JPH0229502A - 低NOx高効率の燃焼方法 - Google Patents
低NOx高効率の燃焼方法Info
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- JPH0229502A JPH0229502A JP1137576A JP13757689A JPH0229502A JP H0229502 A JPH0229502 A JP H0229502A JP 1137576 A JP1137576 A JP 1137576A JP 13757689 A JP13757689 A JP 13757689A JP H0229502 A JPH0229502 A JP H0229502A
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
- F23C9/006—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber the recirculation taking place in the combustion chamber
-
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C1/00—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air
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- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
- F23G5/12—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating using gaseous or liquid fuel
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- F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
-
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- F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
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- F23C2202/00—Fluegas recirculation
- F23C2202/40—Inducing local whirls around flame
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は総括的には燃焼に関し、より詳細には酸素富化
(oxygen−enr 1ched)空気或は純酸素
による燃焼に関する。
(oxygen−enr 1ched)空気或は純酸素
による燃焼に関する。
良未Ω弦浦
燃焼をできるだけ高い効率で行うことは、燃焼操作を一
層経済的にし、同時に燃焼プロセスが発生する汚染物の
量を減少させるので、望ましい。
層経済的にし、同時に燃焼プロセスが発生する汚染物の
量を減少させるので、望ましい。
燃焼プロセスにおいて用いる燃料が比較的均一な性質及
び高い発熱量を有する場合、効率的な燃焼は燃焼に利用
することができる酸素を燃料の化学量論的酸素要求量に
合わせることによって比較的容易に行うことができる。
び高い発熱量を有する場合、効率的な燃焼は燃焼に利用
することができる酸素を燃料の化学量論的酸素要求量に
合わせることによって比較的容易に行うことができる。
しかし、燃料が比較的低い熱含量或は不均一で大きく変
動し得る化学量論的酸素要求量を有する場合、燃焼を高
い効率で行うことはずっと難かしくなる。
動し得る化学量論的酸素要求量を有する場合、燃焼を高
い効率で行うことはずっと難かしくなる。
よって、本発明の目的は燃料及びオキシダントを高い効
率で燃焼する方法を提供するにある。
