JPH0759967B2 - 触媒バーナ - Google Patents

触媒バーナ

Info

Publication number
JPH0759967B2
JPH0759967B2 JP61038513A JP3851386A JPH0759967B2 JP H0759967 B2 JPH0759967 B2 JP H0759967B2 JP 61038513 A JP61038513 A JP 61038513A JP 3851386 A JP3851386 A JP 3851386A JP H0759967 B2 JPH0759967 B2 JP H0759967B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
catalyst
pipe
burner
ignition
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61038513A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62196519A (ja
Inventor
雅行 佐藤
宣雄 松尾
宏 一柳
Original Assignee
バブコツク日立株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by バブコツク日立株式会社 filed Critical バブコツク日立株式会社
Priority to JP61038513A priority Critical patent/JPH0759967B2/ja
Publication of JPS62196519A publication Critical patent/JPS62196519A/ja
Publication of JPH0759967B2 publication Critical patent/JPH0759967B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低カロリーガスの燃料を燃焼させるバーナに
係り、特に爆発範囲内にあるガス燃料を安定に触媒燃焼
させるに好適な触媒バーナーに関する。
〔従来の技術〕 製鉄所等で燃料として用いられている高炉ガス(以下BF
Gと称する)等は、一般に発熱量が低いことなどの理由
から、それらの低カロリーガスを主燃料とするボイラに
は、保炎用の安定化バーナが併設されている。
従来上記安定化バーナの燃料には、重油またはコークス
炉ガス等、比較的発熱量の高いものが用いられている
が、省資源、省エネの観点から、例えば製鉄所内では、
余剰ぎみのBFGを有効利用することが検討されている。
しかし、例えばBFGは発熱量が約700Kcal/Nm3、CO含有率
が約20%のガスであり、空気中における爆発範囲の濃度
は約25〜70Vol%とされていることから、保炎用として
要求される安定燃焼の点で問題がある。
そこで、発熱量の低い低カロリーガスの燃料を燃焼させ
ることができる触媒バーナを、上記安定化バーナに用
い、安定化バーナの燃料を従来の重油等から、低カロリ
ーガスのBFG等に転換することが考えらる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、低カロリーガスを燃料とする触媒バーナ
を、安定化バーナとして、適用するに際しては、次のよ
うな問題がある。
即ち、BFGの性質から燃焼用空気と予混合すると危険で
あり、従来のBFG主バーナにおいては、火炉の直前でBFG
と空気とを混合させるようにしている。したがって、触
媒バーナにあってもBFGと空気の混合又は供給方法を安
全なものとし、かつ保炎が確実で安定燃焼が維持できる
構造のものが要望される。
又、例えばスクロール型のBFG主バーナを備えてなる従
来のBFG焚ボイラにあっては、重油を燃料とする安定化
バーナを主BFGバーナチップの側壁に沿わせて配設した
構造になっている。このような既設の安定化バーナを改
造して、同一熱量相当の触媒バーナに交換しようとする
と、燃料の発熱量が低いことから大形なものとせざるを
得ず、特に触媒層が大形のものとなるので、設置スペー
スから言って殆ど不可能であるという問題がある。
本発明の目的は、上記問題点を解決すること、言い換え
れば、小形で安全に安定燃焼を維持することが出来る低
カロリーガスを燃料とする触媒バーナを提供することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記目的を達成するため、低カロリーガスの
燃料を燃焼させる触媒バーナにおいて、該触媒バーナ
は、同心状に配設された異径の外管及び内管と、該内管
に挿通された着火燃料供給管と、該着火燃料供給管の先
端部に前記低カロリーガスの着火用一部燃料を吹き出さ
せる吹出ノズルと、前記内管の一端から延在された触媒
保持管と、該触媒保持管の先端開口部に嵌装され前記低
カロリーガスの着火用一部燃料を燃焼させる触媒層とを
有し、前記外管の開口面と前記触媒保持管の開口面は、
略面一とされ、前記着火燃料供給管の吹出ノズルは、前
記触媒層から一定の距離をおいた上流側に配置され、前
記外管と内管の間隙は、前記低カロリーガスの主燃料の
みを送通するものであり、前記内管と着火燃料供給管の
間隙は、酸素を含む燃焼用気体を送通するものである。
〔作用〕
このような構成としたことから、着火燃料供給管の吹出
ノズルから内管内に吹出された低カロリーガスの着火用
一部燃料は、内管内を送通される燃焼用気体と混合して
