JPH07103408A - 触媒燃焼ボイラ - Google Patents
触媒燃焼ボイラInfo
- Publication number
- JPH07103408A JPH07103408A JP5273211A JP27321193A JPH07103408A JP H07103408 A JPH07103408 A JP H07103408A JP 5273211 A JP5273211 A JP 5273211A JP 27321193 A JP27321193 A JP 27321193A JP H07103408 A JPH07103408 A JP H07103408A
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- Japan
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- catalytic combustion
- burner
- boiler
- exhaust gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼によるＮＯｘ生成量を大幅に低減するこ
とができる触媒燃焼ボイラを提供することを目的とす
る。 【構成】 多数の水管４で上部管寄せ２と下部管寄せ３
を連結して構成した缶体１と、この缶体１の上部にバー
ナ６を具備してなる構成のボイラにおいて、前記下部管
寄せ３の下部に形成したケーシング９の内部に、加熱装
置１０を備えた触媒燃焼部８を設け、この触媒燃焼部８
へ燃焼用空気を送給する送風機１１とダクト１２を設
け、このダクト１２に１次燃料供給路１３を接続すると
ともに、前記バーナ６に２次燃料供給路７を接続し、前
記触媒燃焼部８で触媒燃焼した燃焼排ガスをバーナ６に
送給する排ガス送給路１５を、前記ケーシング９とバー
ナ６との間に設けた構成。
とができる触媒燃焼ボイラを提供することを目的とす
る。 【構成】 多数の水管４で上部管寄せ２と下部管寄せ３
を連結して構成した缶体１と、この缶体１の上部にバー
ナ６を具備してなる構成のボイラにおいて、前記下部管
寄せ３の下部に形成したケーシング９の内部に、加熱装
置１０を備えた触媒燃焼部８を設け、この触媒燃焼部８
へ燃焼用空気を送給する送風機１１とダクト１２を設
け、このダクト１２に１次燃料供給路１３を接続すると
ともに、前記バーナ６に２次燃料供給路７を接続し、前
記触媒燃焼部８で触媒燃焼した燃焼排ガスをバーナ６に
送給する排ガス送給路１５を、前記ケーシング９とバー
ナ６との間に設けた構成。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、触媒燃焼ボイラに関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の地球環境問題の高まりと共に、自
動車、産業機器等からの大気汚染物質排出量の削減に対
する社会的要請は一段と強くなってきている。特にＮＯ
ｘによる大気汚染の現状は、各種の排気ガス規制にも係
わらず、大都市地域を中心に依然として改善されておら
ず、ＮＯｘの低減化対策の強化が図られており、ボイ
ラ、燃焼炉等の燃焼機器においても同様にＮＯｘ排出量
の低減が求められている。
動車、産業機器等からの大気汚染物質排出量の削減に対
する社会的要請は一段と強くなってきている。特にＮＯ
ｘによる大気汚染の現状は、各種の排気ガス規制にも係
わらず、大都市地域を中心に依然として改善されておら
ず、ＮＯｘの低減化対策の強化が図られており、ボイ
ラ、燃焼炉等の燃焼機器においても同様にＮＯｘ排出量
の低減が求められている。
【０００３】例えば、図２に示すような従来のボイラで
は、燃料と燃焼用空気を理論燃焼空気比で燃焼させるの
が最もエネルギー効率のよい燃焼であるが、実際には燃
料と空気の混合不完全域は燃焼遅れなどを解消するため
に理論空気量よりも僅かに空気を多く供給して燃焼させ
るのが一般的である。そのため、このような燃焼機器に
おける理論空気比に近い火炎燃焼では、燃焼反応領域が
高温となり、空気中のＮ2 が酸化されてＮＯｘ（ｔｈｅ
ｒｍａｌ ＮＯｘ）が発生する。特に、燃料中の窒素分
が極めて少ない灯油やガス燃料などの燃焼によって発生
するＮＯｘは、そのほとんどが上記のｔｈｅｒｍａｌ
ＮＯｘであり、燃焼温度を下げることによりＮＯｘ生成
を抑制することができる。しかしながら、火炎燃焼では
ＮＯｘを低減するために燃焼温度を低下させると、逆に