率で燃焼する方法を提供するにある。
本発明のそれ以上の目的は、燃料が不均一な及び/又は
高変動の化学量論的酸素要求量を有する場合でさえ、燃
料及びオキシダント衾高い効率で燃焼する方法を提供す
るにある。
高変動の化学量論的酸素要求量を有する場合でさえ、燃
料及びオキシダント衾高い効率で燃焼する方法を提供す
るにある。
燃焼プロセスの効率は空気に代えて純酸素或は酸素富化
゛ 空気をオキシダントとして用いるこ
とによって高めることができる。
゛ 空気をオキシダントとして用いるこ
とによって高めることができる。
純酸素或は酸素富化空気が含有するイナートは燃焼に利
用し得る等量の酸素について空気よりもずっと少ないた
め、純酸素或は酸素富化空気をオキシダントとして用い
る場合、これらのイナートを加圧し、ポンプで送り、加
熱するのに費すエネルギーはずっと少ない、イナートの
このように非生産性的に取扱い及び加熱することを排除
することにより、燃焼プロセスの効率を有意に高める。
用し得る等量の酸素について空気よりもずっと少ないた
め、純酸素或は酸素富化空気をオキシダントとして用い
る場合、これらのイナートを加圧し、ポンプで送り、加
熱するのに費すエネルギーはずっと少ない、イナートの
このように非生産性的に取扱い及び加熱することを排除
することにより、燃焼プロセスの効率を有意に高める。
純酸素或は酸素富化空気を用いると燃焼反応温度を上昇
させることはよく知られている。温度上昇は窒素酸化物
(NOx)を生成する方向への燃焼反応の速度論に有利
である。これは、NOxが重大な環境汚染物質であるた
め、望ましくない。
させることはよく知られている。温度上昇は窒素酸化物
(NOx)を生成する方向への燃焼反応の速度論に有利
である。これは、NOxが重大な環境汚染物質であるた
め、望ましくない。
よって、本発明の別の目的は燃料及びオキシダント、特
に純酸素或は酸素富化空気を高い効率で燃焼し、その間
低N Ox生成をも経験する方法を提供するにある。
に純酸素或は酸素富化空気を高い効率で燃焼し、その間
低N Ox生成をも経験する方法を提供するにある。
本発明のなお別の目的は、オキシダントが純酸素或は酸
素富化空気であり及び燃料が不均一な及び/又は高変動
の化学量論的酸素要求量を有する場合でさえ、燃料及び
オキシダントを高い効率でかつ少ないN Ox発生で燃
焼する方法を提供するにある。
素富化空気であり及び燃料が不均一な及び/又は高変動
の化学量論的酸素要求量を有する場合でさえ、燃料及び
オキシダントを高い効率でかつ少ないN Ox発生で燃
焼する方法を提供するにある。
尺tm式
上記の目的及び当業者にとって明らかになるものと思う
他の目的は本発明によって達成される。
他の目的は本発明によって達成される。
すなわち、本発明は
(A)燃料及びオキシダントをオキシダントリッチなジ
ェットで燃焼域に減圧を生じ、よって燃焼域内のオキシ
ダントリッチなジェット付近に強い再循環域を生じる程
の速度において噴射し、(B)オキシダントリッチなジ
ェット内の燃料及びオキシダントを燃焼してオキシダン
トで希釈したジェット中に燃焼生成物を生じ、 (C)燃料を再循環域に導入して燃料及び燃焼生成物を
再循環域内で混合し、 (D)燃料及び燃焼生成物の混合物をオキシダントリッ
チなジェットの中に吸引させ、 (E)生成した希釈された混合物をオキシダントリッチ
なジェットの周囲の拡散二次火炎(diffusese
condary flame)中で燃焼して更に燃焼生
成物を生じることを含む高効率、NO×発生の少ない燃
料及びオキシダントの燃焼方法である。
ェットで燃焼域に減圧を生じ、よって燃焼域内のオキシ
ダントリッチなジェット付近に強い再循環域を生じる程
の速度において噴射し、(B)オキシダントリッチなジ
ェット内の燃料及びオキシダントを燃焼してオキシダン
トで希釈したジェット中に燃焼生成物を生じ、 (C)燃料を再循環域に導入して燃料及び燃焼生成物を
再循環域内で混合し、 (D)燃料及び燃焼生成物の混合物をオキシダントリッ
チなジェットの中に吸引させ、 (E)生成した希釈された混合物をオキシダントリッチ
