KR100590845B1 - Oxyfuel burner with flue gas recirculation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배기가스 재순환 산소연소기에 관한 것으로서, 연료를 공급하는 연료주입구;연료주입구의 일단에 결합되어 있고, 타단은 연소실 내부까지 관통된 상태에서, 연료주입구를 통해 연료를 연소실 내부의 화염지역 근방까지 분사하는 연료노즐;연소기 내부에 제 1 소정 공간을 형성하여 연소실 내부의 화염지역으로 산화제를 공급하는 제 1 챔버;제 1 챔버와 인접해 있고 격리되어, 연소실 내부의 화염지역으로 산화제 및 배기가스가 원활히 공급되도록 하는 제 2 챔버;제 1 챔버에 결합되어 외부로부터 산화제를 공급받는 제 1 산화제 공급관;제 1 챔버에 저장된 산화제를 연소실 내부로 분사하는 제 1 산화제 노즐;산화제 및 연소실 내부에서 생성되는 배기가스를 제 2 챔버로 공급하는 제 2 산화제 공급관;제 2 챔버에 저장된 산화제 및 배기가스를 연소실 내부로 분사하는 제 2 산화제 노즐;제 2 챔버의 일면과 결합되어 연소기를 지탱하는 결합플레이트;연료노즐을 통해 분사되는 연료를 점화시키는 점화장치; 및 연소실 내부에서 결합플레이트의 일면에 연료노즐과 수직하게 결합하여 연소실 내부의 화염에 의해 야기되는 연소기의 온도 상승을 저감시키고, 연소실 내부의 형성되는 화염을 안정화시키는 퀄; 을 포함한다.The present invention relates to an exhaust gas recirculating oxygen combustor, comprising: a fuel inlet for supplying fuel; coupled to one end of the fuel inlet, and the other end penetrated to the inside of the combustion chamber, the fuel is injected through the fuel inlet to the vicinity of the flame zone inside the combustion chamber; A fuel nozzle injected to the first chamber, the first chamber forming a first predetermined space inside the combustion chamber to supply an oxidant to the flame zone inside the combustion chamber; and adjacent to and isolated from the first chamber, the oxidant and exhaust gas to the flame zone inside the combustion chamber. A second oxidant supply pipe coupled to the first chamber and supplied with an oxidant from the outside; a first oxidant nozzle for injecting an oxidant stored in the first chamber into the combustion chamber; A second oxidant supply pipe for supplying the exhaust gas to the second chamber; Opening the oxidant and the exhaust gas stored in the second chamber Second oxidant nozzle for injecting into the inner chamber; ignition device for igniting the fuel injected through the fuel nozzle; combined with one surface of the second chamber engaging plate that supports the combustor; And a qualifier coupled vertically with the fuel nozzle on one surface of the coupling plate in the combustion chamber to reduce the temperature rise of the combustor caused by the flame inside the combustion chamber, and to stabilize the flame formed inside the combustion chamber. It includes.
산소연소기, 배기가스, 재순환, 퀄, 내화물Oxygen Combustor, Exhaust Gas, Recirculation, Qual, Refractory
Description
도 1 은 종래의 일반적인 산소연소기의 종단면도.1 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional general oxygen burner.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 재순환 산소연소기의 종단면도.Figure 2 is a longitudinal sectional view of the exhaust gas recirculation oxygen burner according to an embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 배기가스 재순환 산소연소기의 종단면도.Figure 3 is a longitudinal sectional view of the exhaust gas recirculation oxygen burner according to another embodiment of the present invention.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 재순환 산소연소기의 개념도.4 is a conceptual diagram of an exhaust gas recirculation oxygen burner according to an embodiment of the present invention.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스의 재순환 비율에 대한 화염온도의 변화도. 5 is a change in flame temperature with respect to the recycle ratio of the exhaust gas according to an embodiment of the present invention.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스의 재순환 비율에 대한 질소산화물의 발생량 변화도.6 is a change in generation amount of nitrogen oxide with respect to the recycle ratio of the exhaust gas according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 > <Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
