JPH05240409A - プロセス熱を発生する方法 - Google Patents
プロセス熱を発生する方法Info
- Publication number
- JPH05240409A JPH05240409A JP4325393A JP32539392A JPH05240409A JP H05240409 A JPH05240409 A JP H05240409A JP 4325393 A JP4325393 A JP 4325393A JP 32539392 A JP32539392 A JP 32539392A JP H05240409 A JPH05240409 A JP H05240409A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- zone
- burner
- air
- stoichiometrically
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/24—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
-
- 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
- F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
-
- 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
-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 化学量論的にアンダーな燃焼ゾーンとオーバ
ーな燃焼ゾーンとで燃焼を行い、アンダーな燃焼ゾーン
の下流で燃焼ガスから熱を奪い取る形式のバーナ装置で
化学量論的にアンダーな燃焼ゾーンの下流での燃焼ガス
からの熱の取り出しを減少させること。 【構成】 化学量論的にアンダーな燃焼ゾーン（１０
７）の下流で燃料ガスから奪い取る熱量を、後続の後燃
焼ゾーン（１１０）でＮＯｘを最小にする温度範囲を得
るために必要な熱量に比してわずかにし、さらにこの後
燃焼ゾーン（１１０）でこの温度範囲を得るために、空
気量の添加前又は空気量の添加と一緒に、冷却された排
ガス（１１４）を供給する。 【効果】 化学量論的にアンダーな段階での熱の奪い取
りがほぼ任意に軽減され、ひいてはコストが軽減される
とともに燃焼装置の効率及び構造の大きさが著しくフレ
キシブルとなる。
ーな燃焼ゾーンとで燃焼を行い、アンダーな燃焼ゾーン
の下流で燃焼ガスから熱を奪い取る形式のバーナ装置で
化学量論的にアンダーな燃焼ゾーンの下流での燃焼ガス
からの熱の取り出しを減少させること。 【構成】 化学量論的にアンダーな燃焼ゾーン（１０
７）の下流で燃料ガスから奪い取る熱量を、後続の後燃
焼ゾーン（１１０）でＮＯｘを最小にする温度範囲を得
るために必要な熱量に比してわずかにし、さらにこの後
燃焼ゾーン（１１０）でこの温度範囲を得るために、空
気量の添加前又は空気量の添加と一緒に、冷却された排
ガス（１１４）を供給する。 【効果】 化学量論的にアンダーな段階での熱の奪い取
りがほぼ任意に軽減され、ひいてはコストが軽減される
とともに燃焼装置の効率及び構造の大きさが著しくフレ
キシブルとなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は請求項１の上位概念に記
載のプロセス熱の発生方法とこの方法を実施する装置と
に関する。
載のプロセス熱の発生方法とこの方法を実施する装置と
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＥ−Ａ１−３７０７７７３号明細書に
よれば、結合された窒素、例えば重油を含む燃料の燃焼
のために特に適した、有害物質の少ない燃焼法が開示さ
れている。この場合燃料は第１の燃焼段階では化学量論
的に適当にアンダーな条件で有利には前混合バーナによ
り極めて高温（１５００℃より高い温度）で前燃焼させ
られる。化学量論的にアンダーなこの燃焼ゾーンに続い
て還元ゾーンが設けられており、その場合、窒素分子と
炭素分子及び酸素分子との結合が酸素欠乏状態で解離さ
れるようにガスはほぼ０．３秒間この還元ゾーン内に滞
留されなければならない。ＨＣＮ並びにＮＨ３によるＮ
Ｏｘの形成の促進を可能な限り回避することができるよ
うに、空気が化学量論的にアンダーな燃焼プロセスの前
に適当に予熱されると、良好なプロセスの進展が得られ
る。この還元ゾーンに続いて、燃焼ガスから熱を奪い取
るゾーンが設けられている。その場合、残余の空気が燃
焼ガスに供給される化学量論的にオーバーな後燃焼段階
への移行時に１１５０℃から１３５０℃までの適当な温
度が得られる程度に熱量が燃焼ガスから奪い取られる。
この温度では、ＮＯｘの形成が少なく（温度上限）、Ｃ
Ｏ又はＵＨＣの「凍結」が少ない（温度下限）。この温
度条件は特に燃焼空気が著しく予熱される場合には、還
元ゾーンに続く化学量論的にアンダーな範囲内での著し
い熱の奪い取りの必要性を招く。この種の２段の燃焼装
置において、場合によっては化学量論的にアンダーな燃
焼段階では化学量論的にオーバーな燃焼段階に比して多
量の又は極めて多量の熱が作用する。この状態は、特に
現存の燃焼装置に装備替えを施すのを必要とする場合に
は、コスト、所望の装置効率及び又はＮＯｘエミッショ
ンに関して重大な欠点となる。この場合、既存の燃焼装
置は適度の効率の後バーナに「格下げ」される。
よれば、結合された窒素、例えば重油を含む燃料の燃焼
のために特に適した、有害物質の少ない燃焼法が開示さ
れている。この場合燃料は第１の燃焼段階では化学量論
的に適当にアンダーな条件で有利には前混合バーナによ
り極めて高温（１５００℃より高い温度）で前燃焼させ
られる。化学量論的にアンダーなこの燃焼ゾーンに続い
