JPH09229350A - 加熱炉の排ガス顕熱回収装置 - Google Patents
加熱炉の排ガス顕熱回収装置Info
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- JPH09229350A JPH09229350A JP8036856A JP3685696A JPH09229350A JP H09229350 A JPH09229350 A JP H09229350A JP 8036856 A JP8036856 A JP 8036856A JP 3685696 A JP3685696 A JP 3685696A JP H09229350 A JPH09229350 A JP H09229350A
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- heating furnace
- fuel
- heat
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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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蓄熱切替式水蒸気改質器で燃料を水蒸気改質
しながら、蓄熱切替式空気予熱を行うバーナーのもと
に、燃料予熱による排ガス顕熱回収装置を提供するこ
と。 【解決手段】 水蒸気改質した燃料を吹き込む内管と、
酸素含有ガスを吹き込む外管とからなる加熱炉の２重燃
焼バーナーにおいて、２重燃焼バーナーへの燃料及び酸
素含有ガスの供給配管に、排ガスの導入排出配管を切替
え可能に設けるとともに、前記酸素含有ガス供給配管お
よび燃料供給配管に、排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を設
けたことを特徴とする加熱炉の排ガス顕熱回収装置。
しながら、蓄熱切替式空気予熱を行うバーナーのもと
に、燃料予熱による排ガス顕熱回収装置を提供するこ
と。 【解決手段】 水蒸気改質した燃料を吹き込む内管と、
酸素含有ガスを吹き込む外管とからなる加熱炉の２重燃
焼バーナーにおいて、２重燃焼バーナーへの燃料及び酸
素含有ガスの供給配管に、排ガスの導入排出配管を切替
え可能に設けるとともに、前記酸素含有ガス供給配管お
よび燃料供給配管に、排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を設
けたことを特徴とする加熱炉の排ガス顕熱回収装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼ガスと酸素含
有ガスを混合、燃焼する加熱炉における６００〜１５０
０℃の加熱炉燃焼排ガスの顕熱を回収する装置構造に関
するものである。
有ガスを混合、燃焼する加熱炉における６００〜１５０
０℃の加熱炉燃焼排ガスの顕熱を回収する装置構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、加熱炉の排ガス顕熱回収方法は、
排ガスと空気の熱交換による燃焼空気予熱であった。製
鉄所の加熱炉の例では７００〜９００℃の排ガスをシェ
ルアンドチューブ式熱交換器のシェル部に導入し、燃焼
空気をチューブ部に流通させて４００〜６００℃に予熱
している。そして熱交換器から大気に放散される排ガス
温度を４００〜６００℃に低下させ、排ガス顕熱の３０
〜６０％が回収されている。回収された熱エネルギーは
空気顕熱として加熱炉で循環再利用されるため、空気予
熱を行わない場合に比べて加熱炉燃焼原単位を２０〜３
０％低減できる。しかし、上記従来の空気予熱だけの排
ガス顕熱回収では、排ガスの大気放散温度は４００〜６
００℃と依然として高く、大気放散する排ガス温度を２
００℃付近にまで低下させ、排ガスの顕熱を回収して加
熱炉での熱利用率を上げる必要がある。
排ガスと空気の熱交換による燃焼空気予熱であった。製
鉄所の加熱炉の例では７００〜９００℃の排ガスをシェ
ルアンドチューブ式熱交換器のシェル部に導入し、燃焼
空気をチューブ部に流通させて４００〜６００℃に予熱
している。そして熱交換器から大気に放散される排ガス
温度を４００〜６００℃に低下させ、排ガス顕熱の３０
〜６０％が回収されている。回収された熱エネルギーは
