JPH09222224A - 蓄熱式燃焼装置の燃焼方法 - Google Patents

蓄熱式燃焼装置の燃焼方法

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JPH09222224A
JPH09222224A JP8054094A JP5409496A JPH09222224A JP H09222224 A JPH09222224 A JP H09222224A JP 8054094 A JP8054094 A JP 8054094A JP 5409496 A JP5409496 A JP 5409496A JP H09222224 A JPH09222224 A JP H09222224A
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JP
Japan
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combustion
heat storage
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regenerative
exhaust
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JP8054094A
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English (en)
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Kiyoshi Kawabe
潔 川邉
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 未燃ガス流出によるエネルギー損失を防ぎ、
更に未燃ガスの流出による環境汚染、暴発を防止し、更
に燃焼効率の高い蓄熱式燃焼装置の燃焼方法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 給排気通路に蓄熱体17、18がそれぞ
れ設けられた対となる蓄熱式バーナー11、12を備
え、対となる蓄熱式バーナー11、12が燃焼と排気を
交互に繰り返す蓄熱式燃焼装置10の燃焼方法であっ
て、排気動作を行う側の蓄熱式バーナー12の蓄熱体1
8の上流側に、燃焼動作を行う蓄熱式バーナーによって
予熱された空気の一部を排気ガス中の未燃ガスの燃焼処
理を行う空気として入れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼と排気(正確
には消火及び排気)を交互に繰り返す対となる(3組以
上も含む)蓄熱式バーナーを備えた蓄熱式燃焼装置の燃
焼方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の蓄熱式燃焼装置としては、例えば
特開平5−256423号公報、特開平4−27081
9号公報あるいは特開平7−280222号公報に記載
されているように、それぞれ給排気通路に蓄熱体を備え
た複数本の蓄熱式バーナーを用いて燃焼と排気を0.5
〜2分程度の短い時間で交互に行う蓄熱式燃焼装置が使
用されていた。この蓄熱式燃焼装置においては、消火し
て排気動作を行う一方の蓄熱式バーナーは、他方の蓄熱
式バーナーの高温の燃焼排ガスを吸引し、給排気通路に
設けられている蓄熱体を加熱して排ガスの熱を回収し、
燃焼側の蓄熱式バーナーは、予熱された蓄熱体によって
燃焼用空気を高温度に予熱して、排ガス熱回収を行って
熱効率の回収を図っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記蓄
熱式燃焼装置を例えば連続焼鈍炉の弱酸化直火式加熱装
置や、その他の還元性雰囲気の加熱炉に用いた場合に
は、空気過剰率が1未満であるので、排ガス中に未燃ガ
ス等が残ることになり、そのまま排気されると含まれる
エネルギーの損失が生じるという問題があった。また、
未燃ガスが大気にそのまま放出されると、環境が汚染さ
れ、更には未燃ガスの濃度が高い場合には、爆発する危
険もあるという問題があった。本発明はかかる事情に鑑
みてなされたもので、未燃ガス流出によるエネルギー損
失を防ぎ、更に未燃ガスの流出による環境汚染、爆発を
防止し、更に燃焼効率の高い蓄熱式燃焼装置の燃焼方法
を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の蓄熱式燃焼装置の燃焼方法は、給排気通路に蓄熱
体が設けられた対となる蓄熱式バーナーを備え、該対と
なる蓄熱式バーナーが燃焼と排気を交互に繰り返す蓄熱
式燃焼装置の燃焼方法であって、排気動作を行う側の前
記蓄熱式バーナーの蓄熱体の上流側に、燃焼動作を行う
蓄熱式バーナーによって予熱された空気の一部を排気ガ
ス中の未燃ガスの燃焼処理を行う空気として入れてい
る。請求項2記載の蓄熱式燃焼装置の燃焼方法は、請求
項1記載の方法において、前記蓄熱式燃焼装置は、連続
焼鈍炉の空気過剰率が1未満で燃焼させる加熱装置に使
用されている。
