JPH033843B2 - - Google Patents
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- JPH033843B2 JPH033843B2 JP14476482A JP14476482A JPH033843B2 JP H033843 B2 JPH033843 B2 JP H033843B2 JP 14476482 A JP14476482 A JP 14476482A JP 14476482 A JP14476482 A JP 14476482A JP H033843 B2 JPH033843 B2 JP H033843B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
- F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
- F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
- F23C6/047—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は燃焼装置に係り、特に排ガス中の窒素
酸化物を発生を抑制した燃焼装置に関するもので
ある。
酸化物を発生を抑制した燃焼装置に関するもので
ある。
窒素酸化物（以下、NOxと記す）は、光化学
オキシダントの起因物質として、近年その発生を
抑制した燃焼方法の開発が要望されている。燃焼
装置において発生するNOxは、高温かつ高酸素
濃度状態で発生するサーマルNOxと、燃料中に
含有する窒素分より生成するフユーエルNOxの
２種類に大別することができる。
オキシダントの起因物質として、近年その発生を
抑制した燃焼方法の開発が要望されている。燃焼
装置において発生するNOxは、高温かつ高酸素
濃度状態で発生するサーマルNOxと、燃料中に
含有する窒素分より生成するフユーエルNOxの
２種類に大別することができる。
このようなNOxの発生を抑制する燃焼方法と
して、従来から(1)理論空気量以下の空気で第１次
燃焼域を形成させ、この領域の後流部に、不足分
の空気を導入し、第２次燃焼域を形成させる２段
燃焼法。(2)燃焼により生じた排ガスを循環させ、
再びバーナ部に供給する排ガス再循環法、が知ら
れている。
して、従来から(1)理論空気量以下の空気で第１次
燃焼域を形成させ、この領域の後流部に、不足分
の空気を導入し、第２次燃焼域を形成させる２段
燃焼法。(2)燃焼により生じた排ガスを循環させ、
再びバーナ部に供給する排ガス再循環法、が知ら
れている。
上記方法は、いずれも燃焼温度を低下させ、か
つ酸素分圧を低下させることによつて、サーマル
NOxの発生を抑制、または燃料中窒素分のNOx
への転換率を低下させたものである。
つ酸素分圧を低下させることによつて、サーマル
NOxの発生を抑制、または燃料中窒素分のNOx
への転換率を低下させたものである。
一方、上述の低NOx燃焼法の他に、さらに排
ガス中のNOxを低減させる方法として、異なる
空気比のバーナを組合わせた新しい燃焼方式が提
案されている。この方法は、空気比が１以下の火
炎が還元作用を有することを利用したもので、主
バーナによつて生成した主燃焼域の後流に空気比
１以下のバーナによつて生成させた火炎を衝突さ
せることによつて、脱硝燃焼域を形成させ、主燃
焼域で形成したNOxを無害な窒素（N2）に還元
しようとするものである。この燃焼法では、主燃
焼域も空気比を１以下にし、不足分の空気を脱硝
燃焼域の後流部に供給する方法と、空気比が１以
下の還元炎に必要な空気までも主燃焼域で供給す
る方法の２種類がある。
ガス中のNOxを低減させる方法として、異なる
空気比のバーナを組合わせた新しい燃焼方式が提
案されている。この方法は、空気比が１以下の火
炎が還元作用を有することを利用したもので、主
バーナによつて生成した主燃焼域の後流に空気比
１以下のバーナによつて生成させた火炎を衝突さ
せることによつて、脱硝燃焼域を形成させ、主燃
焼域で形成したNOxを無害な窒素（N2）に還元
しようとするものである。この燃焼法では、主燃
焼域も空気比を１以下にし、不足分の空気を脱硝
燃焼域の後流部に供給する方法と、空気比が１以
下の還元炎に必要な空気までも主燃焼域で供給す
る方法の２種類がある。
しかし、上記従来の方法では、還元燃焼域が必
ずしも効果的に形成されず、充分な脱硝効果を上
げることができなかつた。
ずしも効果的に形成されず、充分な脱硝効果を上
げることができなかつた。
本発明の目的は、上記技術に鑑み、主燃焼域に
対し、還元燃焼域を効果的に形成させるようにし
た燃焼装置を提供することにある。
対し、還元燃焼域を効果的に形成させるようにし
た燃焼装置を提供することにある。
