JPS5921908A - Low nox gas burner for radiant tube - Google Patents

Low nox gas burner for radiant tube

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JPS5921908A
JPS5921908A JP13078382A JP13078382A JPS5921908A JP S5921908 A JPS5921908 A JP S5921908A JP 13078382 A JP13078382 A JP 13078382A JP 13078382 A JP13078382 A JP 13078382A JP S5921908 A JPS5921908 A JP S5921908A
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JP
Japan
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combustion
nozzle
air
nox
radiant tube
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JP13078382A
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Japanese (ja)
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JPS6231248B2 (en
Inventor
Tetsuo Akiyama
秋山 鉄夫
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Chugai Ro Co Ltd
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Chugai Ro Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the production of NOX, by installing an annular or tubular fuel gas nozzle, and primary and secondary air nozzles within a radiant tube. CONSTITUTION:In order to perform primary combustion after a fuel gas is first mixed with the primary air, of which the quantity is smaller than a theoretical air amount, by means of the primary air nozzle 8, a reducing range is formed at the initial combustion range, and the secondary combustion is effected with the secondary air to perform a so-called 2-stage combustion. In that case, the secondary nozzle 9 consists of two or more nozzles, such as main and auxiliary nozzles 9a, 9b, or long and short nozzles, or a nozzle and a mere opening, and since the secondary air is jetted in a condition that the air is divided into plural ranges within a tube 1, a change in an O2 concentration within the section of the tube is produced, whereby thick and thin fuel combustion is conducted in the secondary combustion. This enables reducing of production of NOX.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、構造簡単にしてNOxの低減を図るとともに
、大巾なターンダウンを可能とするラジアントチューブ
川底NOxがスバーナに関するモeQある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention has a radiant tube river bottom NOx that reduces NOx by simplifying the structure and enables a wide turndown.

ガスバーナにおいては、従来から低N O x  化を
図る手段として、たとえば、二段燃焼法、排ガス循環法
等が周知である。
In gas burners, methods such as a two-stage combustion method and an exhaust gas circulation method are conventionally known as means for reducing NOx.

しかしながら、ラジアントチューブバーナにあっては空
間が限られているため、二段燃焼法を採用する場合、還
元燃焼域を大きく形成することかできず、十分な低NO
x化を図ることができない。
However, since the space in a radiant tube burner is limited, when adopting the two-stage combustion method, it is not possible to form a large reduction combustion region, and it is difficult to achieve sufficient low NO.
It is not possible to achieve

また、排ガス循環法を採用する場合にも、空間が限られ
ているため排ガスを外部から配管によりバーナに供給す
るように巳なけれはならず、バーナの構造自体が複雑に
なる。
Furthermore, even when the exhaust gas circulation method is adopted, since space is limited, exhaust gas must be supplied to the burner from outside through piping, which complicates the structure of the burner itself.

一方、従来のラジアントチューブバーナは、設計時点に
おいて、既に・緩慢燃焼を行なわせるようになっている
ため、犬d]にターンダウンさせると燃焼性能が悪くな
るという欠点を有していた。
On the other hand, since conventional radiant tube burners are designed to perform slow combustion at the time of design, they have the disadvantage that combustion performance deteriorates when the burner is turned down.

本発明は、前記従来の欠点を除去するためになされたも
ので、ラジアントチューブ内に配設するエアノズル、ガ
スノズル、パイロットバーナを特殊な配置とすることに
より、大巾にNOxを低減するとともに、ターンダウン
を従来より大[11に行えるようにしたラジアントチュ
ーブ川底NOxがスバーナを提供することを目的とする
The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional technology, and by arranging the air nozzle, gas nozzle, and pilot burner disposed inside the radiant tube in a special manner, it is possible to significantly reduce NOx and The purpose is to provide a radiant tube river bottom NOx that can reduce down to a level greater than before.

つぎに、本発明を一実施例である図面にしたかって説明
する。
Next, the present invention will be explained with reference to drawings which are one embodiment.

