JPH0229368Y2 - - Google Patents
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- JPH0229368Y2 JPH0229368Y2 JP1984086288U JP8628884U JPH0229368Y2 JP H0229368 Y2 JPH0229368 Y2 JP H0229368Y2 JP 1984086288 U JP1984086288 U JP 1984086288U JP 8628884 U JP8628884 U JP 8628884U JP H0229368 Y2 JPH0229368 Y2 JP H0229368Y2
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- burner
- combustion
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 12
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims 1
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- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
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Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の利用分野〕
本考案は、ボイラ装置など排ガス中の窒素酸化
物を低減するに好適な燃焼装置に使用する低
NOxバーナに関する。
物を低減するに好適な燃焼装置に使用する低
NOxバーナに関する。
産業用のボイラにおいて、排ガス中の有害な窒
素酸化物（以下NOxと略す）を触媒を用いた脱
硝装置等の特別の装置を付加せずに低減するため
に、低NOxバーナと称されるものが最近用いら
れている。低NOxバーナとはバーナ単体でその
排ガス中のNOxを低減するもので第６図に示す
排ガス混合法、第７図に示す二段燃焼法、第８図
に示す炉内脱硝法を基本原理としている。第６図
に示した排ガス混合法とは、火炉出口の排ガス１
０を燃焼用空気１１に混入して、燃焼用空気の酸
素分圧を低くし、緩慢な燃焼を行なわせることに
よつて低NOx化を計るものである。次に、第７
図に示した二段燃焼法とは火炉内の燃焼域を一次
燃焼域２０と、この下流の二次燃焼域２１とに分
離し、一次燃焼域２０ではバーナを理論空気比以
下で燃焼させ、二次燃焼域２１ではこれらのバー
ナの外側に配したアフタエアポート６からアフタ
エア９なる補足用の空気を吹き込み完全燃焼を行
う方法である。二段燃焼法も排ガス混合法と同じ
く、緩慢な燃焼を行わせることによつて低NOx
化を計つている。一方、第８図に示した炉内脱硝
法とは二段燃焼法における一次燃焼域２０と二次
燃焼域２１との間に脱硝域２２と称するものを形
成し、この脱硝域２２には脱硝ノズル８から燃料
が吹き込まれ、一次燃焼域２０から発生した
NOxを無害なN2に還元する。その結果、排ガス
中のNOxの量は二段燃焼法より更に低下する。
なお、最初に述べた排ガス混合法はほとんど二段
燃焼法、炉内脱硝法と併用され、現在では排ガス
混合法のみ用いる場合は少ない。従つて、低
NOxバーナの基本構造としては、二段燃焼型と
炉内脱硝型を考えれば良い。
素酸化物（以下NOxと略す）を触媒を用いた脱
硝装置等の特別の装置を付加せずに低減するため
に、低NOxバーナと称されるものが最近用いら
れている。低NOxバーナとはバーナ単体でその
排ガス中のNOxを低減するもので第６図に示す
排ガス混合法、第７図に示す二段燃焼法、第８図
に示す炉内脱硝法を基本原理としている。第６図
に示した排ガス混合法とは、火炉出口の排ガス１
０を燃焼用空気１１に混入して、燃焼用空気の酸
素分圧を低くし、緩慢な燃焼を行なわせることに
よつて低NOx化を計るものである。次に、第７
図に示した二段燃焼法とは火炉内の燃焼域を一次
燃焼域２０と、この下流の二次燃焼域２１とに分
離し、一次燃焼域２０ではバーナを理論空気比以
下で燃焼させ、二次燃焼域２１ではこれらのバー
ナの外側に配したアフタエアポート６からアフタ
エア９なる補足用の空気を吹き込み完全燃焼を行
う方法である。二段燃焼法も排ガス混合法と同じ
く、緩慢な燃焼を行わせることによつて低NOx
化を計つている。一方、第８図に示した炉内脱硝
法とは二段燃焼法における一次燃焼域２０と二次
燃焼域２１との間に脱硝域２２と称するものを形
成し、この脱硝域２２には脱硝ノズル８から燃料
が吹き込まれ、一次燃焼域２０から発生した
NOxを無害なN2に還元する。その結果、排ガス
中のNOxの量は二段燃焼法より更に低下する。
