洞察に基づいている。
スウエーデン特許第7804761−０（SE−Ｂ−413,158）
号明細書には、ガス状または粒子の可燃性材料と燃焼空
気の混合物の燃焼装置が開示されている。この装置は、
放出される燃焼ガスが煤煙、一酸化炭素および炭化水素
残留物の実質的にないような完全な仕方で、炭素または
炭素化合物を含む種々のガス状または粒子状材料を燃焼
させるために用いられる。しかしながら、その特許明細
書には、その装置を、燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄酸
化物の含有量を減少させるため使用できることが記載さ
れていない。
号明細書には、ガス状または粒子の可燃性材料と燃焼空
気の混合物の燃焼装置が開示されている。この装置は、
放出される燃焼ガスが煤煙、一酸化炭素および炭化水素
残留物の実質的にないような完全な仕方で、炭素または
炭素化合物を含む種々のガス状または粒子状材料を燃焼
させるために用いられる。しかしながら、その特許明細
書には、その装置を、燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄酸
化物の含有量を減少させるため使用できることが記載さ
れていない。
US−Ａ−4,481,889には、不純ガスをバーナを通じて
アフタバーナに導き、アフタバーナで排ガスが燃焼ガス
と確実に混合されることにより完全燃焼される、煙道ガ
スをあと燃えさせる方法が開示されている。
アフタバーナに導き、アフタバーナで排ガスが燃焼ガス
と確実に混合されることにより完全燃焼される、煙道ガ
スをあと燃えさせる方法が開示されている。
DE−Ａ−3,014,590には、油だきまたはガスだきの、
ファン付きバーナのための予燃焼室が開示されている。
この予燃焼室は、発生した火炎を付形し、かつ火炎が燃
焼室に入る前に遅らせるのに役立つ。従って、この装置
はバーナと燃焼室の間の媒介物として役立つが、燃焼ガ
ス中の窒素酸化物と硫黄酸化物の含有量を減少させるた
めの反応装置としては役立たない。
ファン付きバーナのための予燃焼室が開示されている。
この予燃焼室は、発生した火炎を付形し、かつ火炎が燃
焼室に入る前に遅らせるのに役立つ。従って、この装置
はバーナと燃焼室の間の媒介物として役立つが、燃焼ガ
ス中の窒素酸化物と硫黄酸化物の含有量を減少させるた
めの反応装置としては役立たない。
図面の簡単な説明 さて、以下、本発明による装置の二つの実施例を示す
付図を参照して本発明をより詳細に述べる。
付図を参照して本発明をより詳細に述べる。
第１図は本発明による反応装置の実施例を概略的に示
す垂直断面であり、第２図は第１図の線II−IIに沿って
切断した断面であり、第３図は本発明による反応装置の
他の実施例を用いた焼却設備を概略的に示す垂直断面で
あり、そして第４図は本発明による反応装置のなお他の
実施例を示す。
す垂直断面であり、第２図は第１図の線II−IIに沿って
切断した断面であり、第３図は本発明による反応装置の
他の実施例を用いた焼却設備を概略的に示す垂直断面で
あり、そして第４図は本発明による反応装置のなお他の
実施例を示す。
発明を実施するための最良の形態 第１図に示した配置は、燃焼ガス中の窒素酸化物と硫
黄酸化物の含有量を減少させるための反応装置を有す
る。この反応装置は、ほぼ垂直な、大体円筒状の外殻11
およびこれと関連したドーム状の出口端部12を有するケ
ーシングまたは壁10を有する。ドーム状出口端部は中心
の出口開口13を有する。外殻11の反対端部は入口端部14
を形成する。ケーシング10内には、出口端部13の方に向
けられた頂点を有する円錐状仕切り15が設けられ、この
円錐状仕切りは、仕切り15とケーシング10の間に環状の
間隙17を区画するように支持部材16に取り付けられてい
る。環状間隙の代わりに、ケーシング10の上部と下部の
