JPS5949412A - 低ＮＯｘ燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は窒素酸化物を低減する燃焼方法に関する。

窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」と略称する）は人気汚染物
質の一つとしてその排出量を減少させる燃焼方法、燃焼
装置が種々提案されかつ実用化されている。燃焼段階に
おいて生じるＮＯｘとしては先ず、（１）燃料中に含有
するＮ分が比較的低湿域で酸化されることにより生成さ
れるもの（フューエルＮ０ｘ）！（２）ある程度燃焼反
応が進んで燃料の熱分解により発生したＣＨラジカル等
に空気中のＮが作用してＨＯＮを生じ、史にこれに対し
て０２が作用して生成されるもの（ブロンズ）　ＮＯＸ
　）　ｌ　（３）さらに燃焼が進んで局部的に発生した
高温域において燃焼空気中の安定したＮ２が酸化されて
発生するもの（サーマルＮＯｘ　）があると考えられて
いる。

従来から行なわれているＮＯｘ低減燃焼方法としては、 （イ）排ガスの一部を燃焼用空気に混合して酸素分圧を
下げて燃焼湿度の低下を図る排ガス再循環法。

（ロ）燃１３′乙川空気を二段階もしくはそれ以上に分
け、一段目の空気供給量を理論空気量以下とし、不足分
の空気を２段目以後で供給するようにした二段燃焼法。

（ハ）燃焼用空気を低湿化させて燃焼温度を低下させる
方法。

管種々のものが提案されているが、いづれも熱効率が大
幅に低下したり、燃焼が不安定となる等の問題があり、
これらの方法のみではＮＯｘの低減率をさらに大幅に高
めることは困難であるのが実情である。

最近、バイアス燃焼法の一つとして空燃比を極端１に低
下し７たバーナにおいて発生した還元性中間生成物によ
りＮＯｘを燃焼段階で還元除去する方法、すなわち炉内
脱硝法が開発され、注目されている。

この燃焼法は主として熱負荷を受は持つ主バーナにおい
て生じたＮＯｘを、極端に低い空燃比で燃焼を・行なう
バーナから発生した還元性中間生成物によって還元する
ものである。

第１図は上述した還元性中間生成物によりＮＯｘを気相
還元する燃焼装置を示す。

図において］、は炉壁６の中央に配置した主バーナ、２
はこの主バーナ１を取り囲む様に複数本配置６シた還元
バーナ、３はこれら還元バーナ２の外周部に配置したエ
アポートである。この燃焼装置において、主バーナ１は
燃焼装置ｔｆ４の熱負荷を主として負担するものであり
、空燃比をほぼ１として完全燃焼を行なわぜる。一方周
囲のバーナ２は空燃比を１以下、例えば０．５もしくは
これ以下、さらに場合によっては燃料のみとして、極端
な空燃比で燃焼させる。ゴシ・−す１により形成される
火炎Ｆ１は完全燃焼が？−Ｊなわれるため火炎湿度が高
く、このためＮＯｘの生成量も多い。一方還元バーナ２
においては空燃比が非常に小さいため・Ｈｌ・ＯＨ３等
のラジノノルやＣＯ等還元性を有する中間生成物が犬用
Ｇこ生成され、主バーナ火炎Ｆ１と還元バーナ火炎Ｆ２
が混合することにより火炉５内で主バーナ火炎Ｆ、中の
ＮＯｘは還元バーナ火炎Ｆ２中の中間生成物により無害
なＮ２に気相還元する。一方エアボート３からは燃焼用
空気Ａが供給され、主バーナ火炎Ｆ、の下流側でこれら
各火炎Ｆ、、　　Ｆ２と混合し未燃分が燃焼される。す
なわち、主バーナ火炎Ｆと還元バーナＦが混合すること
によりＮＯｘの気相還元区域Ｚ１が形成されると共に、
その下流側において燃焼用空気Ａが混合し未燃分を燃焼
させる完全燃焼域ｚ２が形成される。しかし、エアポー
ト３から噴射される燃焼用空気はこの完全燃焼域ｚ２に
達する前にその一部が還元バーナ火炎Ｆ２と混合する。