空気顕熱として加熱炉で循環再利用されるため、空気予
熱を行わない場合に比べて加熱炉燃焼原単位を２０〜３
０％低減できる。しかし、上記従来の空気予熱だけの排
ガス顕熱回収では、排ガスの大気放散温度は４００〜６
００℃と依然として高く、大気放散する排ガス温度を２
００℃付近にまで低下させ、排ガスの顕熱を回収して加
熱炉での熱利用率を上げる必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そのためには、加熱炉
燃焼バーナーに供給される２つの物質、すなわち、燃料
と空気のいずれかを予熱する必要がある。しかしなが
ら、燃料は一般に２５０℃以上において、一酸化炭素な
らびに炭化水素の熱分解反応によるススの発生が顕著と
なるため高温に予熱することができなかった。このた
め、排ガス顕熱回収は空気予熱のみで行われていた。一
方、空気予熱には間接熱交換式と蓄熱熱交換式の２つが
ある。間接熱交換式の空気予熱器は通常金属でできてい
るため、空気予熱温度上限は約８００℃であるという問
題がある。
燃焼バーナーに供給される２つの物質、すなわち、燃料
と空気のいずれかを予熱する必要がある。しかしなが
ら、燃料は一般に２５０℃以上において、一酸化炭素な
らびに炭化水素の熱分解反応によるススの発生が顕著と
なるため高温に予熱することができなかった。このた
め、排ガス顕熱回収は空気予熱のみで行われていた。一
方、空気予熱には間接熱交換式と蓄熱熱交換式の２つが
ある。間接熱交換式の空気予熱器は通常金属でできてい
るため、空気予熱温度上限は約８００℃であるという問
題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】これらの問題を解消すべ
く、発明者らは鋭意開発を進めた結果、蓄熱切替式水蒸
気改質器で燃料を水蒸気改質しながら、蓄熱切替式空気
予熱を行うバーナーの基に、燃料予熱による排ガス顕熱
回収装置を提供することにある。その発明の要旨とする
ところは、 （１）水蒸気改質した燃料を吹き込む内管と、酸素含有
ガスを吹き込む外管とからなる加熱炉の２重燃焼バーナ
ーにおいて、２重管バーナーへの燃料及び酸素含有ガス
の供給配管に、排ガスの導入排出配管を切替え可能に設
けるとともに、前記酸素含有ガス供給配管および燃料供
給配管に、排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を設けたことを
特徴とする加熱炉の排ガス顕熱回収装置。
く、発明者らは鋭意開発を進めた結果、蓄熱切替式水蒸
気改質器で燃料を水蒸気改質しながら、蓄熱切替式空気
予熱を行うバーナーの基に、燃料予熱による排ガス顕熱
回収装置を提供することにある。その発明の要旨とする
ところは、 （１）水蒸気改質した燃料を吹き込む内管と、酸素含有
ガスを吹き込む外管とからなる加熱炉の２重燃焼バーナ
ーにおいて、２重管バーナーへの燃料及び酸素含有ガス
の供給配管に、排ガスの導入排出配管を切替え可能に設
けるとともに、前記酸素含有ガス供給配管および燃料供
給配管に、排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を設けたことを
特徴とする加熱炉の排ガス顕熱回収装置。
【０００５】（２）燃料供給配管に設けた蓄熱器内に球
状の改質触媒を充填し、酸素含有ガス供給配管に設けた
蓄熱器内に球状の耐火物を充填したことを特徴とする前
記（１）記載の加熱炉の排ガス顕熱回収装置。 （３）蓄熱器内の気体の流れ方向を垂直方向としたこと
を特徴とする前記（２）記載の加熱炉の排ガス顕熱回収
装置。
状の改質触媒を充填し、酸素含有ガス供給配管に設けた
蓄熱器内に球状の耐火物を充填したことを特徴とする前
記（１）記載の加熱炉の排ガス顕熱回収装置。 （３）蓄熱器内の気体の流れ方向を垂直方向としたこと
を特徴とする前記（２）記載の加熱炉の排ガス顕熱回収
装置。
【０００６】（４）２重管燃焼バーナーの内管及び外管
に排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を設けたことを特徴とす
る前記（１）〜（３）のいずれかに記載の加熱炉の排ガ
ス顕熱回収装置。 （５）排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を２重管燃焼バーナ
ーの外部でかつ加熱炉外部に設けることを特徴とする前
記（１）〜（３）のいずれかに記載の加熱炉の排ガス顕
