JPH01208611A - ガスを燃焼室中に供給する装置及び燃焼操作の間に汚染物質を減少させる方法 - Google Patents

ガスを燃焼室中に供給する装置及び燃焼操作の間に汚染物質を減少させる方法

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JPH01208611A
JPH01208611A JP63224860A JP22486088A JPH01208611A JP H01208611 A JPH01208611 A JP H01208611A JP 63224860 A JP63224860 A JP 63224860A JP 22486088 A JP22486088 A JP 22486088A JP H01208611 A JPH01208611 A JP H01208611A
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JP
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gas
gases
combustion chamber
combustion
mixtures
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JP63224860A
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English (en)
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Klaus-Peter Ochel
クラウス‐ペーター・オヘル
Joachim Krupp
ヨアヒム・クルツプ
Josef Heger
ヨゼフ・ヘーガー
Martin Schweitzer
マルテイン・シユバイツアー
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Bayer AG
Erdoelchemie GmbH
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Bayer AG
Erdoelchemie GmbH
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/84Flame spreading or otherwise shaping
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/061Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
    • F23G7/065Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の技術的背景 本発明は気体、エーロゾル及び/又は気体と固体の混合
物を蒸気ボイラーの燃焼室又は熱を用いる他の燃焼室中
に供給する装置、及び気体、エーロゾル及び/又は気体
と固体の混合物が蒸気ボイラー又は熱を用いる他の燃焼
室中で燃焼する時に生じる汚染物質を減少させる方法に
関する。
通常窒素化合物を含む廃棄ガスは、第−室で一定量の酸
素を除去し、且つ第二室では対応する量の酸素を添加す
る、二段階燃焼室内で処理される。
更に熱交換器が二つの燃焼室の間に位置し、熱によるN
Oxの生成を低く抑えている。二段階燃焼室を有する工
場設備は、R,R6mer、W、Leukel、 A 
、 S toeckel及びG 、 Hemmarの“
燃焼技術的方法による燃料と結合した窒素からの窒素酸
化物の生成の影響、Chem、 −1ng、 −Tec
hn、 M3875/81”、又は0 、 Carlo
witz、 H、Wiebe及びU 、 G rave
meiserの“回転燃焼室方式におけるアンモニア及
び窒素酸化物を含む蒸気の燃焼、VD、I −Repo
rts  No、 423/81”から公知である。
これらの燃焼施設は、主として発電所において燃焼工程
に比較して著しく少量の煙道ガスが問題になっている場
合に有害な物質を減少させるために使用されている。強
制循環による蒸気ボイラーに空気の欠乏状態で作動する
燃焼室を付設することは、熱の放出の変化をもたらし、
それに伴って局部的な熱交換が変化するために、対象外
とされる。
放出されるNOxの量は適当なバーナーを使用すること
により減少することができる。−′定量の空気及び燃料
を供給することにより、バーナーの炎の内部に、空気の
欠乏が生じ、そのためNOxの減少に適応してCOが生
じる区域が発生する。
これらのバーナーの作用は、主として新鮮空気と再循環
された煙道ガスの混合物として利用される、酸素に富む
燃焼空気が適当な場所で添加されれば、炎の温度が低下
し、同時に酸素の供給も減少することにより一層効果的
である。
更にV D I −Reports  No、 574