なジェットの周囲の拡散二次火炎(diffusese
condary flame)中で燃焼して更に燃焼生
成物を生じることを含む高効率、NO×発生の少ない燃
料及びオキシダントの燃焼方法である。
1柵l基j
本発明の方法を図面を参照しながら詳細に説明する。
今、第1図を参照すると、燃焼域lは実質的に閉じ込め
られかつ大気に対して閉じるのが好ましい。燃焼域1に
オキシダントリッチなジェット3で燃料及びオキシダン
ト2を噴射する。燃料及びオキシダントを混合物として
燃焼域1に噴射してもよく或は燃料及びオキシダントを
別々に燃焼域1に噴射してもよい。後者の場合、特に好
ましい実施態様は、燃料或はオキシダントのいずれかを
中央流とし、他方をすぐ近くに環状流として噴射するこ
とを含む、燃料及びオキシダントを任意の適当な点火手
段(第1図に図示せず)によって点火する。
られかつ大気に対して閉じるのが好ましい。燃焼域1に
オキシダントリッチなジェット3で燃料及びオキシダン
ト2を噴射する。燃料及びオキシダントを混合物として
燃焼域1に噴射してもよく或は燃料及びオキシダントを
別々に燃焼域1に噴射してもよい。後者の場合、特に好
ましい実施態様は、燃料或はオキシダントのいずれかを
中央流とし、他方をすぐ近くに環状流として噴射するこ
とを含む、燃料及びオキシダントを任意の適当な点火手
段(第1図に図示せず)によって点火する。
燃料は任意の流動燃料にすることができる。適した流動
燃料の一般例は下記を含む=1種或はそれ以上のガス状
成分で構成され、それらの内の少なくとも1種が可燃性
であるガス、液体燃料小滴をガス状媒体に分散させたも
の及び固体燃料小滴をガス状媒体に分散させたもの、適
した流動燃料の具体例は天然ガス、水素、コークス炉ガ
ス、プロパンを含む。
燃料の一般例は下記を含む=1種或はそれ以上のガス状
成分で構成され、それらの内の少なくとも1種が可燃性
であるガス、液体燃料小滴をガス状媒体に分散させたも
の及び固体燃料小滴をガス状媒体に分散させたもの、適
した流動燃料の具体例は天然ガス、水素、コークス炉ガ
ス、プロパンを含む。
オキシダントは空気、酸素富化空気或は純酸素にするこ
とができる0本明細書中で用いる通りの「純酸素」とは
酸素を少なくとも99.5容積%含むオキシダントを意
味する。オキシダントは酸素を少なくとも30容積%含
むのが好ましい。というのは、これが、火炎の安定性を
高めるからで、酸素が30容積%より少ないとオキシダ
ントリッチなジェット3の希釈性により不安定性を経験
し得るからである。オキシダントは純酸素にするのが最
も好ましい。
とができる0本明細書中で用いる通りの「純酸素」とは
酸素を少なくとも99.5容積%含むオキシダントを意
味する。オキシダントは酸素を少なくとも30容積%含
むのが好ましい。というのは、これが、火炎の安定性を
高めるからで、酸素が30容積%より少ないとオキシダ
ントリッチなジェット3の希釈性により不安定性を経験
し得るからである。オキシダントは純酸素にするのが最
も好ましい。
前述した通りに、ジェット3はオキシダントリッチであ
る。ジェット3はジェット3で燃焼域lに導入する燃料
を完全に燃焼するのに必要な化学量論量の酸素の少なく
とも300%の量の酸素を含有するのが好ましい、ジェ
ット3中の酸素は完全燃焼に必要な化学量論量の酸素の
2000%を越えないのが好ましい、というのは、20
00%を越えると生じるジェットがあまりに希薄になっ
てジェット3内の燃焼が不安定になるからである。
る。ジェット3はジェット3で燃焼域lに導入する燃料
を完全に燃焼するのに必要な化学量論量の酸素の少なく
とも300%の量の酸素を含有するのが好ましい、ジェ
ット3中の酸素は完全燃焼に必要な化学量論量の酸素の
2000%を越えないのが好ましい、というのは、20
00%を越えると生じるジェットがあまりに希薄になっ
てジェット3内の燃焼が不安定になるからである。
ジェット3を燃焼域lに減圧を生じ、よって燃焼域l内
のジェット3の周囲付近に強い再循環域を生じる程の速
度で噴射する。ジェット3の速度はいくつかの要因、例
えば燃焼域3の注入点におけるジェット3の初期直径や