熱回収装置にある。ここで言う酸素含有ガス供給配管お
よび燃料供給配管は、バーナー内部の空間を含むガス供
給源から加熱炉炉内までの全ての供給系統を意味する。
に排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を設けたことを特徴とす
る前記（１）〜（３）のいずれかに記載の加熱炉の排ガ
ス顕熱回収装置。 （５）排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を２重管燃焼バーナ
ーの外部でかつ加熱炉外部に設けることを特徴とする前
記（１）〜（３）のいずれかに記載の加熱炉の排ガス顕
熱回収装置にある。ここで言う酸素含有ガス供給配管お
よび燃料供給配管は、バーナー内部の空間を含むガス供
給源から加熱炉炉内までの全ての供給系統を意味する。
【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明においては、蓄熱切替式水蒸気改質器で燃料を水蒸
気改質しながら、蓄熱切替式空気予熱を行うもので、そ
の蓄熱熱交換式の空気予熱器はアルミナボールなどのセ
ラミックス蓄熱体を用いるため、空気予熱器は１２００
℃程度まで上げることができる。ここで、燃焼バーナー
に出入りする各種ガスの体積比を考えてみるに、例え
ば、燃料にコークス炉ガスをとると、燃料体積１に対し
て燃焼空気が約５体積必要で、燃焼によって生成する排
ガスは約６体積となる。この６体積の排ガスの温度は炉
内で１３００℃に達しており、酸露点問題から排ガスの
冷却が１６０℃まで可能とすると、排ガス顕熱量Ｑ1 は
（６体積）×（１３００−１６０）×（比熱）で与えら
れる。
発明においては、蓄熱切替式水蒸気改質器で燃料を水蒸
気改質しながら、蓄熱切替式空気予熱を行うもので、そ
の蓄熱熱交換式の空気予熱器はアルミナボールなどのセ
ラミックス蓄熱体を用いるため、空気予熱器は１２００
℃程度まで上げることができる。ここで、燃焼バーナー
に出入りする各種ガスの体積比を考えてみるに、例え
ば、燃料にコークス炉ガスをとると、燃料体積１に対し
て燃焼空気が約５体積必要で、燃焼によって生成する排
ガスは約６体積となる。この６体積の排ガスの温度は炉
内で１３００℃に達しており、酸露点問題から排ガスの
冷却が１６０℃まで可能とすると、排ガス顕熱量Ｑ1 は
（６体積）×（１３００−１６０）×（比熱）で与えら
れる。
【０００８】これに対し、蓄熱熱交換式の空気予熱が回
収しうる排ガス顕熱Ｑ2 は（５体積）×（１２００−１
６０）×（比熱）となってＱ1 の約８０％が回収可能で
ある。しかし、間接熱交換式の空気予熱ではＱ3 ＝（５
体積）×（８００−１６０）×（比熱）となって、回収
率上限は約６０％となり、いずれも１００％には至って
いない。
収しうる排ガス顕熱Ｑ2 は（５体積）×（１２００−１
６０）×（比熱）となってＱ1 の約８０％が回収可能で
ある。しかし、間接熱交換式の空気予熱ではＱ3 ＝（５
体積）×（８００−１６０）×（比熱）となって、回収
率上限は約６０％となり、いずれも１００％には至って
いない。
【０００９】そこで、注目されるのは、燃料の予熱が前
述したように２５０℃以上に予熱すると、特に６００℃
以上の高温領域において、 ＣＨ4 → Ｃ ＋ ２Ｈ2 … （１） なる炭素析出反応が顕著となって燃料中の炭素が燃料予
熱器内壁に析出してしまう。ここでニッケル−アルミナ
などの触媒存在下で、燃料に蒸気を添加し、燃料中の炭
化水素を水蒸気改質反応せしめる場合、１０００℃以上
の燃料予熱が可能となる。これは、 ＣＨ4 ＋ Ｈ2 Ｏ → ＣＯ ＋ ３Ｈ2 … （２） なる改質反応の方が（１）式の炭素析出反応に比べて反
応速度が数十〜数百倍と早いので、燃料中のメタンが先
ず（２）式の反応により減少し、（１）式の平衡反応が
起きるに必要な濃度以下まで、メタン濃度が下がってし
まうことに起因する。
述したように２５０℃以上に予熱すると、特に６００℃
以上の高温領域において、 ＣＨ4 → Ｃ ＋ ２Ｈ2 … （１） なる炭素析出反応が顕著となって燃料中の炭素が燃料予
熱器内壁に析出してしまう。ここでニッケル−アルミナ
などの触媒存在下で、燃料に蒸気を添加し、燃料中の炭
化水素を水蒸気改質反応せしめる場合、１０００℃以上
の燃料予熱が可能となる。これは、 ＣＨ4 ＋ Ｈ2 Ｏ → ＣＯ ＋ ３Ｈ2 … （２） なる改質反応の方が（１）式の炭素析出反応に比べて反