なお、最初に述べた排ガス混合法はほとんど二段
燃焼法、炉内脱硝法と併用され、現在では排ガス
混合法のみ用いる場合は少ない。従つて、低
NOxバーナの基本構造としては、二段燃焼型と
炉内脱硝型を考えれば良い。
さて、二段燃焼型、炉内脱硝型のいずれにおい
ても完全燃焼用のアフタエアポートを備えている
のが特徴であるが、完全燃焼を行う際にNOxが
再生成されるという現象が生じる。つまり、完全
燃焼域以前ではN2あるいは窒素化合物（NH4、
HCNなど）であつたものが、アフタエアで酸化
雰囲気にされNOxとなつてしまい、一次燃焼域
又は脱硝域で低NOxであつた燃焼ガスが高NOx
の排ガスとなつてしまう。
ても完全燃焼用のアフタエアポートを備えている
のが特徴であるが、完全燃焼を行う際にNOxが
再生成されるという現象が生じる。つまり、完全
燃焼域以前ではN2あるいは窒素化合物（NH4、
HCNなど）であつたものが、アフタエアで酸化
雰囲気にされNOxとなつてしまい、一次燃焼域
又は脱硝域で低NOxであつた燃焼ガスが高NOx
の排ガスとなつてしまう。
以上の欠点を確認するため第９図に示したテス
ト炉を用いて模擬実験を行つた。テスト炉の内径
は80mmでメインバーナ１７、火炉１６、脱硝ノズ
ル８、アフタエアポート６より構成される。メイ
ンバーナ１７と脱硝ノズル８との距離は300mm、
脱硝ノズル８とアフタエアポート６との距離は
250mmである。燃料はプロパンであり、メインバ
ーナ１７の空気比は0.8にしてある。燃焼方法は
最も低NOxとなる炉内脱硝を用いた。脱硝ノズ
ルは実機では燃料だけが噴出されるが、脱硝域に
はアフタエア９をいくらか巻き込んだ状態で入つ
ていくため、テスト炉ではアフタエアの空気を脱
硝ノズルに混ぜて噴出して模擬してある。全体の
空気比は1.02である。この燃焼状態で、排ガス中
のNOx濃度をイ及びロで測定した。その結果を
第１０図に示す。アフタエアが入らないイの点で
NOx濃度30ppmであつたものがアフタエアが入
り完全燃焼したロの点ではNOx濃度は70ppmと
なり明らかにNOxの再生成が検出された。この
傾向は脱硝ノズルにアフタエアを混入して脱硝ノ
ズルの空気比を0.5程度まで上げても変らない。
従つて、実機でもアフタエアによつてNOxの再
生成が行われていることが検証された。
ト炉を用いて模擬実験を行つた。テスト炉の内径
は80mmでメインバーナ１７、火炉１６、脱硝ノズ
ル８、アフタエアポート６より構成される。メイ
ンバーナ１７と脱硝ノズル８との距離は300mm、
脱硝ノズル８とアフタエアポート６との距離は
250mmである。燃料はプロパンであり、メインバ
ーナ１７の空気比は0.8にしてある。燃焼方法は
最も低NOxとなる炉内脱硝を用いた。脱硝ノズ
ルは実機では燃料だけが噴出されるが、脱硝域に
はアフタエア９をいくらか巻き込んだ状態で入つ
ていくため、テスト炉ではアフタエアの空気を脱
硝ノズルに混ぜて噴出して模擬してある。全体の
空気比は1.02である。この燃焼状態で、排ガス中
のNOx濃度をイ及びロで測定した。その結果を
第１０図に示す。アフタエアが入らないイの点で
NOx濃度30ppmであつたものがアフタエアが入
り完全燃焼したロの点ではNOx濃度は70ppmと
なり明らかにNOxの再生成が検出された。この
傾向は脱硝ノズルにアフタエアを混入して脱硝ノ
ズルの空気比を0.5程度まで上げても変らない。
従つて、実機でもアフタエアによつてNOxの再
生成が行われていることが検証された。
以上のように、２段燃焼法又は炉内脱硝法を用
いる従来の方法は、アフタエアによつてNOxが
再生成し、低NOx化が行えないという重大な欠
点を有している。
いる従来の方法は、アフタエアによつてNOxが
再生成し、低NOx化が行えないという重大な欠
点を有している。
本考案の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、排ガス中の未燃分を増加させることなく窒
素酸化物を低減できる低NOxバーナを提供する
にある。
くし、排ガス中の未燃分を増加させることなく窒
素酸化物を低減できる低NOxバーナを提供する
にある。
本考案は、一次燃焼域を作る主バーナと、この
主バーナの外側に配設されてアフタエアを供給し
前記一次燃焼域の下流に二次燃焼域を作るアフタ
エアポートと、このアフタエアポートと前記主バ
ーナとの間に設けられて燃料を供給し前記一次燃
焼域と二次燃焼域との間に脱硝域を作る脱硝ノズ
ルと、を備えた炉内脱硝用の低NOxバーナにお
いて、前記アフタエアポートを前記主バーナ周囲
の半径方向に多重に形成すると共に各アフタエア
ポートのエア流量を可変に形成したものである。
主バーナの外側に配設されてアフタエアを供給し
前記一次燃焼域の下流に二次燃焼域を作るアフタ
エアポートと、このアフタエアポートと前記主バ
