JPH05332509A - Inter-furnace discharged gas circulation type low nox burner - Google Patents
Inter-furnace discharged gas circulation type low nox burnerInfo
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- JPH05332509A JPH05332509A JP4163568A JP16356892A JPH05332509A JP H05332509 A JPH05332509 A JP H05332509A JP 4163568 A JP4163568 A JP 4163568A JP 16356892 A JP16356892 A JP 16356892A JP H05332509 A JPH05332509 A JP H05332509A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は炉内排ガス循環型低NO
Xバーナに係り、特に石油精製、石油化学、ボイラ等の
いわゆる燃焼器を用いた火熱炉に適用するのに好適な炉
内排ガス循環型低NOXバーナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to exhaust gas circulation type low NO in a furnace.
The present invention relates to an X burner, and more particularly to an in-furnace exhaust gas circulation type low NO X burner suitable for application to a fired furnace using a so-called combustor such as petroleum refining, petrochemicals and boilers.
【0002】[0002]
【従来の技術】火熱炉に用いられるバーナでは燃焼排ガ
ス中の窒素酸化物(NOX)の排出濃度を低下させるこ
とが大きな課題となっている。従来の低NOXバーナは
バーナそれ自身にNOX生成抑制機能を組込んだもの
で、一般的には高過剰空気による火炎温度の低下と希薄
酸素濃度燃焼でNOX生成抑制を図るようにしている。
このため、二段燃焼法を採用した低NOXバーナ等も見
られ、これはバーナ火炎の外周に高過剰空気を供給する
と共に、火炎中心部にはスチーム等の霧化流体を供給し
て希薄酸素濃度燃焼を行わせるようにした従来技術が提
案されている。2. Description of the Related Art In burners used in fire furnaces, reducing the emission concentration of nitrogen oxides (NO x ) in combustion exhaust gas has become a major issue. Conventional low NO X burner intended incorporating NO X generation suppression function to the burner itself, generally as achieve NO X generation suppressed by lowering the lean oxygen concentration combustion flame temperature by high excess air There is.
Therefore, the low NO X burner or the like which employs a two-stage combustion method also seen, which supplies the high excess air to the outer periphery of the burner flame, the flame center lean by supplying atomization fluid such as steam Conventional techniques have been proposed in which oxygen concentration combustion is performed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
低NOXバーナでは、低NOX化のためにバーナノズルの
改変やスチーム等の供給設備装置、あるいはそのコント
ロール等を必要とし、莫大な設備負担や操作が強いられ
てしまい、設備投資に見合った充分な低NOX化が図れ
ないという問題があった。However, in the conventional low NO x burner, modification of the burner nozzle, supply equipment such as steam, or the control thereof, etc. are required in order to reduce the NO x , resulting in enormous equipment burden and operation will be strong, there is a problem that can not be achieved is sufficiently low nO X reduction commensurate with the capital investment.
【0004】本発明は、上記従来の問題点に着目し、通
常の燃焼器一般の設備で高い低NO X効果を期待できる
構造とした炉内排ガス循環型低NOXバーナを提供する
ことを目的とする。The present invention pays attention to the above-mentioned conventional problems, and
Highly low NO in usual combustor equipment X effect can be expected
Exhaust gas circulation type low NO in the structureXProviding a burner
The purpose is to
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る炉内排ガス循環型低NOXバーナは、
燃焼室に向けて燃料を噴射する複数のノズルを配置する
とともに燃焼用空気の導入口を燃焼室に開口してなるバ
ーナにおいて、炉内に開口する排ガス導入通路を前記ノ
ズルが設置される燃料吹出し口に接続し、この排ガス導
入通路から燃料吹出し口に至る通路をベンチュリとして
形成して燃料噴射エネルギにより炉内排ガスを吸引して
混合燃焼させるように構成したものである。In order to achieve the above object, a low NO x burner for circulating exhaust gas in a furnace according to the present invention is
In a burner in which a plurality of nozzles for injecting fuel toward a combustion chamber are arranged and an inlet for combustion air is opened in the combustion chamber, an exhaust gas introduction passage opening in a furnace is provided with a fuel outlet in which the nozzle is installed. A venturi is connected to the exhaust gas, and a passage extending from the exhaust gas introduction passage to the fuel outlet is formed as a venturi so that the exhaust gas in the furnace is sucked by the fuel injection energy and mixed and burned.