て還元ゾーンが設けられており、その場合、窒素分子と
炭素分子及び酸素分子との結合が酸素欠乏状態で解離さ
れるようにガスはほぼ０．３秒間この還元ゾーン内に滞
留されなければならない。ＨＣＮ並びにＮＨ３によるＮ
Ｏｘの形成の促進を可能な限り回避することができるよ
うに、空気が化学量論的にアンダーな燃焼プロセスの前
に適当に予熱されると、良好なプロセスの進展が得られ
る。この還元ゾーンに続いて、燃焼ガスから熱を奪い取
るゾーンが設けられている。その場合、残余の空気が燃
焼ガスに供給される化学量論的にオーバーな後燃焼段階
への移行時に１１５０℃から１３５０℃までの適当な温
度が得られる程度に熱量が燃焼ガスから奪い取られる。
この温度では、ＮＯｘの形成が少なく（温度上限）、Ｃ
Ｏ又はＵＨＣの「凍結」が少ない（温度下限）。この温
度条件は特に燃焼空気が著しく予熱される場合には、還
元ゾーンに続く化学量論的にアンダーな範囲内での著し
い熱の奪い取りの必要性を招く。この種の２段の燃焼装
置において、場合によっては化学量論的にアンダーな燃
焼段階では化学量論的にオーバーな燃焼段階に比して多
量の又は極めて多量の熱が作用する。この状態は、特に
現存の燃焼装置に装備替えを施すのを必要とする場合に
は、コスト、所望の装置効率及び又はＮＯｘエミッショ
ンに関して重大な欠点となる。この場合、既存の燃焼装
置は適度の効率の後バーナに「格下げ」される。
【０００３】
【発明の課題】本発明の課題は、冒頭に述べた方法にお
いて、化学量論的にアンダーな段階での熱の奪い取り取
を任意に軽減することができるようにすることにある。
いて、化学量論的にアンダーな段階での熱の奪い取り取
を任意に軽減することができるようにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明方法の要旨はプロセス熱を発生する方法であって、プ
ロセス熱発生器内で１種類又は多種類の化石燃料の燃焼
生成物によりプロセス媒体を２段階でその最終温度まで
加熱し、その場合、第１の段階ではバーナ装置の下流に
化学量論的にアンダーな燃焼ゾーンを生ぜしめ、その
際、化学量論的にアンダーなこの燃焼ゾーンの下流で燃
焼ガスを冷却し、後燃焼ゾーンにおいては燃料ガスの冷
却過程の下流で、空気量を添加しつつ燃焼を行わせる形
式のものにおいて、化学量論的にアンダーな燃焼ゾーン
の下流で燃料ガスから奪い取る熱量を、後続の後燃焼ゾ
ーンでＮＯｘを最小にする温度範囲を得るために必要な
熱量に比してわずかにし、さらにこの後燃焼ゾーンでこ
の温度範囲を得るために、空気量の添加前又は空気量の
添加と一緒に、冷却された排ガスを供給することある。
明方法の要旨はプロセス熱を発生する方法であって、プ
ロセス熱発生器内で１種類又は多種類の化石燃料の燃焼
生成物によりプロセス媒体を２段階でその最終温度まで
加熱し、その場合、第１の段階ではバーナ装置の下流に
化学量論的にアンダーな燃焼ゾーンを生ぜしめ、その
際、化学量論的にアンダーなこの燃焼ゾーンの下流で燃
焼ガスを冷却し、後燃焼ゾーンにおいては燃料ガスの冷
却過程の下流で、空気量を添加しつつ燃焼を行わせる形
式のものにおいて、化学量論的にアンダーな燃焼ゾーン
の下流で燃料ガスから奪い取る熱量を、後続の後燃焼ゾ
ーンでＮＯｘを最小にする温度範囲を得るために必要な
熱量に比してわずかにし、さらにこの後燃焼ゾーンでこ
の温度範囲を得るために、空気量の添加前又は空気量の
添加と一緒に、冷却された排ガスを供給することある。
【０００５】
【発明の効果】本発明の主たる利点とするところは、還
元ゾーンに続いて化学量論的にアンダーな段階で、化学
量論的にオーバーな段階で最良の温度を得るために奪い
取らなければならない熱量だけが奪い取られることにあ
る。場合により、化学量論的にアンダーな段階での熱の
奪い取りをまったく省くこともできる。それにもかかわ
らず、理想的な温度を得ることができるように、化学量
論的にアンダーな燃焼ガスに残余空気の供給前又は残余
空気と一緒に、冷却された排ガスが供給される。その場
合、内部及び外部での排ガス再循環が問題となる。この
ようにして、化学量論的にアンダーな段階での熱の奪い
取りがほぼ任意に軽減され、ひいてはコストが軽減され
るとともに燃焼装置の効率及び構造の大きさが著しくフ
レキシブルとなる。高い温度を有しわずかな熱しか奪い
取られない化学量論的にアンダーな段階における燃焼室
壁の熱的な過負荷を回避するために、空気供給並びに一
般的に必要な空気予熱は向流形対流式熱交換器で行われ
る。この熱交換器は供給された空気を予熱すると共に燃
焼室壁を冷却する。
元ゾーンに続いて化学量論的にアンダーな段階で、化学
量論的にオーバーな段階で最良の温度を得るために奪い
取らなければならない熱量だけが奪い取られることにあ
る。場合により、化学量論的にアンダーな段階での熱の
奪い取りをまったく省くこともできる。それにもかかわ
らず、理想的な温度を得ることができるように、化学量
論的にアンダーな燃焼ガスに残余空気の供給前又は残余
空気と一緒に、冷却された排ガスが供給される。その場
合、内部及び外部での排ガス再循環が問題となる。この
ようにして、化学量論的にアンダーな段階での熱の奪い
取りがほぼ任意に軽減され、ひいてはコストが軽減され
るとともに燃焼装置の効率及び構造の大きさが著しくフ
レキシブルとなる。高い温度を有しわずかな熱しか奪い
取られない化学量論的にアンダーな段階における燃焼室
壁の熱的な過負荷を回避するために、空気供給並びに一
般的に必要な空気予熱は向流形対流式熱交換器で行われ
る。この熱交換器は供給された空気を予熱すると共に燃
焼室壁を冷却する。
【０００６】
【実施例】図１にプロセス熱発生器を示し、これは主と
して１つのバーナ装置と２つの燃焼段から成っている。
このプロセス熱発生器の最も高い箇所には加熱媒体とし
ての液状又はガス状の燃料のためのバーナ装置１０１が