11, 11' : 연료주입구 12, 12' : 연료노즐11, 11 ':
13, 13' : 제 1 챔버 14, 14' : 제 2 챔버13, 13 ':
15, 15' : 제 1 산화제 공급관 16, 16' : 제 1 산화제 노즐15, 15 ': first
17, 17' : 제 2 산화제 공급관 18, 18' : 제 2 산화제 노즐17, 17 ': 2nd
19, 19' : 결합플레이트 20, 20' : 점화장치19, 19 ':
21 : 퀄 21' : 내화물21: Qual 21 ': refractory
22, 22' : 제 1 연결구 23, 23' : 제 2 연결구22, 22 ':
본 발명은 배기가스 재순환 산소연소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산소연소기의 배기가스를 재순환을 통하여 화염의 온도를 감소시켜 질소산화물(NOx)의 발생을 저감시키고, 또한 이러한 과정에서 산화제로 공급되는 산소 및 배기가스의 일부를 별도로, 연소실 내부로 공급하여 화염의 안정성을 보장하는 배기가스 재순환 산소연소기에 관한 것이다. The present invention relates to an exhaust gas recycle oxygen burner, and more particularly, to reduce the temperature of the flame through recycling the exhaust gas of the oxygen burner to reduce the generation of nitrogen oxides (NOx), and also supplied to the oxidant in this process The present invention relates to an exhaust gas recirculation oxy-combustor which separately supplies a portion of oxygen and exhaust gas into the combustion chamber to ensure flame stability.
상기 도 1 에 도시된 바와 같이 공기를 산화제로 사용하는 공기연소방식의 연소기에 비해 생성되는 화염의 전파속도가 약 10 배 가량 향상된 종래의 산소연소기는 연소기 중심의 연료노즐(2)을 통해 연료를 공급받고, 산화제 노즐(4)을 통해 산화제인 산소를 공급받아, 상기 연료 노즐과 산화제 노즐 사이에서 확산 화염을 형성하여 연소시키되, 화염의 안정화 및 화염으로부터 연소기의 직접적인 가열을 막기 위한 내화물로서 상기 산화제 노즐 상부에 설치되는 퀄(6)을 포함하고 있고, 그 외 점화기(5) 및 화염의 유무를 감지하는 화염감지기 등을 포함하고 있다.As shown in FIG. 1, the conventional oxygen burner having about 10 times the propagation speed of the flame generated compared to the air burner using air as the oxidant is supplied to the fuel through the fuel nozzle 2 of the combustor. Supplied with oxygen, which is an oxidant through the
이러한 상기 종래의 산소연소기는 산소를 산화제로 이용하는 경우 화염의 온도가 매우 높아 연소실 내부의 연료노즐(1), 산화제노즐(3) 및 퀄(6)이 파손되는 문제점이 있었다.In the conventional oxygen burner, when oxygen is used as the oxidant, the flame temperature is very high, and thus, the
그리고, 상기 종래의 산소연소기는 열효율 증대에만 초점이 맞춰진 결과, 화염의 온도가 급격히 높아지기 때문에 외부공기의 침투 또는 산화제로써 사용되는 산소에 포함된 소량의 질소불순물에 의해서 다량의 질소산화물(NOx)을 발생시키는 문제점도 있었다. In addition, since the conventional oxygen burner focuses only on the increase in thermal efficiency, the flame temperature is rapidly increased, so that a large amount of nitrogen oxides (NOx) are absorbed by a small amount of nitrogen impurity contained in oxygen used as an oxidant or an infiltration of external air. There was also a problem that occurred.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배기가스의 재순환을 통해 화염의 온도를 낮추어 연소실 내부의 연료노즐, 산화제노즐 및 퀄의 파손을 방지하고 질소산화물을 저감시키는 배기가스 재순환 산소연소기를 제공함에 있다. An object of the present invention is to solve the above problems, by reducing the temperature of the flame through the exhaust gas recirculation to prevent the destruction of fuel nozzles, oxidant nozzles and qualifiers in the combustion chamber and to reduce nitrogen oxides exhaust gas recirculation oxygen burner In providing.