【0006】[0006]
【作用】上記構成によれば、窒素酸化物の排出濃度の高
い炉内排ガスを再循環させ、燃料と混合して燃焼させる
ので低NOX化を図ることができるが、特に炉内排ガス
の強制循環にはインジェクション用のスチーム等を必要
としない。すなわち、単純に燃料噴射ノズルから燃料を
噴射させると、燃料吹出し口におけるベンチュリ効果に
よって排ガス導入通路を介して炉内排ガスが強制循環し
て燃焼室に供給され、混合燃焼されることになる。した
がって、循環排ガス量は燃料の噴射エネルギによって決
定され、必要な炉内排ガス循環量が常時最適に決定され
るものとなっている。このため、低NOX化に必要とさ
れる機器、設備を一切必要とせず、強制循環に必要なエ
ネルギを燃料の噴射エネルギを利用するため、設備負担
が極めて少なく、一般の既設炉の設備に容易に適用して
低NOX化を図ることができるのである。According to the above-mentioned structure, since the exhaust gas in the furnace having a high emission concentration of nitrogen oxides is recirculated, mixed with the fuel and burned, the NO x can be reduced, but especially the forced exhaust of the exhaust gas in the furnace is forced. Circulation does not require injection steam or the like. That is, when the fuel is simply injected from the fuel injection nozzle, the exhaust gas in the furnace is forcibly circulated through the exhaust gas introduction passage to be supplied to the combustion chamber by the Venturi effect at the fuel outlet, and mixed combustion is performed. Therefore, the circulating exhaust gas amount is determined by the fuel injection energy, and the required in-reactor exhaust gas circulation amount is always optimally determined. For this reason, the equipment and facilities required for low NO x reduction are not required at all, and the energy required for forced circulation is used as fuel injection energy. It can be easily applied to reduce NO x .
【0007】[0007]
【実施例】以下に、本発明に係る炉内排ガス循環型低N
OXバーナの具体的実施例を図面を参照して詳細に説明
する。EXAMPLES Below, exhaust gas circulation type low N in a furnace according to the present invention
A specific example of the O X burner will be described in detail with reference to the drawings.
【0008】図1および図2は実施例に係る低NOXバ
ーナの断面構成図および平面図である。このバーナは火
炉10の炉壁(または炉床、以下同じ)12部分にタイ
ルによって形成されている。すなわち、炉壁12面に開
口する円筒状の燃焼室14が形成されており、この燃焼
室14の底部から燃焼用空気を供給するために、バーナ
の背面部には空気供給ダクト16が接続され、このダク
ト16の供給通路の途中に設けたレジスタ18によって
供給空気量を加減調整できるようになっている。このよ
うな空気供給ダクト16から供給される燃焼用空気は燃
焼室14の底部に開口した空気吹出し口20から燃焼室
14に導入されるものとなっており、主として底部中心
に開口したメイン吹出し口20Aとその周囲に開口した
サブ吹出し口20Bとから構成されている。FIGS. 1 and 2 are a sectional view and a plan view of a low NO x burner according to an embodiment. This burner is formed by tiles on the furnace wall (or hearth, hereinafter the same) 12 portion of the furnace 10. That is, a cylindrical combustion chamber 14 opening to the surface of the furnace wall 12 is formed, and in order to supply combustion air from the bottom of this combustion chamber 14, an air supply duct 16 is connected to the back of the burner. The amount of supply air can be adjusted by a register 18 provided in the supply passage of the duct 16. The combustion air supplied from the air supply duct 16 is introduced into the combustion chamber 14 from the air outlet 20 opened at the bottom of the combustion chamber 14, and the main outlet mainly opened at the center of the bottom. It is composed of 20A and a sub outlet 20B that is open to the periphery thereof.
