JPH08285219A - 酸素バーナーを用いた燃焼装置 - Google Patents
酸素バーナーを用いた燃焼装置Info
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- JPH08285219A JPH08285219A JP8392995A JP8392995A JPH08285219A JP H08285219 A JPH08285219 A JP H08285219A JP 8392995 A JP8392995 A JP 8392995A JP 8392995 A JP8392995 A JP 8392995A JP H08285219 A JPH08285219 A JP H08285219A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 窒素酸化物を増加させることなく排ガスの増
量を図れるとともに、煙道や煙突でのガス速度の低下を
防止して排ガスの拡散を促進することができる酸素バー
ナーを用いた燃焼装置を提供する。 【構成】 空気中の酸素と窒素とを圧力変動式吸着分離
法により分離して高濃度酸素を発生するとともに低酸素
濃度のオフガスを発生する圧力変動式吸着分離装置（酸
素ＰＳＡ装置３）と、該酸素ＰＳＡ装置３で発生した高
濃度酸素を酸素バーナー１に支燃性ガスとして供給する
経路５と、酸素ＰＳＡ装置３で発生したオフガスを酸素
バーナー１からの燃焼排ガスに混合するガス混合部９と
を備えている。
量を図れるとともに、煙道や煙突でのガス速度の低下を
防止して排ガスの拡散を促進することができる酸素バー
ナーを用いた燃焼装置を提供する。 【構成】 空気中の酸素と窒素とを圧力変動式吸着分離
法により分離して高濃度酸素を発生するとともに低酸素
濃度のオフガスを発生する圧力変動式吸着分離装置（酸
素ＰＳＡ装置３）と、該酸素ＰＳＡ装置３で発生した高
濃度酸素を酸素バーナー１に支燃性ガスとして供給する
経路５と、酸素ＰＳＡ装置３で発生したオフガスを酸素
バーナー１からの燃焼排ガスに混合するガス混合部９と
を備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素バーナーを用いた
燃焼装置に関し、詳しくは、支燃性ガスとして高濃度酸
素を使用する酸素バーナーを用いた金属溶解炉やガラス
溶融炉等の燃焼装置に関する。
燃焼装置に関し、詳しくは、支燃性ガスとして高濃度酸
素を使用する酸素バーナーを用いた金属溶解炉やガラス
溶融炉等の燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、金属溶解炉では、金属スクラッ
プを溶解するための熱源としてバーナーを用いている。
一般に、この種の金属溶解炉用バーナーは、石油，灯油
等の液体燃料や天然ガス，プロパンガス等の気体燃料
を、支燃性ガスである空気と混合させて燃焼し、燃焼火
炎により金属スクラップを溶解するようにしている。こ
のような燃料を空気と混合させて燃焼する空気バーナー
では、燃焼温度が１２００℃を超えると、空気中の窒素
と酸素とが反応して有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）が発生
し、公害上問題となる。
プを溶解するための熱源としてバーナーを用いている。
一般に、この種の金属溶解炉用バーナーは、石油，灯油
等の液体燃料や天然ガス，プロパンガス等の気体燃料
を、支燃性ガスである空気と混合させて燃焼し、燃焼火
炎により金属スクラップを溶解するようにしている。こ
のような燃料を空気と混合させて燃焼する空気バーナー
では、燃焼温度が１２００℃を超えると、空気中の窒素
と酸素とが反応して有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）が発生