그리고 본 발명의 다른 목적은, 산화제로 공급되는 산소 및 배기가스의 일부를 별도로, 연소실 내부에 공급하여 화염의 안정성을 구현할 수 있는 배기가스 재순환 산소연소기를 제공함에도 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation oxygen burner capable of supplying a part of the oxygen and the exhaust gas supplied to the oxidant separately into the combustion chamber to realize the stability of the flame.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배기가스 재순환 산소연소기에 관한 것으로서, 별도의 연결관에 연결되어 연료를 공급받는 연료주입구(11); 상기 연료 주입구(11)의 일단에 결합되어 있고, 타단은 연소실 내부까지 관통된 상태에서, 상기 연료주입구(11)를 통해 연료를 연소실 내부의 화염지역 근방까지 분사하는 연료노즐(12); 제 1 소정 공간을 형성하여 산화제를 저장하는 제 1 챔버(13); 상기 제 1 챔버(13)와 인접해 있고 격리되어, 산화제 및 배기가스를 저장하는 제 2 챔버(14); 상기 제 1 챔버의 제 1 소정 위치에 결합되어 외부로부터 산화제를 공급받는 제 1 산화제 공급관(15); 상기 연료노즐(12)과 인접해 있고 격리되어, 연소실 내부까지 관통하는 연료노즐(12)의 관통 길이만큼 돌출해 있고, 그리고 연료노즐(12)과 평행하게 형성되어 제 1 챔버(13)에 저장된 산화제를 연소실 내부로 분사하는 제 1 산화제 노즐(16); 상기 제 2 챔버(14)의 제 2 소정 위치에 결합되어 외부로부터 산화제 및 연소실 내부에서 생성되는 배기가스를 제 2 챔버(14)로 공급하는 제 2 산화제 공급관(17); 상기 제 1 산화제 노즐(16)과 인접해 있고 제 3 소정 공간을 형성하여 격리되어 연소실 내부로 관통하는 연료노즐(12)의 관통길이만큼 돌출해 있고, 그리고 연료노즐(12)과 평행하게 형성되어 제 2 챔버(14)에 저장된 산화제 및 배기가스를 연소실 내부로 분사하는 제 2 산화제 노즐(18); 상기 제 2 챔버(14)의 일면과 결합되어 연소실 외부의 제 3 소정 위치에 고정되어 연소기를 지탱하는 결합플레이트(19); 연소실 외부에서 상기 연료노즐과 끼인각(Θ-1)을 갖고 연소실 내부를 관통하며, 연료노즐을 통해 분사되는 연료를 점화시키는 점화장치(20); 및 연소실 내부에서 상기 결합플레이트(19)의 일면에 상기 연료노즐(12)과 수직하게 결합하여 연소실 내부의 화염에 의해 야기되는 연소기의 온도 상승을 저감시키고, 연소실 내부에 형성되는 화염을 안정화시키는 퀄(21); 을 포함하는 것을 특징으로 한 다.The present invention for achieving the above object, relates to an exhaust gas recirculation oxygen burner, the
바람직하게, 상기 제 1 챔버(13)의 제 4 소정 위치에서 온도 또는 압력을 측정할 수 있는 측정장치를 연결할 수 있도록 하는 제 1 연결구(22); 및 상기 제 2 챔버(14)의 제 5 소정 위치에서 온도 또는 압력을 측정할 수 있는 측정장치를 연결할 수 있도록 하는 제 2 연결구(23); 를 더 포함 하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the
그리고 바람직하게, 상기 제 1 산화제 공급관(15)에는 일정한 산화제를 공급하고, 제 2 산화제 공급관(17)에는 산화제와 연소실 내부에서 생성된 소정량의 배기가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first
한편, 본 발명은 배기가스 재순환 산소연소기에 관한 것으로서, 별도의 연결관에 연결되어 연료를 공급받는 연료주입구(11'); 상기 연료주입구(11')의 일단에 결합되어 있고, 타단은 연소실 내부까지 관통된 상태에서, 상기 연료주입구(11')를 통해 연료를 연소실 내부의 화염지역 근방까지 분사하는 연료노즐(12'); 제 1 소정 공간을 형성하여 산화제를 저장하는 제 1 챔버(13'); 상기 제 1 챔버(13')와 인접해 있고 격리되어, 산화제 및 배기가스를 저장하는 제 2 챔버(14'); 상기 제 1 챔버의 제 1 소정 위치에 결합되어 외부로부터 산화제를 공급받는 제 1 산화제 공급관(15'); 상기 연료노즐(12')과 인접해 있고 격리되어, 연소실 내부까지 관통하는 연료노즐(12')의 관통 길이만큼 돌출해 있고, 그리고 연료노즐(12')과 평행하게 형성되어 제 1 챔버(13')에 저장된 산화제를 연소실 내부로 분사하는 제 1 산화제 노즐(16'); 상기 제 2 챔버(14')의 제 2 소정 위치에 결합되어 외부로부터 산화제 및 연소실 내부에서 생성되는 배기가스를 제 2 챔버(14')로 공급하는 제 2 산화제 공 급관(17'); 상기 제 1 산화제 노즐(16')과 인접해 있고 격리되어 