触媒層に達し、燃焼触媒の作用によって安定に燃焼す
る。一方、外管と内管の間隙を通って供給される低カロ
リーガスの主燃料は、外管の先端開口面から吹き出さ
れ、雰囲気中の酸素(空気)と混合すると同時に、前記
触媒層から吹出される高温の燃焼排ガスに接触して着火
され、安定な燃焼が継続される。
即ち、少量の低カロリーガスの着火用一部燃料を触媒燃
焼させ、その燃焼排ガスにより気相にて主たる低カロリ
ーガスの主燃料に着火させ、主たる低カロリーガスの主
燃料を気相燃焼させるようにしていることから、触媒燃
焼を着火用とし、しかも、低カロリーガスの主燃料を燃
焼域直前まて単体で送通し、本触媒バーナ先端の燃焼域
で雰囲気中の燃焼用気体と混合し、滞留させることなく
燃焼を行なわせ、且つ逆火のない構造としていることか
ら、爆発範囲内にある低カロリーガスの燃料であっても
安全に燃焼させることができる。
更に、触媒燃焼させる着火用ガス燃料は、低カロリーガ
スの一部燃料を送通するものであるから、所要ガス燃料
量に対する触媒燃焼の割合を低減出来、これによって触
媒層が小形化される。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第1図に本発明にかかる触媒バーナの一実施例の断面構
造を示し、第2図にその要部詳細断面を示す。図示のよ
うに、触媒バーナ10は、外管11と、この外管11内に同心
状に配設された内管12と、この内管12内に同心状に挿入
された着火燃料供給管13とからなり、一部が三重管構造
であって、更に、前記内管12の先端から延在された触媒
保持管14と、この触媒保持管14の先端開口部に嵌装され
た燃焼触媒を含んで形成された触媒層15と、外管11の基
部に連通された低カロリーガスの主燃料供給ノズル16
と、内管12の基部に連通された燃焼用気体供給ノズル17
と、を含んで形成されている。
着火燃料供給管13の先端は閉塞され、その先端部管壁の
周方向に複数個の起立植設された短管18に連通されてお
り、これによって低カロリーガスの着火用ガス燃料の吹
出ノズルが形成されている。この短管18を挟んでバーナ
軸方向の前後に一対のオリフイス板19が設けられてい
る。オリフイス板19は着火燃料供給管13の外径よりも若
干大きい径の円形開口を有する円板であり、その外周縁
は内管12の内周壁に固着されている。なお、触媒層15の
外径寸法aは着火用ガス燃料の量と触媒燃焼特性により
定められるもので、通常内管12の径よりも大になる。し
たがって、触媒保持管14は触媒層15が嵌装される直状部
14aと、拡径部14bとからなっている。そして、吹出ノズ
ルの先端位置は触媒層15の面から所定寸法bだけ離して
配置されている。
このように構成されている実施例の作用について次に説
明する。触媒バーナ10に要求される総発熱量に対応した
量の低カロリーガスの着火用一部燃料を、着火用ガス燃
料として着火燃料供給管13に、低カロリーガスの主燃料
を外管11と内管12の間隙に分散して供給する。例えば低
カロリーガスの一部燃料である着火用ガス燃料を5〜10
%とし、低カロリーガスの主燃料を95〜90%に分散す
る。又、燃焼用気体としての空気、加熱空気又は燃焼排
気ガスを内管12内に供給する。この場合、加熱空気又は
排気ガスを用いるのは、触媒燃焼を安定に保持させる予
熱のためである。
着火用ガス燃料は、吹出ノズルの短管18から、第2図に
示したように内管12の一対のオリフイス板19の間に吹出
される。一方、内管12を通して供給された燃焼用気体
は、一対のオルフイス板19により流路が繰り返し縮小、
拡大される。これによって、着火用ガス燃料と燃焼用気
体は十分に混合され、さらに拡径部14bにて均一に混
合、整流されて触媒層15に達する。この触媒層15にて着
火用ガス燃料は安定に触媒燃焼され、その高温(例え
ば、約1200℃)の燃焼排ガスが触媒保持管14の先端開口
面から炉内に噴出される。他方、外管11と内管12の間隙
に供給された低カロリーガスの主燃料は、触媒保持間14
及び触媒層15を冷却すると共に、外管11の先端開口面か
ら噴出され、周囲雰囲気中の空気(酸素)と接触、混合
されると同時に、触媒層15から噴出された上記高温の燃
焼排ガスにより着火され、低カロリーガスと空気の混合
気体が滞留することなく安定に気相燃焼が継続される。
この際、低カロリーガスの主燃料は、燃焼用気体とは触
媒バーナ10のすぐ下流の燃焼域で混合されるので、逆火
の起らない構造であり、爆発の心配がない。又、上記の
様に触媒保持管14は、主燃料によって冷却されるので、
特別耐熱性の材料を使用する必要がなく、鋼管を使用す
ることもできる。
尚、第2図の寸法bは着火用ガス燃料と燃焼用気体が均
一に混合され、かつ触媒層15に対する流速分布が均一と
されるに必要な最小寸法とするのが望ましい。即ち、こ
の寸法bを大きくとりすぎると、非常停止時において、
拡径部14bに滞留した着火用ガス燃料が爆発範囲内にあ
る場合、高温の触媒層15を点火源として爆発的燃焼がお
こり、触媒層15などが破損されるおそれがあるからであ
る。したがって、例えば、第2図のような構造の場合の
寸法bの最適値は、触媒層15の外径aと同程度にするの
が望ましい。
更に、特に低カロリーガスの主燃料を使用する場合、前
記気相燃焼における火炎の安定性を確保することが最も
重要となるが、第3図に示すように、外管11の先端にそ
の外管11の外径よりも大きな径の帯状の保炎リング20を
設けることにより、火炎の安定性を向上させることがで
きる。すなわち、外管11と内管12の間隙から噴出される