このため還元バーナ火炎Ｆ２の空燃比が増加して生バー
ナ火炎化し、還元性中間生成物の発生伍が減少したり、
また発生したこれら中間生成物もＮＯｘを気相還元する
前に酸化され、還元性を失ってしまう等の問題が生じて
いる。このため還元バーナ設置部と、エアポート設置部
の間に介在させるように炉壁６に対して不活性ガスノズ
ルを形成し、還元ノ（−す火炎と燃焼用空気とをこの不
活性ガス層により分離する方法も提案されているが、炉
壁６の（１１η造を大幅に変更せねばならず、かつ不活
性ガス供給用に専用の送風機を設置する必要がある等不
経済である。

この発明の目的は上述した問題点を除去し、燃焼装置に
改造を加えることなく還元バーナ火炎の主バーナ火炎化
を防止することのできる燃焼方法を提供することにある
。

要するにこの発明は還元バーナ火炎の噴射方向とエアポ
ートから噴射する燃焼用空気の噴射方向とを相違させ、
完全燃焼域に達する以前に燃焼用空気と還元バーナ火炎
との混合を防＋ｌするようにした燃焼方法である。

以下この発明の実施例につき説明する。

第２図は従来の燃焼方法におりる還元〕・−す火炎の噴
射方向を示し、各還元バーナ火炎は各々火炉側壁１０に
向って放射状に噴射する。このため火炉側壁に沿って噴
射する燃焼用空気と早期に接触して還元バーナ火炎の主
バーナ火炎化が生じる。

第３図はこの発明の第１の実施例を示す。図においてエ
アポート３は仮想円上に配置した還元バーナ２のさらに
外周部に２個所形成してあ　　４゜す、主バーナ１．還
元バーナ２．エアポート３が略千烏配置となるようにし
である。各還元バーナ２のうちエアポート３を結ぶ線分
４により分けた二組の遭元バーナ２ａ、２ｂおよび２ｃ
。

２ｄは各々エアポートを設置していない空間部に火炎が
集束するよう火炎の噴射方向を調節する。これによりエ
アポートト３から噴射した空気と還元バーナ火炎とが早
期に混合するのを阻止し、還元バーナ火炎の主バーナ火
炎化を防止する。

第４図は前記線分４により２個に分けた還元バーナ２ａ
と２ｂ１及び２ｃと２ｄの火炎噴射方向をエアポートを
設置していない空間部にすると共に各バーナの火炎を各
々平行に噴射するようにしたものである。

この発明を実施することにより還元バーナ火炎の噴射方
向を変更するだけで還元バーナ火炎の主バーナ火炎化が
防止でき、ＮＯｘの気相還元を効果的かつ経済的に行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は低ＮＯｘ燃焼装置の縦断面図、第２図はバーナ
の配置状態を示す炉壁の正面図、第３図及び第４図は還
元バーナ火炎の噴射方向を示す炉壁の正面図であって、
第３図は第１の実施例を、第４図は第２の実施例を各々
示す。 １・・・・・・主バーナ ２．２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・・・・還元バーナ３
・・・・・・エアポート ４・・・・・・エアポートを結ぶ線分 Ｆ１・・・・・・主バーナ火炎 Ｆｉ・・・・・還元バーナ火炎

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　Ｅ４シく−ナ火炎中の窒素酸化物を還元ノ（−
   す火炎中の還元性中間生成物で気相還元しかつ還元バー
   ナ設置部の外側に設置した一対のエアポートから供給さ
   れる燃焼用空気により未燃分を燃焼させる方法において
   、この一対のエアポートを結ぶ線分により分けた各還元
   バーナ群の火炎が、エアポートを設置していない空間に
   向って噴射するよう各還元バーナ火炎の噴射方向を各々
   調節することを特徴とする低ＮＯｘ燃焼方法。 ２、前記各還元バーナＭ（、の火炎が一点に収束するよ
   う火炎噴射方向を調節することを特徴とする特８１：請
   求の範囲第１項記載の低ＮＯｘ燃焼方法。 ３、前記各還元バーナ群の火炎がほぼ平行となるよう火
   炎噴射方向を調節することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の低Ｎ　Ｏｘ燃焼方法。