연소실 내부로 관통하는 연료노즐(12')의 관통길이만큼 돌출해 있고, 그리고 연료노즐(12')과 평행하게 형성되어 제 2 챔버(14')에 저장된 산화제 및 배기가스를 연소실 내부로 분사하는 제 2 산화제 노즐(18'); 상기 제 2 챔버(14')의 일면과 결합되어 연소실 외면의 제 3 소정 위치에 고정되어 연소기를 지탱하는 결합플레이트(19'); 연소실 외부에서 상기 연료노즐과 끼인각(Θ-3)을 갖고 연소실 내부를 관통하되, 연소실 내부로 돌출되는 연료노즐(12'), 제 1 산화제 노즐(16') 및 제 2 산화제 노즐(18')의 길이를 넘지 않게 형성되어, 연료노즐(12')을 통해 분사되는 연료를 점화시키는 점화장치(20'); 및 연소실 내부에서 상기 결합플레이트(19')의 일면에 상기 연료노즐(12'), 제 1 산화제 노즐(16') 및 제 2 산화제 노즐(18')과 수직하게 결합되어 연소실 내부의 화염에 의해 야기되는 연소기의 온도 상승을 저감시키고, 연소실 내부에 형성되는 화염을 안정화시키는 내화물(21'); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention relates to an exhaust gas recirculation oxygen burner, the fuel inlet (11 ') connected to a separate connection pipe for supplying fuel; A fuel nozzle 12 'which is coupled to one end of the fuel injection hole 11' and injects fuel to the vicinity of the flame zone inside the combustion chamber through the fuel injection hole 11 'while the other end penetrates into the combustion chamber. ; A first chamber 13 'that forms a first predetermined space to store the oxidant; A second chamber (14 ') adjacent and isolated from said first chamber (13') for storing oxidant and exhaust gas; A first oxidant supply pipe 15 'coupled to a first predetermined position of the first chamber to receive an oxidant from the outside; Adjacent to and isolated from the fuel nozzle 12 ', protruding by the penetrating length of the fuel nozzle 12' penetrating into the combustion chamber, and being formed parallel to the fuel nozzle 12 'and forming the
바람직하게, 상기 제 1 챔버(13')의 제 4 소정 위치에서 온도 또는 압력을 측정할 수 있는 측정장치를 연결할 수 있도록 하는 제 1 연결구(22'); 및 상기 제 2 챔버(14')의 제 5 소정 위치에서 온도 또는 압력을 측정할 수 있는 측정장치를 연결할 수 있도록 하는 제 2 연결구(23'); 를 더 포함 하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first connector 22 'to connect the measuring device capable of measuring the temperature or pressure at the fourth predetermined position of the first chamber (13'); And a second connector (23 ') for connecting a measuring device capable of measuring temperature or pressure at a fifth predetermined position of the second chamber (14'). Characterized in that it further comprises.
또한 바람직하게 상기 내화물(21')은, 연소실 내부를 관통하여 돌출된 연료노즐(12'), 제 1 산화제 노즐(16') 및 제 2 산화제 노즐(18')의 길이를 넘지 않게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the refractory 21 'is formed so as not to exceed the lengths of the fuel nozzle 12', the first oxidant nozzle 16 'and the second oxidant nozzle 18' which protrude through the inside of the combustion chamber. It is characterized by.