.443頁から、煙道ガス中のNOx含量を最小限度と
するために、複数のバーナーを装備した燃焼施設におい
て窒素を含む燃料が使用され、個々のバーナーへの燃料
濃度及び空気量を変更することが知られている。
これらの方法は窒素化合物を含む廃棄ガスの容積流量が
小さい場合にのみ使用できる。この廃棄ガスは炎の直火
領域(direct  region)に供給される必
要があり、そうでない場合は廃棄ガスから生じたNOx
の還元に必要な還元剤との混合が全く、又は極めて不充
分にしか生起しないであろう。
本発明の総括 従って上記のような欠点を露呈しない装置を設計するこ
とが本発明の目的である。
驚くべきことに、標準的なバーナーの場合、廃棄ガスの
供8給を変更することによって廃棄ガスの価値を著しく
改善できることが見出された。供給の変更はガス収集管
の末端において保護用付属装置を使用することにより行
うことができる。
本発明の詳述 下記の数字は本発明による装置の好適な具体化を示す断
面図である第1図に関するものである。
本発明の目的物は、気体、エーロゾル及び/又は気体一
固体配合物を>90”、好適には120”ないし150
゜の見開き角を以て開口を有する燃焼室に円環状に供給
できるように、保護用付属装置(2)がガス収集管(1
)の出口の中心に取り付けられていることを特徴とする
、気体、エーロゾル及び/又は気体と固体の混合物を蒸
気ボイラーの燃焼室又は他の熱を利用する燃焼室中に供
給するための装置である。
本発明によれば、そこを通るガスの流れが最適化される
ように、ガス収集管(1)は環状の延長部(3)を有す
ることが有利である。又冷却装置(4)を保護用付属装
置(2)の上及び/又は上方に取り付けることが有利で
ある。この冷却装置は本発明による装置を放射される熱
に対して保護するものである。それは貫流する液体を有
するS字形の冷却コイルから成ることが好適である。更
に本発明による装置の特に好適な具体化は、ガス収集管
(1)中に配置された一個又は数個の供給機素(5)が
存在することである。この供給機素を通って、例えば空
気又は酸素のような気体を追加して流入させることがで
きる。又燃焼ガスがガス収集管(1)の出口領域(7)
に到達できるように、ガス収集管(1)に−個又は数個
の燃焼ガス取り入れ機素(6)を取り付けることもでき
る。
流れを安定化させ、内部の混合効率を改善するために、
ガスは(5)及び(6)を通って偏心的に又は混合を改
善する別な方式のいずれかにより導入される。更に装置
自体は直接又は間接加熱により、例えば装置の外側表面
を電気的に加熱することにより800℃ないし1000
℃まで加熱することができる。それによって装置内のガ
スの流れが中断した時に、焼き付く―向のある生成物を
熱分解し、その結果として清浄化することが可能である
本発明Jこよる装置の一つめ好適な具体化は、清浄化を
目的としてガス収集管(1)中にバーナー(8)を取り
付けた点にある。
本発明の他の目的は上記の装置を用いて気体、エーロゾ
ル及び/又は気体一固体混合物を燃焼室内に分配するこ
とを特徴とする、気体、エーロゾル及び/又は気体一固
体混合物が蒸気ボイラー又は熱を用いる他の燃焼室中で
燃焼する時に生じる汚染物質を減少させる方法である。
本発明による方法によれば、蒸気ボイラー又は熱を用い
る他の燃焼室で廃棄物を処理する時に、例えば窒素を含
む廃棄ガスの転換速度を著しく減少させることが可能で
ある。この目的のためには、廃棄ガスは本発明による装
置を通って第一バーナーの燃焼水準に対し上方に流れ、
混合及び滞留時間が最適条件に適うような方式で、蒸気
ボイラーの燃焼室中に入る。本発明による装置を用いれ
ば、ガス状燃料及びガス状酸素担体を混和することによ
り、廃棄ガス自体を最適の燃焼条件に適合させることが
可能である。
本発明による装置において、ガスの排出速度はlow/
秒ないし80m/秒、好適には20m/秒ないし40m
/秒である。本発明による方法は、特に気体及び/又は
気体一固体混合物が窒素及び/又は窒素化合物を含むよ
うな燃焼操作に適当である。
従って本発明によれば、窒素化合物を含む低カロリーの
廃棄ガスを大量に、大きな燃焼室、好適には蒸気を製造
するためのボイラーの冷却された燃焼室中に放出するこ
とができる。廃棄ガスから生じた煙道ガスの量は、対応
するカロリー値で比較して全体の煙道ガス量の最高約5
0%であることができる。廃棄ガスそれ自体は窒素化合
物、例えば熱により分解し、大部分は酸素と反応してN
−0又はNO2を生じるHCNを最高致方ppmまで含
むことができる。最初の試験において、NOxの減少は
前記の煙道ガスの容積流量で廃棄ガスの夫々13%及び
32%の割合である61%ないし48%であった。
下記の記載は本発明を例を挙げて説明するj;めのもの
であって、制限を加えるものと見なすべきではない。
実施例 通常は窒素化合物を含む廃棄ガスを、4隅バーナー(c
orner  barner)から成る第一バーナーの