配置されている。特にこのことのために適しているのは
前混合形バーナ、要するにいわゆる二重円錐形バーナで
あり、これについては図２〜図５でさらに詳しく説明す
る。基本的には、この種のバーナ装置１０１では中央に
位置する少なくとも１つのノズルを介して有利には液状
の燃料１２が供給され、空気流入スリットの領域内でバ
ーナ装置１０１の内室内に位置する別の燃料ノズルを介
してガス状の燃料が供給される。バーナ装置１０１自体
内には点火可能な混合物が生じ、その場合、反応ゾーン
１０３はこの燃焼箇所からバーナ装置１０１の下流に支
承された前燃焼ゾーン１０７まで達する。この前燃焼ゾ
ーン１０７はプロセス熱発生器の還元ゾーン１０４を形
成する。ほぼ前燃焼ゾーン１０７の端部にはこの前燃焼
ゾーン１０７に対して同軸的な空気通路１０５の流入口
が位置しており、この空気通路を介して１次空気１０６
がバーナ装置１０１に供給される。空気通路１０５は１
次空気１０６の空気予熱に役立ち、これにより、バーナ
装置には熱量的に調製された燃焼空気１５が供給され
る。さらに空気通路１０５は還元ゾーン１０４の対流冷
却にも役立つ。化学量論的にアンダーな燃焼プロセスの
前での１次空気１０６のこの熱量的な調製はプロセスを
良好に導く。それというのは、ＨＣＮ並びにＮＨ３によ
るＮＯｘ形成の促進が可能な限り回避されるからであ
る。一般にこの燃焼は化学量論的にアンダーに、それ
も、有利には空気過剰率０．７で行われる。この場合こ
の値は、実際に適当な空気過剰率範囲０．６〜０．８の
ほぼ最良の値である。この燃焼過程におけるこの空気不
足、ひいては比較的少ない酸素量のために、後で行われ
る燃焼ガスの冷却の際に保存される中間生成物としての
酸化窒素が生じない。この前燃焼過程では、酸素含有量
の少ない極めて熱い燃焼ガスだけが作用するが、この過
程では燃料に結合された窒素が高温と酸素不足とのため
に大部分還元されてしまう。化学量論的にアンダーなこ
の前燃焼の後に、部分燃焼した燃焼ガスがまず任意構造
の熱交換器１０８を貫流する。この熱交換器内では、続
く化学量論的にオーバーな後燃焼ゾーン１１０内への移
行時に１１５０℃〜１３５０℃の温度が得られるような
熱量が燃焼ガスから奪い取られる。この場合、ほとんど
酸化窒素は形成されない。この熱の奪い取りの際の相対
化は、この温度条件が、特に燃焼空気が著しく予熱され
る場合には、化学量論的にアンダーな段階、要するに還
元ゾーン１０４に続く範囲での極めて著しい熱の奪い取
りの必要性につながることに関係している。従来の２段
式の燃焼装置では、化学量論的にアンダーな段階で化学
量論的にオーバーな段階に比して比較的多い又は極めて
多量の熱が作用してしまう。公知技術で既に行われてい
るこの状態は欠点を伴う。それゆえ、本発明では熱交換
器１０８内では、要求された要するに最良の温度を得る
ために必要な熱量だけが燃焼ガスから奪い取られるよう
になっている。この熱の奪い取りは場合によりゼロへ向
かって努力される。それにもかかわらず後燃焼ゾーン内
での最良の温度条件が準備できるように、前燃焼ゾーン
１０７の下流及び後燃焼ゾーン１１０の上流での化学量
論的にアンダーな燃焼ガスには、残余空気供給１０９と
一緒に又は別々に冷却ガスが供給される。残余空気と排
ガスとを一緒に供給するのがよい場合には、化学量論的
にアンダーな燃焼ガスに空気と排ガスとの混合物が供給
される。後燃焼ゾーン１１０内での燃焼により生じるガ
スは後燃焼ゾーン１１０に続いて設けられた熱交換器１
１１を介して冷却される。この熱交換器１１１は第１の
熱交換器１０８と共に２段式の熱交換器を形成してお
り、その場合、内部並びに外部の排ガス循環が問題とな
る。排ガス１１２の搬送は種々の送風機又は噴流ポンプ
１１３により行われる。不必要な余分な排ガスは煙突又
は他のアクチュエータに案内される。図示のものでは、
熱の奪い取りを化学量論的にアンダーな段階で、要する
に前燃焼ゾーン１０７の終わりで任意にかつ必要に応じ
て行うようになっており、これにより、特に例えば燃料
供給についての制御の可能性が制限される旧式装置では
経済性が最大となる。
して１つのバーナ装置と２つの燃焼段から成っている。
このプロセス熱発生器の最も高い箇所には加熱媒体とし
ての液状又はガス状の燃料のためのバーナ装置１０１が
配置されている。特にこのことのために適しているのは
前混合形バーナ、要するにいわゆる二重円錐形バーナで
あり、これについては図２〜図５でさらに詳しく説明す
る。基本的には、この種のバーナ装置１０１では中央に
位置する少なくとも１つのノズルを介して有利には液状
の燃料１２が供給され、空気流入スリットの領域内でバ
ーナ装置１０１の内室内に位置する別の燃料ノズルを介
してガス状の燃料が供給される。バーナ装置１０１自体
内には点火可能な混合物が生じ、その場合、反応ゾーン
１０３はこの燃焼箇所からバーナ装置１０１の下流に支
承された前燃焼ゾーン１０７まで達する。この前燃焼ゾ
ーン１０７はプロセス熱発生器の還元ゾーン１０４を形
成する。ほぼ前燃焼ゾーン１０７の端部にはこの前燃焼
ゾーン１０７に対して同軸的な空気通路１０５の流入口
が位置しており、この空気通路を介して１次空気１０６
がバーナ装置１０１に供給される。空気通路１０５は１
次空気１０６の空気予熱に役立ち、これにより、バーナ
装置には熱量的に調製された燃焼空気１５が供給され
る。さらに空気通路１０５は還元ゾーン１０４の対流冷
却にも役立つ。化学量論的にアンダーな燃焼プロセスの
前での１次空気１０６のこの熱量的な調製はプロセスを
良好に導く。それというのは、ＨＣＮ並びにＮＨ３によ
るＮＯｘ形成の促進が可能な限り回避されるからであ
る。一般にこの燃焼は化学量論的にアンダーに、それ
も、有利には空気過剰率０．７で行われる。この場合こ
の値は、実際に適当な空気過剰率範囲０．６〜０．８の
ほぼ最良の値である。この燃焼過程におけるこの空気不