燃焼域3の形状に応じて変わる。通常、ジェット3の速
度は少なくとも150フィート/秒(46m/秒)であ
り、250フィート/秒(76m/秒)を越えるのが最
もしばしばである。
のジェット3の周囲付近に強い再循環域を生じる程の速
度で噴射する。ジェット3の速度はいくつかの要因、例
えば燃焼域3の注入点におけるジェット3の初期直径や
燃焼域3の形状に応じて変わる。通常、ジェット3の速
度は少なくとも150フィート/秒(46m/秒)であ
り、250フィート/秒(76m/秒)を越えるのが最
もしばしばである。
燃料及びオキシダントはジェット3内で燃焼して燃料と
オキシダントとの燃焼反応生成物、並びに未反応オキシ
ダントを含む燃焼生成物を生じる。酸素が化学量論量を
越えるため、かつまた良好な混合が規定した速度におい
てジェットの性質に固有なことから、燃料を本質的に完
全に反応させる。しかし、たとえ純酸素をオキシダント
として用いても、ジェット3の希釈性により、生成させ
るN Oxは極めて少ない、化学量論量過剰の酸素の希
釈作用はジェット3内の燃焼反応を、化学量論的に等し
い量の燃料及び酸素による場合よりも一層多い容積にわ
たって広げさせる。ジェット3内のこの燃焼反応の広が
りは局部的に高温になって燃焼反応をN OX生成の方
に推進させるのを防止する。
オキシダントとの燃焼反応生成物、並びに未反応オキシ
ダントを含む燃焼生成物を生じる。酸素が化学量論量を
越えるため、かつまた良好な混合が規定した速度におい
てジェットの性質に固有なことから、燃料を本質的に完
全に反応させる。しかし、たとえ純酸素をオキシダント
として用いても、ジェット3の希釈性により、生成させ
るN Oxは極めて少ない、化学量論量過剰の酸素の希
釈作用はジェット3内の燃焼反応を、化学量論的に等し
い量の燃料及び酸素による場合よりも一層多い容積にわ
たって広げさせる。ジェット3内のこの燃焼反応の広が
りは局部的に高温になって燃焼反応をN OX生成の方
に推進させるのを防止する。
オキシダントリッチなジェット3からの燃焼生成物を、
ジェット3付近の容積と燃焼域1の残りとの間の圧力勾
配によってジェット3の周囲に向って戻るように再循環
させる。ジェット3の周囲に向って戻るこの再循環は第
1図に域4として図示する再循環域内で起きる。再循環
域の性質が強いため、ジェット3の周囲に向って再循環
して戻る質量はジェット3の質量を4〜1倍まで又はそ
れ以上越える。
ジェット3付近の容積と燃焼域1の残りとの間の圧力勾
配によってジェット3の周囲に向って戻るように再循環
させる。ジェット3の周囲に向って戻るこの再循環は第
1図に域4として図示する再循環域内で起きる。再循環
域の性質が強いため、ジェット3の周囲に向って再循環
して戻る質量はジェット3の質量を4〜1倍まで又はそ
れ以上越える。
第1図は揮発性燃料を含有する液体及び/又は固体5を
燃焼域l内にもたらす発明の具体例を例示する。このよ
うな液体及び/又は固体の例は廃溶媒、廃油、蒸留残油
、プラスチックス、病理学上の廃棄物を含む、この場合
、燃焼域1は焼却炉或はロータリーキルン内にあるもの
と規定するのが普通である。これらの液体及び/又は固
体は不均一の及び/又は高変動の化学量論的酸素要求量
を有することを特徴とする。
燃焼域l内にもたらす発明の具体例を例示する。このよ
うな液体及び/又は固体の例は廃溶媒、廃油、蒸留残油
、プラスチックス、病理学上の廃棄物を含む、この場合
、燃焼域1は焼却炉或はロータリーキルン内にあるもの
と規定するのが普通である。これらの液体及び/又は固
体は不均一の及び/又は高変動の化学量論的酸素要求量
を有することを特徴とする。
ジェット3内の燃料及びオキシダントが燃焼して発生す
る熱が対流及び輻射によって物質5に通されて燃料を揮
発して出させる7、この燃料が再循環域4に導入され、
その中で前述した燃焼からの燃焼生成物と混合する。こ
の混合物は次で燃焼が連続的に行われているジェット3
の中に吸引される。燃料及びオキシダントを燃焼反応生
成物で希釈させて含む混合物はジェット3内で行われる