ＣＯの発生が増加するという関係にあり、火炎燃焼の方
式の改善によってもある程度はＮＯｘ、ＣＯの発生を抑
制できるものの本質的な解決には至っていない。
は、燃料と燃焼用空気を理論燃焼空気比で燃焼させるの
が最もエネルギー効率のよい燃焼であるが、実際には燃
料と空気の混合不完全域は燃焼遅れなどを解消するため
に理論空気量よりも僅かに空気を多く供給して燃焼させ
るのが一般的である。そのため、このような燃焼機器に
おける理論空気比に近い火炎燃焼では、燃焼反応領域が
高温となり、空気中のＮ2 が酸化されてＮＯｘ（ｔｈｅ
ｒｍａｌ ＮＯｘ）が発生する。特に、燃料中の窒素分
が極めて少ない灯油やガス燃料などの燃焼によって発生
するＮＯｘは、そのほとんどが上記のｔｈｅｒｍａｌ
ＮＯｘであり、燃焼温度を下げることによりＮＯｘ生成
を抑制することができる。しかしながら、火炎燃焼では
ＮＯｘを低減するために燃焼温度を低下させると、逆に
ＣＯの発生が増加するという関係にあり、火炎燃焼の方
式の改善によってもある程度はＮＯｘ、ＣＯの発生を抑
制できるものの本質的な解決には至っていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記問題
点に鑑み、ボイラの燃焼装置の一部に触媒燃焼部を設
け、燃焼によるＮＯｘ生成量を大幅に低減することので
きる触媒燃焼ボイラを提供することを目的とするもので
ある。
点に鑑み、ボイラの燃焼装置の一部に触媒燃焼部を設
け、燃焼によるＮＯｘ生成量を大幅に低減することので
きる触媒燃焼ボイラを提供することを目的とするもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明は、上記
課題を解決するためになされたものであって、多数の水
管で上部管寄せと下部管寄せを連結して構成した缶体
と、この缶体の上部にバーナを具備してなる構成のボイ
ラにおいて、前記下部管寄せの下部に形成したケーシン
グの内部に、加熱装置を備えた触媒燃焼部を設け、この
触媒燃焼部へ燃焼用空気を送給する送風機とダクトを設
け、このダクトに１次燃料供給路を接続するとともに、
前記バーナに２次燃料供給路を接続し、前記触媒燃焼部
で触媒燃焼した燃焼排ガスをバーナに送給する排ガス送
給路を、前記ケーシングとバーナとの間に設けたことを
特徴としている。
課題を解決するためになされたものであって、多数の水
管で上部管寄せと下部管寄せを連結して構成した缶体
と、この缶体の上部にバーナを具備してなる構成のボイ
ラにおいて、前記下部管寄せの下部に形成したケーシン
グの内部に、加熱装置を備えた触媒燃焼部を設け、この
触媒燃焼部へ燃焼用空気を送給する送風機とダクトを設
け、このダクトに１次燃料供給路を接続するとともに、
前記バーナに２次燃料供給路を接続し、前記触媒燃焼部
で触媒燃焼した燃焼排ガスをバーナに送給する排ガス送
給路を、前記ケーシングとバーナとの間に設けたことを
特徴としている。
【０００６】
【作用】この発明によれば、触媒燃焼部で触媒燃焼した
触媒燃焼排ガスは、缶体内の水と下部管寄せを介して熱
交換することにより冷却され、排ガス送給路を介して缶
体上部のバーナに送給し、２次燃料と混合させて低温で
再燃焼させるので、ｔｈｅｒｍａｌ ＮＯｘの発生量を
低減することができる。
触媒燃焼排ガスは、缶体内の水と下部管寄せを介して熱
交換することにより冷却され、排ガス送給路を介して缶
体上部のバーナに送給し、２次燃料と混合させて低温で
再燃焼させるので、ｔｈｅｒｍａｌ ＮＯｘの発生量を
低減することができる。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、この発明を実施した触媒燃焼ボ
イラの各部材の配置を示す説明図である。図中１は缶体
で、環状に形成した上部管寄せ２と円形状に形成した下
部管寄せ３との間を多数の水管４で連結して中央部に燃
焼室５を形成し、この燃焼室５の上部に加熱手段として
のバーナ６を配置し、このバーナ６に２次燃料供給路７
を接続している。
細に説明する。図１は、この発明を実施した触媒燃焼ボ
イラの各部材の配置を示す説明図である。図中１は缶体
で、環状に形成した上部管寄せ２と円形状に形成した下
部管寄せ３との間を多数の水管４で連結して中央部に燃
焼室５を形成し、この燃焼室５の上部に加熱手段として
のバーナ６を配置し、このバーナ６に２次燃料供給路７
を接続している。
【０００８】この発明に係る触媒燃焼部８は、図１に示
すように、前記下部管寄せ３の下面に形成したケーシン
