JP5886722B2 - 脱硝装置を備えた燃焼炉 - Google Patents
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Description
本発明の燃焼炉は、炉内にガス燃焼用バーナ及び脱硝用の還元剤吹込み用ノズルを設置してなり、ガス燃焼用バーナから発生する炎又は炎に続く高温燃焼ガスと還元剤吹込み用ノズルからの還元剤ガスの側面周囲を取り囲むように筒状体を設置したものである。この筒状体は炎又は炎に続く高温燃焼ガスを保護するように設けられる。ここで、保護するとは、高温燃焼ガスの温度低下速度を抑制することを意味し、具体的には対流による低温排ガスの混入又は輻射による熱放散を抑制することなどである。
燃焼炉は、燃焼部10と燃焼部からの排ガス又は熱によって加熱される加熱室を有する。燃焼部10は、バーナ15を有し、そこに燃料ガスが供給される。バーナ15の周囲からは酸素含有ガス、有利には空気14が供給され、燃焼が生じ、燃焼炎とそれに続く高温燃焼ガス(以下、燃焼炎とそれに続く高温燃焼ガスをまとめて高温排ガスという。)が生じる。一方、脱硝用の還元剤ガスは、高温排ガスと接触して、混合するように管16から吹き込まれる。バーナ15の先端は、炉壁12より下部に設けられているが、炉壁と同じ高さであってもよいし、上部であってもよい。図面ではバーナ17の先端は、炉壁12より下部に設けられており、炉壁12とバーナ15の先端の間の側壁はバーナタイル13で構成されている。高温排ガスは開口部17から筒状体11内に流入する。筒状体11内に流入する高温排ガスは、燃焼炎部分を含んでもよく、それに続く高温燃焼ガスだけでもよく、両方を含んでもよい。
図1に示す構造のガス燃焼炉を使用して、脱硝試験を行った。このガス燃焼炉は、ガス燃焼用バーナ18本及びアンモニア吹込み用ノズルを備え、ガス燃焼用バーナ上部の開口部17の開口部直径は410mmである。このガス燃焼用バーナの上部の開口部17に接して円筒型の筒状体(内径=1000mm、高さ=650mm、厚さ=100mm、キャスタブル製)を設置した。
上記ガス燃焼炉中のNOx濃度が安定した後に、ガス燃焼炉中のNOx濃度を測定したところ、534ppmであった。
次に、上記アンモニア吹込み用ノズルから、空気及びアンモニアの混合ガス(バーナ1本あたりアンモニア=2Nm3/hに相当)を導入した。上記ガス燃焼炉中のNOx濃度が安定した後に、再びガス燃焼炉中のNOx濃度を測定したところ、203ppmであった。アンモニアガスの導入による脱硝率は62%と計算される。
ガス燃焼用バーナ6本及びアンモニア吹込み用ノズルを備えた、ガス燃焼用バーナの開口部の開口直径295mmの燃焼炉を準備した。そして、全てのガス燃焼用バーナの上部に、円筒型の筒状体(内径=1000mm、高さ=2000mm、厚さ=100mm、セラミックウール製)を設置した。
上記ガス燃焼用バーナで含窒素燃料を燃焼した。この時発生する排ガスは、バーナ1本当たり2000Nm3/hであり、ガス燃焼用バーナ近傍のガス炎温度は900〜1000℃であった。筒状体中央部付近の高温排ガスの温度は約850℃であった。
次に、上記アンモニア吹込み用ノズルから、空気及びアンモニアの混合ガス(バーナ1本あたりアンモニア=4.67Nm3/hに相当)を導入した。上記ガス燃焼炉中のNOx濃度が安定した後に、再びガス燃焼炉中のNOx濃度を測定したところ、118ppmであった。アンモニアガスの導入による脱硝率は77.7%と計算される。
ガス燃焼用バーナの上部に、円筒型の筒状体を設置しなかった他は、実施例1と同じ条件で、アンモニアガスの導入前後における熱媒加熱炉中のNOx濃度及び脱硝率を測定した。
アンモニアガスの導入前における、熱媒加熱炉中のNOx濃度は534ppmであった。また、アンモニアガスの導入後における、熱媒加熱炉中のNOx濃度は331ppmであった。アンモニアガスの導入による脱硝率は38.0%と計算される。
11 筒状体
12 炉壁
13 バーナタイル
14 空気
15 バーナ
16 還元剤導入管
17 開口部
Claims (3)
- ガスの燃焼を行う炉内にガス燃焼用バーナ及び還元剤吹込み用ノズルを設置してなる脱硝装置を備えた燃焼炉において、筒状体を当該ガス燃焼用バーナから発生する炎又は炎に続く高温燃焼ガスの側面周囲を取り囲むように設置し、還元剤吹込み用ノズル先端を筒状体の内部に設けたことを特徴とする脱硝装置を備えた燃焼炉。
- 前記筒状体が、円筒型であることを特徴とする請求項1に記載の燃焼炉。
- 前記脱硝装置が、無触媒脱硝反応用装置であることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃焼炉。
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