進行燃焼によって希釈されるにもかかわらずうまく点火
されてジェット3の周囲の拡散二次火炎中で燃焼する。
る熱が対流及び輻射によって物質5に通されて燃料を揮
発して出させる7、この燃料が再循環域4に導入され、
その中で前述した燃焼からの燃焼生成物と混合する。こ
の混合物は次で燃焼が連続的に行われているジェット3
の中に吸引される。燃料及びオキシダントを燃焼反応生
成物で希釈させて含む混合物はジェット3内で行われる
進行燃焼によって希釈されるにもかかわらずうまく点火
されてジェット3の周囲の拡散二次火炎中で燃焼する。
二次火炎の拡散により、N Ox生成を高めることにな
る局所高温が起きないようにする。
る局所高温が起きないようにする。
二次燃焼が進んで更に燃焼生成物を形成する。
燃焼生成物のほとんどは循環してジェット3の周囲の方
に戻ってそれ以上の希釈剤として働くようにさせられる
か或は燃焼域の外に通され得る。たとえ物質5が高変動
の化学量論的酸素要求量を有するとしても、再循環域4
内の混合は、物質5を直接燃焼する場合よりも一層均一
な可燃性混合物を形成する働きをする。均一性が増大す
ることは、混合物がジェット3に円滑かつ強力に吸引さ
れることと共に、作業員が燃焼域1に噴射する酸素の量
を一層正確に調節し、こうして総括燃焼プロセスをそう
でない場合よりもずっと効率的に実施することを可能に
する。その上、燃焼は物質の堆積5から放出される可燃
性蒸気の囲みに限られないことから、燃焼速度および効
率は増大される。
に戻ってそれ以上の希釈剤として働くようにさせられる
か或は燃焼域の外に通され得る。たとえ物質5が高変動
の化学量論的酸素要求量を有するとしても、再循環域4
内の混合は、物質5を直接燃焼する場合よりも一層均一
な可燃性混合物を形成する働きをする。均一性が増大す
ることは、混合物がジェット3に円滑かつ強力に吸引さ
れることと共に、作業員が燃焼域1に噴射する酸素の量
を一層正確に調節し、こうして総括燃焼プロセスをそう
でない場合よりもずっと効率的に実施することを可能に
する。その上、燃焼は物質の堆積5から放出される可燃
性蒸気の囲みに限られないことから、燃焼速度および効
率は増大される。
本発明の方法を単一のオキシダントリッチなジェット3
を示す第1図を参照して説明したが、等業者ならばこの
ようなジェットを複数用い得ることを認めるものと思う
。
を示す第1図を参照して説明したが、等業者ならばこの
ようなジェットを複数用い得ることを認めるものと思う
。
第2図は燃料を燃焼域に噴射する本発明の方法の別の実
施態様を例示する。第2図における数字は共通の要素に
ついて第1図の数字に一致し、これらの共通の要素の操
作については再び詳細には説明しない。
施態様を例示する。第2図における数字は共通の要素に
ついて第1図の数字に一致し、これらの共通の要素の操
作については再び詳細には説明しない。
、今、第2図を参照すると、燃料8をオキシダントリッ
チなジェット3と別の流れ9として燃焼域1に噴射する
。燃料8はジェット3において有用な燃料の内のいずれ
かのような任意の適当な燃料にすることができる。加え
て、燃料8は液体燃料、例えば低発熱量の廃油或は不均
一な及び/又は高変動量の化学量論的酸素要求量を有す
るその他の燃料にすることができる。第2図に例示する
実施態様では、燃料8を追加のオキシダントのない流れ
9として燃焼域lに噴射する。しかし、所望ならば、オ
キシダントをまた流れ9の一部として、或は燃料8に予
備混合して、或は別に燃料8の注入点の近くに噴射して
もよい。オキシダントが流れ9の一部を構成する場合、
オキシダント中の酸素は燃料8を完全燃焼するのに必要
な酸素の60%を越えるべきではない。
チなジェット3と別の流れ9として燃焼域1に噴射する
。燃料8はジェット3において有用な燃料の内のいずれ
かのような任意の適当な燃料にすることができる。加え
て、燃料8は液体燃料、例えば低発熱量の廃油或は不均
一な及び/又は高変動量の化学量論的酸素要求量を有す
るその他の燃料にすることができる。第2図に例示する
実施態様では、燃料8を追加のオキシダントのない流れ
9として燃焼域lに噴射する。しかし、所望ならば、オ