し、公害上問題となる。
【０００３】このため、近年は、支燃性ガスとして、空
気に代えて酸素ガスを用いた酸素バーナーを用いること
が考えられてきている。この酸素バーナーは、バーナー
に窒素がほとんど供給されないので、窒素酸化物は、金
属スクラップ中に混合・付着している窒素分からの発生
に限定され、前記空気バーナーに比べて窒素酸化物の発
生量が大幅に減少する。
気に代えて酸素ガスを用いた酸素バーナーを用いること
が考えられてきている。この酸素バーナーは、バーナー
に窒素がほとんど供給されないので、窒素酸化物は、金
属スクラップ中に混合・付着している窒素分からの発生
に限定され、前記空気バーナーに比べて窒素酸化物の発
生量が大幅に減少する。
【０００４】このような酸素バーナーでは、通常、屋外
に設置した液体酸素貯槽の液体酸素を蒸発させて得た酸
素ガスを支燃性ガスとしてバーナーに供給するか、ある
いは、気体の酸素ガスを充填した容器から供給するよう
にしている。
に設置した液体酸素貯槽の液体酸素を蒸発させて得た酸
素ガスを支燃性ガスとしてバーナーに供給するか、ある
いは、気体の酸素ガスを充填した容器から供給するよう
にしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸素バ
ーナーを用いることによって窒素酸化物の総量は減少す
るが、排ガス全体の量が減少するため、排ガス中の窒素
酸化物の濃度が増加するだけでなく、既存の煙道や煙突
での排ガスの速度が低下し、煙突から出た排ガスの拡散
状態が悪化するという不都合を生じる。ちなみに、従来
の空気バーナーに比べて酸素バーナーを用いた場合、そ
の燃焼排ガス量は、総量ベースで約１／３．５になり、
さらに、水蒸気を除いたドライベースでは、約１／８に
激減する。なお、酸素バーナーにおいては、支燃性ガス
中の酸素分は略全量が燃焼に消費されるため、燃焼排ガ
ス中には酸素はほとんど存在せず、燃焼ガスは、そのほ
とんどが炭酸ガスと水分（水蒸気）である。
ーナーを用いることによって窒素酸化物の総量は減少す
るが、排ガス全体の量が減少するため、排ガス中の窒素
酸化物の濃度が増加するだけでなく、既存の煙道や煙突
での排ガスの速度が低下し、煙突から出た排ガスの拡散
状態が悪化するという不都合を生じる。ちなみに、従来
の空気バーナーに比べて酸素バーナーを用いた場合、そ
の燃焼排ガス量は、総量ベースで約１／３．５になり、
さらに、水蒸気を除いたドライベースでは、約１／８に
激減する。なお、酸素バーナーにおいては、支燃性ガス
中の酸素分は略全量が燃焼に消費されるため、燃焼排ガ
ス中には酸素はほとんど存在せず、燃焼ガスは、そのほ
とんどが炭酸ガスと水分（水蒸気）である。
【０００６】上述の不都合点を解決するため、従来は、
バーナーからの燃焼排ガスに数倍乃至十数倍の量の空気
を混合して全体のガス量を多くし、窒素酸化物濃度を下
げるとともに、煙道や煙突でのガス速度が低下しないよ
うにしているが、本発明者らの知見によれば、高温の燃
焼排ガスに空気を混合すると、窒素酸化物の総量が増加
することが判明した。
バーナーからの燃焼排ガスに数倍乃至十数倍の量の空気
を混合して全体のガス量を多くし、窒素酸化物濃度を下
げるとともに、煙道や煙突でのガス速度が低下しないよ
うにしているが、本発明者らの知見によれば、高温の燃
焼排ガスに空気を混合すると、窒素酸化物の総量が増加
することが判明した。
【０００７】上記窒素酸化物の増加は、酸素バーナーの
燃焼により生じる燃焼排ガスの温度が、例えば、前述の
金属スクラップの溶解やガラスの溶解の場合には、１６
００〜１７００℃にも達するため、この高温の燃焼排ガ
スと常温の空気とが混合したときに、空気中の酸素と窒
素とが反応して新たに窒素酸化物が発生するためと思わ
れる。
燃焼により生じる燃焼排ガスの温度が、例えば、前述の