【0009】また、前記燃焼室14の内壁と底部とのコ
ーナ部分には燃料吹出し口22が開口されており、この
燃料吹出し口22の内部には燃焼室14の周方向に沿っ
て2〜10個の燃料噴射ノズル24が配設されている。
燃料噴射ノズル24の燃料供給管26は、前記サブ吹出
し口20Bの外周部分にあって、空気供給ダクト16と
燃料吹出し口22とを連通している空気吹出し口20C
の内部に配設され、この吹出し口20Cの中心部を通し
て噴射ノズル24を燃料吹出し口22に臨ませている。
燃料噴射ノズル24は噴射方向を燃焼室14の内壁面に
沿った方向とされ、したがって、噴射された燃料はスク
ロール供給され、前記空気吹出し口20A、20B、2
0Cから供給される燃焼用空気と燃焼室14で混合し、
炉内に噴射される。Further, a fuel outlet 22 is opened at a corner portion between the inner wall and the bottom of the combustion chamber 14, and inside the fuel outlet 22 is 2 to 10 along the circumferential direction of the combustion chamber 14. Individual fuel injection nozzles 24 are provided.
The fuel supply pipe 26 of the fuel injection nozzle 24 is located on the outer peripheral portion of the sub outlet 20B and communicates the air supply duct 16 and the fuel outlet 22 with the air outlet 20C.
The injection nozzle 24 faces the fuel outlet 22 through the center of the outlet 20C.
The injection direction of the fuel injection nozzle 24 is along the inner wall surface of the combustion chamber 14, so that the injected fuel is scroll-supplied and the air outlets 20A, 20B, 2 are provided.
The combustion air supplied from 0C is mixed in the combustion chamber 14,
It is injected into the furnace.
【0010】ここで、前記燃料噴射ノズル24が配置さ
れる燃料吹出し口22は、図示のように、燃焼室14の
外周部分に位置して火炉10内に開口する排ガス導入通
路28に接続している。すなわち、この排ガス導入通路
28は燃焼室14の周囲にて燃料吹出し口22に対応し
た数だけ設けられ、これは火炉10の内壁面に開口する
とともに、バーナタイルの内部にて湾曲して燃焼室14
の燃料吹出し口22と連続した通路を構成するように連
通して形成されている。そして、排ガス導入通路28は
火炉10内への開口部30から燃料噴射ノズル24が設
置されている燃料吹出し口22の基部に至るにしたがっ
て順次その通路断面積が小さくなるように形成され、燃
料吹出し口22の基部、すなわちノズル24の設置箇所
を最小断面積となるように絞り形成するとともに、これ
に連続する燃料吹出し口22は燃焼室14への開口に向
って通路断面積が拡大する(拡大角度θ)ディフューザ
として形成している。このため、前記排ガス導入通路2
8から燃料吹出し口22に至る通路全体はベンチュリ管
部として形成されている。そして、燃料噴射ノズル24
から燃料を噴射することにより、燃料噴射エネルギによ
り炉内排ガスを吸引して燃焼室14に導入し、火炉10
内の燃焼排ガスを混合燃焼させることができるようにな
っている。Here, the fuel outlet 22 in which the fuel injection nozzle 24 is arranged is connected to an exhaust gas introducing passage 28 which is located in the outer peripheral portion of the combustion chamber 14 and opens into the furnace 10 as shown in the figure. There is. That is, the exhaust gas introduction passages 28 are provided around the combustion chamber 14 in the number corresponding to the fuel outlets 22. The exhaust passages 28 open on the inner wall surface of the furnace 10 and are curved inside the burner tile. 14
Is formed so as to communicate with the fuel outlet 22 to form a continuous passage. The exhaust gas introduction passage 28 is formed so that the cross-sectional area of the passage gradually decreases from the opening 30 into the furnace 10 to the base of the fuel outlet 22 where the fuel injection nozzle 24 is installed. The base of the mouth 22, that is, the installation location of the nozzle 24 is formed so as to have a minimum cross-sectional area, and the fuel outlet 22 continuous to this is enlarged in passage cross-sectional area toward the opening to the combustion chamber 14 (enlargement). The angle θ) is formed as a diffuser. Therefore, the exhaust gas introduction passage 2
The entire passage from 8 to the fuel outlet 22 is formed as a Venturi pipe portion. Then, the fuel injection nozzle 24
By injecting fuel from the furnace, the exhaust gas in the furnace is sucked by the fuel injection energy and introduced into the combustion chamber 14,
The combustion exhaust gas inside can be mixed and burned.