図において、1はラジアントチューブ、2は炉壁で、3
は前記ラジアントチューブ1の端部に組込まれた本発明
にかかるがスバーナである。
In the figure, 1 is the radiant tube, 2 is the furnace wall, and 3 is the radiant tube.
is a svarna according to the present invention that is incorporated into the end of the radiant tube 1.

前記がスバーナ3は、チューブ1の中心部こ)くイロッ
トバーナ4が位置し、その周囲に燃焼用エアの最大の約
1〜10係にあたるエアを噴出てきるコンスタントエア
ノズル5が配設されている。また、このコンスタントニ
アノズル5の外周には燃料ガスノズル6、さらにその外
周に1次エアノズル8が配設されるとともに、燃料ガス
は噴出孔7から1次エアノズル8の開口より上流側に噴
出し、予め1次エアと混合したうえてチューブ1内に噴
出するようになっている。ただし、前記1次エアノズル
8と燃料ガスノズル6の配置は逆であってもよい。
In the burner 3 described above, a pilot burner 4 is located in the center of the tube 1, and a constant air nozzle 5 is arranged around it to blow out air equivalent to about 1 to 10 times the maximum amount of combustion air. . Further, a fuel gas nozzle 6 is disposed on the outer periphery of the constantnia nozzle 5, and a primary air nozzle 8 is further disposed on the outer periphery, and the fuel gas is ejected from the ejection hole 7 to the upstream side of the opening of the primary air nozzle 8. The air is mixed with primary air in advance and then ejected into the tube 1. However, the arrangement of the primary air nozzle 8 and the fuel gas nozzle 6 may be reversed.

9は前記1次エアノズル8の外方に配設された2次エア
ノズルで、図においては、180附位置に2本突出して
設けた主ノズ)v9aと、主ノズル9aの開口より上流
側に開口した副ノズ/l/91)からなる。
Reference numeral 9 denotes a secondary air nozzle arranged outside the primary air nozzle 8, and in the figure, two main nozzles (v9a) protruding from the position 180 and an opening on the upstream side from the opening of the main nozzle 9a are shown. It consists of a secondary nozzle/l/91).

そシテ、前記1次エアノズル8には、全供給燃焼用エア
の10〜50%が、残りのエアは2次エアノズル9から
11f出するようになっている。なお、10は燃焼用エ
ア供給口である。
In other words, 10 to 50% of the total combustion air supplied is directed to the primary air nozzle 8, and the remaining air is directed to the secondary air nozzle 9 at a distance of 11f. Note that 10 is a combustion air supply port.

前記ガスバーナ3において、燃料ガスは、まず、理論空
気量以下の1次エアと1次エアノズル8で混合したのち
1次燃焼するため、初期燃焼域で還元領域を形成したの
ち2次エアで2次燃焼し、シ1わゆる二段燃焼を行なう
。この場合、2次エアノズル9は主副ノズル9λ、9b
又は長・短ノスル、もしくはノズルと単なる開口等2個
以上のノズルからなり、チューブ1内で2次エアは後領
域に区分された状態で噴出するのでチューブ断面内の0
2濃度に変化がつくため、前記2次燃焼は濃淡燃焼を行
ない、NOx低減に寄与する。
In the gas burner 3, the fuel gas is first mixed with primary air of less than the theoretical air amount in the primary air nozzle 8, and then subjected to primary combustion. Therefore, after forming a reduction region in the initial combustion area, the fuel gas is mixed with primary air in the primary air nozzle 8. It burns and performs what is called a two-stage combustion. In this case, the secondary air nozzles 9 are the main and sub nozzles 9λ, 9b.
Or, it consists of two or more nozzles, such as long and short nosles, or a nozzle and a simple opening, and the secondary air is ejected in the tube 1 in a divided state into the rear area, so there is no 0 in the cross section of the tube.
Since the concentration of NOx varies, the secondary combustion performs concentrated combustion, contributing to NOx reduction.

また、これと平行して、2次エアの11f出運動滑によ
り下流の燃焼排ガスは上流に還流して2次エアと混合す
るため、排ガス循環をも同時に行なうことになる。
Further, in parallel with this, the downstream combustion exhaust gas is recirculated upstream and mixed with the secondary air due to the sliding movement of the secondary air 11f, so that the exhaust gas is circulated at the same time.