応速度が数十〜数百倍と早いので、燃料中のメタンが先
ず（２）式の反応により減少し、（１）式の平衡反応が
起きるに必要な濃度以下まで、メタン濃度が下がってし
まうことに起因する。
【００１０】すなわち、これまで炭素析出問題が故に困
難とされていた燃料予熱が、水蒸気改質によって、１０
００℃以上の予熱が可能となるわけである。水蒸気改質
は燃料体積１に対し、水蒸気を０．５体積加える。これ
による排ガス顕熱回収量Ｑ3は、（１．５体積）×（１
０００−１６０）×（比熱）となって、Ｑ1 の約２０％
が回収できる。これを前述の蓄熱熱交換式の空気予熱と
組み合わせれば、ほぼ１００％の排ガス顕熱回収が可能
となる。
難とされていた燃料予熱が、水蒸気改質によって、１０
００℃以上の予熱が可能となるわけである。水蒸気改質
は燃料体積１に対し、水蒸気を０．５体積加える。これ
による排ガス顕熱回収量Ｑ3は、（１．５体積）×（１
０００−１６０）×（比熱）となって、Ｑ1 の約２０％
が回収できる。これを前述の蓄熱熱交換式の空気予熱と
組み合わせれば、ほぼ１００％の排ガス顕熱回収が可能
となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面に従って
詳細に説明する。図１は本発明に係る排ガス顕熱を蓄熱
する蓄熱器を備えた加熱炉の排ガス顕熱回収装置の一実
施形態を示す断面図である。図１において、燃焼バーナ
ー１は水蒸気改質した燃料を吹き込む内管と酸素含有ガ
スを吹き込む外管よりなる二重燃焼バーナーであり、燃
焼空気予熱用蓄熱体２及び予熱空気ノズル８より構成さ
れ、この燃焼バーナー１は加熱炉外壁１０に配設されて
いる。そして燃焼空気予熱用蓄熱体２はＡｌ2 Ｏ3 ボー
ル等より成る球状の耐火物を充填すると共に、燃焼空気
を燃焼空気切替制御弁１４を介して燃焼空気供給配管３
より供給される。一方、燃料は燃料切替制御弁１１を介
して、水蒸気切替制御弁１２より供給される水蒸気と混
合され、改質器５中に充填されたニッケル−アルミナ水
蒸気改質触媒６によって反応し、燃料中の炭化水素が水
蒸気によって一酸化炭素と水素に改質されて、燃料供給
配管４より予熱・改質燃料ノズル９より加熱炉内に供給
される。
詳細に説明する。図１は本発明に係る排ガス顕熱を蓄熱
する蓄熱器を備えた加熱炉の排ガス顕熱回収装置の一実
施形態を示す断面図である。図１において、燃焼バーナ
ー１は水蒸気改質した燃料を吹き込む内管と酸素含有ガ
スを吹き込む外管よりなる二重燃焼バーナーであり、燃
焼空気予熱用蓄熱体２及び予熱空気ノズル８より構成さ
れ、この燃焼バーナー１は加熱炉外壁１０に配設されて
いる。そして燃焼空気予熱用蓄熱体２はＡｌ2 Ｏ3 ボー
ル等より成る球状の耐火物を充填すると共に、燃焼空気
を燃焼空気切替制御弁１４を介して燃焼空気供給配管３
より供給される。一方、燃料は燃料切替制御弁１１を介
して、水蒸気切替制御弁１２より供給される水蒸気と混
合され、改質器５中に充填されたニッケル−アルミナ水
蒸気改質触媒６によって反応し、燃料中の炭化水素が水
蒸気によって一酸化炭素と水素に改質されて、燃料供給
配管４より予熱・改質燃料ノズル９より加熱炉内に供給
される。
【００１２】また、蓄熱される場合には、前記操作と逆
の操作で加熱炉内より排ガスが排ガス吸引ブロア１５に
よって吸引される。その場合に、予熱空気ノズル８は排
ガス吸引口となり、燃焼空気予熱用蓄熱体２中に蓄熱し
ながら燃焼空気供給配管３より排ガス吸引ブロア１５に
より吸引される。また、予熱・改質燃料ノズル９も排ガ
ス吸引口となり、燃料供給配管４より改質器５中の改質
触媒６に蓄熱しながら排ガス吸引ブロア１５にて吸引さ
れるように構成されている。このように蓄熱切替式水蒸
気改質器を構成し、燃料を水蒸気改質しながら蓄熱切替
式空気予熱を行うバーナー構成に本発明の特徴がある。
の操作で加熱炉内より排ガスが排ガス吸引ブロア１５に
よって吸引される。その場合に、予熱空気ノズル８は排
ガス吸引口となり、燃焼空気予熱用蓄熱体２中に蓄熱し
ながら燃焼空気供給配管３より排ガス吸引ブロア１５に
より吸引される。また、予熱・改質燃料ノズル９も排ガ
ス吸引口となり、燃料供給配管４より改質器５中の改質
触媒６に蓄熱しながら排ガス吸引ブロア１５にて吸引さ
れるように構成されている。このように蓄熱切替式水蒸
気改質器を構成し、燃料を水蒸気改質しながら蓄熱切替
式空気予熱を行うバーナー構成に本発明の特徴がある。