ーナとの間に設けられて燃料を供給し前記一次燃
焼域と二次燃焼域との間に脱硝域を作る脱硝ノズ
ルと、を備えた炉内脱硝用の低NOxバーナにお
いて、前記アフタエアポートを前記主バーナ周囲
の半径方向に多重に形成すると共に各アフタエア
ポートのエア流量を可変に形成したものである。
上述の構成によると、脱硝域で低NOxとなつ
た燃焼ガスとアフタエアとが徐々に混合されるた
め未燃分の増加を伴うことなくNOxの再生成を
効果的に抑止できる。
た燃焼ガスとアフタエアとが徐々に混合されるた
め未燃分の増加を伴うことなくNOxの再生成を
効果的に抑止できる。
以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
図面第１，２図は本発明の第１実施例を示して
おり、伝熱管２の端部にはバーナ取付壁１が設け
られ、このバーナ取付壁１の外側面にウインドボ
ツクス３が取付けられ、該ウインドボツクス３の
下方から燃焼用空気１１が供給されるようになつ
ている。燃料管４は中心部に複数本設けられ、こ
の囲りに旋回発生器５が装着され、これらによつ
て主バーナが形成されている。８は脱硝ノズル
で、燃料管４の周囲に配置されている。脱硝ノズ
ル８の外側には本発明の特徴であるアフタエアポ
ートが多重に配置されており、内側が一次アフタ
エアポート１２で、外側が二次アフタエアポート
１３となつている。これらアフタエアポート１
２，１３には流量調整器７がウインドボツクス３
の外方から操作可能なように取付けられ、アフタ
エア量を独自に調節できるようになつている。
おり、伝熱管２の端部にはバーナ取付壁１が設け
られ、このバーナ取付壁１の外側面にウインドボ
ツクス３が取付けられ、該ウインドボツクス３の
下方から燃焼用空気１１が供給されるようになつ
ている。燃料管４は中心部に複数本設けられ、こ
の囲りに旋回発生器５が装着され、これらによつ
て主バーナが形成されている。８は脱硝ノズル
で、燃料管４の周囲に配置されている。脱硝ノズ
ル８の外側には本発明の特徴であるアフタエアポ
ートが多重に配置されており、内側が一次アフタ
エアポート１２で、外側が二次アフタエアポート
１３となつている。これらアフタエアポート１
２，１３には流量調整器７がウインドボツクス３
の外方から操作可能なように取付けられ、アフタ
エア量を独自に調節できるようになつている。
このようにアフタエアポートが二重に配置され
たバーナの燃焼結果を示したのが第３図である。
たバーナの燃焼結果を示したのが第３図である。
即ち第３図は、第９図におけるアフタエアポー
ト６の下流200mmに新たに二次アフタエアポート
を設けた場合の燃焼結果であり、縦軸は火炉出口
排ガス中のNOx値、横軸は一次アフタエア量を
総アフタエア量で割つて100分率で示している。
総アフタエア量が全空気量の20％の場合には一次
アフタエア量が70％程度で、総アフタエア量が全
空気量の40％の場合には一次アフタエア量が50％
程度でそれぞれNOxが最低となつている。即ち、
アフタエアは分割して徐々に二次燃焼を行なう方
が、NOxの再生成が抑止されることがわかつた。
ト６の下流200mmに新たに二次アフタエアポート
を設けた場合の燃焼結果であり、縦軸は火炉出口
排ガス中のNOx値、横軸は一次アフタエア量を
総アフタエア量で割つて100分率で示している。
総アフタエア量が全空気量の20％の場合には一次
アフタエア量が70％程度で、総アフタエア量が全
空気量の40％の場合には一次アフタエア量が50％
程度でそれぞれNOxが最低となつている。即ち、
アフタエアは分割して徐々に二次燃焼を行なう方
が、NOxの再生成が抑止されることがわかつた。
次に本考案の第１実施例の作用を説明する。
燃料管４から供給された燃料は、一次燃焼域２
０で燃焼し、脱硝域２２で低NOxとなる。この
低NOxとなつた燃焼ガスは、まず一次アフタエ
アポート１２から供給された燃焼用空気と混合
し、未燃分を燃焼させながら徐々に拡散して二次
アフタエアポート１３から供給された燃焼空気と
混合する。従つて、燃焼ガスはアフタエアと徐々
に混合して燃焼することになるから、NOxの再
生成を招来することなく完成燃焼が行なわれる。
０で燃焼し、脱硝域２２で低NOxとなる。この
低NOxとなつた燃焼ガスは、まず一次アフタエ
アポート１２から供給された燃焼用空気と混合
し、未燃分を燃焼させながら徐々に拡散して二次
アフタエアポート１３から供給された燃焼空気と
混合する。従つて、燃焼ガスはアフタエアと徐々
に混合して燃焼することになるから、NOxの再
生成を招来することなく完成燃焼が行なわれる。
なお、本実施例の効果を確認するために、蒸発
量6T／Ｈ、燃料都市ガス462Hm3／Ｈの水管式ボ
イラで試験したところ、従来よりNOxを５％低
減することができた。
量6T／Ｈ、燃料都市ガス462Hm3／Ｈの水管式ボ
イラで試験したところ、従来よりNOxを５％低