キシダントをまた流れ9の一部として、或は燃料8に予
備混合して、或は別に燃料8の注入点の近くに噴射して
もよい。オキシダントが流れ9の一部を構成する場合、
オキシダント中の酸素は燃料8を完全燃焼するのに必要
な酸素の60%を越えるべきではない。
流れ9は再循環域4に導入され、その中で燃焼生成物と
混合する。この混合物は次いで燃焼が連続的に行われて
いるジェット3に吸引される。燃料及びオキシダントを
燃焼反応生成物で希釈させて含む混合物体ジェット3内
で行われる進行燃焼によって希釈されるにもかかわらず
うまく点火されてジェット3の周囲の拡散二次火炎中で
燃焼する。二次火炎の拡散により、N Ox生成を高め
ることになる局所高温が起きないようにする。
混合する。この混合物は次いで燃焼が連続的に行われて
いるジェット3に吸引される。燃料及びオキシダントを
燃焼反応生成物で希釈させて含む混合物体ジェット3内
で行われる進行燃焼によって希釈されるにもかかわらず
うまく点火されてジェット3の周囲の拡散二次火炎中で
燃焼する。二次火炎の拡散により、N Ox生成を高め
ることになる局所高温が起きないようにする。
二次燃焼が進んで更に燃焼生成物を形成する。
燃焼生成物は次いでそれ以上の希釈剤として働き得るか
或は燃焼域の外に通され得る。たとえ流れ9が高変動の
化学量論的酸素要求量を有するとしても、再循環域4内
の混合は、流れ9を直接燃焼する場合よりも一層均一な
可燃性混合物を形成する働きをする。このように均一性
が増大することは、混合物がジェット3に円滑かつ強力
に吸引されることと共に、作業員が燃焼域1に噴射する
酸素の量を一層正確に調節し、こうして総括燃焼プロセ
スをそうでない場合よりもずっと効率的に実施すること
を可能にする。
或は燃焼域の外に通され得る。たとえ流れ9が高変動の
化学量論的酸素要求量を有するとしても、再循環域4内
の混合は、流れ9を直接燃焼する場合よりも一層均一な
可燃性混合物を形成する働きをする。このように均一性
が増大することは、混合物がジェット3に円滑かつ強力
に吸引されることと共に、作業員が燃焼域1に噴射する
酸素の量を一層正確に調節し、こうして総括燃焼プロセ
スをそうでない場合よりもずっと効率的に実施すること
を可能にする。
本発明の方法を単一の燃料流れ9を示す第2図を参照し
て説明したが、当業者ならばこのような流れを複数用い
得ることを認めるものと思う。
て説明したが、当業者ならばこのような流れを複数用い
得ることを認めるものと思う。
第3図は本発明の方法の第3の実施態様を例示するもの
であり、再循環域に導入される燃料は燃焼域内の液体及
び/又は固体物質から揮発される燃料及びオキシダント
リッチなジェットと別の流れとして燃焼域に噴射する燃
料の両方から取り出される。第3図における数字は第1
図及び第2図の数字に一致し、プロセス工程については
第1図及び第2図を参照して説明したので、再び詳細に
は説明しない。
であり、再循環域に導入される燃料は燃焼域内の液体及
び/又は固体物質から揮発される燃料及びオキシダント
リッチなジェットと別の流れとして燃焼域に噴射する燃
料の両方から取り出される。第3図における数字は第1
図及び第2図の数字に一致し、プロセス工程については
第1図及び第2図を参照して説明したので、再び詳細に
は説明しない。
下記は発明の方法を更に例示し或は発明によって得られ
る結果を本発明の実施に従わない手順によって得られる
結果とを比較する働きをする。例は例示の目的で挙げ、
制限するつもりのものではない。
る結果を本発明の実施に従わない手順によって得られる
結果とを比較する働きをする。例は例示の目的で挙げ、
制限するつもりのものではない。
倒
本発明の方法を第2図に示す短糸と同様の短糸によって
行った。燃料は天然ガスであり、オキシダントは純酸素
であり、炉温度を約2050 ’F(1121’C)に
保ち、炉を約1.0百方BTU/時間の出熱で操作した
。炉は耐火物ライニングして炉底部を直径1.5インチ
(3,8cm)の10本のパイプで水冷し、内側寸法3
フイート×4フイート×8フイート (0,9mX1.