本発明は、燃料または燃料と空気を、主バーナ
によつて形成される主燃焼域に対して干渉を極力
避けるように配置したノズルから噴出させるよう
にしたものである。すなわち、本発明は、バーナ
スロートに挿入された１次ノズルの周りに複数の
２次ノズルが配設され、かつ該２次ノズルは、空
気比が１以下の燃料または燃料と空気とをバーナ
スロートに対し該２次ノズルの外側方向に噴出さ
せるように配置されている燃焼装置において、前
記２次ノズルの軸方向に直角方向の平面上で、バ
ーナスロートの中心と２次ノズルの軸心とを結ぶ
直線に対し±90゜の範囲内の方向に燃料または燃
料と空気が噴出されるように前記２次ノズルが設
置されていることを特徴とする。
によつて形成される主燃焼域に対して干渉を極力
避けるように配置したノズルから噴出させるよう
にしたものである。すなわち、本発明は、バーナ
スロートに挿入された１次ノズルの周りに複数の
２次ノズルが配設され、かつ該２次ノズルは、空
気比が１以下の燃料または燃料と空気とをバーナ
スロートに対し該２次ノズルの外側方向に噴出さ
せるように配置されている燃焼装置において、前
記２次ノズルの軸方向に直角方向の平面上で、バ
ーナスロートの中心と２次ノズルの軸心とを結ぶ
直線に対し±90゜の範囲内の方向に燃料または燃
料と空気が噴出されるように前記２次ノズルが設
置されていることを特徴とする。
以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本発明の一実施例を示す燃焼装置の
バーナ部の断面図、第２図は、その部分正面図を
示す。図において、燃焼用空気は矢印２０の方向
に旋回羽根４を通つて保炎用インペラ１が設置さ
れているバーナスロート５に送られる。一方、燃
料は、第１次ノズル２および第２次ノズル３から
噴出される。ここで、第１次ノズル２から噴出さ
れる燃料によつて主燃焼域３０が形成される。こ
の主燃焼域３０の周りに第２次ノズル３から噴出
する燃料によつて脱硝燃焼域４０が形成され、主
燃焼域３０で生成したNOxが無害なN2に還元さ
れる。ここで第２次ノズル３は、第１図および第
３図に示すように、バーナスロート５に対し２次
ノズル３の外側方向、すなわち２次ノズル３の軸
心１１に対しバーナノズルと反対側（外向き）に
角度φの方向１０に示すように噴出させるように
構成されている。
バーナ部の断面図、第２図は、その部分正面図を
示す。図において、燃焼用空気は矢印２０の方向
に旋回羽根４を通つて保炎用インペラ１が設置さ
れているバーナスロート５に送られる。一方、燃
料は、第１次ノズル２および第２次ノズル３から
噴出される。ここで、第１次ノズル２から噴出さ
れる燃料によつて主燃焼域３０が形成される。こ
の主燃焼域３０の周りに第２次ノズル３から噴出
する燃料によつて脱硝燃焼域４０が形成され、主
燃焼域３０で生成したNOxが無害なN2に還元さ
れる。ここで第２次ノズル３は、第１図および第
３図に示すように、バーナスロート５に対し２次
ノズル３の外側方向、すなわち２次ノズル３の軸
心１１に対しバーナノズルと反対側（外向き）に
角度φの方向１０に示すように噴出させるように
構成されている。
本発明者らは、第２次ノズル３における燃料噴
射方向の影響を見るため、該ノズル３を回転させ
てNOxの発生状況を検討した。燃焼試験条件は
下記のとおりである。
射方向の影響を見るため、該ノズル３を回転させ
てNOxの発生状況を検討した。燃焼試験条件は
下記のとおりである。
炉寸法：800×800×2000、水冷壁
燃料量：LPG 5Nm3／ｈ一定
第１次ノズルより4Nm3／ｈ
第２次ノズルより1Nm3／ｈ
炉出口酸素濃度：2.0％一定
燃焼試験は、バーナスロート部５に燃焼用空気
の全てを供給する方法と、バーナ部から1070mm離
れた火炉側面に燃焼ガスの流れに対し、直角方向
に長円形状をしたノズルを設置し、燃焼用空気を
一部供給する方法の２種類を実施した。また、第
２次ノズル３の配置については、第４図に正面図
を示すように、第１次ノズルと互い違いに設設置
した場合について試験した。
の全てを供給する方法と、バーナ部から1070mm離
れた火炉側面に燃焼ガスの流れに対し、直角方向
に長円形状をしたノズルを設置し、燃焼用空気を
一部供給する方法の２種類を実施した。また、第
２次ノズル３の配置については、第４図に正面図
を示すように、第１次ノズルと互い違いに設設置
した場合について試験した。
第１次ノズル２から全燃料量を供給し、燃焼用
空気も全てスロート部５に供給した場合、炉出口
のNOxは、56ppm（O20％換算値）であつた。
空気も全てスロート部５に供給した場合、炉出口
のNOxは、56ppm（O20％換算値）であつた。
第５図および第６図は、それぞれ第２次ノズル
３を第２図および第４図に示すように配置し、か
つ該ノズルの燃料噴出方向θを変化させた場合の