主燃料の噴流は、保炎リング20により拡径された部分に
て渦流となるので、周囲空気との混合が促進され、これ
により火炎の安定が図れる。
次に、本発明にかかる触媒バーナを、BFG焚ボイラの安
定化バーナとして適用した場合の実施例を第4図〜第6
図に示す。
第4図は、スクロール型BFGバーナ50の安定化バーナと
して触媒バーナ10を適用するにあたり、負荷用重油バー
ナ51を中心としてその外側に、同心円状に多重管構造に
触媒バーナ10を形成した例を示す。つまり、負荷用重油
バーナ51の外側に二重構造の内管22を配し、その先端部
に円環状の触媒層23を嵌装し、その触媒23の上流面に対
向させて円環状に配設された吹出ノズルを有する吹出リ
ングパイプ24を配し、この吹出リングパイプ24に着火燃
料供給管25を連結し、さらに内管22の外側に外管26と最
外管27とを順次配した構造としている。そして、内管22
にはノズル28を介して燃焼用気体が、内管22と外管26と
の間隙にはノズル29を介して主燃料が、外管26と最外管
27との間隙にはノズル30を介して主燃料に対する燃焼用
気体が、着火燃料供給管にはノズル31を介して着火用ガ
ス燃料が供給されている。
このように構成されることから、前記第1図実施例と同
様の効果を奏することが出来ると共に、負荷用重油バー
ナ51と同心とし、BFGバーナ50の中心軸に配置した構成
としていることから、BFGバーナ50のスクロール流は乱
されることがない。
第5図は、第1図と同様に形成された触媒バーナ10を、
負荷用重油バーナ51とは別体とし、BFGバーナ50の前面
部からスクロール内に挿入配置した例を示す。これによ
れば、第4図のものに比べ、スクロール流に若干の悪影
響を及ぼすが、取付構造が簡単化される。
第6図は、既設のスリーブ管52を利用し、このスリーブ
管52内に、第1図と同様の触媒バーナ10を挿入して配し
た例を示す。これによれば、バーナ容量に制約をしたこ
とになるが、第4図と第5図の例よりも、スクロール流
への悪影響が少なく、かつ取付も容易である。
以上説明したように、本発明によれば、所要の全ガス燃
料量を着火用と主燃料用とに分散し、着火用を触媒燃焼
させ、その高温を燃焼排ガスを主燃料の気相燃焼におけ
る着火源としていることから、100〜800Kcal/Kg程度燃
料であっても、本バーナの外管及び触媒保持管の先端開
口面の下流である比較的高温の炉内で、主燃料と燃焼用
気体の混合気体を逆火の心配なく安定して安全に燃焼さ
せることが出来る。
更に、低カロリーガスを主燃料として燃焼を安定化させ
ることが出来る触媒バーナであり、且つ小型であるの
で、新設、既設を問わず安定化バーナとして設置出来
る。これにより、BFG焚ボイラの安定化バーナ等に適用
することが可能になり、その燃料として廉価な余剰BFG
を使用すれば、従来の重油燃料等に比べて、運転費を大
幅に低減できる。又、触媒バーナを採用することによ
り、パイロットバーナ設備を削除することが出来るの
で、BFGバーナ廻りの構成を簡素化することが出来る。
〔発明の効果〕
上述したように、本発明によれば、BFG等の低カロリー
ガスであって空気と予混合すると逆火して爆発の危険が
高い主燃料であっても、燃焼領域に達するまで主燃料を
単体で送ることが出来、外管と触媒保持管の先端の開口
面の下流である比較的高温の炉内で、主燃料と燃焼用気
体との混合気体を滞留させることなく、安定して安全な
燃焼が可能になる。
更に、触媒燃焼させる着火用ガス燃料は、低カロリーガ
スの一部燃料を送通するものであるから、所要ガス燃料
量に対する触媒燃焼の割合を低減出来、これによって触
媒層が小形化されるという顕著な作用効果を奏する。
尚、前記外管と内管の間隙に、常温の低カロリーガスの
主燃料のみを送通するものであるから、触媒層の温度が
高温になっても触媒保持管は前記主燃料により冷却され
るので、特に耐熱材料を用いる必要はない、という作用
効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の断面構成図、第2図は第1
図実施例の要部断面図、第3図は第1図実施例の変形例
の要部断面図、第4図〜第6図はそれぞれ本発明をBFG
焚ボイラの安定化バーナとして適用してなる実施例の要
部全体断面図を示す。 10……触媒バーナ、11……外管、12……内管、13……着
火燃料供給管、14……触媒保持管、15……触媒層、18…
…短管、19……オリフイス板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一柳 宏 広島県呉市宝町6番9号 バブコツク日立 株式会社呉工場内 (56)参考文献 実開 昭62−81865(JP,U)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】低カロリーガスの燃料を燃焼させる触媒バ
    ーナにおいて、該触媒バーナは、同心状に配設された異
    径の外管及び内管と、該内管に挿通された着火燃料供給
    管と、該着火燃料供給管の先端部に前記低カロリーガス
    の着火用一部燃料を吹き出させる吹出ノズルと、前記内
    管の一端から延在された触媒保持管と、該触媒保持管の
    先端開口部に嵌装され前記低カロリーガスの着火用一部
    燃料を燃焼させる触媒層とを有し、前記外管の開口面と
    前記触媒保持管の開口面は、略面一とされ、前記着火燃
    料供給管の吹出ノズルは、前記触媒層から一定の距離を
    おいた上流側に配置され、前記外管と内管の間隙は、前