【００１３】なお、図１において改質器５は燃焼バーナ
ー１に対して下方になるよう図示しているが、加熱炉ま
わりには通常、燃料、空気、および排ガス配管が縦横に
密に配置されており、場合によっては改質器５は燃焼バ
ーナー１に対して上方に設置される。改質器５内で均一
に反応を生じせしめるには、水蒸気改質触媒６は改質器
５内において出来るだけ均一な密度で充填されている必
要があり、気体が筒抜けるような経路が無いよう注意を
払う必要がある。このため改質器５においては気体の流
れは垂直方向が望ましい。
ー１に対して下方になるよう図示しているが、加熱炉ま
わりには通常、燃料、空気、および排ガス配管が縦横に
密に配置されており、場合によっては改質器５は燃焼バ
ーナー１に対して上方に設置される。改質器５内で均一
に反応を生じせしめるには、水蒸気改質触媒６は改質器
５内において出来るだけ均一な密度で充填されている必
要があり、気体が筒抜けるような経路が無いよう注意を
払う必要がある。このため改質器５においては気体の流
れは垂直方向が望ましい。
【００１４】図１では燃焼空気予熱用蓄熱体２の中を水
平方向に気流が流れる構造となっており、燃焼空気によ
る冷却と排ガスによる加熱によって蓄熱体２が膨張収縮
を繰り返すうちに、蓄熱体の充填密度が部分的に変化す
ることが往々にしてある。この場合、蓄熱体２の容器内
部に上部空隙が生じ、燃焼空気および排ガスがその空隙
を筒抜けしてしまい、充分な燃焼空気予熱効果が得られ
なくなることがある。この問題を解決するために、改質
器５ならびに酸素含有ガス蓄熱体２の両方ともに内部の
気体の流れ方向を垂直になるような構造にしたものが図
２に示す実施例である。
平方向に気流が流れる構造となっており、燃焼空気によ
る冷却と排ガスによる加熱によって蓄熱体２が膨張収縮
を繰り返すうちに、蓄熱体の充填密度が部分的に変化す
ることが往々にしてある。この場合、蓄熱体２の容器内
部に上部空隙が生じ、燃焼空気および排ガスがその空隙
を筒抜けしてしまい、充分な燃焼空気予熱効果が得られ
なくなることがある。この問題を解決するために、改質
器５ならびに酸素含有ガス蓄熱体２の両方ともに内部の
気体の流れ方向を垂直になるような構造にしたものが図
２に示す実施例である。
【００１５】図２は本発明に係る他の実施形態を示す断
面図である。この図２は、図１に示す燃焼空気予熱用蓄
熱体２を予熱空気ノズル８内より外部に配設した場合を
示すもので、他の条件は図１と同様の操作が行われる。
図３は本発明に係る更に他の実施形態を示す断面図であ
る。この図３の場合は、図１での予熱・改質燃料ノズル
９の中に改質器５を内蔵させることにより装置全体の小
型化と、大気中への熱ロスの削減を可能とする例であ
る。
面図である。この図２は、図１に示す燃焼空気予熱用蓄
熱体２を予熱空気ノズル８内より外部に配設した場合を
示すもので、他の条件は図１と同様の操作が行われる。
図３は本発明に係る更に他の実施形態を示す断面図であ
る。この図３の場合は、図１での予熱・改質燃料ノズル
９の中に改質器５を内蔵させることにより装置全体の小
型化と、大気中への熱ロスの削減を可能とする例であ
る。
【００１６】図４は本発明に係る更に他の実施形態を示
す断面図であり、図１に加えて、加熱炉外壁１０に排ガ
ス吸引口を設け、加熱炉より直接排ガスを吸引可能にし
た構造のものである。加熱炉外壁１０と改質器５の間に
は図示しない排ガス閉止弁があり、改質器５内に燃料切
替制御弁１１から燃料が供給される場合には図示しない
排ガス閉止弁は閉じられる。また排ガスを加熱炉から改
質器５に吸引する場合には、図示しない排ガス閉止弁を
開き排ガス吸引ブロア１５を作動させる。この時、ノズ
ル９からも若干の排ガスが吸引されることになるが、燃
料供給配管４に制御弁を設け、ノズル９からの排ガス吸
引を抑制することもできる。
す断面図であり、図１に加えて、加熱炉外壁１０に排ガ
ス吸引口を設け、加熱炉より直接排ガスを吸引可能にし
た構造のものである。加熱炉外壁１０と改質器５の間に
は図示しない排ガス閉止弁があり、改質器５内に燃料切
替制御弁１１から燃料が供給される場合には図示しない
排ガス閉止弁は閉じられる。また排ガスを加熱炉から改
質器５に吸引する場合には、図示しない排ガス閉止弁を
開き排ガス吸引ブロア１５を作動させる。この時、ノズ
ル９からも若干の排ガスが吸引されることになるが、燃
料供給配管４に制御弁を設け、ノズル９からの排ガス吸