減することができた。
第４図は本考案の第２実施例を示したものであ
る。
る。
中心にメインバーナ４、脱硝ノズル８があり、
その外側に一次アフタエアポート１２が、さらに
その外側のコーナ部分に二次アフタエアポート１
３が配置されている。この例では円周方向にアフ
タエアポートが８個あり、第１実施例より周方向
に個数が多く、更にアフタエアと脱硝域からの燃
焼ガスとの混合を緩慢にすることができる。その
ため、NOxの再生成は一段と少なくなり、排ガ
ス中のNOxを低減できる。
その外側に一次アフタエアポート１２が、さらに
その外側のコーナ部分に二次アフタエアポート１
３が配置されている。この例では円周方向にアフ
タエアポートが８個あり、第１実施例より周方向
に個数が多く、更にアフタエアと脱硝域からの燃
焼ガスとの混合を緩慢にすることができる。その
ため、NOxの再生成は一段と少なくなり、排ガ
ス中のNOxを低減できる。
第５図は、複数のバーナに本考案を適用した場
合のアフタエアポート１２，１３の配置を示した
ものである。
合のアフタエアポート１２，１３の配置を示した
ものである。
なお、第１実施例および第２実施例では炉内脱
硝型のバーナに本考案を用いた場合を示したが、
二段燃焼型のバーナでも同等と考えられる。
硝型のバーナに本考案を用いた場合を示したが、
二段燃焼型のバーナでも同等と考えられる。
上述のとおり、本考案によれば、一次燃焼域で
燃焼した燃焼ガスは、多重に配置されたアフタエ
アポートからのアフタエアと内側から徐々に混合
しながら未燃分を燃焼するから、NOxの再生成
量を従来のバーナより低減できる。低減の程度
は、バート構造、燃焼法、火炉構造等によつて若
干異なるが、炉内脱硝型のバーナではテスト炉の
結果から考えて５％以上低くできる。
燃焼した燃焼ガスは、多重に配置されたアフタエ
アポートからのアフタエアと内側から徐々に混合
しながら未燃分を燃焼するから、NOxの再生成
量を従来のバーナより低減できる。低減の程度
は、バート構造、燃焼法、火炉構造等によつて若
干異なるが、炉内脱硝型のバーナではテスト炉の
結果から考えて５％以上低くできる。
第１図は本考案の第１実施例の側面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ線に沿つた断面図、第３図は本
考案によるアフタエア供給を行つた場合の燃焼結
果を表わした図、第４図は本考案の第２実施例の
正面図、第５図は複数のバーナを用いたときのア
フタエアポートの配置図、第６図から第１０図は
従来例を説明する図であつて、第６図は排ガス混
合法を用いるバーナの側面図、第７図は二段燃焼
法を用いるバーナの側面図、第８図は炉内脱硝を
行うバーナの側面図、第９図はテスト炉の側面
図、第１０図はテスト炉の燃焼結果を示す図であ
る。 １……バーナ取付壁、２……伝熱管、３……ウ
インドボツクス、４……燃料管、５……旋回発生
器、７……流量調整器、８……脱硝ノズル、１１
……燃焼用空気、１２……一次アフタエアポー
ト、１３……二次アフタエアポート、２０……一
次燃焼域、２１……二次燃焼域、２２……脱硝
域。
は第１図のＡ−Ａ線に沿つた断面図、第３図は本
考案によるアフタエア供給を行つた場合の燃焼結
果を表わした図、第４図は本考案の第２実施例の
正面図、第５図は複数のバーナを用いたときのア
フタエアポートの配置図、第６図から第１０図は
従来例を説明する図であつて、第６図は排ガス混
合法を用いるバーナの側面図、第７図は二段燃焼
法を用いるバーナの側面図、第８図は炉内脱硝を
行うバーナの側面図、第９図はテスト炉の側面
図、第１０図はテスト炉の燃焼結果を示す図であ
る。 １……バーナ取付壁、２……伝熱管、３……ウ
インドボツクス、４……燃料管、５……旋回発生
器、７……流量調整器、８……脱硝ノズル、１１
……燃焼用空気、１２……一次アフタエアポー
ト、１３……二次アフタエアポート、２０……一
次燃焼域、２１……二次燃焼域、２２……脱硝
域。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 １ 一次燃焼域を作る主バーナと、この主バーナ
の外側に配設されてアフタエアを供給し前記一
次燃焼域の下流に二次燃焼域を作るアフタエア
ポートと、このアフタエアポートと前記主バー
ナとの間に設けられて燃料を供給し前記一次燃
焼域と二次燃焼域との間に脱硝域を作る脱硝ノ
ズルと、を備えた炉内脱硝用の低NOxバーナ
において、前記アフタエアポートを前記主バー
ナ周囲の半径方向に多重に形成すると共に各ア
フタエアポートのエア流量を可変に形成したこ
とを特徴とする低NOxバーナ。 ２ 半径方向に多重なアフタエアポートを周方向
に連続して形成することを特徴とする実用新案
登録請求の範囲第１項記載の低NOxバーナ。 ３ 半径方向に多重なアフタエアポートを周方向
に断続的に形成することを特徴とする実用新案