なお、実施例では、前記のように、燃料ガスと1次エア
とは1次エアノズル8内で予め混合されているため、1
次燃焼火炎の温度の高低が少なく低温であり、かつ、還
元燃焼域で得られる高い火炎輝度と・広い火炎放熱面積
によって火炎温度は急速に冷却するため、サーマルNO
xの生成が抑制される。したがって、前記二段燃焼、濃
淡燃焼、排ガス循環によってN Oxの発生は大中に低
減されることになる。また、前記のように、燃料ガスと
1次エアとを予め混合するようにずれは、混合性がよい
ため、燃料ガスとしてブタン、プロパンなどのように、
分子鎖か大きい燃料ガスを使用する場合でも、従来より
低い供給圧で燃料を供給することができる。
In addition, in the embodiment, since the fuel gas and the primary air are mixed in advance in the primary air nozzle 8 as described above, the
Thermal NO
Generation of x is suppressed. Therefore, the two-stage combustion, concentrated combustion, and exhaust gas circulation greatly reduce the generation of NOx. In addition, as mentioned above, if the fuel gas and primary air are mixed in advance, the miscibility is good, so when using butane, propane, etc. as the fuel gas,
Even when using a fuel gas with a large molecular chain, fuel can be supplied at a lower supply pressure than before.

燃料:LNG 、炉温:920℃、燃焼用空気/!14
度=400℃、残留02二2係の条件下で、前記バーナ
と従来の2段燃焼法によるバーナとを比較したところ第
3図に示すように、本発明バーナては、従来バーナより
大l]にNOxの生成を低減することが明らかとなった
Fuel: LNG, Furnace temperature: 920℃, Combustion air/! 14
A comparison of the burner described above and a conventional two-stage combustion method burner under the conditions of temperature = 400°C and residual 0222 ratio shows that the burner of the present invention has a larger lumen than the conventional burner, as shown in Figure 3. ] was found to reduce the production of NOx.

また、バーナー3の中心部にはコンスタントエアが噴出
しているため、バーナをターンダウンすることにより、
各ノズルからの流速が低下し燃料との混合性が低下して
も、特に、初期混合を良好に保持することができる。そ
の結果、1ニアまで低過剰空気運転で良好にターンダウ
ンすることができる。
Also, since constant air is ejected from the center of burner 3, by turning down the burner,
Even if the flow velocity from each nozzle decreases and the miscibility with the fuel decreases, the initial mixing can be maintained particularly well. As a result, good turndown can be achieved with low excess air operation up to 1 near.

さらに、バーナ中心にパイロットバーナ4が配置しであ
るため、その燃焼排ガスの運動量により一バーナを前記
のようにターンダウンしても火炎の直進性が保持され、
前記低過剰空気運転をより一層確実にするとともに、ラ
ジアントチューブ2の温度分布を均一に保持することが
できる。
Furthermore, since the pilot burner 4 is located at the center of the burner, the momentum of the combustion exhaust gas allows the flame to maintain its straightness even if one burner is turned down as described above.
The low excess air operation can be further ensured, and the temperature distribution of the radiant tube 2 can be maintained uniformly.

本発明は前記の構成に限らず、2次エアノズルをすべて
同一形状の複数本のノズルとしてもよいことは勿論であ
る。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above configuration, and that the secondary air nozzles may be a plurality of nozzles all having the same shape.

以上の説明で明らかなように、本発明番ゆけるがスバー
ナによれば、ラジアントチューブ内に、環状もしくは管
状の燃料がスノズル、1次、2次エアノズルを配置する
という簡単な構成で、二段燃焼、濃淡燃焼と排ガス循環
を同時に行なうため、限られた空間しかないラジアント
チューブにおいても大巾なNOx低減を行なうことがで
きる。
As is clear from the above explanation, according to the present invention, the present invention has a simple structure in which an annular or tubular fuel is placed in a radiant tube with a snorzzle, primary air nozzle, and secondary air nozzle. Since concentrated combustion and exhaust gas circulation are performed simultaneously, it is possible to significantly reduce NOx even in a radiant tube with limited space.