足、ひいては比較的少ない酸素量のために、後で行われ
る燃焼ガスの冷却の際に保存される中間生成物としての
酸化窒素が生じない。この前燃焼過程では、酸素含有量
の少ない極めて熱い燃焼ガスだけが作用するが、この過
程では燃料に結合された窒素が高温と酸素不足とのため
に大部分還元されてしまう。化学量論的にアンダーなこ
の前燃焼の後に、部分燃焼した燃焼ガスがまず任意構造
の熱交換器１０８を貫流する。この熱交換器内では、続
く化学量論的にオーバーな後燃焼ゾーン１１０内への移
行時に１１５０℃〜１３５０℃の温度が得られるような
熱量が燃焼ガスから奪い取られる。この場合、ほとんど
酸化窒素は形成されない。この熱の奪い取りの際の相対
化は、この温度条件が、特に燃焼空気が著しく予熱され
る場合には、化学量論的にアンダーな段階、要するに還
元ゾーン１０４に続く範囲での極めて著しい熱の奪い取
りの必要性につながることに関係している。従来の２段
式の燃焼装置では、化学量論的にアンダーな段階で化学
量論的にオーバーな段階に比して比較的多い又は極めて
多量の熱が作用してしまう。公知技術で既に行われてい
るこの状態は欠点を伴う。それゆえ、本発明では熱交換
器１０８内では、要求された要するに最良の温度を得る
ために必要な熱量だけが燃焼ガスから奪い取られるよう
になっている。この熱の奪い取りは場合によりゼロへ向
かって努力される。それにもかかわらず後燃焼ゾーン内
での最良の温度条件が準備できるように、前燃焼ゾーン
１０７の下流及び後燃焼ゾーン１１０の上流での化学量
論的にアンダーな燃焼ガスには、残余空気供給１０９と
一緒に又は別々に冷却ガスが供給される。残余空気と排
ガスとを一緒に供給するのがよい場合には、化学量論的
にアンダーな燃焼ガスに空気と排ガスとの混合物が供給
される。後燃焼ゾーン１１０内での燃焼により生じるガ
スは後燃焼ゾーン１１０に続いて設けられた熱交換器１
１１を介して冷却される。この熱交換器１１１は第１の
熱交換器１０８と共に２段式の熱交換器を形成してお
り、その場合、内部並びに外部の排ガス循環が問題とな
る。排ガス１１２の搬送は種々の送風機又は噴流ポンプ
１１３により行われる。不必要な余分な排ガスは煙突又
は他のアクチュエータに案内される。図示のものでは、
熱の奪い取りを化学量論的にアンダーな段階で、要する
に前燃焼ゾーン１０７の終わりで任意にかつ必要に応じ
て行うようになっており、これにより、特に例えば燃料
供給についての制御の可能性が制限される旧式装置では
経済性が最大となる。
【０００７】バーナ装置１０１の構造をよく理解できる
ように、図２と図３，図４，図５とを互いに参照するの
がよい。図２を見やすくするために、図３〜図５で略示
した案内板２１ａ，２１ｂが図２では破断して示されて
いる。以下でも図２の記載につき他の図を参照する。
ように、図２と図３，図４，図５とを互いに参照するの
がよい。図２を見やすくするために、図３〜図５で略示
した案内板２１ａ，２１ｂが図２では破断して示されて
いる。以下でも図２の記載につき他の図を参照する。
【０００８】図２に示すバーナ装置１０１は２つの中空
円錐形の部分体１，２から成っており、両部分体はその
縦対称軸線に関して半径方向で互いにずれて互いに上下
に位置している。各縦対称軸線１ｂ，２ｂ相互のずれは
部分体１，２の両側に、流入方向に関して互いに逆向き
にそれぞれ接線方向の空気流入スリット１９，２０を形
成せしめており（図３〜図５をも参照）、この空気流入
スリットを通って燃焼空気１５が、円錐形の部分体１，
２によって形成された円錐形の内室１４内に流入する。
図示の部分体１，２の円錐形は流れ方向に開く所定の円
錐角を有している。使用に応じて、部分体１，２は図示
されてはいないが流れ方向に累進的又は累減的な円錐角
を有することもできる。円錐形の両部分体１，２はそれ
ぞれ１つの円筒形の始端部１ａ，２ａを有しており、こ
の始端部は部分体１，２と同様に互いにずれて延びてお
り、その結果、接線方向の空気流入スリット１９，２０
はバーナ装置１０１の全長にわたり存在している。この
始端部は別の形状を有していてもよく、場合により省か
れてもよい。この円筒形の始端部１ａ，２ａ内にはノズ
ル３が配置されており、このノズルを介して燃料１２、
例えばオイル又は燃料混合物がバーナ装置１０１の内室
１４内に噴入される。この燃料噴出口４は内室１４の最
も狭い横断面内に位置している。別の燃料供給１３、有
利にはガス状の燃料による燃料供給が、部分体１，２に
組込まれた導管８，９を介して行われ、燃料は多数のノ
ズル１７を介して燃焼空気に混合される。この混合は内
室１４内への入口のところで行われる。これにより、速
度に関連した良好な混合が生じる。２種の燃料１２，１
３の各噴流による混合運転も可能である。前燃焼ゾーン
１０７側でバーナ装置１０１の流出口は前壁１０内へ移
行しており、この前壁内に複数の孔１０ａが設けられて
おり、これにより、必要に応じて所定量の燃焼空気又は
冷却空気が前燃焼ゾーン１０７の内室１０７内に噴入さ
れる。ノズル３により調製された液状の燃料１２は鋭角
的にバーナ装置１０１の内室１４内に、それもバーナ装
置１０１の全長にわたり燃料出口平面まで可能な限り均
一な円錐形の噴霧形状が得られるように噴入される。こ
のことは、例えば空気助成形ノズルであれ圧力噴霧形で
あれ、燃料噴霧によって部分体１，２の内壁が濡らされ
ない場合にのみ可能である。この目的のために、円錐形
の噴霧形状の燃料５が、軸方向で供給される別の燃料空
気流１５ａによって取り囲まれる。噴入された液状燃料
１２、場合によっては混合気の濃度は軸方向で連続的
に、接線方向の空気流入スリット１９，２０を通ってバ
ーナ装置１０１の内室１４内へ流入する燃焼空気１５に
よって、又は場合により燃料空気混合物によって、いず
れにしろ他の燃焼空気流１５ａを介して連続的に薄めら
れる。液状の燃料１２の噴入に関連して、渦が破裂する
領域、要するに逆流ゾーン６の領域内では横断面にわた