金属スクラップの溶解やガラスの溶解の場合には、１６
００〜１７００℃にも達するため、この高温の燃焼排ガ
スと常温の空気とが混合したときに、空気中の酸素と窒
素とが反応して新たに窒素酸化物が発生するためと思わ
れる。
【０００８】そこで本発明は、煙道や煙突でのガス速度
の低下を防止して排ガスの拡散を促進できるとともに、
窒素酸化物の増加も防止することができる酸素バーナー
を用いた燃焼装置を提供することを目的としている。
の低下を防止して排ガスの拡散を促進できるとともに、
窒素酸化物の増加も防止することができる酸素バーナー
を用いた燃焼装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の酸素バーナーを用いた燃焼装置は、支燃性
ガスとして高濃度酸素を使用する酸素バーナーを用いた
燃焼装置において、前記高濃度酸素の供給源として、空
気中の酸素と窒素とを分離して高濃度酸素を発生する圧
力変動式吸着分離装置を設け、該吸着分離装置から得ら
れた高濃度酸素を前記酸素バーナーに支燃性ガスとして
供給するとともに、前記吸着分離装置から排出される低
酸素濃度のオフガスを、前記酸素バーナーの燃焼排ガス
に混合するように構成したことを特徴としている。
め、本発明の酸素バーナーを用いた燃焼装置は、支燃性
ガスとして高濃度酸素を使用する酸素バーナーを用いた
燃焼装置において、前記高濃度酸素の供給源として、空
気中の酸素と窒素とを分離して高濃度酸素を発生する圧
力変動式吸着分離装置を設け、該吸着分離装置から得ら
れた高濃度酸素を前記酸素バーナーに支燃性ガスとして
供給するとともに、前記吸着分離装置から排出される低
酸素濃度のオフガスを、前記酸素バーナーの燃焼排ガス
に混合するように構成したことを特徴としている。
【００１０】また、本発明は、前記燃焼排ガスと低酸素
濃度のオフガスとが混合した排ガスを、金属スクラップ
やガラス原料等を予熱するための熱源として使用した後
に排出することを特徴としている。
濃度のオフガスとが混合した排ガスを、金属スクラップ
やガラス原料等を予熱するための熱源として使用した後
に排出することを特徴としている。
【００１１】
【作 用】上述のように、高温の燃焼排ガスと酸素分が
少ないオフガスとを混合することにより、混合時の窒素
酸化物の発生を抑制することができる。また、オフガス
との混合で排ガス量が増加するので、煙道や煙突でのガ
ス速度の低下も防止できる。
少ないオフガスとを混合することにより、混合時の窒素
酸化物の発生を抑制することができる。また、オフガス
との混合で排ガス量が増加するので、煙道や煙突でのガ
ス速度の低下も防止できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を、図面に示す一実施例に基づ
いてさらに詳細に説明する。図１は、酸素バーナーを用
いた燃焼装置の一実施例を示す系統図である。この燃焼
装置は、酸素バーナー１を備えた溶解炉２と、酸素バー
ナー１に支燃性ガスである高濃度酸素を供給するための
圧力変動式吸着分離装置３とを備えるもので、前記溶解
炉２は、例えば、金属スクラップを溶解する金属溶解炉
やガラス原料を溶解するガラス溶解炉であり、また、前
記圧力変動式吸着分離装置３は、例えば、窒素を優先的
に吸着するゼオライトを吸着剤として用いて空気中の酸
素と窒素とを圧力変動式吸着分離法により分離して高濃
度酸素を発生する、いわゆる酸素ＰＳＡ装置である。
いてさらに詳細に説明する。図１は、酸素バーナーを用
いた燃焼装置の一実施例を示す系統図である。この燃焼
装置は、酸素バーナー１を備えた溶解炉２と、酸素バー
ナー１に支燃性ガスである高濃度酸素を供給するための
圧力変動式吸着分離装置３とを備えるもので、前記溶解
炉２は、例えば、金属スクラップを溶解する金属溶解炉