2mX2.4m)を有していた。
行った。燃料は天然ガスであり、オキシダントは純酸素
であり、炉温度を約2050 ’F(1121’C)に
保ち、炉を約1.0百方BTU/時間の出熱で操作した
。炉は耐火物ライニングして炉底部を直径1.5インチ
(3,8cm)の10本のパイプで水冷し、内側寸法3
フイート×4フイート×8フイート (0,9mX1.
2mX2.4m)を有していた。
燃料を、オキシダントリッチなジェット3を噴射する所
から約6インチ(15cm)離してジェット9として燃
焼域に導入した。その結果、ジェット9内の燃料は再循
環域の中に通り、そこで生成した混合物をオキシダント
リッチなジェットの中に吸収する前に燃焼生成物と混合
した。煙道ガスのNOx測定値は、炉への空気漏れの種
々の速度を反映する種々の窒素流量で採取した。結果を
第4図にカーブAとして示す。
から約6インチ(15cm)離してジェット9として燃
焼域に導入した。その結果、ジェット9内の燃料は再循
環域の中に通り、そこで生成した混合物をオキシダント
リッチなジェットの中に吸収する前に燃焼生成物と混合
した。煙道ガスのNOx測定値は、炉への空気漏れの種
々の速度を反映する種々の窒素流量で採取した。結果を
第4図にカーブAとして示す。
比較のために、燃料ジェットをオキシダントリッチなジ
ェットから約2.8インチ(7,1cm)のみにし、こ
うして本発明の方法のように、再循環域に通さずに段階
的(staged)燃料を直接オキシダントリッチなジ
ェットの中に通させた他は、手順を繰り返した。この比
較手順についてのNOx測定値を第4図にカーブBとし
て示す。
ェットから約2.8インチ(7,1cm)のみにし、こ
うして本発明の方法のように、再循環域に通さずに段階
的(staged)燃料を直接オキシダントリッチなジ
ェットの中に通させた他は、手順を繰り返した。この比
較手順についてのNOx測定値を第4図にカーブBとし
て示す。
第4図にプロットする結果によってはっきりわかる通り
に、本発明の方法は本発明の実施に従わない手順によっ
て得ることができるよりも相当のNOx低下を可能にし
、通常発生するN Oxの約三分の−にすぎないレベル
にする。
に、本発明の方法は本発明の実施に従わない手順によっ
て得ることができるよりも相当のNOx低下を可能にし
、通常発生するN Oxの約三分の−にすぎないレベル
にする。
本発明の方法をいくつかの実施態様により詳細に説明し
たが、当業者ならば発明の精神及び範囲内の本発明の他
の実施態があるのを認めるものと思う。
たが、当業者ならば発明の精神及び範囲内の本発明の他
の実施態があるのを認めるものと思う。
4、 の な古 日
第1図は発明の一実施態様の断面を表わし、燃料が燃焼
域内で液体及び/又は固体から揮発され、揮発された燃
料は再循環域に導入される。
域内で液体及び/又は固体から揮発され、揮発された燃
料は再循環域に導入される。
第2図は発明の別の実施態様の断面を表わし、燃料を燃
焼域に噴射し及び再循環域に導入する。
焼域に噴射し及び再循環域に導入する。
第3図は発明の別の実施態様の断面を表わし、再循環域
に導入される燃料は燃焼域内で揮発される燃料からかつ
また燃焼域に噴射する燃料からである。
に導入される燃料は燃焼域内で揮発される燃料からかつ
また燃焼域に噴射する燃料からである。
第4図は発明の実施によって得られる実験結果及び本発
明の実施に従わない手順によって得られる結果を図示す
る。
明の実施に従わない手順によって得られる結果を図示す
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(A)燃料及びオキシダントをオキシダントリッチ
なジェットで燃焼域に減圧を生じ、よって燃焼域内のオ
キシダントリッチなジェット付近に強い再循環域を生じ
る程の速度において噴射し、(B)オキシダントリッチ
なジェット内の燃料及びオキシダントを燃焼してオキシ
ダントで希釈したジェット中に燃焼生成物を生じ、 (C)燃料を再循環域に導入して燃料及び燃焼生成物を
再循環域内で混合し、 (D)燃料及び燃焼生成物の混合物をオキシダントリッ
チなジェットの中に吸引させ、 (E)生成した希釈された混合物をオキシダントリッチ
なジェットの周囲の拡散二次火炎中で燃焼して更に燃焼
生成物を生じる ことを含む高効率、NO_x発生の少ない燃料及びオキ
シダントの燃焼方法。 2、オキシダントが少なくとも30容積%の酸素を含む
特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、オキシダントが純酸素である特許請求の範囲第1項
記載の方法。 4、オキシダントリッチなジェットがオキシダントリッ
