JP4566011B2 - 遠隔段階式放射壁炉用バーナの構造と方法 - Google Patents
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Description
(a)炉の壁に沿って複数列で配列された個々の放射壁バーナに燃料ガスと空気の燃料希薄混合気を供給するステップと、
(b)燃料ガスと空気の混合気を、炉の壁全体にわたり各放射壁バーナから外へ放射状に流れさせることによって、混合気が余分な空気を含み、比較的低温で燃焼させられ、窒素酸化物の含有量の少ない燃焼排ガスがそこから形成されるステップと、
(c)離れて別個に配置された二次燃料ガスノズルに二次燃料ガスを供給することによって、二次燃料ガスが炉内の燃焼排ガスと混合し、放射壁バーナからの余分な空気で燃焼し、燃焼する燃料ガスの温度を低下させ、窒素酸化物の形成を低減させるステップ。
遠隔ステージングのある放射壁バーナと、ない放射壁バーナを用いて、窒素酸化物の排出量の比較を行った。試験炉は、3つの段にそれぞれ4つずつバーナを並べた12の放射壁バーナのアレイを利用した。バーナは各段で50インチずつ間隔を置かれ、段は36.5インチずつ離された。二次ガスを放射壁バーナの中心に供給しながら炉を作動させ、ガス以外の炉内の窒素酸化物が長時間かけて測定された。その後、バーナの中心から二次ガスを除去し、放射壁バーナの段に隣接して配置される遠隔ノズルに二次ガスを案内した後に、炉が作動された。
11 バーナ段
12 放射壁バーナ口金
14 二次燃料ガス上昇管
16 二次燃料ガス口金
18 燃料ガス−空気混合気
20 遮断層
22 二次燃料ガス
24 炉燃料ガス
26 遠隔二次燃料ガスノズル
28 燃焼区域
30 改良型放射壁炉用バーナ
31 炉壁
32、36、38、42、46 列
34、40、44 段
48 二次燃料ガス送出開口部
50 炉空間
52 開口部
54 床バーナ
Claims (24)
- 壁、床、および、炉の壁にほぼ垂直に取り付けられた長手軸を有する複数の放射壁バーナの列または段あるいはその両方を利用するバーナ構造を有し、各放射壁バーナは、燃焼性の燃料ガスと余分な空気の混合気をそれらの長手軸に対して半径方向外側の方向に、バーナタイルに隣接した燃焼区域内へと方向付ける、放射壁炉において、その改良は、
二次燃料ガスを炉に注入するための二次燃料ガスノズルのアレイであって、二次燃料ガスは炉内の燃焼排ガスと混合し、余分な空気とともに燃焼し、燃焼する燃料ガスの温度を低下させ、窒素酸化物の形成を低減する、二次燃料ガスノズルのアレイと、二次燃料ガスノズルに二次燃料ガスを投入する手段とを備え、前記二次燃料ガスノズルは、二次燃料ガスが放射壁バーナからの燃料ガス空気混合気によって封入若しくは包囲されないように放射壁バーナから分離され且つ離れて配置されており、それにより、二次燃料ガスは、燃料ガス空気混合気と混合する前に、炉内の燃焼排ガスと混合することができ、
各二次燃料ガスノズルが、二次燃料ガスノズルの軸に対して角度αで、炉の壁に向かって、あるいは炉の壁から離れて燃料ガスを放出する、少なくとも1つの燃料送出開口部を有する口金を備え、角度αが軸から約60°から約120°の範囲内にある、改良された放射壁炉用バーナ構造。 - 二次燃料ガスノズルのアレイが、放射壁バーナの列に隣接する少なくとも1つの列に配置される、請求項1に記載の改良された炉用バーナ構造。
- 二次燃料ガスノズルが、燃焼区域の放射壁バーナとは反対の側の炉内の位置へ二次燃料ガスを方向付ける、請求項1に記載の改良された炉用バーナ構造。
- 放射壁バーナの列または段あるいはその両方がほぼ平行であり、放射壁バーナがほぼ均等に間隔を置かれ、二次燃料ガスノズルが1列か2列で配置され、各二次燃料ガスノズルが放射壁バーナに隣接して、あるいは放射壁バーナからずらされて配置される、請求項1に記載の改良された炉用バーナ構造。
- 放射壁バーナの列がほぼ平行であり、放射壁バーナが段において比較的均等に間隔を置かれ、二次燃料ガスノズルが内側の第1の列と外側の第2の列に配置され、内側の第1の列の各二次燃料ガスノズルが放射壁バーナに隣接し、外側の第2の列の各二次燃料ガスノズルが放射壁バーナからずらされて配置される、請求項1に記載の改良された炉用バーナ構造。
- 放射壁バーナの列が互いに平行であり、各列が隣接する列の一定の間隔から1/2の間隔だけずらされて配置される、請求項1に記載の改良されたバーナ構造。
- 1つ以上の列の二次燃料ガスノズルが放射壁バーナの列と隣接して配置され、追加の1つ以上の列の二次燃料ガスノズルが放射壁バーナの列の中間に配置される、請求項1に記載の改良されたバーナ構造。
- 各二次燃料ガスノズルが、炉壁に向かって、または炉壁から離れて、あるいは両方で燃料ガスを放出するように配置された、1つまたは複数の燃料送出開口部を有する口金を備える、請求項1に記載の改良されたバーナ構造。
