JPH0262766B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼装置に係り、特に排ガス中の窒素
酸化物を低減するのに好適なボイラ等の燃焼装置
に関するものである。

従来、燃焼により生成する窒素酸化物を低減す
る方法として、(1)２段燃焼法、(2)排気ガス再循環
法、(3)触媒還元法が知られている。２段燃焼法
は、先ず低空燃比状態で燃焼させた後、燃焼空気
を供給して完全燃焼を行ない、窒素酸化物を低減
させるものである。排気ガス再循環法は、燃焼し
た後の排気ガスの１部を再循環させ、燃焼空気中
の酸素分圧を低下させ、燃焼温度を低く抑えて窒
素酸化物を低減させるものである。これらの方法
は窒素酸化物を抑制する上で重要な方法である
が、環境規制値を満すまでに到つておらず、この
ため、従来技術では上記(1)、(2)の方法と触媒還元
法と組組合わせて窒素酸化物を低減する方法がと
られているが、満足すべきものとはいえず、燃焼
方法そのものを改善して炉内脱硝を行なう方法が
望まれている。

しかし、従来の２段燃焼を行なう場合の炉は、
バーナを水平方向および上下方向に等間隔に配置
したものであり、バーナ配置による燃焼性の改善
は期待することができなかつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、排ガス中の煤塵（未燃分）を増加させるこ
となく、窒素酸化物を大幅に抑制することができ
る、高効率の燃焼装置を提供することにある。

本発明は、炉内において還元性の強い火炎を作
るバーナ（ここではプラネツトバーナと呼ぶ）と
従来の２段燃焼を行なうバーナ（ここではメイン
バーナと呼ぶ）の組合せにおいて、メインバーナ
間のバーナピツチより、メインバーナとプラネツ
トバーナのピツチを大きくとり、かつプラネツト
バーナと空気口のピツチをメインバーナ間のそれ
より大きくとつて、脱硝反応を行なわせるととも
に、未燃分の減少を図つたものである。

〔作用〕

一般に、多段のバーナを備えた炉では、上にい
くほど燃焼ガスが増加して炉内におけるガスの上
昇速度が上にいくほど増加するため、全て上下方
向に等間隔で各バーナが配置されていると、炉内
ガスが１つの段から次の上の段に達する所要時間
が上にいくほど短くなる。

しかし、本発明の装置では、メインバーナとプ
ラネツトバーナの間隔を大きくすることにより、
プラネツトバーナによる還元域（脱硝域）に達す
るまでの所要時間を長くすることができるため、
メインバーナによる燃焼を充分に行うことがで
き、また水冷冷却壁が長くなるため、温度の上昇
を抑えてスラツキング（灰の溶融付着）を低減す
ることができる。

またプラネツトバーナとその上の空気口との間
隔を大きくすることにより、脱硝域でのガスの滞
留時間が長くなるため、プラネツトバーナによる
脱硝反応をより完全に行うことができる。

以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例を示す燃焼装置の
段面図を示したものである。火炉１内の前面に
は、メインバーナとして第１段バーナ２および第
２段バーナ３が配置され、その上部にはプラネツ
トバーナとして動作させる第３段バーナ４が配置
され、さらにその上部には前空気口５および後空
気口６が配置されている。これらの空気５，６は
いわゆるアフターバーニングボートと呼ばれてい
るもので、ここから流入した空気によつて完全燃
焼を行なわせるものである。各段バーナは、第２
図（第１図の矢印１１の方向から見た前面図）に
示すように、５個のバーナが同一レベルに等間隔
で配置されている。炉内１の底部はホツパー状と
なつており、ホツパ口７およびホツパ導管８が接
続されている。燃焼ガスは、過熱度９を通つて１
部熱吸収され、高温ガス１０は再熱器（図示せ
ず）や節炭器（図示せず）などを通り、煙突へ導
かれる。