グ９の内部に設けてあって、この触媒燃焼部８は、セラ
ミック製等の担持体に、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ等の貴金属、
Ｙ、Ｌａ等の希土類元素、或いは両者の混合物を担持し
た触媒、若しくは、複合酸化物触媒を用いている。そし
て、この触媒燃焼部８には、触媒を触媒燃焼が開始する
温度（例えば３００〜４００℃）にまで昇温させるため
の加熱装置１０を取付けてある。
すように、前記下部管寄せ３の下面に形成したケーシン
グ９の内部に設けてあって、この触媒燃焼部８は、セラ
ミック製等の担持体に、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ等の貴金属、
Ｙ、Ｌａ等の希土類元素、或いは両者の混合物を担持し
た触媒、若しくは、複合酸化物触媒を用いている。そし
て、この触媒燃焼部８には、触媒を触媒燃焼が開始する
温度（例えば３００〜４００℃）にまで昇温させるため
の加熱装置１０を取付けてある。
【０００９】前記触媒燃焼部８へ燃焼用空気を送給する
送風機１１とダクト１２を前記ケーシング９下部の所定
位置に配設し、ダクト１２の途中に１次燃料供給路１３
を接続している。前記下部管寄せ２の下面と前記触媒燃
焼部８との間に空間１４を形成し、この空間１４に対応
する前記ケーシング９の一端と、前記バーナ６の一端と
の間を排ガス送給路１５を介して接続している。図中１
６は、排ガスを系外に排出する排出路、１７は、蒸気供
給ライン、１８は、給水ラインである。尚、前記下部管
寄せ３の下面に、図示省略の伝熱ヒレ等を所定数取り付
けて、触媒燃焼排ガスの熱交換効率を高めることも実施
に応じて好適である。
送風機１１とダクト１２を前記ケーシング９下部の所定
位置に配設し、ダクト１２の途中に１次燃料供給路１３
を接続している。前記下部管寄せ２の下面と前記触媒燃
焼部８との間に空間１４を形成し、この空間１４に対応
する前記ケーシング９の一端と、前記バーナ６の一端と
の間を排ガス送給路１５を介して接続している。図中１
６は、排ガスを系外に排出する排出路、１７は、蒸気供
給ライン、１８は、給水ラインである。尚、前記下部管
寄せ３の下面に、図示省略の伝熱ヒレ等を所定数取り付
けて、触媒燃焼排ガスの熱交換効率を高めることも実施
に応じて好適である。
【００１０】上記構成の触媒燃焼ボイラの作用を説明す
る。まず、缶体１内の所定水位まで缶水を給水し、しか
るのち、触媒燃焼部８を加熱装置１０によって、触媒燃
焼が開始する温度３００〜４００℃程度まであらかじめ
加熱しておく。この状態で送風機１１を駆動するととも
に、１次燃料供給路１３から１次燃料をダクト１２内に
供給し、燃焼用空気と混合して予混合ガスを形成し、こ
の予混合ガスを前記触媒燃焼部８に導入する。このとき
の燃焼用空気と１次燃料との混合割合は、触媒燃焼部８
での燃焼温度が触媒の耐熱温度（約１０００℃）以下と
なる割合であり、更に、触媒燃焼部８での触媒燃焼排ガ
スを前記バーナ６に送給し、バーナ６に供給する２次燃
料と混合した状態で、着火可能で、かつ燃焼が維持でき
る割合で、触媒燃焼排ガスの酸素濃度が１６％以上ある
ことが望ましい。
る。まず、缶体１内の所定水位まで缶水を給水し、しか
るのち、触媒燃焼部８を加熱装置１０によって、触媒燃
焼が開始する温度３００〜４００℃程度まであらかじめ
加熱しておく。この状態で送風機１１を駆動するととも
に、１次燃料供給路１３から１次燃料をダクト１２内に
供給し、燃焼用空気と混合して予混合ガスを形成し、こ
の予混合ガスを前記触媒燃焼部８に導入する。このとき
の燃焼用空気と１次燃料との混合割合は、触媒燃焼部８
での燃焼温度が触媒の耐熱温度（約１０００℃）以下と
なる割合であり、更に、触媒燃焼部８での触媒燃焼排ガ
スを前記バーナ６に送給し、バーナ６に供給する２次燃
料と混合した状態で、着火可能で、かつ燃焼が維持でき
る割合で、触媒燃焼排ガスの酸素濃度が１６％以上ある
ことが望ましい。
【００１１】前記触媒燃焼部８は、前述のように、触媒
燃焼の開始温度まで予め昇温されているため、導入され
た予混合ガスは、ＣＯ等の未燃分を生じることなく低温
度で燃焼するので、後述するｔｈｅｒｍａｌ ＮＯｘの
発生がほとんどない。そして、この触媒燃焼排ガスは、
空間４を流通する過程において、前記缶体１内の水と下
部管寄せ３の下面を介して熱交換することにより冷却さ
れ、温度低下した状態で排ガス送給路１５を介して前記
バーナ６内に供給される。バーナ６内に送給された触媒