引を抑制することもできる。
【００１７】図５は本発明に係る更に他の実施形態を示
す断面図である。この図５は図２及び図４を組合せたも
ので、燃焼空気予熱用蓄熱体２を予熱空気ノズル８内よ
り外部に配設すると共に、加熱炉外壁１０に排ガス吸引
口を設け、加熱炉より直接排ガスを吸引して燃焼空気予
熱用蓄熱体２及び改質器５を同時に予熱する形態のもの
である。加熱炉外壁１０と改質器５の間と、改質器５と
燃焼空気予熱用蓄熱体２の容器との間には、図示しない
排ガス閉止弁があり、改質器５内に燃料切替制御弁１１
から燃料が供給され、燃焼空気予熱用蓄熱体２に燃焼空
気切替制御弁１４から燃焼空気が供給される場合には図
示しない排ガス閉止弁は閉じられる。
す断面図である。この図５は図２及び図４を組合せたも
ので、燃焼空気予熱用蓄熱体２を予熱空気ノズル８内よ
り外部に配設すると共に、加熱炉外壁１０に排ガス吸引
口を設け、加熱炉より直接排ガスを吸引して燃焼空気予
熱用蓄熱体２及び改質器５を同時に予熱する形態のもの
である。加熱炉外壁１０と改質器５の間と、改質器５と
燃焼空気予熱用蓄熱体２の容器との間には、図示しない
排ガス閉止弁があり、改質器５内に燃料切替制御弁１１
から燃料が供給され、燃焼空気予熱用蓄熱体２に燃焼空
気切替制御弁１４から燃焼空気が供給される場合には図
示しない排ガス閉止弁は閉じられる。
【００１８】このような交互蓄熱切替式水蒸気改質器で
燃料を水蒸気改質しながら蓄熱切替式空気予熱を行うバ
ーナーを用いた加熱炉において、酸素含有ガス供給配管
及び燃料供給配管に、排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を設
けることにより、燃料予熱、燃焼潜熱増加による燃料消
費量の大幅な削減が可能となり、加熱炉の鋼材処理能力
を大幅に向上させることが出来た。
燃料を水蒸気改質しながら蓄熱切替式空気予熱を行うバ
ーナーを用いた加熱炉において、酸素含有ガス供給配管
及び燃料供給配管に、排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を設
けることにより、燃料予熱、燃焼潜熱増加による燃料消
費量の大幅な削減が可能となり、加熱炉の鋼材処理能力
を大幅に向上させることが出来た。
【００１９】
【発明の効果】以上のべたように、本発明により、燃料
予熱・燃焼潜熱増加により燃料消費量を２０〜３０％削
減可能となり、また、従来と同等の燃料を消費しつつ、
燃焼バーナ出力を２０〜３０％増加させ、強いては加熱
炉の鋼材処理能力を向上させるという極めて優れた効果
を奏するものである。
予熱・燃焼潜熱増加により燃料消費量を２０〜３０％削
減可能となり、また、従来と同等の燃料を消費しつつ、
燃焼バーナ出力を２０〜３０％増加させ、強いては加熱
炉の鋼材処理能力を向上させるという極めて優れた効果
を奏するものである。
【図１】本発明に係る排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を備
えた加熱炉の排ガス顕熱回収装置の一実施形態を示す断
面図、
えた加熱炉の排ガス顕熱回収装置の一実施形態を示す断
面図、
【図２】本発明に係る排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を備
えた加熱炉の排ガス顕熱回収装置の他の一実施形態を示
す断面図、
えた加熱炉の排ガス顕熱回収装置の他の一実施形態を示
す断面図、
【図３】本発明に係る更に他の実施形態を示す断面図、
【図４】本発明に係る更に他の実施形態を示す断面図、
【図５】本発明に係る更に他の実施形態を示す断面図で
ある。
ある。
１ 燃焼バーナー ２ 燃焼空気予熱用蓄熱体 ３ 燃焼空気供給配管 ４ 燃料供給配管 ５ 改質器 ６ 改質触媒 ７ 燃料供給配管冷却用ジャケット ８ 予熱空気ノズル ９ 予熱・改質燃料ノズル １０ 加熱炉外壁 １１ 燃料は燃料切替制御弁 １２ 水蒸気切替制御弁 １３ 燃料供給配管冷却空気切替制御弁 １４ 燃焼空気切替制御弁 １５ 排ガス吸引ブロア
Claims (5)
- 【請求項１】 水蒸気改質した燃料を吹き込む内管と、
酸素含有ガスを吹き込む外管とからなる加熱炉の２重燃
焼バーナーにおいて、２重管バーナーへの燃料及び酸素
含有ガスの供給配管に、排ガスの導入排出配管を切替え
可能に設けるとともに、前記酸素含有ガス供給配管およ