本発明においては、第３図に示すように、第１
段バーナ２とバーナ３との間隔h₁は、互いの火炎
が干渉しないような距離で充分であるが、第２段
バーナ３と第３段バーナ４との間隔h₂は、火炎干
渉のみでなく、第１段バーナ２と第２段バーナ３
の燃焼反応が充分に行なわれるように更に大きな
距離をとり、またプラネツトバーナ（第３段バー
ナ）と前空気口５との距離h₃についても、第３段
バーナ４で発生する燃焼の中間生成物（窒素酸化
物をN₂に還元する能力を持つ）と第１段バーナ
２、第２段バーナ３の火炎との混合を良くするた
めに、下段よりも大きくとつている。すなわち、
第３図の場合、第１段バーナ２と第２段バーナ３
との距離をh₁、第２段バーナ３と第３段バーナ４
との距離をh₂、第３段バーナ４と前空気口５との
距離をh₃とするとき、常に下記の不等式を満足す
るようにバーナが配置される。

h₁＜h₂＜h₃ なお、本発明では、水平方向のバーナ本数には
限定がなく、１本または複数本のバーナがあつて
も差支えない。

またバーナの配置は、図示するような前面燃焼
方式だけでなく、前後にバーナが配置されている
対向燃焼方式でもよい。

このように、上にいくほど各段のバーナ間隔を
大きくすることにより、各段間のガスの滞留時間
を従来に比べ、均等に近づけることができるた
め、各々の反応時間を確保でき、メインバーナに
よる燃焼およびプラネツトバーナによる脱硝反応
を充分に行い、NOxの低減を図ることができる。

次に第４図は、本発明の他の実施例を示すもの
で、第３図の装置と異なる点は、第３段バーナの
下のメインバーナを下段バーナ１３、中段バーナ
１４、上段バーナ１５の３段構成とし、下段バー
ナと中段バーナの距離をH₁、中段バーナと上段
バーナの距離をH₂、上段バーナとプラネツトバ
ーナの距離をH₃、プラネツトバーナと空気口の
距離をH₄とすれば、H₁＝H₂＜H₃＜H₄の関係を
もたせたことである。

このような構成において、例えばボイラ装置の
部分負荷に応じてバーナカツトを行なう場合、先
ず上段バーナ１５をカツトし、次に中段バーナ１
４をカツトすれば、メインバーナとプラネツトバ
ーナの距離を充分大きくとり、炉内の脱硝反応を
完全にすることができる。なお、第３図の実施例
の場合でも、部分負荷によりバーナカツトの必要
がある場合には、先ず第２段バーナ３をカツトす
ることが、脱硝反応を充分に行なう上で有効であ
る。また上記実施例において、さらに小さい部分
負荷では各段の水平方向のバーナカツトを行な
い、これに対応することができる。

以上、本発明によれば、メインバーナとプラネ
ツトバーナ間の距離をメインバーナ間より大きく
とることにより、脱硝域に達するまでの所要時間
を長くでき、燃焼を充分に行うことができ、また
プラネツトバーナと前空気口間の距離をさらに大
きくとつて脱硝域でのガスの滞留時間を長くする
ことにより、炉内において効果的な脱硝反応を行
なわせ、窒素酸化物を大幅に低減させるととも
に、空気口においては空気を充分混合して未燃分
をなくすことができる。さらにボイラの部分負荷
運転の場合には、プラネツトバーナに近いメイン
バーナ段からカツトすることにより、さらに効果
的な窒素酸化物の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す燃焼装置の断面
図、第２図は第１図の矢印１１方向の前面図、第
３図は、第１図のバーナ部１２の詳細図、第４図
は、本発明の他の実施例を示すバーナ部の詳細図
である。 １……火炉、２……第１段バーナ、３……第２
段バーナ、４……第３段バーナ、５……前空気
口、６……後空気口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バーナを多段に配設した燃焼装置において、
   下方から順に第１段および第２段バーナをメイン
   バーナ、第３段バーナをプラネツトバーナ、さら
   にその上に空気口を設け、各バーナおよび空気口
   の間隔を上方ほど大にしたことを特徴とする燃焼
   装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、燃焼装置が
   ボイラであり、かつボイラの部分負荷運転の際に
   プラネツトバーナに近いメインバーナからカツト
   するように構成したことを特徴とする燃焼装置。