- 各二次燃料ガスノズル口金が、二次燃料ガスノズルの長手軸を通る垂直面の両側面から約10°から約180°の範囲の外向きの角度β内に配置された、複数の燃料送出開口部を備える、請求項8に記載の改良された炉用バーナ構造。
- 炉が、炉の床に配置された二次燃料ガスノズルのアレイをさらに備える、請求項1に記載の改良された炉用バーナ構造。
- 炉が、当該壁に取りつけられる放射壁バーナを有する壁に隣接して配置される床バーナを含む、請求項1に記載の改良された炉用バーナ構造。
- 炉が、当該壁に取りつけられた放射壁バーナを有する壁に隣接して配置される床バーナと、壁に向かってまたは壁から離れて複数の方向に燃料ガスを放出するように配置された複数の燃料送出開口部を有する口金をそれぞれ有する二次燃料ガスノズルとを含む、請求項10に記載の改良された炉用バーナ構造。
- 放射壁炉内で燃料ガスおよび空気を燃焼させることにより、窒素酸化物の含有量の低減された燃焼排ガスを生成する方法であって、
(a)炉の壁に沿って複数列で配列された個々の放射壁バーナに燃料ガスと空気の燃料希薄混合気を供給するステップと、
(b)燃料ガスと空気の混合気を、炉の壁全体にわたり各放射壁バーナから外へ放射状に流れさせることによって、混合気が余分な空気を含み、比較的低温で燃焼させられ、窒素酸化物の含有量の少ない燃焼排ガスがそこから形成されるステップと、
(c)炉内の燃焼排ガスと混合し、放射壁バーナからの余分な空気で燃焼し、燃焼する燃料ガスの温度を低下させ、窒素酸化物の形成を低減させるための二次燃料ガスを二次燃料ガスノズルから供給するステップと、
を備え、前記二次燃料ガスノズルは、二次燃料ガスが放射壁バーナからの燃料ガス空気混合気によって封入若しくは包囲されないように放射壁バーナから分離され且つ離れて配置されており、それにより、二次燃料ガスは、燃料ガス空気混合気と混合する前に、炉内の燃焼排ガスと混合することができ、
各二次燃料ガスノズルが、二次燃料ガスノズルの軸に対して角度αで、炉の壁に向かって、あるいは炉の壁から離れて燃料ガスを放出する、少なくとも1つの燃料送出開口部を有する口金を有し、角度αが軸から約60°から約120°の範囲内にある、方法。 - 二次燃料ガスが、放射壁バーナの列に隣接する少なくとも1つの列の二次燃料ガスノズルから放出される、請求項13に記載の方法。
- 二次燃料ガスノズルが、燃焼区域の放射壁バーナとは反対の側の炉内の位置へ二次燃料ガスを方向付ける、請求項13に記載の方法。
- 放射壁バーナの列がほぼ平行であり、放射壁バーナが段においてほぼ均等に間隔を置かれ、二次燃料ガスノズルが1列か2列で配置され、各二次燃料ガスノズルが放射壁バーナに隣接して、あるいは放射壁バーナからずらされて配置される、請求項13に記載の方法。
- 放射壁バーナの列がほぼ平行であり、放射壁バーナが段において比較的均等に間隔を置かれ、二次燃料ガスノズルが内側の第1の列と外側の第2の列に配置され、内側の第1の列の各二次燃料ガスノズルが放射壁バーナに隣接し、外側の第2の列の各二次燃料ガスノズルが放射壁バーナからずらされて配置される、請求項13に記載の方法。
- 放射壁バーナの列がほぼ平行であり、各列が隣接する列の一定の間隔から1/2の間隔だけずらされて配置される、請求項13に記載の方法。
- 1つ以上の列の二次燃料ガスノズルが放射壁バーナの列と隣接して配置され、追加の1つ以上の列の二次燃料ガスノズルが放射壁バーナの列の中間に配置される、請求項13に記載の方法。
- 各二次燃料ガスノズルが、炉壁に向かって、または炉壁から離れて、あるいは両方で燃料ガスを放出するように配置された、1つまたは複数の燃料送出開口部を有する口金を有する、請求項13に記載の方法。
- 各二次燃料ガスノズルの口金が、燃料ガスノズルの長手軸を通る垂直面の両側面から約10°から約180°の範囲の外向きの角度β内に配置された、複数の燃料送出開口部を備える、請求項20に記載の方法。
- 炉が、炉の床に配置された二次燃料ガスノズルのアレイをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 炉が、当該壁に取りつけられた放射壁バーナを有する壁に隣接して配置された床バーナを含む、請求項13に記載の方法。
- 炉が、当該壁に取りつけられる放射壁バーナを有する壁に隣接して配置された床バーナを含み、二次燃料ガスノズルが、複数の方向に壁に向かって、または壁から離れて複数の方向に燃料ガスを放出するように配置された複数の燃料送出開口部を有する口金をそれぞれ有する、請求項22に記載の方法。
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