る最も均一な燃料濃度がえられる。点火は逆流ゾーン６
の先端で行われる。この箇所で初めて安定した火炎フロ
ント７が生じる。従来しばしば生じたバーナ装置１０１
の内部へのバックファイヤが生じる危険はない。燃焼空
気１５，１５ａが予熱されると、バーナ装置１０１の混
合気の点火が行われる流出箇所への到達前に燃料の蒸発
が加速される。燃焼空気流１５，１５ａの調製は循環さ
れた排ガスの混入により拡大される。円錐角及び接線方
向の空気流入スリット１９，２０のギャツプ幅に関連し
た円錐形の部分体１，２の構成にあたり狭い条件が保た
れ、これにより燃料空気流の所望の流れ領域がバーナの
開口領域内での逆流により火炎安定へ向かって調整され
なければならない。一般的にいって、空気流入スリット
１９，２０のギャツプ幅の変化が逆流ゾーン６のずれを
招く。このずれは空気流入スリット１９，２０のギャツ
プ幅が減少した場合は下流に向けて生じる。一度固定さ
れた逆流ゾーン６はそれ自体位置安定である。その理由
は、スワールが流れ方向でバーナ装置１０１の領域内で
増大するからである。軸方向の速度は軸方向の燃焼空気
流１５ａの適当な供給により変化する。バーナ装置のこ
の構造は、接線方向の空気流入スリット１９，２０を必
要に応じて変化させるのに有利である。これにより、バ
ーナ装置１０１の全長を変えることなく、比較的大きな
運転領域幅を得ることができる。
円錐形の部分体１，２から成っており、両部分体はその
縦対称軸線に関して半径方向で互いにずれて互いに上下
に位置している。各縦対称軸線１ｂ，２ｂ相互のずれは
部分体１，２の両側に、流入方向に関して互いに逆向き
にそれぞれ接線方向の空気流入スリット１９，２０を形
成せしめており（図３〜図５をも参照）、この空気流入
スリットを通って燃焼空気１５が、円錐形の部分体１，
２によって形成された円錐形の内室１４内に流入する。
図示の部分体１，２の円錐形は流れ方向に開く所定の円
錐角を有している。使用に応じて、部分体１，２は図示
されてはいないが流れ方向に累進的又は累減的な円錐角
を有することもできる。円錐形の両部分体１，２はそれ
ぞれ１つの円筒形の始端部１ａ，２ａを有しており、こ
の始端部は部分体１，２と同様に互いにずれて延びてお
り、その結果、接線方向の空気流入スリット１９，２０
はバーナ装置１０１の全長にわたり存在している。この
始端部は別の形状を有していてもよく、場合により省か
れてもよい。この円筒形の始端部１ａ，２ａ内にはノズ
ル３が配置されており、このノズルを介して燃料１２、
例えばオイル又は燃料混合物がバーナ装置１０１の内室
１４内に噴入される。この燃料噴出口４は内室１４の最
も狭い横断面内に位置している。別の燃料供給１３、有
利にはガス状の燃料による燃料供給が、部分体１，２に
組込まれた導管８，９を介して行われ、燃料は多数のノ
ズル１７を介して燃焼空気に混合される。この混合は内
室１４内への入口のところで行われる。これにより、速
度に関連した良好な混合が生じる。２種の燃料１２，１
３の各噴流による混合運転も可能である。前燃焼ゾーン
１０７側でバーナ装置１０１の流出口は前壁１０内へ移
行しており、この前壁内に複数の孔１０ａが設けられて
おり、これにより、必要に応じて所定量の燃焼空気又は
冷却空気が前燃焼ゾーン１０７の内室１０７内に噴入さ
れる。ノズル３により調製された液状の燃料１２は鋭角
的にバーナ装置１０１の内室１４内に、それもバーナ装
置１０１の全長にわたり燃料出口平面まで可能な限り均
一な円錐形の噴霧形状が得られるように噴入される。こ
のことは、例えば空気助成形ノズルであれ圧力噴霧形で
あれ、燃料噴霧によって部分体１，２の内壁が濡らされ
ない場合にのみ可能である。この目的のために、円錐形
の噴霧形状の燃料５が、軸方向で供給される別の燃料空
気流１５ａによって取り囲まれる。噴入された液状燃料
１２、場合によっては混合気の濃度は軸方向で連続的
に、接線方向の空気流入スリット１９，２０を通ってバ
ーナ装置１０１の内室１４内へ流入する燃焼空気１５に
よって、又は場合により燃料空気混合物によって、いず
れにしろ他の燃焼空気流１５ａを介して連続的に薄めら
れる。液状の燃料１２の噴入に関連して、渦が破裂する
領域、要するに逆流ゾーン６の領域内では横断面にわた
る最も均一な燃料濃度がえられる。点火は逆流ゾーン６
の先端で行われる。この箇所で初めて安定した火炎フロ
ント７が生じる。従来しばしば生じたバーナ装置１０１
の内部へのバックファイヤが生じる危険はない。燃焼空
気１５，１５ａが予熱されると、バーナ装置１０１の混
合気の点火が行われる流出箇所への到達前に燃料の蒸発
が加速される。燃焼空気流１５，１５ａの調製は循環さ
れた排ガスの混入により拡大される。円錐角及び接線方
向の空気流入スリット１９，２０のギャツプ幅に関連し
た円錐形の部分体１，２の構成にあたり狭い条件が保た
れ、これにより燃料空気流の所望の流れ領域がバーナの
開口領域内での逆流により火炎安定へ向かって調整され
なければならない。一般的にいって、空気流入スリット
１９，２０のギャツプ幅の変化が逆流ゾーン６のずれを
招く。このずれは空気流入スリット１９，２０のギャツ
プ幅が減少した場合は下流に向けて生じる。一度固定さ
れた逆流ゾーン６はそれ自体位置安定である。その理由
は、スワールが流れ方向でバーナ装置１０１の領域内で
増大するからである。軸方向の速度は軸方向の燃焼空気
流１５ａの適当な供給により変化する。バーナ装置のこ
の構造は、接線方向の空気流入スリット１９，２０を必
要に応じて変化させるのに有利である。これにより、バ
ーナ装置１０１の全長を変えることなく、比較的大きな
運転領域幅を得ることができる。
【０００９】図３〜図５から案内板２１ａ，２１ｂの幾
何学的な形状が明らかである。この案内板は流れを案内
する機能を有しており、その場合、この案内板はその長
さに応じて円錐形の部分体１，２の各端部を燃焼空気１