NOx生成量を示したものである。この場合、第
１次ノズル２から燃料を4Nm3／ｈ、第２次ノズ
ル３から2Nm3／ｈ流し、第１次ノズル２によつ
て形成される主バーナの空気比を1.38と0.80にし
た場合の結果を、それぞれＡ，Ｂ曲線で示した。
ここで、空気比1.38(A)の場合は、燃焼用空気の全
てをバーナスロート５から供給したもので、空気
比0.8(B)の場合は、前述した炉側壁に設置したノ
ズルから炉出口酸素濃度が２％になるよう空気を
供給したものである。
３を第２図および第４図に示すように配置し、か
つ該ノズルの燃料噴出方向θを変化させた場合の
NOx生成量を示したものである。この場合、第
１次ノズル２から燃料を4Nm3／ｈ、第２次ノズ
ル３から2Nm3／ｈ流し、第１次ノズル２によつ
て形成される主バーナの空気比を1.38と0.80にし
た場合の結果を、それぞれＡ，Ｂ曲線で示した。
ここで、空気比1.38(A)の場合は、燃焼用空気の全
てをバーナスロート５から供給したもので、空気
比0.8(B)の場合は、前述した炉側壁に設置したノ
ズルから炉出口酸素濃度が２％になるよう空気を
供給したものである。
第２次ノズル３において、燃料は、第３図に示
すようにノズルの軸心１１からφ＝50゜の角度を
もつて外側に噴出するが、第２図に示すように、
第２次ノズル３における燃料噴出方向１０を、ノ
ズル３の回転により変化させながらNOxを測定
した。その角度を、２次ノズル３の軸方向に直角
方向の平面上で、バーナスロート５の中心１２と
２次ノズル３の軸心１１とを結ぶ直線１４に対し
±90゜、すなわち、バーナスロートの中心１２に
対する法線方向１４を0゜とし、該方向から燃焼用
空気の旋回方向を＋側にとつた傾斜角度をθと定
義した。
すようにノズルの軸心１１からφ＝50゜の角度を
もつて外側に噴出するが、第２図に示すように、
第２次ノズル３における燃料噴出方向１０を、ノ
ズル３の回転により変化させながらNOxを測定
した。その角度を、２次ノズル３の軸方向に直角
方向の平面上で、バーナスロート５の中心１２と
２次ノズル３の軸心１１とを結ぶ直線１４に対し
±90゜、すなわち、バーナスロートの中心１２に
対する法線方向１４を0゜とし、該方向から燃焼用
空気の旋回方向を＋側にとつた傾斜角度をθと定
義した。
第５図および第６図の結果から、主バーナの空
気比が1.38および0.8の場合、いずれも第２次ノ
ズル３から噴出する燃料噴出方向θが0゜付近で
NOxが極小となつていることがわかる。すなわ
ち、ノズル３の中心軸１１から外向きにφの角度
が50゜の方向に噴出する燃料を、第１次ノズル２
で形成される主バーナ２によつて生成される主燃
焼域３０と干渉させずに、互いに独立して燃焼域
を形成させることにより、主バーナの燃焼域３０
の後流部で第２次ノズル３から噴出する燃料によ
つて形成された脱硝燃焼域４０と混合させ、主バ
ーナで生成したNOxを効果に無害なN2に還元す
ることができる。なお、第２次ノズル３におい
て、燃料噴射方向１０を第３図のように50度の角
度を持させずノズルの中心軸と同方向にした場合
には、NOxは主バーナの空気比が1.38および0.8
でそれぞれ50ppmおよび35ppmであり、脱硝効果
は乏しかつた。
気比が1.38および0.8の場合、いずれも第２次ノ
ズル３から噴出する燃料噴出方向θが0゜付近で
NOxが極小となつていることがわかる。すなわ
ち、ノズル３の中心軸１１から外向きにφの角度
が50゜の方向に噴出する燃料を、第１次ノズル２
で形成される主バーナ２によつて生成される主燃
焼域３０と干渉させずに、互いに独立して燃焼域
を形成させることにより、主バーナの燃焼域３０
の後流部で第２次ノズル３から噴出する燃料によ
つて形成された脱硝燃焼域４０と混合させ、主バ
ーナで生成したNOxを効果に無害なN2に還元す
ることができる。なお、第２次ノズル３におい
て、燃料噴射方向１０を第３図のように50度の角
度を持させずノズルの中心軸と同方向にした場合
には、NOxは主バーナの空気比が1.38および0.8
でそれぞれ50ppmおよび35ppmであり、脱硝効果
は乏しかつた。
上記のように第２次ノズル３における燃料噴出
方向θがバーナスロート５の法線方向１４の±
90゜、好ましくは0゜付近に設定すれば、主バーナ
の空気比が1.38および0.8で、通常燃焼よりも
NOxをそれぞれ30％および54％に低減すること
ができた。
方向θがバーナスロート５の法線方向１４の±
90゜、好ましくは0゜付近に設定すれば、主バーナ
の空気比が1.38および0.8で、通常燃焼よりも
NOxをそれぞれ30％および54％に低減すること
ができた。
以上述べたように、本発明によれば、燃料を第
１次および第２次ノズルに分割し、かつ第２次ノ
ズルから噴出する燃料に特定の方向性を持たせる
