JPS62294805A - 燃焼器における燃料混合器 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、触媒を用いた燃焼器における燃料混合器に関
するもの□である。

〔従来の技術〕

触媒を用いた燃焼器の場合、触媒の上流側に燃料と空気
を混合する燃料混合器が配設され、この燃・料混合器に
て混合ガス化された燃料が触媒にて燃焼されるようにな
っている。

従来の上記燃料混合器は空気流中に燃料を直接噴□霧す
る構成となっていた。

〔発明が解決しようとする問題゛点〕

上記従来の燃料混合器では、燃料と空気の混合が空気の
流れに従って行なわれるため、両者の混合を均一に行な
うためには、空気の流れ方向の長さが長くなってしまい
、燃料混合器自体の設置スペースが大きくなってしまう
という問題があった。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は上記
のことにかんがみなされたもので、空気の流れ方向に極
めて短くでき、しかも燃料と空気を極めて均一に混合す
ることができる燃焼器における燃料混合器を提供しよう
とするものであり、その構成は、空気の流れ方向に離間
する缶板と、この缶仮に両端を固着して多数個並列に設
けた多孔質缶と、この各多孔質管を囲繞し、かつ両端を
上記缶板に固着した胴部と、胴部に接続した燃料共管と
からなり、上記両缶板の一方を空気を供給する上流管に
、他方を燃焼触媒側の管部にそれぞれ連結した構成とな
っており、燃料供給管から供給された燃料は各多孔質管
の内側へ浸透して各多孔質管内で空気と混合する。各多
孔質管内を流れる空気は多孔質管で絞られ、この下流側
で拡散され、この部分でも燃料と空気とが撹拌混合され
る。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１．２．３は第１、第２、第３の触媒
燃焼器であり、このうち第３の触媒燃焼器３は主燃焼器
であって、これの下流側がガスタービンや反応炉に接続
されている。

上記各触媒燃焼器１．２．３は筒状に構成されていて、
それぞれに燃焼触媒４，５．６が充填されている。また
、各燃焼触媒４．５．６の一ヒ流側に燃料混合器７，８
．９が設けられている。第１の触媒燃焼器１の燃焼触媒
４の下流側には熱交換型の空気予熱器１０が設けてあり
、この空気予熱器１０の入口側は空気主管１１から分岐
したｖＪｌの空気供給管１１ａに、また出口側は予熱空
気出口管１２を介して第１の触媒燃焼器１の燃料混合器
７に接続されている。そしてこの予熱空気出口管１２に
スタートアップ用の空気加熱器１３が介装しである。こ
の空気加熱器１３はその加熱源に電気ヒータあるいは燃
焼ガスを通した加熱パイプが用いられ、この空気加熱器
１３を通る空気は加熱源によって汚染されないようにな
っている。

各触媒燃焼器１，２．３の燃料混合器７，８゜９にはそ
れぞれ燃料供給管１４，１５．１６が接続されている。

第２の触媒燃焼器２の燃料混合器８の上流側には、第１
の触媒燃焼器２からの燃焼生成ガスと、空気主管１１か
ら分岐した第２の空気供給管１１ｂから供給される空気
とを混合する燃焼ガス／空気混合器１７が設けられてい
る。

第３の触媒燃焼器３の燃料混合器９の上流側には空気主
管１１が接続されている。

上記燃料混合器７，８．９の詳細な構成は第２図、第３
図に示すようになっていて、空気の流れ方向に対向離間
する缶板１８ａ、１８ｂと、この缶板１８ａ、１８ｂに
両端を固着して多数個並列に設けた多孔質管１９と、こ
の各多孔質管１９を囲繞し、かつ両端を上記管板１８ａ
。

１８ｂに固着した胴部２０と、胴部２０に接続した燃料
供給管２１とからなっている。そして上記両缶板１８ａ
、１８ｂの一方が上流管２２に、他方が下流管２３にそ
れぞれフランジ結合により結合されている。

上記上流管２２は、第１の触媒燃焼器１の場合は予熱空
気出口管１２に、また第２、第３の触媒燃焼器２．３の
場合はそれぞれ上流側の触媒燃焼器の出口管にそれぞれ
接続される。一方下流管２２はそれぞれの触媒燃焼器１
．２．３の燃焼触媒４，５．６の上流側胴部に接続され
る。

多孔質管１９は燃焼金属等にて構成され、半径方向に極
めて微細な通孔を多数有する。

上記構成における作用を以下に説明する。

まずスタートアップにあたってスタートアップ用の空気
加熱器１３の加熱源を加熱して空気主管１１に空気を供
給する。これにより、第１の触媒燃焼器１へ供給される
空気は上記空気加熱器１３にて触媒４の着火温度以上に
加熱されて第１の燃料混合器７に入り、ここで第１の燃
料供給管１４からの燃料と混合されて第１の触媒燃焼器
１内に流入して触媒４にて燃焼し、この燃焼生成ガスは
空気予熱器１０を加熱しながら第２の触媒燃焼器２に流
れる。上記触媒燃焼による燃焼生成ガスの温度は１１０
０〜１２００℃である。またスタートアップ用の空気加
熱器１３により加熱されて第１の燃料混合器７に入る予
熱空気の温度は約３００℃である。