燃焼水準の約2111下方にある、DNlooに記載さ
れた寸法を持つ中心のマツシュルーム形供給装置中に配
置された34本の管を通して、411×4111の断面
積を有する蒸気ボイラーの燃焼室中に供給した。マツシ
ュルーム形供給装置中の管は燃焼室の軸に対し206の
角度を為していた。廃棄ガスは0 、8 M I / 
m’ないし1 、2 M I / ra’の低カロリー
を有し、一般に最高4%のシアン化水素及び酸素、及び
89%の窒素及びその都度最高2.2%の二酸化炭素、
水蒸気及び−酸化炭素、及び痕跡量の各種の有機化合物
を含むことができる。本発明によれば、付属装置をマツ
シュルーム形ディストリビュータに取り付けて廃棄ガス
が約180゜の角度で開口部を通って燃焼室に流入する
ように、廃棄ガスは第一図に示された装置を通って供給
された。冷却しない二重の熱保護装置を備えた新規形式
のディストリビュータは、廃棄ガスが平均直径1060
mmを有する100mmの環状開口部を通って流出でき
るように、第1図に従って出口部分に取り付けられた。
標準的なマツシュルーム形のディストリビュータを用い
て測定されたNOx値に関しては、二つの燃焼水準に配
置された8個のガスバーナーによりボイラーに部分的に
負荷をかけ約65.000m’/時間の煙道ガスを用い
た場合、GFAVOに従って得られ且つ計算されたNO
x値は、本発明の装置を用いると、同一操作条件におい
て、10,000m’/時間の廃棄ガスを導入すること
により61%、及び30,000m’/時間の廃棄ガス
で48%程減少した。残留酸素含量は燃焼室の末端で1
%になった。
本発明の主なる特徴及び実施態様は以下の通りである。
1、軸線を有するガス収集管、出口開口部を形成する装
置及びガス収集管の出口開口部の中心に位置する保護用
付属装置を含み、出口開口部を形成する装置及び保護用
付属装置は気体、エーロゾル及び/又は気体一固体配合
物が該管の軸線に関して〉90゜の角度で燃焼室に供給
される開孔を規定することを特徴とする気体、エーロゾ
ル及び/又は気体と固体の混合物を熱を利用する燃焼室
中に供給する装置。
2、該角度が120°ないし150°である上記lに記
載の装置。
3、開口部を形成する装置が外側にフレアする環状の延
長部を含む上記1に記載の装置。
4、保護用付属装置が該保護用付属装置の直上及び上方
の一つに位置する冷却装置を含む上記lに記載の装置。
5、更にガス収集管中に配備された少なくとも一つの供
給機素を含む上記lに記載の装置。
6、更に保護装置の上方の出口領域中に燃焼ガスを供給
するためにガス収集管内に位置する燃焼ガスを導入する
ための少なくとも一つの供給機素を含む上記lに記載の
装置。
7、更に清浄化するためにガス収集管中に配置されたバ
ーナーを含む上記Iに記載の装置。
8、熱を用いる燃焼室内で気体、エーロゾル及び/又は
気体−同体混合物の燃焼の際に得られる汚染物質を減少
させる方法において、管の軸線に関して〉906の角度
で配置される出口開口部の開孔を有するガス収集管を通
じて気体、エーロゾル及び/又は気体一固体混合物が燃
焼室中に分配されることを特徴とする方法。
9、ガス流出口の速度がIO+m/秒ないし80m/秒
である上記8に記載の方法。
lO,ガス流出口の速度が20m/秒ないし40m/秒
である上記8に記載の方法。
11、気体、エーロゾル及び/又は気体一固体混合物が
窒素及び窒素化合物の少なくとも一つを含む上記7に記
載の方法。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置の好適な具体化を示す断面図
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)縦の軸線を有するガス収集管、出口開口部を形成す
    る装置及びガス収集管の出口開口部の中心に位置する保
    護用付属装置から成り、出口開口部を形成する装置及び
    保護用付属装置は気体、エーロゾル及び/又は気体−固
    体配合物が該管の軸線に関して>90゜の角度で燃焼室
    に供給される開孔を規定することを特徴とする気体、エ
    ーロゾル及び/又は気体と固体の混合物を熱を利用する
    燃焼室中に供給する装置。 2)熱を用いる燃焼室内で気体、エーロゾル及び/又は
    気体−固体混合物を燃焼する際に得られる汚染物質を減
    少させる方法において、管の軸線に関して>90゜の角
    度で配置される出口開口部の開孔を有するガス収集管を
    通じて気体、エーロゾル及び/又は気体−固体混合物が
    燃焼室中に分配されることを特徴とする方法。
JP63224860A 1987-09-17 1988-09-09 ガスを燃焼室中に供給する装置及び燃焼操作の間に汚染物質を減少させる方法 Pending JPH01208611A (ja)

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