ことにより、良好な低NOx燃焼が可能となる。
１次および第２次ノズルに分割し、かつ第２次ノ
ズルから噴出する燃料に特定の方向性を持たせる
ことにより、良好な低NOx燃焼が可能となる。
第１図は、本発明による燃焼装置のバーナ部の
実施例を示す断面図、第２図は、その部分正面
図、第３図は、第２次ノズルの形状を示す部分断
面図、第４図は、本発明の他の実施例を示すバー
ナ部の部分正面図、第５図および第６図は、それ
ぞれ第２図および第４図に示すバーナを用いた燃
焼試験結果を示すグラフである。 １……インペラ、２……１次ノズル、３……２
次ノズル、４……旋回羽根、５……バーナスロー
ト、１０……燃料の噴出方向、１１……２次ノズ
ルの軸心、１２……バーナスロートの中心、１４
……２次ノズル３を通るバーナスロート中心から
の法線、２０……空気の流入方向、３０……主燃
焼域、４０……脱硝燃焼域。
実施例を示す断面図、第２図は、その部分正面
図、第３図は、第２次ノズルの形状を示す部分断
面図、第４図は、本発明の他の実施例を示すバー
ナ部の部分正面図、第５図および第６図は、それ
ぞれ第２図および第４図に示すバーナを用いた燃
焼試験結果を示すグラフである。 １……インペラ、２……１次ノズル、３……２
次ノズル、４……旋回羽根、５……バーナスロー
ト、１０……燃料の噴出方向、１１……２次ノズ
ルの軸心、１２……バーナスロートの中心、１４
……２次ノズル３を通るバーナスロート中心から
の法線、２０……空気の流入方向、３０……主燃
焼域、４０……脱硝燃焼域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ バーナスロートに挿入された１次ノズルの周
りに複数の２次ノズルが配設され、かつ該２次ノ
ズルは、空気比が１以下の燃料または燃料と空気
とをバーナスロートに対し該２次ノズルの外側方
向に噴出させるように配置されている燃焼装置に
おいて、前記２次ノズルの軸方向に直角方向の平
面上で、バーナスロートの中心と２次ノズルの軸
心とを結ぶ直線に対し±90゜の範囲内の方向に燃
料または燃料と空気が噴出されるように前記２次
ノズルが設置されていることを特徴とする窒素酸
化物抑制燃焼装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、１次ノズル
を有するバーナの空気比が１以下であり、かつ前
記バーナおよびノズルによつて生成する燃焼域の
後流部に不足分の空気を供給するノズルを配置し
たことを特徴とする窒素酸化物抑制燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14476482A JPS5935708A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 窒素酸化物抑制燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14476482A JPS5935708A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 窒素酸化物抑制燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935708A JPS5935708A (ja) | 1984-02-27 |
| JPH033843B2 true JPH033843B2 (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=15369857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14476482A Granted JPS5935708A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 窒素酸化物抑制燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935708A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453733A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Osaka Titanium | Method for casting silicon |
-
1982
- 1982-08-23 JP JP14476482A patent/JPS5935708A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5935708A (ja) | 1984-02-27 |
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