    記低カロリーガスの主燃料のみを送通するものであり、
    前記内管と着火燃料供給管の間隙は、酸素を含む燃焼用
    気体を送通するものであることを特徴とする触媒バー
    ナ。
  2. 【請求項2】前記着火燃料供給管に送通する低カロリー
    ガスの着火用一部燃料の量は、全要求熱量の5〜10%に
    見合った量とし、残りは前記内管と外管の間隙に送通す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の触媒
    バーナ。
  3. 【請求項3】前記外管の開口先端部は、当該外管よりも
    大径で帯状の保炎リングが延設されたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の触媒バーナ。
JP61038513A 1986-02-24 1986-02-24 触媒バーナ Expired - Lifetime JPH0759967B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61038513A JPH0759967B2 (ja) 1986-02-24 1986-02-24 触媒バーナ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61038513A JPH0759967B2 (ja) 1986-02-24 1986-02-24 触媒バーナ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62196519A JPS62196519A (ja) 1987-08-29
JPH0759967B2 true JPH0759967B2 (ja) 1995-06-28

Family

ID=12527352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61038513A Expired - Lifetime JPH0759967B2 (ja) 1986-02-24 1986-02-24 触媒バーナ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0759967B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2565886Y2 (ja) * 1989-05-22 1998-03-25 バブコツク日立株式会社 触媒燃焼装置
JP4818380B2 (ja) * 2009-02-27 2011-11-16 信越化学工業株式会社 ガラス微粒子合成用バーナ及びこれを用いた多孔質ガラス母材の製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6281865U (ja) * 1985-11-12 1987-05-25

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62196519A (ja) 1987-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4420929A (en) Dual stage-dual mode low emission gas turbine combustion system
JP3080440B2 (ja) 燃焼装置
EP0280568B1 (en) Apparatus for low concentration nox combustion
US4292801A (en) Dual stage-dual mode low nox combustor
JP2868515B2 (ja) ガスタービン用燃焼室システム
JP3358527B2 (ja) 管状火炎バーナ
JPH02309124A (ja) 燃焼器及びその運転方法
JPH02208417A (ja) ガスタービン燃焼器及びその運転方法
US6036481A (en) Burner with flame retainer insert
US5009174A (en) Acid gas burner
GB2098720A (en) Stationary gas turbine combustor arrangements
KR20000057504A (ko) 방사상으로 변위되는 고 운동량 연료출구를 갖춘 가스파일럿및그 방법
JP4115389B2 (ja) サイクロン燃焼器
JPS61256107A (ja) 燃料―空気混合物の燃焼方法並びに該方法を実施するための燃焼装置
US5433600A (en) Burner for the combustion of coke oven gas
JPH11281018A (ja) 管状火炎バーナ
JP4103795B2 (ja) 熱風発生装置および制御方法
JPH0759967B2 (ja) 触媒バーナ
US5216968A (en) Method of stabilizing a combustion process
JPH0627561B2 (ja) 微粉炭の燃焼装置
CA1231590A (en) Burner for burning pulverulent fuel
JPH0474603B2 (ja)
JPS6284215A (ja) 触媒燃焼方法
JPS6118082B2 (ja)
JP3449802B2 (ja) ガス燃焼装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term