【0005】従って、請求項1、2記載の蓄熱式燃焼装
置の燃焼方法においては、排気動作を行う側の蓄熱式バ
ーナーの蓄熱体の上流側に、高温の空気を供給すること
ができ、燃焼動作を行う蓄熱式バーナーによって予熱さ
れた空気の一部を入れているので、これによって混入す
る空気によって蓄熱体の温度降下を防止しながら、含ま
れる未燃ガスが燃焼し、これによって排気ガスの温度が
更に高まり、蓄熱体を更に高い温度に予熱する。この場
合、各バーナー間に燃焼用空気の切替え装置を新たに設
ける必要はない。この蓄熱式バーナーが燃焼動作を行う
場合には、高温度に予熱された蓄熱体によって予熱され
るので、更に高温度の燃焼空気となって、全体の熱効率
が向上する。そして、未燃ガスが燃焼されるので、排気
ガスが清浄化される。特に、請求項2記載の蓄熱式燃焼
装置の燃焼方法においては、鋼帯の連続焼鈍炉の空気過
剰率が1未満で燃焼させる加熱装置にこの蓄熱式燃焼装
置を使用しているので、炉全体の燃焼効率を高めること
ができると共に、連続焼鈍炉からの排ガスをクリーンな
ものとするとこができる。
【0006】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明
の理解に供する。ここに、図1は本発明の一実施の形態
に係る蓄熱式燃焼装置の燃焼方法の説明図、図2は同方
法に使用している蓄熱式燃焼装置の断面図である。
【0007】まず、図1及び図2を参照しながら、前記
方法に使用する蓄熱式燃焼装置10の構成について説明
する。図1、図2に示すように、蓄熱式燃焼装置10
は、左右の対となる蓄熱式バーナー11、12と有し、
これが連続焼鈍炉13の弱酸化直火式加熱装置を構成し
ている。前記蓄熱式バーナー11、12はその給排気通
路にそれぞれ周囲を耐火物14で覆われた蓄熱室15、
16を備え、蓄熱室15、16の内部にはセラミックス
ボール等からなって通気性を有する蓄熱体17、18が
それぞれ収納されている。蓄熱室15、16の上部には
加熱された高温空気が出入りする上給排気口19、20
がそれぞれ設けられ、蓄熱室15、16の下部には燃焼
排ガスの排気及び燃焼空気の吸気を行う下給排気口2
1、22がそれぞれ設けられている。
【0008】蓄熱式バーナー11、12に燃料を供給す
る燃料ノズル23、24は蓄熱式バーナー11、12の
炉体装入部分にそれぞれ複数本設けられ、連続焼鈍炉1
3の内部にLNGガス、COGガス等の気体燃料を供給
するようになっている。なお、蓄熱室15、16の側部
に設けられている挿入孔25は熱電対を装入するための
ものである。
【0009】この蓄熱式バーナー11、12の外部配管
を、図1を参照しながら説明する。左右の上給排気口1
9、20が連通管26によって連通されている。なお、
連通管26に必要に応じて流量調整弁39を設けて、通
過する高温空気の量を制御するのが好ましい。下給排気
口21、22には、それぞれ燃焼空気切替え弁27、2
8の出口が接続され、燃焼空気切替え弁27、28の入
口側には、吸気側に流量調整ダンパー29が設けられた
燃焼空気ファン30が連結されている。更に、前記下給
排気口21、22には、それぞれ排ガス切替え弁31、
32の入口側が接続され、排ガス切替え弁31、32の
出口側には流量調整ダンパー33を介して排気ファン3
4が接続されている。また、図2に示す燃料ノズル2
3、24には、それぞれ燃料切替え弁35、36を介し
て燃料源(例えば、LNG貯留槽)が連結されている。
【0010】このような構成となった蓄熱式燃焼装置1
0の燃焼方法を以下に説明する。蓄熱式バーナー11を
燃焼動作を行い、蓄熱式バーナー12が消火状態で排気
動作を行う場合には、燃料切替え弁35をオンとすると
共に燃料切替え弁36をオフにして、燃料ノズル23に
燃料用ガスを供給する。そして、燃焼空気切替え弁27
及び排気ガス切替え弁32をオンにすると共に燃焼空気
切替え弁28及び排気ガス切替え弁31をオフにして、
燃焼用空気を下給排気口21から供給して、燃焼排ガス
を下給排気口22から排出する。下給排気口21から蓄
熱室15に導入された燃焼空気は、蓄熱体17によって
約1000〜1100℃程度に予熱され、燃料と共にバ
ーナー口37から燃焼状態で放出されるが、その一部は
連通管26を通って上給排気口20から蓄熱式バーナー
12の蓄熱室16の上部に導入される。
【0011】ここで、燃料ノズル23から供給される燃
料に対して、前記バーナー口37に供給する燃焼空気
を、燃料が必要とする理論空気量よりやや少なくする
と、弱酸化性雰囲気(空気過剰率が0.95〜1未満の
場合)又は還元性雰囲気の燃焼炎を形成できるが、その
排気ガスには未燃ガスを含み、この未燃ガスを含む排ガ
スは他方の蓄熱式バーナー12のバーナー口38から蓄
熱室16に入いる。一方、上給排気口20からは、約1
000℃程度の燃焼空気が供給されているので、排ガス
中に含まれる未燃ガスは燃焼して、蓄熱体18を更に高
温に加熱して下給排気口22から排出される。この未燃
ガスを含まない排ガスは、排気ガス切替え弁32を通じ
て流量調整ダンパー33及び排気ガスファン34を通っ
て外部に排気される。
【0012】この動作を20〜40秒程度継続した後、