登録請求の範囲第１項記載の低NOxバーナ。 ４ 半径方向に多重なアフタエアポートからのア
フタエア量が独立に調節できることを特徴とす
る実用新案登録請求の範囲第１項記載の低
NOxバーナ。 ５ 外側のアフタエアポートを内側のアフタエア
ポートと周方向に交互となるように配置するこ
とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第４項
記載の低NOxバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984086288U JPH0229368Y2 (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984086288U JPH0229368Y2 (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6158513U JPS6158513U (ja) | 1986-04-19 |
| JPH0229368Y2 true JPH0229368Y2 (ja) | 1990-08-07 |
Family
ID=30637454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1984086288U Expired JPH0229368Y2 (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0229368Y2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9127836B2 (en) | 2009-12-22 | 2015-09-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combustion burner and boiler including the same |
| US10281142B2 (en) | 2009-12-17 | 2019-05-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Solid-fuel-fired burner and solid-fuel-fired boiler |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5211767B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2013-06-12 | 株式会社Ｉｈｉ | 石炭焚きボイラ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5228165U (ja) * | 1975-08-15 | 1977-02-26 | ||
| JPS5320745U (ja) * | 1976-08-02 | 1978-02-22 |
-
1984
- 1984-06-11 JP JP1984086288U patent/JPH0229368Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5228165U (ja) * | 1975-08-15 | 1977-02-26 | ||
| JPS5320745U (ja) * | 1976-08-02 | 1978-02-22 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10281142B2 (en) | 2009-12-17 | 2019-05-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Solid-fuel-fired burner and solid-fuel-fired boiler |
| US9127836B2 (en) | 2009-12-22 | 2015-09-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combustion burner and boiler including the same |
| US9869469B2 (en) | 2009-12-22 | 2018-01-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combustion burner and boiler including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6158513U (ja) | 1986-04-19 |
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