【0011】このように構成された炉内排ガス循環型低
NOXバーナによれば、燃料噴射ノズル24からガスや
オイル等の燃料を噴射するとともに、空気吹出し口20
から燃焼用空気を供給することにより燃焼が行われ、燃
焼用空気の供給量をレジスタ18によって調整しつつ安
定した火炎を生成することができる。このとき、燃料噴
射ノズル24から燃料を噴射供給すると、燃料の噴射エ
ネルギによって火炉10内の燃焼排ガスが導入通路28
を通じて燃焼室14内に循環供給される。この結果、燃
料混合ガスには排ガスが混入され、希薄燃焼によって酸
素分圧が低下されるので、低NOX化を図ることができ
るのである。このとき、低NOXに必要な循環排ガス量
は燃料噴射エネルギに依存しており、必要量に見合った
量が自動的に調整され、小容量時に多量の循環排ガスが
燃焼室14に流入して火炎の不安定化を招くことがな
い。According to the in-furnace exhaust gas circulation type low NO x burner thus constructed, fuel such as gas and oil is injected from the fuel injection nozzle 24, and the air outlet 20 is provided.
Combustion is performed by supplying combustion air from the above, and a stable flame can be generated while adjusting the supply amount of combustion air by the register 18. At this time, when the fuel is injected and supplied from the fuel injection nozzle 24, the combustion exhaust gas in the furnace 10 is introduced by the injection energy of the fuel into the introduction passage 28.
Is circulated and supplied into the combustion chamber 14 through. As a result, the fuel mixture gas exhaust gas is mixed, the oxygen partial pressure is reduced by the lean combustion, it is possible to reduce the NO X reduction. At this time, the amount of circulating exhaust gas required for low NO X depends on the fuel injection energy, and the amount corresponding to the required amount is automatically adjusted, and a large amount of circulating exhaust gas flows into the combustion chamber 14 when the capacity is small. Does not cause instability of the flame.
【0012】燃焼排ガスの吸引効率はそのまま低NOX
性能に直結するが、吸引作用はベンチュリ効果に依って
いるので、ノズル24の周囲の形状が吸引の効率に影響
を与える。一般にベンチュリ管路で吸引されるガス量
は、最も燃料噴射効率が高いベンチュリ形状とした場合
には燃料の10倍、燃料噴射効率が悪いベンチュリ形状
の場合でも燃料噴射量の4〜5倍であり、通常低NOX
化に必要な排ガス循環量は燃料量の3倍で充分であるた
め、充分な排ガス吸引力が得られることが理解できる。Suction efficiency of combustion exhaust gas is low NO x as it is
Although directly connected to the performance, the suction action depends on the Venturi effect, so the shape around the nozzle 24 affects the suction efficiency. Generally, the amount of gas sucked in the Venturi pipe is 10 times that of fuel when the venturi shape having the highest fuel injection efficiency is used, and 4 to 5 times the fuel injection amount even when the venturi shape has poor fuel injection efficiency. , Usually low NO x
It can be understood that a sufficient exhaust gas suction force can be obtained because the exhaust gas circulation amount required for conversion is three times the fuel amount.
【0013】この実施例によりバーナに燃料として窒素
分を含まないオイル、ガスを用いた場合、NOXの低減
率は従来のバーナによる場合の約80%に達し、飛躍的
な低NOX化を実現することができた。According to this embodiment, when an oil or gas containing no nitrogen is used as the fuel for the burner, the NO X reduction rate reaches about 80% of that of the conventional burner, and a dramatic reduction in NO X is achieved. Could be realized.
