JPS5971905A - 窒素酸化物を低減する火炉燃焼方法 - 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】 本発明は、特゛にボイラ等の路地火炉燃焼方法に於いて
、燃焼排ガス中の未燃分及び窒素酸化物（以下ＮＯｘと
称す）を低減し、更にボイラ製造費低減に適するボイラ
の燃焼方法に関するものである。

従来事業用大容量ボイラの殆んどのものは竪型火炉を有
している。第１図に従来膜も良く用いられている燃焼方
式の１つである対向壁面燃焼における一般的なバーナ配
置及び火炉内における火炎噴流の形状を模式％式％ 各々の火炎１は、浮力により火炉中心近傍に至る間に上
方にわん曲し、一体となりながら上昇する。

このため、上部に設置したバーナからの投入燃料程、火
炉内滞留時間が短かく、供給される燃料の性状、空気比
等の変化によって必要な火炉高さの増大を余儀なくされ
ていた。

特に微粉炭を燃料とする場合には、石炭中の揮発分の少
ないものにおいては、必要燃焼物を大きくとることが要
求されることから、その減少により上記火炉高さ増大の
必要性が大となる。

又、多くのざイラは、ＮＯｘ低減のために、二段燃焼を
行う。すなわち、バー０．す領域における燃焼用空気を
必要量より少なく供給し第一段の燃焼を行う。この燃焼
は不完全燃焼であり、未燃分を有すや。当該未燃分を、
バーナ上万人炉内位置に空気（アフターエア２）を供給
することにより燃焼させ第二段の燃焼を行う。

本燃焼法により、バーナ領域における燃焼が活発・高温
となることを抑え、ＮＯｘ低減を図ることができる。

第２図は、ＮＯｘの効果的な低減を図るための他の燃焼
方法について示したものである。

主バーナ２０の上部に空気比（１なる燃料過剰大なるＰ
バーナ３０を設け、これを燃焼させることにより、以下
の反応を進行させ、総合的にＮＯｘ低減を図る燃焼方法
である。

（・ＨＯは・０Ｈｅｔｃの燃料炭化水素の分解・部分酸
化に依って生ずる燃焼中間生成物（ラジカル）。

ｅｘＮはＮＯ還元反応の途中に生ずるラジカルであり、
ＮＨ＊ｔＱを示す。） この方法はＮＯｘ低減に対し顕著な効果が期待されるが
以下のような欠点がある。

■　最も滞留時間の短かい最上部バーナが最も空気比小
なるＰバーナであるため未燃分が急増する可能性が大で
ある。

■又、未燃分を減少させるためには、アフターエア量の
増大と共に火炉高さの増大が必要とされた。

■　主バーナ２ｏの燃焼により最も燃焼ガス上昇流速が
大である位置は主バーナの上部付近である。

該位置にＰバーナ３０があるため、主バーナからの火炎
にＰバーナ燃焼ガスを混合するためには、Ｐバーナから
の噴射燃料が、火炉中心部に到達するに必要な推進力が
相当量必要とされる。

■脱硝領域は主バーナ火炎の互いに箭突する領域である
ことが理想であるにもかかわらず、Ｐバーナ火炎の設置
位置は必ずしも最適位置とされていない。

■更に、主バーナ火炎噴流根元部とＰバーナ火炎噴流根
元部の位置が接近しているため各噴流間に於て、干渉現
象が生じ、主バーナ中に比較的多量に供給される空気を
Ｐバーナ噴流が取込むため、本来空気不足の程度の大き
いことを前提とするＰバーナの空気比（Ａ／Ｆ）が大き
くなり脱硝効果を下げる結果となっていた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、排
ガス中の未燃分を増大させることなく低減し、更に火炉
の小型化を達成することができる燃焼方法を提供するこ
とにある。

次に第３図以下、図面に示された一実施例により本発明
の詳細な説明する。

第３図に示されるごとく、火炉内に下向きに主バーナ２
０が火炎噴射され、その後再び上昇し、その軌跡が８字
型となる、いわゆるＵ字型バーニングの型態をとる。該
主バーナ火炎の空気比は１以下、望ましくは０．９〜０
．９８に調整される。