チなジェット内の燃料を完全に燃焼するのに必要な化学
量論量の酸素の300〜2000%の範囲内の量の酸素
を含有する特許請求の範囲第1項記載の方法。 5、オキシダントリッチなジェットの速度が少なくとも
150フィート/秒(46m/秒)である特許請求の範
囲第1項記載の方法。 6、燃料及びオキシダントを混合物として燃焼域に噴射
する特許請求の範囲第1項記載の方法。 7、燃料及びオキシダントを別々に燃焼域に噴射する特
許請求の範囲第1項記載の方法。8、燃料及びオキシダ
ントの内の1つを中央流として燃焼域に噴射し、燃料及
びオキシダントの内の他方を中央流のまわりの環状流と
して燃焼域に噴射する特許請求の範囲第7項記載の方法
。 9、再循環域に導入する燃料が燃焼域内の液体及び/又
は固体物質から揮発した燃料である特許請求の範囲第1
項記載の方法。 10、再循環域に導入する燃料がオキシダントリッチな
ジェットと別の流れとして燃焼域に導入する燃料である
特許請求の範囲第1項記載の方法。 11、前記流れが更に該流れ内の燃料を完全に燃焼する
のに必要な酸素の60%までの量の酸素を含有する特許
請求の範囲第10項記載の方法。 12、再循環域に導入する燃料が燃焼域内の液体及び/
又は固体物質から揮発する燃料及びオキシダントリッチ
なジェットと別の流れとして燃焼域に導入する燃料の両
方である特許請求の範囲第1項記載の方法。 13、再循環域内の燃料及び燃焼生成物のマスがオキシ
ダントリッチなジェットのマスを少なくとも4〜1倍越
える特許請求の範囲第1項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/201,910 US4863371A (en) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | Low NOx high efficiency combustion process |
US201910 | 1994-02-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0229502A true JPH0229502A (ja) | 1990-01-31 |
Family
ID=22747792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1137576A Pending JPH0229502A (ja) | 1988-06-03 | 1989-06-01 | 低NOx高効率の燃焼方法 |
Country Status (9)
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EP (1) | EP0344784B1 (ja) |
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KR (1) | KR950007381B1 (ja) |
BR (1) | BR8902538A (ja) |
CA (1) | CA1293689C (ja) |
DE (1) | DE68909309T2 (ja) |
ES (1) | ES2043952T3 (ja) |
MX (1) | MX165491B (ja) |
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1989
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- 1989-06-01 DE DE89109949T patent/DE68909309T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-06-01 MX MX016294A patent/MX165491B/es unknown
- 1989-06-01 EP EP89109949A patent/EP0344784B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-01 CA CA000601400A patent/CA1293689C/en not_active Expired - Lifetime
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- 1989-06-02 BR BR898902538A patent/BR8902538A/pt not_active IP Right Cessation
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