間の連結は、前述したSE−Ｂ−413,158号明細書に適当
に開示されているように、仕切りの外周を周って分配さ
れた少なくとも二つの縁凹部の形でもよい。反応装置の
底部には、排ガスを燃焼室（図示省略）から反応装置へ
導く入口じょうご状筒18が設けられているので、排ガス
が適当な高速度で導かれて仕切り15の円錐状内側へ向け
られる。ケーシング10の周りには、別のケーシングまた
は壁20が設けられており、この壁はケーシング10とほぼ
同じ形状を有するが、ケーシング10と20の間に間隙21を
区画するようにより大きな方法を有する。ケーシング10
は、ケーシング20に偏心して配置されている。ケーシン
グ20は熱絶縁材料からなるが、そのような材料により取
り囲むこともできる。図示の実施例では、外側の熱絶縁
体22がケーシング20のために使われている。二つのケー
シングの間の間隙21は、出口管24、例えば煙突に連結さ
れた環状の収集箱23に底部で連結されている。
黄酸化物の含有量を減少させるための反応装置を有す
る。この反応装置は、ほぼ垂直な、大体円筒状の外殻11
およびこれと関連したドーム状の出口端部12を有するケ
ーシングまたは壁10を有する。ドーム状出口端部は中心
の出口開口13を有する。外殻11の反対端部は入口端部14
を形成する。ケーシング10内には、出口端部13の方に向
けられた頂点を有する円錐状仕切り15が設けられ、この
円錐状仕切りは、仕切り15とケーシング10の間に環状の
間隙17を区画するように支持部材16に取り付けられてい
る。環状間隙の代わりに、ケーシング10の上部と下部の
間の連結は、前述したSE−Ｂ−413,158号明細書に適当
に開示されているように、仕切りの外周を周って分配さ
れた少なくとも二つの縁凹部の形でもよい。反応装置の
底部には、排ガスを燃焼室（図示省略）から反応装置へ
導く入口じょうご状筒18が設けられているので、排ガス
が適当な高速度で導かれて仕切り15の円錐状内側へ向け
られる。ケーシング10の周りには、別のケーシングまた
は壁20が設けられており、この壁はケーシング10とほぼ
同じ形状を有するが、ケーシング10と20の間に間隙21を
区画するようにより大きな方法を有する。ケーシング10
は、ケーシング20に偏心して配置されている。ケーシン
グ20は熱絶縁材料からなるが、そのような材料により取
り囲むこともできる。図示の実施例では、外側の熱絶縁
体22がケーシング20のために使われている。二つのケー
シングの間の間隙21は、出口管24、例えば煙突に連結さ
れた環状の収集箱23に底部で連結されている。
二つのケーシングの間の間隙21には、二次空気を予熱
するための熱交換器（より詳細には示していない）を設
けることができる。第１図による実施例では、しかしな
がら、二次空気が、ケーシング20と外側の熱絶縁体22の
間に形成された環状空間40を通って供給される。予熱さ
れた二次空気は、二次空気取り入れ口25を通って、出口
開口13からいくらか距離を置いた二つのケーシングの間
の空間に供給される。
するための熱交換器（より詳細には示していない）を設
けることができる。第１図による実施例では、しかしな
がら、二次空気が、ケーシング20と外側の熱絶縁体22の
間に形成された環状空間40を通って供給される。予熱さ
れた二次空気は、二次空気取り入れ口25を通って、出口
開口13からいくらか距離を置いた二つのケーシングの間
の空間に供給される。
入口ケーシング10の入口端部14の下縁と入口じょうご
状筒18の間に、あと燃焼室10で分離されたまたはそこで
燃焼中形成された灰粒子の分離のための環状間隙19が区
画されている。
状筒18の間に、あと燃焼室10で分離されたまたはそこで
燃焼中形成された灰粒子の分離のための環状間隙19が区
画されている。
第１図と第２図による配置を用いるときに、燃焼室か