５の向流方向でバーナ装置１０１の内室１４内へ延長す
る。バーナ装置１０１の内室１４内への燃焼空気１５の
導入は、接線方向の空気流入スリット１９，２０の領域
内に位置する回転の中心回りの案内板２１ａ，２１ｂの
開閉によって良好に行われる。このことは特に、接線方
向の空気流入スリット１９，２０のはじめの大きさが変
えられる場合には必要である。もちろん、バーナ装置１
０１は案内板２１ａ，２１ｂなしでも運転でき、又は別
の補助手段をこのことのために設けることができる。
何学的な形状が明らかである。この案内板は流れを案内
する機能を有しており、その場合、この案内板はその長
さに応じて円錐形の部分体１，２の各端部を燃焼空気１
５の向流方向でバーナ装置１０１の内室１４内へ延長す
る。バーナ装置１０１の内室１４内への燃焼空気１５の
導入は、接線方向の空気流入スリット１９，２０の領域
内に位置する回転の中心回りの案内板２１ａ，２１ｂの
開閉によって良好に行われる。このことは特に、接線方
向の空気流入スリット１９，２０のはじめの大きさが変
えられる場合には必要である。もちろん、バーナ装置１
０１は案内板２１ａ，２１ｂなしでも運転でき、又は別
の補助手段をこのことのために設けることができる。
【図１】本発明に基づくプロセス熱発生器を示す図であ
る。
る。
【図２】二重円錐形バーナの部分破断斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であ
る。
る。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【符号の説明】 １，２ 部分体、 １ａ，２ａ 始端部、 ３ ノズ
ル、 ４ 燃料噴出口、５ 燃料噴流形状、 ６ 逆流
ゾーン、 ７ 火炎フロント、 ８，９ 導管、 １０
前壁、 １２，１３ 燃料、 １４ 内室、 １５，
１５ａ 燃焼空気、 １６ 混合物、 １９，２０ 空
気流入スリット、 ２１ａ，２１ｂ 案内板、 ２３
回転の中心、 １０１ バーナ装置、 １０３ 反応ゾ
ーン、１０４ 還元ゾーン、 １０５ 空気通路、 １
０６ １次空気、 １０７ 前燃焼ゾーン、 １０８
熱交換器、 １０９ 空気量、 １１０ 後燃焼ゾー
ン、 １１１ 熱交換器、 １１２ 冷却された排ガ
ス、 １１４ 混合気
ル、 ４ 燃料噴出口、５ 燃料噴流形状、 ６ 逆流
ゾーン、 ７ 火炎フロント、 ８，９ 導管、 １０
前壁、 １２，１３ 燃料、 １４ 内室、 １５，
１５ａ 燃焼空気、 １６ 混合物、 １９，２０ 空
気流入スリット、 ２１ａ，２１ｂ 案内板、 ２３
回転の中心、 １０１ バーナ装置、 １０３ 反応ゾ
ーン、１０４ 還元ゾーン、 １０５ 空気通路、 １
０６ １次空気、 １０７ 前燃焼ゾーン、 １０８
熱交換器、 １０９ 空気量、 １１０ 後燃焼ゾー
ン、 １１１ 熱交換器、 １１２ 冷却された排ガ
ス、 １１４ 混合気
Claims (10)
- 【請求項１】 プロセス熱を発生する方法であって、プ
ロセス熱発生器内で１種類又は多種類の化石燃料の燃焼
生成物によりプロセス媒体を２段階でその最終温度まで
加熱し、その場合、第１の段階ではバーナ装置の下流に
化学量論的にアンダーな燃焼ゾーンを生ぜしめ、その
際、この化学量論的にアンダーな燃焼ゾーンの下流で燃
焼ガスを冷却し、後燃焼ゾーンにおいては燃料ガスの冷
却過程の下流で、空気量を添加しつつ燃焼を行わせる形
式のものにおいて、化学量論的にアンダーな燃焼ゾーン
（１０７）の下流で燃料ガスから奪い取る熱量を、後続
の後燃焼ゾーン（１１０）でＮＯｘを最小にする温度範
囲を得るために必要な熱量に比してわずかにし、さらに
この後燃焼ゾーン（１１０）でこの温度範囲を得るため
に、空気量の添加前又は空気量の添加と一緒に、冷却さ
れた排ガス（１１４）を供給することを特徴とするプロ
セス熱を発生する方法。 - 【請求項２】 前記温度範囲を１１５０℃と１３５０℃
との間にする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 バーナ装置（１０１）のための燃焼空気
（１５）を熱量的に調製する請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の方法を実施する装置にお
いて、この装置（１００）が少なくとも１つのバーナ
（１０１）を備えており、このバーナの下流に化学量論
的にアンダーな燃焼ゾーン（１０７）が続いて設けられ
ており、この燃焼ゾーン（１０７）の燃焼範囲内に熱交
換器（１０８）が配置されており、この熱交換器（１０
８）の下流に後燃焼ゾーン（１１０）が位置しており、
この後燃焼ゾーン（１１０）に続いて別の熱交換器（１
１１）が配置されており、この別の熱交換器（１１１）
の下流で排ガス戻し導管（１１３）が分岐しており、こ
の排ガス戻し導管（１１３）が後燃焼ゾーン（１１０）
の領域内で空気供給導管（１０９）の手前又はこれと一
緒に終わっていることを特徴とするプロセス熱を発生す
る装置。 - 【請求項５】 バーナ（１０１）が流れ方向で少なくと
も２つの互いに上下に位置する円錐形中空の部分体
（１，２）から成っており、その縦対称軸線（１ｂ，２
ｂ）が互いに半径方向にずれて延びており、これらの縦
対称軸線が流れに関して互いに逆向きな接線方向の流入
スリット（１９，２０）を燃焼空気流のために形成せし
めており、前記円錐形の部分体（１，２）により形成さ
れた円錐形中空室（１４）内に少なくとも１つのノズル
（３）が配置されており、このノズルの燃料噴出口
（４）が円錐形の部分体（１，２）の互いにずれて位置
する縦対称軸線（１ｂ，２ｂ）の中間に位置している請
求項４記載の装置。 - 【請求項６】 請求項５記載のバーナにおいて、別の燃
焼空気流（１５ａ）がノズル（３）を介して軸方向でバ
ーナ（１０１）の内室（１４）内に供給されることを特
徴とするバーナ。 - 【請求項７】 接線方向の流入スリット（１９，２０）