び燃料供給配管に、排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を設け
たことを特徴とする加熱炉の排ガス顕熱回収装置。 - 【請求項２】 燃料供給配管に設けた蓄熱器内に球状の
改質触媒を充填し、酸素含有ガス供給配管に設けた蓄熱
器内に球状の耐火物を充填したことを特徴とする請求項
１記載の加熱炉の排ガス顕熱回収装置。 - 【請求項３】 蓄熱器内の気体の流れ方向を垂直方向と
したことを特徴とする請求項２記載の加熱炉の排ガス顕
熱回収装置。 - 【請求項４】 ２重管燃焼バーナーの内管及び外管に排
ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を設けたことを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載の加熱炉の排ガス顕熱回収
装置。 - 【請求項５】 排ガス顕熱を蓄熱する蓄熱器を２重管燃
焼バーナーの外部でかつ加熱炉外部に設けることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の加熱炉の排ガス
顕熱回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8036856A JPH09229350A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 加熱炉の排ガス顕熱回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8036856A JPH09229350A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 加熱炉の排ガス顕熱回収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09229350A true JPH09229350A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12481434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8036856A Pending JPH09229350A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 加熱炉の排ガス顕熱回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09229350A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105043095A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-11-11 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种双加热环形转底炉 |
| JP2018115789A (ja) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | 中外炉工業株式会社 | 蓄熱式燃焼設備 |
-
1996
- 1996-02-23 JP JP8036856A patent/JPH09229350A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105043095A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-11-11 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种双加热环形转底炉 |
| JP2018115789A (ja) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | 中外炉工業株式会社 | 蓄熱式燃焼設備 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050414 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050426 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050906 |