らの排ガスを最大速度2m/sで入口じょうご状筒18に到着
させるのが有利である。入口じょうご状筒の円錐形状に
より、ガス速度が増加されて、ガスが円錐状仕切り15の
内側の方へ向けられる。円錐状仕切りの下の空間に激し
い乱流が起こる結果として、残余の一酸化炭素が酸化し
て二酸化炭素になり、この酸化は仕切りの上の空間で続
行する。出口開口13から、煙道ガスがケーシング10と20
の間の間隙に入り、そこで硫黄酸化物と窒素酸化物のあ
と燃えと処理が、二次空気取り入れ口25を通して供給さ
れる予熱された二次空気の作用の下に行われるが、二次
空気は約700℃の温度に加熱されるのが好ましい。偏心
配置により、激しい混合が、煙道ガスの膨脹と交互する
圧縮と同様に達成され、煙道ガスは、約900℃の温度で
出口管または煙突24へ通って出る前に収集箱23へ下方に
螺旋状に移動している。
らの排ガスを最大速度2m/sで入口じょうご状筒18に到着
させるのが有利である。入口じょうご状筒の円錐形状に
より、ガス速度が増加されて、ガスが円錐状仕切り15の
内側の方へ向けられる。円錐状仕切りの下の空間に激し
い乱流が起こる結果として、残余の一酸化炭素が酸化し
て二酸化炭素になり、この酸化は仕切りの上の空間で続
行する。出口開口13から、煙道ガスがケーシング10と20
の間の間隙に入り、そこで硫黄酸化物と窒素酸化物のあ
と燃えと処理が、二次空気取り入れ口25を通して供給さ
れる予熱された二次空気の作用の下に行われるが、二次
空気は約700℃の温度に加熱されるのが好ましい。偏心
配置により、激しい混合が、煙道ガスの膨脹と交互する
圧縮と同様に達成され、煙道ガスは、約900℃の温度で
出口管または煙突24へ通って出る前に収集箱23へ下方に
螺旋状に移動している。
本発明の装置の原理は、ガス相における制御された低
い部分圧力で全ての炭化水素材料を最終的に酸化する理
想的な乱流が熱い触媒接触面との十分な接触時間を達成
する実験に基づいている。熱い接触面は、初めに仕切り
15の材料からなる。このくぼんだ仕切りの後には、例え
ば燃焼ガス中の硫黄含有量を減らす過程の間一酸化炭素
の必要な発生を得るために減少する大気中に比較的ゆっ
くりした乱流がある。化学量論的燃焼中および次の公式
に従って、硫黄が、冷却中昇華された硫黄小滴として90
％以上も沈殿する。あと燃焼室は垂直に取り付けられて
いるので、昇華した硫黄が他の粒子と共に、入口じょう
ご状筒18と入口端部14の間の間隙を通って灰床へ自動的
に進む。
い部分圧力で全ての炭化水素材料を最終的に酸化する理
想的な乱流が熱い触媒接触面との十分な接触時間を達成
する実験に基づいている。熱い接触面は、初めに仕切り
15の材料からなる。このくぼんだ仕切りの後には、例え
ば燃焼ガス中の硫黄含有量を減らす過程の間一酸化炭素
の必要な発生を得るために減少する大気中に比較的ゆっ
くりした乱流がある。化学量論的燃焼中および次の公式
に従って、硫黄が、冷却中昇華された硫黄小滴として90
％以上も沈殿する。あと燃焼室は垂直に取り付けられて
いるので、昇華した硫黄が他の粒子と共に、入口じょう
ご状筒18と入口端部14の間の間隙を通って灰床へ自動的
に進む。
あと燃焼室が大規模の設備で使用されるときに、公式 2CO＋SO2Ｓ＋2CO2が当てはまる。
適度の化学量論的燃焼を有する設備には、公式 CO＋O2CO＋CO2および SO2＋CO＋H2OH2S＋COおよび SO2＋H2SＳ＋H2Oが当てはまる。
あと燃焼室に入るガスが900℃の温度と多くて2m/sの
流速を有する場合に、触媒作用面が円錐状仕切り15の上
におよび燃焼ガスに影響を与える他の接触面の上に存在
するときに実質的に煤煙や粒子のない排ガスを得ること
ができる。
流速を有する場合に、触媒作用面が円錐状仕切り15の上
におよび燃焼ガスに影響を与える他の接触面の上に存在
するときに実質的に煤煙や粒子のない排ガスを得ること
ができる。
