JPH0343527B2 - - Google Patents

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JPH0343527B2
JPH0343527B2 JP58194423A JP19442383A JPH0343527B2 JP H0343527 B2 JPH0343527 B2 JP H0343527B2 JP 58194423 A JP58194423 A JP 58194423A JP 19442383 A JP19442383 A JP 19442383A JP H0343527 B2 JPH0343527 B2 JP H0343527B2
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Japan
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pulverized coal
oxygen
nozzle
air
burner according
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JP58194423A
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JPS6086312A (ja
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Saburo Sugiura
Kyohide Hayashi
Kenji Kaneda
Noboru Demukai
Tetsuo Okamoto
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F23D1/02—Vortex burners, e.g. for cyclone-type combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2214/00—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00006—Liquid fuel burners using pure oxygen or O2-enriched air as oxidant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00018—Means for protecting parts of the burner, e.g. ceramic lining outside of the flame tube
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、微粉炭を燃焼させるバーナーの改良
に関し、とくに加熱容器内において、被加熱物を
直接加熱するのに適したバーナーを提供する。 たとえば、スクラツプを溶解し精錬して鋼を製
造するときに、溶解に先立つて、これを加熱容器
内で予熱することが行なわれる。スクラツプ予熱
は、平均スクラツプ温度を300〜400℃まで加熱す
る低温タイプと、600℃以上に昇温する高温タイ
プとがある。前者は鋼鉄製容器で間に合うが、後
者は容器に耐火物の内張りを必要とする。微粉炭
バーナーによるスクラツプ予熱は、主としてこの
高温タイプの予熱である。 このような用途に向ける微粉炭バーナーに求め
られる特性は、つぎのとおりである。 Γフレーム長さが短いこと。 Γフレーム温度が適度に低いこと。 Γ着火および燃焼が安定なこと。 ΓNOx生成量がなるべく少いこと。 Γスクラツプを加熱する場合は、その酸化ロスが
少ないこと。 Γ構造が簡単でメンテナンスが容易なこと。 微粉炭バーナーには、純酸素を使用するもの
と、空気を使用するものとあるが、純酸素バーナ
ーは火焔温度が高く、雰囲気の酸化力も強いた
め、スクラツプの予熱に使用したとき、その酸化
とスクラツプ温度の不均一が避けられないことが
わかつたので、基本的に、空気バーナーまたは酸
素富化空気バーナーをえらぶべきことになる。 空気バーナーであつても、フレーム温度は1800
℃にも達する高温であるから、燃焼空間を形成す
る耐火物への熱ロスが大きい。この熱ロスを低減
するには、燃焼空間を小さくする必要があり、フ
レーム長さを極力短くすることが、この点から要
請される。フレーム長さを短くする方策として
は、バーナーを小型にして燃料インプツトレート
を下げ、この小型バーナーを一つの容器に多数と
りつけることが考えられるが、それも限界がある
ので、バーナーの大きさにかかわらずシヨートフ
レーム化を実現することが望ましい。 本発明の微粉炭バーナーは、第１図に示すよう
に、中心から外側に向つて同心円状に配置され
た、酸素ノズル２、微粉炭ノズル３および空気ノ
ズル４からなり、酸素ノズルの先端１１を半径方
向に拡大するとともに、微粉炭ノズルの先端内側
３１を面取り加工し、酸素ノズルの開口部の先に
逆円錐形に向い合つたコーン５を設けて、酸素お
よび微粉炭を放射方向に分散させて微粉炭を燃焼
させるように構成したことを特徴とする。 酸素ノズル２からは、純酸素のほか、酸素富化
空気、あるいは空気を吹き出してもよく、ガス組
成は状況に応じてえらぶ。たとえば、バーナー着
火時と加熱の初期には、酸素または酸素富化空気
を用いて、着火と燃焼の安定をはかることが望ま
しい。従つて、ここで「酸素」とは、純酸素だけ
でなく、空気および酸化と空気との種々割合の混
合物までを包含する意味である。 本発明のバーナーによると、第１図に示したよ
うに、酸素は実線矢印のように放射方向に分散す
る。微粉炭の流路も、破線矢印で示したように放
射方向に向くが、その分散の角度は、内側の酸素
ガスの分散角度よりは少し小さくして、酸素と微
粉炭とが好適に混合するようにはかる。 外側の空気ノズルからの空気は、中心の酸素お
よびその周囲の微粉炭の流れにより少し放射方向
に拡げられて、二重線矢印のように流れる。この
ように、微粉炭の流れを内外からはさむ形で酸素
および空気を吹き出すことによつて、混合および
燃焼が速やかに行なわれる。なお、バーナーにお
いてよく行なわれるところであるが、外側の空気
ノズルの内部に、旋回流を生じさせる羽根６を設
けることも推奨される。 必要があれば、バーナーに冷却手段を設ける。
通常は、図示したように、空気ノズルを二重管に
して内部に冷却水７を通すことで十分な冷却がで
きる。使用条件が苛酷でなければ、空気ノズルの
外側に耐火コーテイングを施すだけで足りるであ
ろう。 酸素ノズルから吹き出す酸素の放射方向への分
散の角度は、コーン５の形状およびそれとノズル
先端との位置関係により決定される。そこで、コ
ーンのノズル先端との距離を変動し得るようにす
れば、ある範囲内で酸素の分散方向を変動させる
ことができる。 本発明の微粉炭バーナーは、着火が容易であつ
て、酸素が不足気味の燃焼条件で用いても、スス
を生じることなく安定に燃焼を継続できる。その
フレームは第２図に示す形状を有し、円錐形の短
いものである。 これらの特性から、このバーナーはスクラツプ
の予熱に用いたとき、大いにその意義を示す。と
くに、高温型予熱の排ガスが若干のCOを含有す
る組成となるよう、酸素不足気味で燃焼させ、ア
フターバーナーでこれに二次空気を導入して低温
型の予備的加熱を行なうという、本発明者らが発
生し、別途提案する熱効率を著しく高めたスクラ
ツプ予熱プロセスにとつて、この微粉炭バーナー
は有用である。 この効果を、従来のバーナー、すなわち中心か
ら微粉炭を吹き出し、その周囲から２重環状断面
をもつて、吹き出し軸に収斂する方向に一次酸素
および二次酸素を吹き出す構造のバーナーのデー
タと比較して、次に示す。
【表】
【表】 本発明のバーナーは構造が簡単で軽量であるか
ら、移動を必要とするスクラツプ予熱容器の蓋に
とりつけるのに好都合であるほか、多くの用途に
向けることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の微粉炭バーナーの構造を示
す縦断面図である。第２図は、本発明の微粉炭バ
ーナーを使用したときのフレームの形状を示す側
面図である。 １……微粉炭バーナー、２……酸素ノズル、３
……微粉炭ノズル、４……空気ノズル、５……コ
ーン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 中心から外側に向つて同心円状に配置され
    た、酸素（酸素富化空気および空気を包含する）
    ノズル、微粉炭ノズルおよび空気ノズルからな
    り、酸素ノズルの先端を半径方向に拡大するとと
    もに微粉炭ノズルの先端内側を面取り加工し、酸
    素ノズルの開口部の先にコーンを設けて、酸素お
    よび微粉炭を放射方向に分散させて微粉炭を燃焼
    させるように構成したことを特徴とする微粉炭バ
    ーナー。 ２ 空気ノズルに旋回流を生じさせる羽根を設け
    た特許請求の範囲第１項の微粉炭バーナー。 ３ 空気ノズルを二重管で形成し内部に冷却水を
    流通させる特許請求の範囲第１項の微粉炭バーナ
    ー。 ４ 空気ノズルの外側に耐火コーテイングを施し
    た特許請求の範囲第１項の微粉炭バーナー。 ５ コーンを酸素ノズルの開口部に対し前進およ
    び後退可能に設け、酸素の分散角度を調節し得る
    ようにした特許請求の範囲第１項の微粉炭バーナ
    ー。 ６ フレームの分散角度が60゜±10゜の範囲である
    特許請求の範囲第１項の微粉炭バーナー。 ７ 加熱容器内において、被加熱物を直接加熱す
    るために使用する特許請求の範囲第１項の微粉炭
    バーナー。
JP58194423A 1983-10-19 1983-10-19 微粉炭バ−ナ− Granted JPS6086312A (ja)

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