燃焼排ガスは、バーナ６に直接供給される２次燃料と混
合され、図示省略の点火トランスにて着火され再燃焼す
る。再燃焼した排ガスは、燃焼室５内で水管４群と熱交
換した後、排出路１６を介して系外に排出する。
燃焼の開始温度まで予め昇温されているため、導入され
た予混合ガスは、ＣＯ等の未燃分を生じることなく低温
度で燃焼するので、後述するｔｈｅｒｍａｌ ＮＯｘの
発生がほとんどない。そして、この触媒燃焼排ガスは、
空間４を流通する過程において、前記缶体１内の水と下
部管寄せ３の下面を介して熱交換することにより冷却さ
れ、温度低下した状態で排ガス送給路１５を介して前記
バーナ６内に供給される。バーナ６内に送給された触媒
燃焼排ガスは、バーナ６に直接供給される２次燃料と混
合され、図示省略の点火トランスにて着火され再燃焼す
る。再燃焼した排ガスは、燃焼室５内で水管４群と熱交
換した後、排出路１６を介して系外に排出する。
【００１２】前記下部管寄せ３の下部に触媒燃焼部８を
設けたので、触媒燃焼排ガスと缶水は、下部管寄せ３の
下面を介して熱交換（排ガスは冷却される）するから、
従来の火炎燃焼による通常のボイラと同等の熱効率を得
ることができる。そして、触媒燃焼部８ではＮＯｘの発
生はほとんどなく、ボイラより最終的に排出されるＮＯ
ｘはバーナ６で燃焼する排ガスより発生する。このバー
ナ６での燃焼は、酸素濃度が低く、かつ十分に冷却され
た触媒燃焼排ガスを送給しているので火炎温度は低く、
従来の火炎燃焼のみのボイラに比較してｔｈｅｒｍａｌ
ＮＯｘを発生する高温領域が極めて少ないため、ＮＯ
ｘ発生量を低減することができる。
設けたので、触媒燃焼排ガスと缶水は、下部管寄せ３の
下面を介して熱交換（排ガスは冷却される）するから、
従来の火炎燃焼による通常のボイラと同等の熱効率を得
ることができる。そして、触媒燃焼部８ではＮＯｘの発
生はほとんどなく、ボイラより最終的に排出されるＮＯ
ｘはバーナ６で燃焼する排ガスより発生する。このバー
ナ６での燃焼は、酸素濃度が低く、かつ十分に冷却され
た触媒燃焼排ガスを送給しているので火炎温度は低く、
従来の火炎燃焼のみのボイラに比較してｔｈｅｒｍａｌ
ＮＯｘを発生する高温領域が極めて少ないため、ＮＯ
ｘ発生量を低減することができる。
【００１３】燃焼ガス温度を下げることによりＮＯｘ発
生量を低減できることは良く知られている。上記の触媒
燃焼を利用したボイラにおいては、触媒燃焼排ガスを冷
却することにより、バーナでの再燃焼ガスの温度を低下
させ、ＮＯｘ発生量を低減できる。触媒燃焼排ガス（５
００℃から７００℃）の冷却を行なうためには大きな伝
熱面積が必要となり、その結果として触媒燃焼部は大型
化する。そこで、触媒燃焼部を図１のようにボイラ下部
に配置する事により装置の大型化を最小限に抑えること
ができる。また、予混合ガスの予熱を行わない場合にお
いて、安定した触媒燃焼を維持するためには触媒を通過
する予混合ガスの流速を安定燃焼範囲内に制御すること
が必要となる。このためボイラの蒸発量を大きくするた
めには断面積の大きな触媒を使用する必要があり、触媒
燃焼部の大型化の問題があった。しかしながら、この点
についても触媒燃焼部を図１のようにボイラ下部に配置
する事により、省スペースで容易に触媒面積を増加させ
ることができる。
生量を低減できることは良く知られている。上記の触媒
燃焼を利用したボイラにおいては、触媒燃焼排ガスを冷
却することにより、バーナでの再燃焼ガスの温度を低下
させ、ＮＯｘ発生量を低減できる。触媒燃焼排ガス（５
００℃から７００℃）の冷却を行なうためには大きな伝
熱面積が必要となり、その結果として触媒燃焼部は大型
化する。そこで、触媒燃焼部を図１のようにボイラ下部
に配置する事により装置の大型化を最小限に抑えること
ができる。また、予混合ガスの予熱を行わない場合にお
いて、安定した触媒燃焼を維持するためには触媒を通過
する予混合ガスの流速を安定燃焼範囲内に制御すること
が必要となる。このためボイラの蒸発量を大きくするた
めには断面積の大きな触媒を使用する必要があり、触媒
燃焼部の大型化の問題があった。しかしながら、この点
についても触媒燃焼部を図１のようにボイラ下部に配置
する事により、省スペースで容易に触媒面積を増加させ
ることができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、ボイ
ラの下部管寄せの下部に触媒燃焼部を設け、この触媒燃
焼部で触媒燃焼した触媒燃焼排ガスを、ボイラ上部のバ