燃焼室に関連する種々の公式は、次のことから出て来
る。
る。
第３図に示した本発明による装置は、第１図の装置と
実質的に同じ設計を有する。第３図の装置は、スウエー
デン特許第7804761−０（SE−Ｂ−413,158）号明細書に
開示された型式の焼却設備と共に示されている。この配
置は前記した特許明細書により詳細に述べられている。
第３図の装置は、全体的に30で示してある。この焼却装
置の後に、有害な廃物または固体燃料を例えば焼却させ
ることができる別の燃焼室31がある。この燃焼室または
炉31から、燃焼ガスが間隙32を通って入口じょうご状筒
18間で流れ、そして本発明によるあと燃焼室の中に入
る。間隙32は、焼却装置30と熱絶縁炉壁33の間に形成さ
れている。炉壁33により区画された空間の下端に、灰出
口34がある。第３図のあと燃焼室または反応装置の主要
構成は第１図に示されているので、均等な部品には同じ
参照数字を付けてある。第３図に示した実施例では、仕
切り15が円筒状外殻面11の内側まで延びており、そして
外殻面に隣接して仕切り15を通って斜めに延びる縁凹部
が設けられていることにより、仕切りの下の区間と仕切
りの上の空間の間の通路は、煙道ガスが仕切り15の上の
室に入るときに螺旋運動を与える。
実質的に同じ設計を有する。第３図の装置は、スウエー
デン特許第7804761−０（SE−Ｂ−413,158）号明細書に
開示された型式の焼却設備と共に示されている。この配
置は前記した特許明細書により詳細に述べられている。
第３図の装置は、全体的に30で示してある。この焼却装
置の後に、有害な廃物または固体燃料を例えば焼却させ
ることができる別の燃焼室31がある。この燃焼室または
炉31から、燃焼ガスが間隙32を通って入口じょうご状筒
18間で流れ、そして本発明によるあと燃焼室の中に入
る。間隙32は、焼却装置30と熱絶縁炉壁33の間に形成さ
れている。炉壁33により区画された空間の下端に、灰出
口34がある。第３図のあと燃焼室または反応装置の主要
構成は第１図に示されているので、均等な部品には同じ
参照数字を付けてある。第３図に示した実施例では、仕
切り15が円筒状外殻面11の内側まで延びており、そして
外殻面に隣接して仕切り15を通って斜めに延びる縁凹部
が設けられていることにより、仕切りの下の区間と仕切
りの上の空間の間の通路は、煙道ガスが仕切り15の上の
室に入るときに螺旋運動を与える。
第４図は、本発明による反応装置の別の実施例を示
す。対応する部品には同じ参照数字を付けてある。第１
図と第４図の実施例の間の本質的な差異は、二次空気を
二次空気取り入れ口45を通して供給する方法である。こ
の実施例では、二次空気取り入れ口45は、二つの円錐状
壁40,41の間の間隙からなる。この間隙には、適当な仕
方で予熱された二次空気が供給される。空気が間隙45を
通って吹き込まれるか、または入口じょうご状筒18を通
って反応装置に入る排ガスにより発生した排出器効果の
結果として間隙45を通って吸い込まれる。
す。対応する部品には同じ参照数字を付けてある。第１
図と第４図の実施例の間の本質的な差異は、二次空気を
二次空気取り入れ口45を通して供給する方法である。こ
の実施例では、二次空気取り入れ口45は、二つの円錐状
壁40,41の間の間隙からなる。この間隙には、適当な仕
方で予熱された二次空気が供給される。空気が間隙45を
通って吹き込まれるか、または入口じょうご状筒18を通
って反応装置に入る排ガスにより発生した排出器効果の
結果として間隙45を通って吸い込まれる。
第４図の実施例では、円錐形仕切り15が、前述したSE
−Ｂ−413,158に示された仕方で記載されており、すな
わち、仕切りの円周を周って分配されかつそこを通って
斜めに延びている縁凹部で形成された少なくとも二つの
貫通路17が設けられていて、煙道ガスが入口室と出口室