燃焼が開始されると、空気加熱器１３を経て第１の燃料
混合器７に入る空気は空気予熱器１０にても加熱されて
昇温する。そしてこの温度が４５０℃程度となったとき
にスタートアップ用の空気加熱器１３の作動を停止する
。

第１の触媒燃焼器１から第２の触媒燃焼器２に流れる燃
焼生成ガスの温度は燃焼温度より約４００℃位低くなる
。これは空気予熱器１０にて熱量を消費されるためであ
る。例えば燃焼温度が１２００℃で空気予熱温度が４０
０℃であれば、第１の触媒燃焼器１の出口での燃焼生成
ガスの温度は約８５０℃となる。

第２の触媒燃焼器２に入った燃焼生成ガスは燃焼ガス／
空気混合器１７にて空気供給管１１ｂから供給された空
気と混合され、触媒着火温度以上で、かつ燃料混合物の
燃焼温度以下の温度となるように調節される。ここで充
分に混合されたガス中に第２の燃料混合器８で燃料が混
合され、この混合ガスは第２の燃焼触媒５にて燃焼され
、この燃焼生成ガスは第３の触媒燃焼器３に入る。第３
の触媒燃焼器３でも同様に、空気を混合して増量してか
ら、燃料混合器９にて上記燃焼生成ガス中に燃料が混入
され、ついで第３の燃焼触媒６にて燃焼される。

第２の触媒燃焼器２から第３の触媒燃焼器３に流入する
燃焼生成ガスの温度は燃焼温度そのままの１２００℃で
ある。従って第３の触媒燃焼器３ではこの燃焼生成ガス
を所定の温度、すなわち、触媒着火温度以上で、かつ燃
料混合物としての燃焼温度以下の温度、例えば３００℃
以下に降下するためには大量の空気を供給し、かつこれ
に見合うだけの量の燃料を供給しなければならず、この
ことにより、この第３の触媒燃焼器３にて発生する燃焼
生成ガスは第１、第２の各触媒燃焼器１，２のそれと比
較して極めて大量となり、この大量の燃焼ガスやガスタ
ービンや反応炉へ送給される。

上記作用において、燃料混合器７，８．９では、燃料供
給管１４．１５．１６から供給された燃料は胴部２０内
で多孔質管１９の壁より浸透して各多孔質管１９内で空
気と混合される。

このとき、燃料混合器の上流から流れてきた空気は各多
孔質管１９で絞られ、その下流側で拡散され、多孔質管
１９内で空気中に混入した燃料は多孔質管１９より流出
したこの拡散部でより一層撹拌混合される。また各多孔
質管１つではその全長にわたって燃料が浸透すると共に
、多孔質管１９の径が細いことにより、この多孔質管１
９中を通る空気の全体に燃料が混合される。燃料の浸透
面積は多孔質管１９の径をきめたときに、その長さと本
数によってきまり、本数を多くすることにより燃料混合
器の長さを短くすることができる。

上記多孔質管１９の内径は５〜２０１程度で良好な混合
状態を得ることができた。なお上記多孔質管１９の本数
は燃料混合器を通る空気量に応じてきめられ、空気量が
多い場合にはその本数を多くする。

〔発明の効果〕

本発明によれば、燃料混合器を、空気の流れ方向に極め
て短くでき、しかも燃料と空気を極めて均一に混合する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は燃焼器の
全体構成説明図、第２図は燃料混合器の実施例を示す断
面図、第３図は第２図の■−■線に沿う断面図である。 １８ａ、１８ｂは缶板、１９は多孔質管、２０は胴部、
２１は燃料供給管、２２は上流管。 出願人　株式会社　日本ケミカル・ プラント・コンサルタント

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空気と混合した燃料を燃焼触媒にて燃焼するようにした
   燃焼器において、空気の流れ方向に離間する缶板１８ａ
   、１８ｂと、この缶板１８ａ、１８ｂに両端を固着して
   多数個並列に設けた多孔質管１９と、この各多孔質管１
   ９を囲繞し、かつ両端を上記缶板１８ａ、１８ｂに固着
   した胴部２０と、胴部２０に接続した燃料供給管２１と
   からなり、上記缶板１８ａ、１８ｂの一方を空気を供給
   する上流管２２に、他方を燃焼触媒側の管部にそれぞれ
   連結したことを特徴とする燃焼器における燃料混合器。