また、中心部にはパイロットバーナおよびコンスタント
エアノズルが配置しであるため火炎の直進は勿論のこと
燃料ガスとエアとの混合性が良好であるため、大巾なタ
ーンダウンを可能とすることができる。
In addition, since the pilot burner and constant air nozzle are located in the center, not only the flame travels straight, but also the fuel gas and air mix well, making it possible to perform a wide turndown. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかるラジアントチューブ用底NOx
がスバーナの説明用概略図、第2図は正面図で、第3図
は本発明バーナと従来の低NOX/<−すとのNOx低
減を比較する比較図である。 1・・・ラジアントチューブ、3・・・バーナ、4・・
・ノ々イロットパーナ、5・・・コンスタントエアノズ
ル、6・・・燃料ガスノズル、8・・・1次エアノズル
、9(9a、9b)・・・2次エアノズル。 特許出 願人 中外炉工業株式会社 代理 人弁理士 青白 葆 ほか2名
Figure 1 shows the bottom NOx for the radiant tube according to the present invention.
2 is a schematic diagram for explaining the burner, FIG. 2 is a front view, and FIG. 3 is a comparison diagram comparing the NOx reduction between the burner of the present invention and a conventional low NOX/<-suto. 1...Radiant tube, 3...Burner, 4...
- Nonoirotpurana, 5...Constant air nozzle, 6...Fuel gas nozzle, 8...Primary air nozzle, 9 (9a, 9b)...Secondary air nozzle. Patent applicant: Chugai Roko Kogyo Co., Ltd. Representative: Patent attorney: Aohaku Ao and 2 others

Claims (1)

【特許請求の範囲】 +11 11]心にパイロットバーナ、その外周にコン
スタントエアノズル、その外周に1次エアノズルあるい
はガスノズル、さらにその外周にガスノズルあるいは1
次エアノズル、最外周に2次エアノズルをそれぞれチュ
ーブ内に前記順序で配置したことを特徴とするラジアン
トチューブ川底NOxがスバーナ。 (2]  前記2次エアノズルを葭数本に分割したこと
を特徴とする特許 のラジアンドチューブ用底NOxがスバーナ。 f:31  8rJ記ガスノズルを1次エアノズル内に
開口してガスを1次エアに予混合させるようにしたこと
を特徴とする前記特許請婁の範囲@1項または第2項に
記載のラシアントヂューブ用底NOxがスバーナ。 L41  前記2 次xアノスルを長短2種のノズルと
したことを特徴とする前記特許請求の範囲第1項ないし
第3項のいずれかに記載のラジアントチューブ用低NO
xガスバーナ。
[Claims] +11 11] A pilot burner at the center, a constant air nozzle on its outer periphery, a primary air nozzle or gas nozzle on its outer periphery, and a gas nozzle or gas nozzle on its outer periphery.
A radiant tube riverbed NOx svarna characterized by having secondary air nozzles arranged at the outermost periphery in the above order within the tube. (2) The bottom NOx for the patented radiand tube, which is characterized by dividing the secondary air nozzle into several pieces, is a svarna. The bottom NOx for the radiant tube according to the scope of the patent claim @Claim 1 or Item 2 is characterized in that the NOx is premixed with the secondary x anosle. The low NO for radiant tube according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
x Gas burner.
JP13078382A 1982-07-27 1982-07-27 Low nox gas burner for radiant tube Granted JPS5921908A (en)

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JPS5921908A true JPS5921908A (en) 1984-02-04
JPS6231248B2 JPS6231248B2 (en) 1987-07-07

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105778952A (en) * 2016-03-16 2016-07-20 烟台大学 Coal gas denitrification device and method of adjusting coal gas components

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105778952A (en) * 2016-03-16 2016-07-20 烟台大学 Coal gas denitrification device and method of adjusting coal gas components

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JPS6231248B2 (en) 1987-07-07

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