の間を通るときに煙道ガスに乱流効果を与える。
−Ｂ−413,158に示された仕方で記載されており、すな
わち、仕切りの円周を周って分配されかつそこを通って
斜めに延びている縁凹部で形成された少なくとも二つの
貫通路17が設けられていて、煙道ガスが入口室と出口室
の間を通るときに煙道ガスに乱流効果を与える。
本発明による反応装置は、流動化された燃料床で作用
する焼却設備でも有利に使用できる。
する焼却設備でも有利に使用できる。
余分のO2およびH2Oとの上記に代わる反応
Claims (5)
- 【請求項１】燃焼室と共にまたは燃焼室の後に連結され
るあと燃焼室を備えた、燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄
酸化物の含有量を減少させる反応装置において、反応装
置は、燃焼室に連結された入口端部（18）と、ほぼドー
ム状でありかつ中心ので出口開口（13）を有する反対側
の出口端部（12）とを有するほぼ垂直の、ほぼ円筒状の
外殻（11）をもったケーシング（10）を有し、さらに前
記ケーシング（10）には、貫通路（17）を備えていてか
つケーシングの内部を入口室と出口室に分割する仕切り
（15）が設けられ、前記仕切り（15）の中心部分は円錐
形外殻として設計され、その外側が前記出口室に面しか
つその内側が前記入口室に面しており、仕切り（15）の
貫通路（17）は仕切りと円筒状外殻（11）の間の間隙
（17）の形をしているか、または仕切りの外周を周って
分配された少なくとも二つの縁凹部の形をしており、さ
らに前記反応装置は、前記ケーシング（10）を囲んでい
てかつケーシングから間隔を置いた熱絶縁壁（20）と、
出口室の中心出口開口（13）から間隔を置いて前記熱絶
縁壁（20）と前記ケーシング（10）の間の空間（21）に
開口するかまたはケーシング（10）の入口室に開口する
二次空気取り入れ口（25,45）とを有し、ケーシング（1
0）と熱絶縁壁（20）の間の空間（21）がケーシング（1
0）の入口端の範囲で出口管（24）に連結され、燃焼室
と反応装置の入口室の間の連結が、入口室に突出する円
錐状に先細になる入口じょうご状筒（18）の形をしてお
り、環状間隙が灰粒子を分離するために前記入口じょう
ご状筒とケーシング（10）の入口端（14）との間に区画
されていることを特徴とする反応装置。 - 【請求項２】仕切り（15）の縁凹部が、前記円筒状外殻
に隣接する仕切りを通って斜めに延びていることを特徴
とする、請求の範囲１に記載された反応装置。 - 【請求項３】円筒状外殻（11）、ドーム状出口端部（1
2）および仕切り（15）のうちの少なくとも一つが、炭
素と炭素化合物の酸化の触媒作用をする能力を有する材
料を含むことを特徴とする、請求の範囲１または２に記
載の装置。 - 【請求項４】二次空気ヒータ（40）が、二次空気取り入
れ口へ供給される二次空気を予熱するために設けられて
いることを特徴とする、請求の範囲１乃至３のうちのい
ずれか一つに記載された反応装置。 - 【請求項５】二次空気取り入れ口（45）が、入口室の円
錐形に先細になる入口じょうご状筒（18）の口部で開口
することを特徴とする、請求の範囲１乃至４のうちのい
ずれか一つに記載された反応装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8704987A SE460220B (sv) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | Reaktor foer minskning av foerbraenningsgasernas halter av kvaeve- och svaveloxider |
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