JP4950208B2 - 低NOx燃焼のための方法および装置 - Google Patents
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- 燃料、並びに酸化剤および炉内オフガスおよび/または二酸化炭素および/または蒸気を用いる、少なくとも1つのバーナー(5)による炉装置の燃焼チャンバ中の低NOX燃焼のための方法であって、
炉装置は、
燃焼チャンバを囲む内層(1)を備え、
炉オフガスが燃焼チャンバの外に流れるオフガス開口を有し、
炉オフガスを排出する排気筒(2)を有し、かつ、
内層(1)内に配置され、バーナー(5)を有するバーナブロック(4)を有し、
前記酸化剤並びに炉内オフガスおよび/または二酸化炭素および/または蒸気を、インジェクタ(6)により生じる混合物として前記バーナー(5)に供給し、
前記バーナー(5)はパイプライン(7)によりインジェクタ(6)と、酸化剤、二酸化炭素または蒸気を加熱するための熱交換器(8)とに接続されており、
前記熱交換器(8)は、前記燃焼チャンバから前記炉内オフガスを排出する前記排気筒(2)内に配置されており、前記インジェクタ(6)は、前記パイプライン(7)内に配置されている方法。 - 前記インジェクタ(6)を前記酸化剤と共に操作することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記バーナー(5)に供給される酸化剤並びに炉内オフガスおよび/または二酸化炭素および/または蒸気の前記混合物は、少なくとも5体積%の酸素の酸素含有量を有することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記バーナー(5)に供給される酸化剤並びに炉内オフガスおよび/または二酸化炭素および/または蒸気の前記混合物は、20℃〜1600℃の温度であることを特徴とする請求項1〜3の一項に記載の方法。
- 用いる前記酸化剤は、0.2〜40barの圧力で−20〜40℃の温度の酸素または少なくとも10体積%の酸素を含有する酸素含有媒質であることを特徴とする請求項1〜4の一項に記載の方法。
- 燃焼を800℃〜2700℃の火炎温度で行うことを特徴とする請求項1〜5の一項に記載の方法。
- 前記バーナー(5)がバーナー口(16)を有しており、酸化剤並びに炉内オフガスおよび/または二酸化炭素および/または蒸気の前記混合物が前記バーナー口(16)において生ずる速度が、20〜80m/sであることを特徴とする請求項1〜6の一項に記載の方法。
- 前記バーナー(5)がバーナー口(16)を有しており、
a)酸化剤並びに炉内オフガスおよび/または二酸化炭素および/または蒸気の前記混合物が、前記バーナー口から流出する前記燃料の速度よりも0.3〜4倍速い速度で前記バーナー口(16)から流出し、
b)バーナー出力に基づいて1.5〜8N/MWの全運動量流束を達成し、
c)酸化剤並びに炉内オフガスおよび/または二酸化炭素および/または蒸気の前記混合物の前記燃料に対する運動量流束密度の比が0.8〜31であり、および
d)バーナーブロック(4)の出口において0.2〜0.5KW/mm2の出力密度に到達することを特徴とする請求項1〜7の一項に記載の方法。 - 前記バーナー(5)が燃料チューブ(18)を有しており、前記燃料の部分的自己炭化が前記燃料チューブ(18)内で、酸化剤並びに炉内オフガスおよび/または二酸化炭素および/または蒸気の前記混合物との伝熱式熱交換(recuperative heat exchange)により起こることを特徴とする請求項1〜8の一項に記載の方法。
- 前記インジェクタ(6)は流出ノズル(12)を有しており、前記酸化剤が前記流出ノズル(12)から20〜660m/sの速度で流出することを特徴とする請求項1〜9の一項に記載の方法。
- 少なくとも1つのバーナーを有する燃焼チャンバにより低NOx燃焼を行うための炉装置であって、
炉装置は、
燃焼チャンバを囲む内層(1)を備え、
炉オフガスが燃焼チャンバの外に流れるオフガス開口を有し、
炉オフガスを排出する排気筒(2)を有し、かつ、
内層(1)内に配置され、バーナ(5)を有するバーナブロック(4)を有し、
前記バーナー(5)は、酸化剤と燃料とが供給され、
前記バーナー(5)は、パイプライン(7)により、酸化剤、二酸化炭素または蒸気を加熱するための熱交換器(8)と、前記酸化剤並びに前記炉内オフガスおよび/または前記二酸化炭素および/または前記蒸気の混合物を生じるためのインジェクタ(6)とに接続されており、
前記熱交換器(8)は、前記燃焼チャンバから前記炉内オフガスを排出する前記排気筒(2)内に配置され、前記インジェクタ(6)は、前記パイプライン(7)内に配置されていることを特徴とする装置。 - 前記インジェクタ(6)が、軸方向に移動可能な流出ノズル(12)を有することを特徴とする請求項11に記載の炉装置。
- 前記熱交換器(8)が、伝熱式熱交換器または蓄熱式熱交換器であることを特徴とする請求項11または12に記載の炉装置。
- 前記バーナー(5)が、前記酸化剤混合物を供給するための少なくとも1つの接続(14)と、前記燃料を供給するための少なくとも1つの接続(15)を有することを特徴とする請求項11〜13の一項に記載の炉装置。
- 前記バーナー(5)の前記燃料供給路および/または前記酸化剤混合物供給路(18、21)が、互いに対して本質的に同軸に設けられていることを特徴とする請求項14に記載の炉装置。
- 前記炉はオフガス開口(19)を有しており、前記バーナー(5)が前記オフガス開口(19)の反対側に配置されていることを特徴とする請求項14または15に記載の炉装置。
- 前記バーナー(5)が、前記炉のオフガス側に配置されていることを特徴とする請求項11〜15の一項に記載の炉装置。
- 前記酸化剤及び炉オフガス及び/又は二酸化炭素及び/又は蒸気を運搬するラインが、耐熱性で耐食性のNiCrまたはODS合金から成ることを特徴とする請求項11〜17の一項に記載の炉装置。
- 前記酸化剤及び炉オフガス及び/又は二酸化炭素及び/又は蒸気を運搬するラインは、外側に断熱材を有し、および/または内側に熱保護材を有することを特徴とする請求項18に記載の炉装置。
- 前記バーナー(5)を有する前記バーナーブロック(4)は、シリンダ状の開口を有することを特徴とする請求項11〜19の一項に記載の炉装置。
- 前記バーナー(5)が、火炎監視のためのUV光検出器(20)を備えていることを特徴とする請求項11〜20の一項に記載の炉装置。
- 前記炉装置は、溶解炉または均熱炉である請求項11〜21の一項に記載の炉装置。
- 溶解炉または均熱炉内での請求項1〜10の一項に記載の方法の使用。
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