【0014】このように、本実施例に係るバーナでは、
スチーム等の媒体を使用することなくガス、オイル等の
燃料の噴射エネルギを直接炉内排ガスの強制循環エネル
ギとして利用するようにしているので、循環に必要なエ
ネルギを新たに準備する必要がなく、新たな設備やコス
トの負担を強いることなく、高い低NOX効果を実現す
ることができる。As described above, in the burner according to this embodiment,
Since the injection energy of fuel such as gas and oil is directly used as the forced circulation energy of the exhaust gas in the furnace without using a medium such as steam, there is no need to newly prepare the energy required for circulation. without imposing the burden of new equipment and cost, it is possible to achieve high low NO X effects.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る炉内
排ガス循環型低NOXバーナは、燃焼室に向けて燃料を
噴射する複数のノズルを配置するとともに燃焼用空気の
導入口を燃焼室に開口してなるバーナにおいて、炉内に
開口する排ガス導入通路を前記ノズルが設置される燃料
吹出し口に接続し、この排ガス導入通路から燃料吹出し
口に至る通路をベンチュリとして形成して燃料噴射エネ
ルギにより炉内排ガスを吸引して混合燃焼させるように
構成したので、単に排ガス導入通路を形成するだけで、
通常の燃焼器一般の設備で高い低NOX効果を期待でき
るバーナとすることができる効果が得られる。As described above, the in-furnace exhaust gas circulation type low NO x burner according to the present invention has a plurality of nozzles for injecting fuel toward the combustion chamber and burns the inlet for combustion air. In a burner having an opening in a chamber, an exhaust gas introduction passage opening in a furnace is connected to a fuel blowout port in which the nozzle is installed, and a passage from the exhaust gas introduction passage to the fuel blowout port is formed as a venturi to inject fuel. Since the exhaust gas in the furnace is sucked by the energy and mixed and burned, by simply forming the exhaust gas introduction passage,
Effects which may be a conventional combustor general of the burner can be expected high low NO X effects equipment can be obtained.
【図1】実施例に係る炉内排ガス循環型低NOXバーナ
の断面構成図である。FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of an in-reactor exhaust gas circulation low NO x burner according to an embodiment.
【図2】図1の平面図である。FIG. 2 is a plan view of FIG.
10 火炉 12 炉壁 14 燃焼室 16 空気供給ダクト 18 レジスタ 20(20A、20B、20C) 空気吹出し口 22 燃料吹出し口 24 燃料噴射ノズル 26 燃料供給管 28 排ガス導入通路 10 furnace 12 furnace wall 14 combustion chamber 16 air supply duct 18 register 20 (20A, 20B, 20C) air outlet 22 fuel outlet 24 fuel injection nozzle 26 fuel supply pipe 28 exhaust gas introduction passage
Claims (1)
ズルを配置するとともに燃焼用空気の導入口を燃焼室に
開口してなるバーナにおいて、炉内に開口する排ガス導
入通路を前記ノズルが設置される燃料吹出し口に接続
し、この排ガス導入通路から燃料吹出し口に至る通路を
ベンチュリとして形成して燃料噴射エネルギにより炉内
排ガスを吸引して混合燃焼させることを特徴とする炉内
排ガス循環型低NOXバーナ。1. In a burner in which a plurality of nozzles for injecting fuel toward a combustion chamber are arranged and an inlet for combustion air is opened in the combustion chamber, the nozzle is provided with an exhaust gas introducing passage opening in a furnace. Reactor exhaust gas circulation characterized in that it is connected to an installed fuel outlet and the passage from this exhaust gas introduction passage to the fuel outlet is formed as a venturi to suck the exhaust gas in the reactor by fuel injection energy to perform mixed combustion. Type low NO x burner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4163568A JPH05332509A (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Inter-furnace discharged gas circulation type low nox burner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4163568A JPH05332509A (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Inter-furnace discharged gas circulation type low nox burner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05332509A true JPH05332509A (en) | 1993-12-14 |
Family
ID=15776387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4163568A Pending JPH05332509A (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Inter-furnace discharged gas circulation type low nox burner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05332509A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150054766A (en) * | 2012-09-13 | 2015-05-20 | 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레뜌드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 | Process and apparatus for endothermic reactions |
KR102097469B1 (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-07 | 한국기계연구원 | Combustion gas recirculation device |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP4163568A patent/JPH05332509A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150054766A (en) * | 2012-09-13 | 2015-05-20 | 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레뜌드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 | Process and apparatus for endothermic reactions |
KR102097469B1 (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-07 | 한국기계연구원 | Combustion gas recirculation device |
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