ーナで再燃焼させるようにしたので、最終的な燃焼排ガ
ス中のＮＯｘ濃度を、従来の火炎燃焼ボイラに比し１／
３以下に大巾に低減することができる。したがって、Ｎ
ＯｘやＣＯなどの大気汚染物質の低減化が図れるため、
大気汚染の防止に貢献できるほか、燃焼排ガスの人体へ
の悪影響を軽減することができる。
ラの下部管寄せの下部に触媒燃焼部を設け、この触媒燃
焼部で触媒燃焼した触媒燃焼排ガスを、ボイラ上部のバ
ーナで再燃焼させるようにしたので、最終的な燃焼排ガ
ス中のＮＯｘ濃度を、従来の火炎燃焼ボイラに比し１／
３以下に大巾に低減することができる。したがって、Ｎ
ＯｘやＣＯなどの大気汚染物質の低減化が図れるため、
大気汚染の防止に貢献できるほか、燃焼排ガスの人体へ
の悪影響を軽減することができる。
【図１】この発明を実施した触媒燃焼ボイラの各部材の
配置を示す説明図である。
配置を示す説明図である。
【図２】従来のボイラの概略説明図である。
１ 缶体 ２ 上部管寄せ ３ 下部管寄せ ４ 水管 ６ バーナ ７ ２次燃料供給路 ８ 触媒燃焼部 ９ ケーシング １０ 加熱装置 １１ 送風機 １２ ダクト １３ １次燃料供給路 １５ 排ガス送給路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 夏彦 愛媛県松山市堀江町７番地 株式会社三浦 研究所内 (72)発明者 西村 高志 愛媛県松山市堀江町７番地 株式会社三浦 研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 多数の水管４で上部管寄せ２と下部管寄
せ３を連結して構成した缶体１と、この缶体１の上部に
バーナ６を具備してなる構成のボイラにおいて、前記下
部管寄せ３の下部に形成したケーシング９の内部に、加
熱装置１０を備えた触媒燃焼部８を設け、この触媒燃焼
部８へ燃焼用空気を送給する送風機１１とダクト１２を
設け、このダクト１２に１次燃料供給路１３を接続する
とともに、前記バーナ６に２次燃料供給路７を接続し、
前記触媒燃焼部８で触媒燃焼した燃焼排ガスをバーナ６
に送給する排ガス送給路１５を、前記ケーシング９とバ
ーナ６との間に設けたことを特徴とする触媒燃焼ボイ
ラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5273211A JPH07103408A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 触媒燃焼ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5273211A JPH07103408A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 触媒燃焼ボイラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07103408A true JPH07103408A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17524653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5273211A Pending JPH07103408A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 触媒燃焼ボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103408A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04325607A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Kubota Corp | 金属粉末の製造方法およびその装置 |
-
1993
- 1993-10-04 JP JP5273211A patent/JPH07103408A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04325607A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Kubota Corp | 金属粉末の製造方法およびその装置 |
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