やガラス原料を溶解するガラス溶解炉であり、また、前
記圧力変動式吸着分離装置３は、例えば、窒素を優先的
に吸着するゼオライトを吸着剤として用いて空気中の酸
素と窒素とを圧力変動式吸着分離法により分離して高濃
度酸素を発生する、いわゆる酸素ＰＳＡ装置である。
【００１３】経路４から酸素ＰＳＡ装置３に導入された
空気は、該酸素ＰＳＡ装置３での吸着分離操作により、
例えば、酸素９３％，窒素３％，アルゴン４％の高濃度
酸素と、酸素１１．８％，窒素８７．６％，アルゴン
０．６％の低酸素濃度のガス（オフガス）とに分離す
る。酸素ＰＳＡ装置３で発生した高濃度酸素は、経路５
から酸素バーナー１に支燃性ガスとして供給され、経路
６から供給される燃料、例えば石油，灯油等の液体燃料
や天然ガス，プロパンガス等の気体燃料、微粉炭等の固
体燃料と混合して燃料を燃焼させる。この燃焼により生
じた燃焼排ガスは、溶解炉２から経路７を経て排出され
る。
空気は、該酸素ＰＳＡ装置３での吸着分離操作により、
例えば、酸素９３％，窒素３％，アルゴン４％の高濃度
酸素と、酸素１１．８％，窒素８７．６％，アルゴン
０．６％の低酸素濃度のガス（オフガス）とに分離す
る。酸素ＰＳＡ装置３で発生した高濃度酸素は、経路５
から酸素バーナー１に支燃性ガスとして供給され、経路
６から供給される燃料、例えば石油，灯油等の液体燃料
や天然ガス，プロパンガス等の気体燃料、微粉炭等の固
体燃料と混合して燃料を燃焼させる。この燃焼により生
じた燃焼排ガスは、溶解炉２から経路７を経て排出され
る。
【００１４】一方、前記酸素ＰＳＡ装置３で発生して経
路８に導出された低酸素濃度のオフガスと、前記溶解炉
２から経路７に排出された燃焼排ガスとは、両経路７，
８の合流部に設けられたガス混合部９で混合し、混合排
ガスとなって経路１０に導出される。この経路１０に
は、混合排ガスが有する熱エネルギーを熱源として使用
する予熱器１１が設けられており、溶解炉２で溶解する
原料、すなわち、金属スクラップやガラス原料を予熱す
る。この予熱器１１から経路１２に導出された排ガス
は、煙突１３を経て大気中に排出される。
路８に導出された低酸素濃度のオフガスと、前記溶解炉
２から経路７に排出された燃焼排ガスとは、両経路７，
８の合流部に設けられたガス混合部９で混合し、混合排
ガスとなって経路１０に導出される。この経路１０に
は、混合排ガスが有する熱エネルギーを熱源として使用
する予熱器１１が設けられており、溶解炉２で溶解する
原料、すなわち、金属スクラップやガラス原料を予熱す
る。この予熱器１１から経路１２に導出された排ガス
は、煙突１３を経て大気中に排出される。
【００１５】このように、高濃度酸素を発生する酸素Ｐ
ＳＡ装置３を設け、該酸素ＰＳＡ装置３で得られた高濃
度酸素を酸素バーナー１に支燃性ガスとして供給すると
ともに、酸素ＰＳＡ装置３で発生する低酸素濃度のオフ
ガスと、前記溶解炉２から排出される高温の燃焼排ガス
とを混合するようにしたことにより、燃焼排ガスに空気
を混合したときに比べて窒素酸化物の発生を抑制するこ
とができる。
ＳＡ装置３を設け、該酸素ＰＳＡ装置３で得られた高濃
度酸素を酸素バーナー１に支燃性ガスとして供給すると
ともに、酸素ＰＳＡ装置３で発生する低酸素濃度のオフ
ガスと、前記溶解炉２から排出される高温の燃焼排ガス
とを混合するようにしたことにより、燃焼排ガスに空気
を混合したときに比べて窒素酸化物の発生を抑制するこ
とができる。
【００１６】すなわち、一般に、酸素ＰＳＡ装置３で空
気中の酸素と窒素とを分離して酸素分９０％以上の高濃
度酸素を製造すると、窒素分が多く、酸素分が少ない低
酸素濃度のオフガスが発生する。このオフガスは、通常
は、そのまま大気中にそのまま排出されるものである
が、このオフガスを高温の燃焼排排ガスに混合した場
合、ガス中の酸素分が少ないので窒素と酸素との反応発
生率が大幅に低下するため、新たに発生する窒素酸化物
は極微量となる。したがって、酸素ＰＳＡ装置３のオフ
ガスを燃焼排ガスに混合することにより、窒素酸化物を
増加させることなく排ガスの増量が図れ、煙道や煙突で
のガス速度の低下を防止して排ガスの拡散を促進するこ
とができる。
気中の酸素と窒素とを分離して酸素分９０％以上の高濃
度酸素を製造すると、窒素分が多く、酸素分が少ない低
酸素濃度のオフガスが発生する。このオフガスは、通常
は、そのまま大気中にそのまま排出されるものである
が、このオフガスを高温の燃焼排排ガスに混合した場
合、ガス中の酸素分が少ないので窒素と酸素との反応発
生率が大幅に低下するため、新たに発生する窒素酸化物
は極微量となる。したがって、酸素ＰＳＡ装置３のオフ
ガスを燃焼排ガスに混合することにより、窒素酸化物を
増加させることなく排ガスの増量が図れ、煙道や煙突で
のガス速度の低下を防止して排ガスの拡散を促進するこ
とができる。
【００１７】さらに、本実施例に示すように、燃焼排ガ
スとオフガスとが混合した混合排ガスを予熱器１１に導
入して熱回収を行うことにより、エネルギー効率をより
高めることができる。例えば、酸素バーナーを用いた金
属溶融においては、高温（最高１６５０℃）の燃焼排ガ
スが溶融炉から排出され、この燃焼排ガスが持ち去る熱
損失は、投入熱の約２３％に達する。酸素バーナーでの
燃焼では、燃焼排ガスの熱を回収しなくても高い熱効率
が達成できるが、さらに高効率を目指すには、この燃焼
排ガスが有する熱エネルギーを有効利用することが必要
である。この場合、原料スクラップの予熱に燃焼排ガス
を利用することにより熱回収を容易に行えるが、高温の
燃焼排ガスで直接スクラップを予熱すると、局部的に温
度が上がって溶着現象が生じやすくなる。また、燃焼排
ガスに空気を混合して希釈した場合には、混合後のガス
の酸素濃度が問題となる。すなわち、スクラップを予熱
するガス中に含まれる酸素がスクラップを酸化するとい
う問題が発生する。一方、前記酸素ＰＳＡ装置３のオフ
ガスは、その酸素濃度が空気の略半分であるため、この
オフガスを高温の燃焼排ガスに混合したガスを用いて金
属スクラップを予熱した場合は、酸素量が少ないのでス
クラップの酸化も少なくなる。
スとオフガスとが混合した混合排ガスを予熱器１１に導
入して熱回収を行うことにより、エネルギー効率をより
高めることができる。例えば、酸素バーナーを用いた金
属溶融においては、高温（最高１６５０℃）の燃焼排ガ
スが溶融炉から排出され、この燃焼排ガスが持ち去る熱
損失は、投入熱の約２３％に達する。酸素バーナーでの
燃焼では、燃焼排ガスの熱を回収しなくても高い熱効率
が達成できるが、さらに高効率を目指すには、この燃焼
排ガスが有する熱エネルギーを有効利用することが必要
である。この場合、原料スクラップの予熱に燃焼排ガス
を利用することにより熱回収を容易に行えるが、高温の
燃焼排ガスで直接スクラップを予熱すると、局部的に温
度が上がって溶着現象が生じやすくなる。また、燃焼排
ガスに空気を混合して希釈した場合には、混合後のガス
の酸素濃度が問題となる。すなわち、スクラップを予熱
するガス中に含まれる酸素がスクラップを酸化するとい
う問題が発生する。一方、前記酸素ＰＳＡ装置３のオフ
ガスは、その酸素濃度が空気の略半分であるため、この
オフガスを高温の燃焼排ガスに混合したガスを用いて金
属スクラップを予熱した場合は、酸素量が少ないのでス
クラップの酸化も少なくなる。
【００１８】なお、酸素バーナーの構造や燃料の種類
は、被加熱物の種類や所望温度、その他の条件に応じて
任意に選定でき、さらに、酸素ＰＳＡ装置の構成も、酸
素濃度や発生量等に応じて任意であり、従来周知の酸素
バーナー及び酸素ＰＳＡ装置を使用することができるの
で、これらの詳細な図示及び説明は省略する。また、燃
焼排ガスの熱エネルギーは、原料の予熱以外の用途、例
えばボイラーの熱源等、その温度に応じて各種の加熱用
として用いることもできる。
は、被加熱物の種類や所望温度、その他の条件に応じて
任意に選定でき、さらに、酸素ＰＳＡ装置の構成も、酸
素濃度や発生量等に応じて任意であり、従来周知の酸素
バーナー及び酸素ＰＳＡ装置を使用することができるの
で、これらの詳細な図示及び説明は省略する。また、燃
焼排ガスの熱エネルギーは、原料の予熱以外の用途、例
えばボイラーの熱源等、その温度に応じて各種の加熱用
として用いることもできる。
【００１９】次に、本発明のオフガス混合と従来の空気
混合とを比較した実験例を説明する。 実験例１ 酸素バーナーに燃料として微粉炭を供給するとともに、
支燃性ガスとして、酸素ＰＳＡ装置で発生した酸素９３
％，窒素３％，アルゴン４％の高濃度酸素を供給して燃
焼させ、鉄スクラップを溶解した。このような金属溶融
炉における窒素酸化物の排出基準は、排ガス中の酸素濃
度を１２％に換算したときに１８０ｐｐｍ以下である。
また、使用した酸素ＰＳＡ装置は、原料空気９．５２４
ｍ3 （酸素２１％，窒素７８％，アルゴン１％）を処理
して、高濃度酸素１．０７５ｍ3（酸素９３％，窒素３
％，アルゴン４％、酸素量１ｍ3 ）と、オフガス８．４
４９ｍ3 （酸素１１．８％，窒素８７．６％，アルゴン
０．６％）とを発生するものである。
混合とを比較した実験例を説明する。 実験例１ 酸素バーナーに燃料として微粉炭を供給するとともに、
支燃性ガスとして、酸素ＰＳＡ装置で発生した酸素９３
％，窒素３％，アルゴン４％の高濃度酸素を供給して燃
焼させ、鉄スクラップを溶解した。このような金属溶融
炉における窒素酸化物の排出基準は、排ガス中の酸素濃
度を１２％に換算したときに１８０ｐｐｍ以下である。
また、使用した酸素ＰＳＡ装置は、原料空気９．５２４
ｍ3 （酸素２１％，窒素７８％，アルゴン１％）を処理
して、高濃度酸素１．０７５ｍ3（酸素９３％，窒素３
％，アルゴン４％、酸素量１ｍ3 ）と、オフガス８．４
４９ｍ3 （酸素１１．８％，窒素８７．６％，アルゴン
０．６％）とを発生するものである。
【００２０】鉄スクラップの量は１チャージ当たり１ト
ンとし、溶解時間は５０分、微粉炭供給量は９０ｋｇ／
ｈ（原単位７８ｋｇ／ｔｏｎ）、酸素供給量は１３５Ｎ
ｍ3／ｈ（原単位１１７Ｎｍ3 ／ｔｏｎ、高濃度酸素発
生量１４５ｍ3 ／ｈ、オフガス発生量１１４０ｍ3 ／
ｈ）とした。溶解炉から排出される燃焼排ガスは、炭酸
ガス１０６Ｎｍ3 ／ｈ及び水蒸気５８Ｎｍ3 ／ｈの合計
１６４Ｎｍ3 ／ｈであり、温度は１６７０℃であった。
また、溶解終了直前の窒素酸化物の発生量は０．０６３
Ｎｍ3 ／ｈであり、ドライベースの燃焼排ガス（炭酸ガ
ス１０６Ｎｍ3 ／ｈ）に対して約６００ｐｐｍであっ
た。
ンとし、溶解時間は５０分、微粉炭供給量は９０ｋｇ／
ｈ（原単位７８ｋｇ／ｔｏｎ）、酸素供給量は１３５Ｎ
ｍ3／ｈ（原単位１１７Ｎｍ3 ／ｔｏｎ、高濃度酸素発
生量１４５ｍ3 ／ｈ、オフガス発生量１１４０ｍ3 ／
ｈ）とした。溶解炉から排出される燃焼排ガスは、炭酸
ガス１０６Ｎｍ3 ／ｈ及び水蒸気５８Ｎｍ3 ／ｈの合計
１６４Ｎｍ3 ／ｈであり、温度は１６７０℃であった。
また、溶解終了直前の窒素酸化物の発生量は０．０６３
Ｎｍ3 ／ｈであり、ドライベースの燃焼排ガス（炭酸ガ
ス１０６Ｎｍ3 ／ｈ）に対して約６００ｐｐｍであっ
た。
【００２１】この燃焼排ガスに、酸素ＰＳＡ装置で発生
したオフガス１１４０ｍ3 ／ｈ（窒素１０００Ｎｍ3 ／
ｈ，酸素１３５Ｎｍ3 ／ｈ，アルゴン６．８Ｎｍ3 ／
ｈ）を急激に混合したところ、窒素酸化物の量は０．０
６４Ｎｍ3 ／ｈと殆ど変化せず、希釈後のガスにおける
窒素酸化物の含有量は、酸素濃度１０．８％で５１ｐｐ
ｍであり、法基準を十分にクリアーすることができる。
一方、上記オフガスに代えて同量の空気を燃焼排ガスに
急激に混合したところ、窒素酸化物の量が０．０７０Ｎ
ｍ3 ／ｈとなり、約１１％も増加した。
したオフガス１１４０ｍ3 ／ｈ（窒素１０００Ｎｍ3 ／
ｈ，酸素１３５Ｎｍ3 ／ｈ，アルゴン６．８Ｎｍ3 ／
ｈ）を急激に混合したところ、窒素酸化物の量は０．０
６４Ｎｍ3 ／ｈと殆ど変化せず、希釈後のガスにおける
窒素酸化物の含有量は、酸素濃度１０．８％で５１ｐｐ
ｍであり、法基準を十分にクリアーすることができる。
一方、上記オフガスに代えて同量の空気を燃焼排ガスに
急激に混合したところ、窒素酸化物の量が０．０７０Ｎ
ｍ3 ／ｈとなり、約１１％も増加した。
【００２２】実験例２ 酸素バーナーに燃料として重油を供給するとともに、支
燃性ガスとして、実験例１と同じ酸素ＰＳＡ装置で発生
した高濃度酸素を供給して燃焼させ、ガラス原料を溶解
した。ガラス１トン当たりの原単位は、重油２０６リッ
トル、酸素４１２Ｎｍ3 である。
燃性ガスとして、実験例１と同じ酸素ＰＳＡ装置で発生
した高濃度酸素を供給して燃焼させ、ガラス原料を溶解
した。ガラス１トン当たりの原単位は、重油２０６リッ
トル、酸素４１２Ｎｍ3 である。
【００２３】ガラス溶解炉からは、温度１６３０℃で、
炭酸ガス２８５Ｎｍ3 ／ｈ及び水蒸気２４０Ｎｍ3 ／ｈ
の合計５２５Ｎｍ3 ／ｈの燃焼排ガスが排出され、溶解
終了直前の窒素酸化物量は１．３０Ｎｍ3 ／ｈ（ドライ
ベースで４５６０ｐｐｍ、排ガス中酸素濃度１６％換算
値で１０８０ｐｐｍ）であった。この高温の燃焼排ガス
に空気３４８０Ｎｍ3 ／ｈを急激に混合したところ、窒
素酸化物が１．３０Ｎｍ3 ／ｈから１．４１Ｎｍ3 ／ｈ
となり約８％も増加した。
炭酸ガス２８５Ｎｍ3 ／ｈ及び水蒸気２４０Ｎｍ3 ／ｈ
の合計５２５Ｎｍ3 ／ｈの燃焼排ガスが排出され、溶解
終了直前の窒素酸化物量は１．３０Ｎｍ3 ／ｈ（ドライ
ベースで４５６０ｐｐｍ、排ガス中酸素濃度１６％換算
値で１０８０ｐｐｍ）であった。この高温の燃焼排ガス
に空気３４８０Ｎｍ3 ／ｈを急激に混合したところ、窒
素酸化物が１．３０Ｎｍ3 ／ｈから１．４１Ｎｍ3 ／ｈ
となり約８％も増加した。
【００２４】一方、空気に代えて酸素ＰＳＡ装置で発生
したオフガスの全量３４８０Ｎｍ3／ｈ（窒素３０５０
Ｎｍ3 ／ｈ，酸素４１０Ｎｍ3 ／ｈ，アルゴン２０Ｎｍ
3 ／ｈ）を急激に混合したところ、窒素酸化物の量は
１．３１Ｎｍ3 ／ｈと殆ど変化せず、希釈後のガスにお
ける窒素酸化物の含有量は、酸素濃度１６％換算値で３
４５ｐｐｍであり、法基準の６５０ｐｐｍを十分にクリ
アーすることができる。
したオフガスの全量３４８０Ｎｍ3／ｈ（窒素３０５０
Ｎｍ3 ／ｈ，酸素４１０Ｎｍ3 ／ｈ，アルゴン２０Ｎｍ
3 ／ｈ）を急激に混合したところ、窒素酸化物の量は
１．３１Ｎｍ3 ／ｈと殆ど変化せず、希釈後のガスにお
ける窒素酸化物の含有量は、酸素濃度１６％換算値で３
４５ｐｐｍであり、法基準の６５０ｐｐｍを十分にクリ
アーすることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の酸素バー
ナーを用いた燃焼装置は、酸素ＰＳＡ装置で発生した高
濃度酸素を酸素バーナーの支燃性ガスとして用いるとと
もに、高濃度酸素発生時に排出されるオフガスを酸素バ
ーナーの燃焼排ガスの希釈用に用いるので、窒素酸化物
を増加させることなく排ガスの増量が図れ、煙道や煙突
でのガス速度の低下を防止して排ガスの拡散を促進する
ことができる。
ナーを用いた燃焼装置は、酸素ＰＳＡ装置で発生した高
濃度酸素を酸素バーナーの支燃性ガスとして用いるとと
もに、高濃度酸素発生時に排出されるオフガスを酸素バ
ーナーの燃焼排ガスの希釈用に用いるので、窒素酸化物
を増加させることなく排ガスの増量が図れ、煙道や煙突
でのガス速度の低下を防止して排ガスの拡散を促進する
ことができる。
【図１】 本発明の燃焼装置の一実施例を示す系統図で
ある。
ある。
１…酸素バーナー、２…溶解炉、３…酸素ＰＳＡ装置
（圧力変動式吸着分離装置）、９…ガス混合部、１１…
予熱器１３…煙突
（圧力変動式吸着分離装置）、９…ガス混合部、１１…
予熱器１３…煙突
Claims (2)
- 【請求項１】 支燃性ガスとして高濃度酸素を使用する
酸素バーナーを用いた燃焼装置において、前記高濃度酸
素の供給源として、空気中の酸素と窒素とを分離して高
濃度酸素を発生する圧力変動式吸着分離装置を設け、該
吸着分離装置から得られた高濃度酸素を前記酸素バーナ
ーに支燃性ガスとして供給するとともに、前記吸着分離
装置から排出される低酸素濃度のオフガスを、前記酸素
バーナーの燃焼排ガスに混合するように構成したことを
特徴とする酸素バーナーを用いた燃焼装置。 - 【請求項２】 前記燃焼排ガスとオフガスとが混合した
排ガスを、加熱用熱源として使用した後に排出すること
を特徴とする請求項１記載の酸素バーナーを用いた燃焼
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8392995A JPH08285219A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 酸素バーナーを用いた燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8392995A JPH08285219A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 酸素バーナーを用いた燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08285219A true JPH08285219A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=13816294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8392995A Pending JPH08285219A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 酸素バーナーを用いた燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08285219A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009002639A (ja) * | 2007-05-02 | 2009-01-08 | Air Products & Chemicals Inc | 溶融炉への熱供給方法 |
-
1995
- 1995-04-10 JP JP8392995A patent/JPH08285219A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009002639A (ja) * | 2007-05-02 | 2009-01-08 | Air Products & Chemicals Inc | 溶融炉への熱供給方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040517 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040525 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040715 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050301 |