の領域内に、他の燃料（１３）を噴出する別のノズル
（１７）が設けられている請求項５記載のバーナ。 - 【請求項８】 前記部分体（１，２）が固定角度で円錐
形に拡張している請求項５記載のバーナ。 - 【請求項９】 前記部分体（１，２）が流れ方向で増大
する円錐角を有している請求項５記載のバーナ。 - 【請求項１０】 前記部分体（１，２）が流れ方向で減
少する円錐角を有している請求項５記載のバーナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH3583/91-2 | 1991-12-05 | ||
| CH3583/91A CH684960A5 (de) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | Verfahren zur Prozesswärmeerzeugung. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05240409A true JPH05240409A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=4259128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4325393A Pending JPH05240409A (ja) | 1991-12-05 | 1992-12-04 | プロセス熱を発生する方法 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0545114B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05240409A (ja) |
| KR (1) | KR930013562A (ja) |
| CN (1) | CN1072999A (ja) |
| AT (1) | ATE151855T1 (ja) |
| CA (1) | CA2083248A1 (ja) |
| CH (1) | CH684960A5 (ja) |
| CZ (1) | CZ357192A3 (ja) |
| DE (1) | DE59208354D1 (ja) |
| HU (2) | HUT63487A (ja) |
| NO (1) | NO924664L (ja) |
| PL (1) | PL296798A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019107564A1 (ja) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | 株式会社エコプラナ | 燃焼装置及び燃焼方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4242003A1 (de) * | 1992-12-12 | 1994-06-16 | Abb Research Ltd | Prozesswärmeerzeuger |
| DE4446541A1 (de) * | 1994-12-24 | 1996-06-27 | Abb Management Ag | Brennkammer |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5486823A (en) * | 1977-12-23 | 1979-07-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Combustion with reduction of nitrogen oxide |
| EP0047346B1 (en) * | 1980-09-01 | 1989-03-15 | John Zink Company | Disposal of oxides of nitrogen and heat recovery in a single self-contained structure |
| DE3707773C2 (de) * | 1987-03-11 | 1996-09-05 | Bbc Brown Boveri & Cie | Einrichtung zur Prozesswärmeerzeugung |
| CH680157A5 (ja) * | 1989-12-01 | 1992-06-30 | Asea Brown Boveri |
-
1991
- 1991-12-05 CH CH3583/91A patent/CH684960A5/de not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-11-13 AT AT92119396T patent/ATE151855T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-11-13 DE DE59208354T patent/DE59208354D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-13 EP EP92119396A patent/EP0545114B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-18 CA CA002083248A patent/CA2083248A1/en not_active Abandoned
- 1992-12-01 PL PL29679892A patent/PL296798A1/xx unknown
- 1992-12-03 NO NO92924664A patent/NO924664L/no unknown
- 1992-12-04 CZ CS923571A patent/CZ357192A3/cs unknown