空気比０．９８より大では、主バーナ火炎からのＮＯｘ
生成が顕著に増大する可能性があり、一方０．９未満で
は、局所領域（例えば、各バーナ間、氷壁近傍）に於て
主バーナ火炎の一部より未燃分が発生、増加するため共
に好ましくない。

但し、主バーナによる燃焼効率を高め、若しくはＮＯｘ
発生量を一層下げる必要のある場合には、空気比をそれ
ぞれ０．９８より大、若しくは０．９未満とすることも
ある。

　− 該主バーナ２０設置位置より下方から複数個のＰバーナ
３０が主バーナ２０によるＵ字型火炎の中心近傍に向か
い火炎噴射される。

第４図に示すごとくボイラ側壁よりＰバーナ３０−１を
噴射することも考えられる。

この場合において、前後壁及び左右側壁のＰバーナ取付
位置を上下にずらし、又は噴射角度を変えることにより
、各Ｐバーナは主バーナ火炎噴流の上下手分ずつと混合
することになる。

第４図は、主バーナ火炎の上部と左右側壁のＰバーナ３
０−１が、下部と前後壁のＰバーナ３０が混合する状態
を示す。

本実施例により、混合効率が増大し脱硝領域が広がり、
より有効に還元脱硝反応を進行させることができる。

更に、第４−２図に示すごとく主バーナ火炎噴流形状に
応じて、少なくとも１つの壁面に取付けられた複数個の
Ｐバーナを、その取付は位置が三角形状となるように配
することによりｃ層混合効率は増大する。

第５図は、主バーナ、Ｐバーナに関し、他の実施例を示
す。火炉の燃焼条件等により、主バーナの下方向角度を
大きく取り得ない場合は、Ｐバーナ火炎を水平方向に対
し上向きに火炎噴射させることにより有効な脱硝領域を
設けることが可能となる。

第６図は、本発明の他の実施例を示すもので、ホッパ部
３の燃焼の改善及び強還元性ガスのホッパ氷壁への直接
接触を防止するために少量の空気又はガス５０をホッパ
部３より供給することとしたものである。

本発明の他の実施例として、以下のものが挙げられるＯ 火炉内に、サンプリングプルーグを設け、吸引ガス性状
及びチャー性状を分析し、その結果を入力電気信号処理
することにより ■　最適なるＰバーナ、主バーナ燃料量及び空気比の調
整 ■　最適なるアフターエアの調整 ■　主バーナ及びＰバーナの少なくとも一方の火炎噴射
方向を変更可能なるように取付け、最適角度に制御運転
をすることにより燃焼させる。

本発明により、主バーナ火炎の接する範囲に脱硝領域を
設けることができ、脱硝効果が増大する。

ツ　一 本発明の他の効果は、空気比が小さく調整されているＰ
バーナが主バーナの下部に取付けられているため■　Ｐ
バーナによる燃焼の燃焼領域が増大し、未燃分の減少に
寄与し、又ボイラの小型化も実現する。

■　主バーナとＰバーナが離れているため主バーナ、Ｐ
バーナ間における干渉を防ぎ、脱硝効果の減少を防ぐ。

■　主バーナ火炎の上昇速度の小さい位置にＰバーナ火
炎を噴射するため、主バーナ火炎との混合に必要なＰバ
ーナの推進力は小さくて済み、圧力損失を小さくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

ｌ−・Ｏ火炎　　　　　２・・Φアフターエア３・・・
ホッパ　　　１０＠・書ボイラ火炉２ＯＩＩＩＩＩＩ主
バーナ　　３０＠・・Ｐバーナ４０・ＯＩＩアフターエ
アボット　５Ｑｏ＋＋・ホッパガス代理人弁理士　川　
北　武　長 ・　８ 第４−２図 第６図 ２２−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ボイラ等の火炉において、該火炉への総供給
   燃料の過半数が供給される複数個の主バーすの火炎噴射
   方向を水平方向に対して下向きに燃焼させ、残余燃料の
   一部又は全部を供給する脱硝バーナ（以下Ｐバーナと称
   す）の一部又は全部を主バーナ設置位置より火炉下側に
   配置し燃焼させることを特徴とする窒素酸化物を低減す
   る火炉燃焼方法。
2. （２）主バーナより上方火炉的位置に７７タ一エア供給
   手段を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の窒素酸化物を低減する火炉燃焼方法。