蓄熱式バーナー11が消火して排気動作を行い、蓄熱式
バーナー12が点火して燃焼動作を行うが、この場合に
は、燃料切替え弁36、燃焼空気切替え弁28及び排気
ガス切替え弁31をそれぞれオンにすると共に、燃料切
替え弁35、燃焼空気切替え弁27及び排気ガス切替え
弁32をそれぞれオフにすることによって行う。この場
合も、燃料ノズル24から供給される燃料ガスの理論空
気量に対して燃焼空気の量を少なくして、弱酸化性雰囲
気又は還元性雰囲気の燃焼炎とするので、排気ガス中に
未燃ガスが含まれ、蓄熱式バーナー11の上給排気口1
9から供給される燃焼空気によって燃焼し、蓄熱体17
を高温状態に予熱することになる。
【0013】以上の動作によって、炉内での燃焼ガスを
弱酸化性又は還元性雰囲気に保ち、排ガス中の未燃ガス
を更に燃焼処理して、その熱を蓄熱体で回収し、燃焼空
気の予熱源としているので、炉全体の熱効率を向上する
ことができる。そして、排気される排ガスは未燃ガスを
含まないクリーンなガスとなって、環境汚染の問題が生
じないことになる。
【0014】前記実施の形態においては、弱酸化直火式
加熱装置の場合について説明したが、その他空気過剰率
が1未満で燃焼させる加熱装置の場合であっても本発明
は適用される。また、前記実施の形態では、対となる蓄
熱式バーナーからなる蓄熱式燃焼装置について説明した
が、更に多数の蓄熱式バーナーを備えて、これが順次燃
焼と排気の状態を切り換えて作動する蓄熱式燃焼装置で
あっても本発明は適用される。
【0015】
【発明の効果】請求項1、2記載の蓄熱式燃焼装置の燃
焼方法は、以上の説明からも明らかなように、一方の蓄
熱式バーナーが燃焼した場合に生じる未燃ガスを他方の
蓄熱式バーナーの蓄熱室の上流側で燃焼させているの
で、未燃ガスの含まれる熱エネルギーを蓄熱体で回収す
ることができ、これによって蓄熱式燃焼装置全体の熱効
率が向上する。特に、未燃ガスを燃焼させる燃焼空気が
高温度に予熱されているので、未燃ガスの完全燃焼を図
ることができると共に、常用空気を用いた場合に比較し
て燃焼空気の混合によって排気ガスの温度が下がること
がなく、効率的に燃焼が行える。また、他の炉や熱交換
器で加熱された燃焼用空気あるいは常温空気を用いる場
合に比べ、切替え弁も少なくて済み、設備もコンパクト
になる。そして、請求項2記載の蓄熱式燃焼装置の燃焼
方法においては、連続焼鈍炉の空気過剰率が1未満で燃
焼させる加熱装置にこの方法を使用したので、従来の連
続焼鈍炉のように熱効率を高めるための予熱室等を必要
とせず、設備全体の小型化及び燃焼効率の向上を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る蓄熱式燃焼装置の
燃焼方法の説明図である。
【図2】同方法に使用している蓄熱式燃焼装置の断面図
である。
【符号の説明】
10 蓄熱式燃焼装置 11 蓄熱式バ
ーナー 12 蓄熱式バーナー 13 連続焼鈍
炉 14 耐火物 15 蓄熱室 16 蓄熱室 17 蓄熱体 18 蓄熱体 19 上給排気
口 20 上給排気口 21 下給排気
口 22 下吸気口 23 燃料ノズ
ル 24 燃料ノズル 25 挿入孔 26 連通管 27 燃焼空気
切替え弁 28 燃焼空気切替え弁 29 流量調整
ダンパー 30 燃焼空気ファン 31 排ガス切
替え弁 32 排ガス切替え弁 33 流量調整
ダンパー 34 排気ファン 35 燃料切替
え弁 36 燃料切替え弁 37 バーナー
口 38 バーナー口 39 連通管流
量調整弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 給排気通路に蓄熱体が設けられた対とな
    る蓄熱式バーナーを備え、該対となる蓄熱式バーナーが
    燃焼と排気を交互に繰り返す蓄熱式燃焼装置の燃焼方法
    であって、 排気動作を行う側の前記蓄熱式バーナーの蓄熱体の上流
    側に、燃焼動作を行う蓄熱式バーナーによって予熱され
    た空気の一部を排気ガス中の未燃ガスの燃焼処理を行う
    空気として入れることを特徴とする蓄熱式燃焼装置の燃
    焼方法。
  2. 【請求項2】 前記蓄熱式燃焼装置は、連続焼鈍炉の空
    気過剰率が1未満で燃焼させる加熱装置に使用されてい
    る請求項1記載の蓄熱式燃焼装置の燃焼方法。
JP8054094A 1996-02-15 1996-02-15 蓄熱式燃焼装置の燃焼方法 Withdrawn JPH09222224A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012189241A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Niimi Sangyo Kk 蓄熱式バーナ炉
JP2022114243A (ja) * 2021-01-26 2022-08-05 中外炉工業株式会社 蓄熱式燃焼設備

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Effective date: 20030506