- 1992-12-04 HU HU9203859A patent/HUT63487A/hu unknown
- 1992-12-04 HU HU9203859A patent/HU9203859D0/hu unknown
- 1992-12-04 KR KR1019920023314A patent/KR930013562A/ko not_active Application Discontinuation
- 1992-12-04 JP JP4325393A patent/JPH05240409A/ja active Pending
- 1992-12-05 CN CN92114251A patent/CN1072999A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019107564A1 (ja) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | 株式会社エコプラナ | 燃焼装置及び燃焼方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT63487A (en) | 1993-08-30 |
| KR930013562A (ko) | 1993-07-22 |
| CN1072999A (zh) | 1993-06-09 |
| CA2083248A1 (en) | 1993-06-06 |
| CZ357192A3 (en) | 1993-06-16 |
| EP0545114A1 (de) | 1993-06-09 |
| DE59208354D1 (de) | 1997-05-22 |
| PL296798A1 (en) | 1993-06-14 |
| NO924664D0 (no) | 1992-12-03 |
| ATE151855T1 (de) | 1997-05-15 |
| HU9203859D0 (en) | 1993-03-29 |
| EP0545114B1 (de) | 1997-04-16 |
| NO924664L (no) | 1993-06-07 |
| CH684960A5 (de) | 1995-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7469544B2 (en) | Method and apparatus for injecting a fuel into a combustor assembly | |
| US5147200A (en) | Method of operating a firing installation | |
| JP2608320B2 (ja) | 液体燃料の予備混合方式の燃焼方法 | |
| JP3011775B2 (ja) | バーナ及びバーナの運転法 | |
| JP3512455B2 (ja) | 燃焼機関、ガスタービングループ燃焼室又は燃焼設備の運転用のバーナ | |
| US5626017A (en) | Combustion chamber for gas turbine engine | |
| JP3077763B2 (ja) | ガスタービンの燃焼室 | |
| US5413477A (en) | Staged air, low NOX burner with internal recuperative flue gas recirculation | |
| US5244380A (en) | Burner for premixing combustion of a liquid and/or gaseous fuel | |
| US5193995A (en) | Apparatus for premixing-type combustion of liquid fuel | |
| JP3075732B2 (ja) | ガスタービンの燃焼室 | |
| US8011187B2 (en) | Fuel injection method and apparatus for a combustor | |
| JP2960464B2 (ja) | 化石燃料を使用する燃焼装置を運転する方法 | |
| JP2957225B2 (ja) | 燃焼装置並びにこのような燃焼装置の運転法 | |
| EP0525734A2 (en) | Cyclonic combustion | |
| JP2933673B2 (ja) | バーナ | |
| JPH05187639A (ja) | 燃焼機関、ガスターボ群の燃焼室又は火炉を運転するためのバーナ | |
| US6652268B1 (en) | Burner assembly | |
| JP2999311B2 (ja) | 燃焼からのＮＯｘ放出量を最小限に抑える方法およびバーナ | |
| US7117674B2 (en) | Catalytic combustor and method for substantially eliminating various emissions | |
| JP4106098B2 (ja) | ガスタービンの燃焼室の運転法及びガスタービンの燃焼室 | |
| JPH05240409A (ja) | プロセス熱を発生する方法 | |
| US4162890A (en) | Combustion apparatus | |
| US5545032A (en) | Method of operating a firing installation | |
| US5303678A (en) | Process for low-pollutant combustion in a power station boiler |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |