JPH0894064A - 蓄熱燃焼方法 - Google Patents
蓄熱燃焼方法Info
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- JPH0894064A JPH0894064A JP6229271A JP22927194A JPH0894064A JP H0894064 A JPH0894064 A JP H0894064A JP 6229271 A JP6229271 A JP 6229271A JP 22927194 A JP22927194 A JP 22927194A JP H0894064 A JPH0894064 A JP H0894064A
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- combustion
- heat storage
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- combustion air
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- 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
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- Air Supply (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 蓄熱体１３を内蔵した２本のバーナ２ａ・２
ｂを設けた取鍋１を用いて、バーナ２ａが燃焼している
際にはバーナ２ｂから排気し、バーナ２ｂに内蔵された
蓄熱体１３に排ガスの顕熱を蓄熱し、バーナ２ａ・２ｂ
を交互に燃焼させて蓄熱体１３によって予熱された燃焼
用空気を燃焼する蓄熱燃焼方法において、酸素を富化し
た燃焼用空気をバーナ２ａ・２ｂに供給して酸素富化燃
焼を行う。 【効果】 火炎温度の高温化による伝熱能及び燃料節約
率の向上を図ることができ、さらなる省エネルギーの達
成が可能である。
ｂを設けた取鍋１を用いて、バーナ２ａが燃焼している
際にはバーナ２ｂから排気し、バーナ２ｂに内蔵された
蓄熱体１３に排ガスの顕熱を蓄熱し、バーナ２ａ・２ｂ
を交互に燃焼させて蓄熱体１３によって予熱された燃焼
用空気を燃焼する蓄熱燃焼方法において、酸素を富化し
た燃焼用空気をバーナ２ａ・２ｂに供給して酸素富化燃
焼を行う。 【効果】 火炎温度の高温化による伝熱能及び燃料節約
率の向上を図ることができ、さらなる省エネルギーの達
成が可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば取鍋等の溶鋼容
器昇熱設備で用いられるバーナの燃焼方法に関し、特に
高温を要する設備において高温の被加熱物または高温の
雰囲気を得る燃焼方法に関する。
器昇熱設備で用いられるバーナの燃焼方法に関し、特に
高温を要する設備において高温の被加熱物または高温の
雰囲気を得る燃焼方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球の温暖化が社会的な問題とな
っており、温暖化防止のためにＣＯ2排出抑制に基づく
省エネルギーが要求されている。そこで、省エネルギー
を達成するために、燃焼装置においては、燃焼用空気で
排熱回収を行い、投入熱量を増加させて温度を上昇させ
る方法がとられている。
っており、温暖化防止のためにＣＯ2排出抑制に基づく
省エネルギーが要求されている。そこで、省エネルギー
を達成するために、燃焼装置においては、燃焼用空気で
排熱回収を行い、投入熱量を増加させて温度を上昇させ
る方法がとられている。
【０００３】ところで、例えば燃料としてコークス炉ガ
スを常温の空気と混合してバーナで燃焼した場合、理論
火炎温度は約２０００℃であるが、燃焼装置内の雰囲気
温度が高温になるとガス解離現象が生じて、実際の火炎
温度は約１９５０℃より上昇しない。そこで、火炎温度
を上昇させてより高温の雰囲気温度を得る方法として、
燃焼用空気の温度を上昇させる方法や燃焼用空気に酸素
を富化する方法が提案されている。
スを常温の空気と混合してバーナで燃焼した場合、理論
火炎温度は約２０００℃であるが、燃焼装置内の雰囲気
温度が高温になるとガス解離現象が生じて、実際の火炎
温度は約１９５０℃より上昇しない。そこで、火炎温度
を上昇させてより高温の雰囲気温度を得る方法として、
燃焼用空気の温度を上昇させる方法や燃焼用空気に酸素
を富化する方法が提案されている。
【０００４】燃焼用空気の温度を上昇させる方法とし
て、ＪＦＲＣ平成４年度年次大会文献「蓄熱燃焼の応用
例」で提案されている燃焼システムがあり、この燃焼シ
ステムでは燃焼用空気を１０００℃以上に予熱した後に
燃焼することで燃焼装置内の雰囲気温度の高温化を図っ
ている。この燃焼システムにおいて、例えばコークス炉
ガスを１０００℃に予熱した燃焼用空気で燃焼した場合
の実際の火炎温度は約２３００℃まで上昇可能である。
て、ＪＦＲＣ平成４年度年次大会文献「蓄熱燃焼の応用
例」で提案されている燃焼システムがあり、この燃焼シ
ステムでは燃焼用空気を１０００℃以上に予熱した後に
燃焼することで燃焼装置内の雰囲気温度の高温化を図っ
ている。この燃焼システムにおいて、例えばコークス炉
ガスを１０００℃に予熱した燃焼用空気で燃焼した場合
の実際の火炎温度は約２３００℃まで上昇可能である。
【０００５】また、燃焼用空気に酸素を富化する方法と
して特開平５−３３９６２２号公報では、燃焼用空気と
して酸素と空気を混合したものを用いる方法が開示され
ており、特開平６−１１１０６号公報では、水を電気分
解して発生した酸素を燃焼用空気に混合する加熱炉の燃
焼方法が開示されている。燃焼用空気に酸素を富化し、
例えばコークス炉ガスを酸素濃度を５０％に富化した燃
焼用空気で燃焼した場合にはバーナの実際の火炎温度は
約２５５０℃まで上昇可能である。
して特開平５−３３９６２２号公報では、燃焼用空気と
して酸素と空気を混合したものを用いる方法が開示され
ており、特開平６−１１１０６号公報では、水を電気分
解して発生した酸素を燃焼用空気に混合する加熱炉の燃
焼方法が開示されている。燃焼用空気に酸素を富化し、
例えばコークス炉ガスを酸素濃度を５０％に富化した燃
焼用空気で燃焼した場合にはバーナの実際の火炎温度は
約２５５０℃まで上昇可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記したこれらの方法
は、いずれも高温の雰囲気温度を得て省エネルギーを達
成するのに有効である。ところが、地球の温暖化が急ピ
ッチで進行しているのでこの温暖化を防止すべく、さら
に高温での燃焼を可能とし、さらなる省エネルギーを達
成する燃焼方法が要求されている。
は、いずれも高温の雰囲気温度を得て省エネルギーを達
成するのに有効である。ところが、地球の温暖化が急ピ
ッチで進行しているのでこの温暖化を防止すべく、さら
に高温での燃焼を可能とし、さらなる省エネルギーを達
成する燃焼方法が要求されている。
【０００７】本発明の燃焼方法は、上記した問題に鑑み
て成されたものであり、より高温での燃焼を可能とし、
伝熱能及び燃料節約率の向上を図ることである。
て成されたものであり、より高温での燃焼を可能とし、
伝熱能及び燃料節約率の向上を図ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、蓄熱体を内蔵したバーナを２本設け
た燃焼装置を用いて、一方のバーナが燃焼している際に
は他方のバーナから排気し、このバーナに内蔵された蓄
熱体に排ガスの顕熱を蓄熱し、バーナを交互に燃焼させ
て前記蓄熱体によって予熱された燃焼用空気を燃焼する
蓄熱燃焼方法において、酸素を富化した燃焼用空気をバ
ーナに供給して酸素富化燃焼を行うのである。
ために、本発明は、蓄熱体を内蔵したバーナを２本設け
た燃焼装置を用いて、一方のバーナが燃焼している際に
は他方のバーナから排気し、このバーナに内蔵された蓄
熱体に排ガスの顕熱を蓄熱し、バーナを交互に燃焼させ
て前記蓄熱体によって予熱された燃焼用空気を燃焼する
蓄熱燃焼方法において、酸素を富化した燃焼用空気をバ
ーナに供給して酸素富化燃焼を行うのである。
【０００９】
【作用】本発明は、蓄熱体を内蔵したバーナを２本設け
た燃焼装置を用いて、一方のバーナが燃焼している際に
は他方のバーナから排気し、このバーナに内蔵された蓄
熱体に排ガスの顕熱を蓄熱し、バーナを交互に燃焼させ
て前記蓄熱体によって予熱された燃焼用空気を燃焼する
蓄熱燃焼方法において、酸素を富化した燃焼用空気をバ
ーナに供給して酸素富化燃焼を行うので、バーナはより
高温での燃焼が可能となる。
た燃焼装置を用いて、一方のバーナが燃焼している際に
は他方のバーナから排気し、このバーナに内蔵された蓄
熱体に排ガスの顕熱を蓄熱し、バーナを交互に燃焼させ
て前記蓄熱体によって予熱された燃焼用空気を燃焼する
蓄熱燃焼方法において、酸素を富化した燃焼用空気をバ
ーナに供給して酸素富化燃焼を行うので、バーナはより
高温での燃焼が可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付した図面に基
づいて説明する。図１は本発明方法を実施する装置の概
要を示した図、図２は本発明方法に用いられるバーナの
構成を示す断面図である。
づいて説明する。図１は本発明方法を実施する装置の概
要を示した図、図２は本発明方法に用いられるバーナの
構成を示す断面図である。
【００１１】図面において、１は図示しない転炉から溶
鋼を受け取る取鍋であり、通常は、溶鋼受鋼時の溶鋼温
度降下の防止及び転炉出鋼温度の低減を図るために、受
鋼前の待機中に加熱されている。この取鍋１の上方に設
けられた昇降自在な蓋１ａには、所定の間隔を存して２
基で対を成すバーナ２ａ・２ｂが配設されており、これ
らのバーナ２ａ・２ｂに配管４ａ・４ｂを介して接続さ
れた燃料切換四方弁３によってバーナ２ａ又は２ｂへの
燃料例えばコークス炉ガス（以下、「ＣＯＧ」という）
の供給が切り換えられる。
鋼を受け取る取鍋であり、通常は、溶鋼受鋼時の溶鋼温
度降下の防止及び転炉出鋼温度の低減を図るために、受
鋼前の待機中に加熱されている。この取鍋１の上方に設
けられた昇降自在な蓋１ａには、所定の間隔を存して２
基で対を成すバーナ２ａ・２ｂが配設されており、これ
らのバーナ２ａ・２ｂに配管４ａ・４ｂを介して接続さ
れた燃料切換四方弁３によってバーナ２ａ又は２ｂへの
燃料例えばコークス炉ガス（以下、「ＣＯＧ」という）
の供給が切り換えられる。
【００１２】５はバーナ２ａ・２ｂへの燃焼用空気の供
給と燃焼後の排ガスの排出を切り換える空気排ガス切換
四方弁であって、配管７ａ・７ｂを介してバーナ２ａ・
２ｂに接続されており、例えば一方のバーナ２ａへ燃焼
用空気を供給し、他方のバーナ２ｂから排ガスを外方へ
排出している状態からバーナ２ａから排ガスを外方へ排
出し、バーナ２ｂへ燃焼用空気を供給する状態へと切り
換える。
給と燃焼後の排ガスの排出を切り換える空気排ガス切換
四方弁であって、配管７ａ・７ｂを介してバーナ２ａ・
２ｂに接続されており、例えば一方のバーナ２ａへ燃焼
用空気を供給し、他方のバーナ２ｂから排ガスを外方へ
排出している状態からバーナ２ａから排ガスを外方へ排
出し、バーナ２ｂへ燃焼用空気を供給する状態へと切り
換える。
【００１３】また、空気排ガス切換四方弁５と空気ブロ
ワ６を接続した配管８には図示しないエアーポンプによ
って純酸素を富化する配管９が介設されており、酸素濃
度を例えば５０％に富化した酸素富化空気が燃焼用空気
としてバーナ２ａ・２ｂへ供給される。なお、前記配管
９には、燃焼用空気中の酸素濃度を調節可能なように酸
素の供給量を調節する装置を設けておくことが望まし
い。
ワ６を接続した配管８には図示しないエアーポンプによ
って純酸素を富化する配管９が介設されており、酸素濃
度を例えば５０％に富化した酸素富化空気が燃焼用空気
としてバーナ２ａ・２ｂへ供給される。なお、前記配管
９には、燃焼用空気中の酸素濃度を調節可能なように酸
素の供給量を調節する装置を設けておくことが望まし
い。
【００１４】さらに、バーナ２ａ・２ｂは、図２に示す
ように、バーナ部１１と蓄熱部１２から構成されてお
り、バーナ部１１は燃料用流路１１ａを中央に、その周
囲に燃焼用空気流路１１ｂを形成しており、燃焼用空気
流路１１ｂと連なる蓄熱部１２には例えばφ１５ｍｍ〜
φ２５ｍｍのアルミナ製のボールが蓄熱体１３として充
填されている。そして、バーナ２ａ・２ｂが排ガス排出
用として作動している時には前記蓄熱体１３に排ガスの
顕熱を蓄熱し、その後のバーナ作動時には蓄熱体１３に
よって予熱された燃焼用空気が燃焼される。
ように、バーナ部１１と蓄熱部１２から構成されてお
り、バーナ部１１は燃料用流路１１ａを中央に、その周
囲に燃焼用空気流路１１ｂを形成しており、燃焼用空気
流路１１ｂと連なる蓄熱部１２には例えばφ１５ｍｍ〜
φ２５ｍｍのアルミナ製のボールが蓄熱体１３として充
填されている。そして、バーナ２ａ・２ｂが排ガス排出
用として作動している時には前記蓄熱体１３に排ガスの
顕熱を蓄熱し、その後のバーナ作動時には蓄熱体１３に
よって予熱された燃焼用空気が燃焼される。
【００１５】本発明方法は、例えば上記したような装置
で実施するのであって、図示しない制御装置によって燃
料切換四方弁３と空気排ガス切換四方弁５を操作し、バ
ーナ２ａ・２ｂそれぞれで例えば３分毎に燃焼、排気を
繰り返しつつ取鍋１を昇熱する。なお、バーナ２ａ・２
ｂにおける燃焼、排気の作動間隔は制御装置を操作して
変更すればよい。
で実施するのであって、図示しない制御装置によって燃
料切換四方弁３と空気排ガス切換四方弁５を操作し、バ
ーナ２ａ・２ｂそれぞれで例えば３分毎に燃焼、排気を
繰り返しつつ取鍋１を昇熱する。なお、バーナ２ａ・２
ｂにおける燃焼、排気の作動間隔は制御装置を操作して
変更すればよい。
【００１６】上記したように昇熱を行う本発明方法にお
いて、燃料にＣＯＧを用いて燃焼用空気温度１０００
℃、酸素濃度５０％の条件で火炎温度と輻射伝熱能力及
び燃料節約率を算出し、比較方法と比較したものを次の
表１と表２に示す。なお、比較１は常温の燃焼用空気で
の燃焼方法、比較２は蓄熱燃焼方法、比較３は酸素富化
燃焼方法である。
いて、燃料にＣＯＧを用いて燃焼用空気温度１０００
℃、酸素濃度５０％の条件で火炎温度と輻射伝熱能力及
び燃料節約率を算出し、比較方法と比較したものを次の
表１と表２に示す。なお、比較１は常温の燃焼用空気で
の燃焼方法、比較２は蓄熱燃焼方法、比較３は酸素富化
燃焼方法である。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】上記の表１と２より、本発明方法における
燃焼では、火炎温度が約２６５０℃と比較方法よりも高
温での燃焼が可能であり、輻射伝熱能力が比較方法より
も向上する。また、本発明方法によれば、比較方法と比
較して大量の燃料を節約可能である。
燃焼では、火炎温度が約２６５０℃と比較方法よりも高
温での燃焼が可能であり、輻射伝熱能力が比較方法より
も向上する。また、本発明方法によれば、比較方法と比
較して大量の燃料を節約可能である。
【００２０】内径約３２００ｍｍ、高さ約３８００ｍ
ｍ、厚さ３０ｍｍの鉄皮で形成し、内面に厚さ２００ｍ
ｍの耐火物をライニングした取鍋を本発明方法によって
昇熱した。前記取鍋の蓋には１１００ｍｍの間隔を存し
て容量２０００万ｋｃａｌ／ｈのバーナ（バーナ内の蓄
熱体の体積は０．３ｍ3 ）を１対設け、これらバーナに
ＣＯＧを燃料として空気量６５４Ｎｍ3 ／ｈ、純酸素量
３８０Ｎｍ3 ／ｈ（空気比１．２、酸素濃度５０％）で
供給し、２００万ｋｃａｌ／ｈの焚量でバーナは２分ピ
ッチで燃焼、排気を繰り返した。
ｍ、厚さ３０ｍｍの鉄皮で形成し、内面に厚さ２００ｍ
ｍの耐火物をライニングした取鍋を本発明方法によって
昇熱した。前記取鍋の蓋には１１００ｍｍの間隔を存し
て容量２０００万ｋｃａｌ／ｈのバーナ（バーナ内の蓄
熱体の体積は０．３ｍ3 ）を１対設け、これらバーナに
ＣＯＧを燃料として空気量６５４Ｎｍ3 ／ｈ、純酸素量
３８０Ｎｍ3 ／ｈ（空気比１．２、酸素濃度５０％）で
供給し、２００万ｋｃａｌ／ｈの焚量でバーナは２分ピ
ッチで燃焼、排気を繰り返した。
【００２１】その結果、同容量の常温空気を酸素富化し
ないで用いた場合には取鍋中の雰囲気温度は３０分で１
１００℃に昇熱したものが、本発明方法によれば取鍋中
の雰囲気温度は２０分で１３００℃に昇熱が可能とな
り、また燃料用空気の温度は蓄熱体によって１１００℃
に予熱された。
ないで用いた場合には取鍋中の雰囲気温度は３０分で１
１００℃に昇熱したものが、本発明方法によれば取鍋中
の雰囲気温度は２０分で１３００℃に昇熱が可能とな
り、また燃料用空気の温度は蓄熱体によって１１００℃
に予熱された。
【００２２】本実施例では、アルミナ製のボールを蓄熱
体として用いた場合を説明したが、蓄熱体の材質は炭化
ケイ素や窒化ケイ素等の耐熱性に優れたものならよく、
形状についてもボール状、ナゲット状いずれの形状でも
よい。また、本実施例では、燃料としてＣＯＧを用いた
が他の燃料でも使用可能であることは言うまでもない。
体として用いた場合を説明したが、蓄熱体の材質は炭化
ケイ素や窒化ケイ素等の耐熱性に優れたものならよく、
形状についてもボール状、ナゲット状いずれの形状でも
よい。また、本実施例では、燃料としてＣＯＧを用いた
が他の燃料でも使用可能であることは言うまでもない。
【００２３】また、本実施例では、本発明方法を取鍋に
おいて実施した場合を説明したが、被熱物を加熱・溶解
する加熱炉、熱処理炉、溶解炉、トピードカー、連続鋳
造用タンディッシュ等において本発明方法を実施するこ
とも可能である。
おいて実施した場合を説明したが、被熱物を加熱・溶解
する加熱炉、熱処理炉、溶解炉、トピードカー、連続鋳
造用タンディッシュ等において本発明方法を実施するこ
とも可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれ
ば、バーナはより高温での燃焼が可能となるので、火炎
温度の高温化による伝熱能及び燃料節約率の向上を図る
ことができる。このことにより、さらなる省エネルギー
の達成が可能である。
ば、バーナはより高温での燃焼が可能となるので、火炎
温度の高温化による伝熱能及び燃料節約率の向上を図る
ことができる。このことにより、さらなる省エネルギー
の達成が可能である。
【図１】本発明方法を実施する装置の概要を示した図で
ある。
ある。
【図２】本発明方法に用いられるバーナの構成を示す断
面図である。
面図である。
１ 取鍋 １ａ 蓋 ２ａ バーナ ２ｂ バーナ ３ 燃料切換四方弁 ４ａ 配管 ４ｂ 配管 ５ 空気排ガス切換四方弁 ７ａ 配管 ７ｂ 配管 ８ 配管 ９ 配管 １１ バーナ部 １２ 蓄熱部 １３ 蓄熱体
Claims (1)
- 【請求項１】 蓄熱体を内蔵したバーナを２本設けた燃
焼装置を用いて、一方のバーナが燃焼している際には他
方のバーナから排気し、このバーナに内蔵された蓄熱体
に排ガスの顕熱を蓄熱し、バーナを交互に燃焼させて前
記蓄熱体によって予熱された燃焼用空気を燃焼する蓄熱
燃焼方法において、酸素を富化した燃焼用空気をバーナ
に供給して酸素富化燃焼を行うことを特徴とする蓄熱燃
焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229271A JPH0894064A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 蓄熱燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229271A JPH0894064A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 蓄熱燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894064A true JPH0894064A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16889501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6229271A Pending JPH0894064A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 蓄熱燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0894064A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5450869B1 (ja) * | 2013-07-01 | 2014-03-26 | 中外炉工業株式会社 | 蓄熱式バーナの蓄熱部構造 |
| CN103672870A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-03-26 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 用于加热炉的燃烧装置和具有其的加热炉 |
| CN103953920A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-07-30 | 辽宁向导科技发展有限公司 | 一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧方法及燃烧系统 |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP6229271A patent/JPH0894064A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5450869B1 (ja) * | 2013-07-01 | 2014-03-26 | 中外炉工業株式会社 | 蓄熱式バーナの蓄熱部構造 |
| CN103672870A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-03-26 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 用于加热炉的燃烧装置和具有其的加热炉 |
| CN103953920A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-07-30 | 辽宁向导科技发展有限公司 | 一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧方法及燃烧系统 |
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