그리고 바람직하게, 상기 제 1 산화제 공급관(15')에는 일정한 산화제를 공 급하고, 제 2 산화제 공급관(17')에는 산화제와 연소실 내부에서 생성된 소정량의 배기가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first oxidant supply pipe 15 'is supplied with a constant oxidant, and the second oxidant supply pipe 17' is supplied with an oxidant and a predetermined amount of exhaust gas generated inside the combustion chamber.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 재순환 산소연소기에 관하여 도 2 를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Referring to Figure 2 with respect to the exhaust gas recirculation oxygen burner according to an embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 재순환 산소연소기의 종단면도이다.2 is a longitudinal sectional view of an exhaust gas recirculating oxygen burner according to an embodiment of the present invention.
상기 도 2 에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 재순환 산소연소기는, 연료주입구(11), 연료노즐(12), 제 1 챔버(13), 제 2 챔버(14), 제 1 산화제 공급관(15), 제 1 산화제 노즐(16), 제 2 산화제 공급관(17), 제 2 산화제 노즐(18), 결합플레이트(19), 점화장치(20), 퀄(21), 제 1 연결구(22) 및 제 2 연결구(23)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the exhaust gas recirculating oxygen combustor according to the exemplary embodiment of the present invention includes a
상기 연료주입구(11)는 별도의 연결관에 연결되어 연료를 공급받는 기능을 수행한다.The
또한, 상기 연료노즐(12)은 상기 연료주입구(11)의 일단에 결합되어 있고, 타단은 연소실 내부까지 관통된 상태에서 연료주입구(11)를 통해 공급된 연료를 연소실 내부의 화염지역 근방까지 분사시키는 기능을 수행한다.In addition, the
또한, 상기 제 1 챔버(13)는 연소기 내부에 제 1 소정 공간을 형성하여 산화제를 일정량 저장함으로써, 제 1 소정 압력을 갖고 연소실 내부의 화염 지역으로 산화제가 원활히 공급되도록 하는 기능을 수행한다.In addition, the
또한, 상기 제 2 챔버(14)는 제 1 챔버(13)와 인접해 있고, 그리고 서로 격리된 상태에서 산화제 및 배기가스를 일정량 저장하고 혼합함으로써, 제 2 소정 압력을 갖고 연소실 내부의 화염 지역으로 원활히 공급되도록 하는 하는 기능을 수행한다.In addition, the
또한, 상기 제 1 산화제 공급관(15)은 제 1 챔버(13)의 제 1 소정 위치에 결합되어 외부로부터 산화제를 공급받는 기능을 수행한다.In addition, the first
또한, 상기 제 1 산화제 노즐(16)은 연료노즐(12)과 인접해 있고 제 2 소정 공간을 형성하여 격리되어 연소실 내부까지 관통하는 연료노즐(12)의 관통 길이만큼 돌출해 있고, 그리고 연료노즐(12)과 평행하게 형성되어 제 1 챔버(13)에 저장된 산화제를 연소실 내부로 분사하는 기능을 수행한다.In addition, the
또한, 상기 제 2 산화제 공급관(17)은 제 2 챔버(14)의 제 2 소정 위치에 결합되어 외부로부터 산화제 및 연소실 내부에서 생성되는 소정량의 배기가스를 제 2 챔버(14)로 공급하는 기능을 수행한다.In addition, the second
또한, 상기 제 2 산화제 노즐(18)은 제 1 산화제 노즐(16)과 인접해 있고 제 3 소정 공간을 형성하여 격리되어 연소실 내부로 관통하는 연료노즐의 관통길이만큼 돌출해 있고, 그리고 연료노즐(12)과 평행하게 형성되어 제 2 챔버(14)에 저장된 산화제 및 배기가스를 연소실 내부로 분사하는 기능을 수행한다.Further, the
본 실시예에서 상기 제 1 산화제 노즐(16) 및 제 2 산화제 노즐(18)은, 각각 형성되는 노즐의 직경 비율에 따라 연소실 내부로 분사되는 산화제 및 배기가스의 분사속도에 영향을 줄 수 있음은 자명하다.In the present embodiment, the
또한, 상기 결합플레이트(19)는 제 2 챔버(14)의 일면과 결합되어 연소실 외면의 제 3 소정 위치에 고정되어 연소기를 지탱하는 기능을 수행한다.In addition, the
또한, 상기 점화장치(20)는 연소실 외부에서 상기 연료노즐(12)의 중심선과점화장치(20)의 중심선을 연장시켰을 때 형성되는 소정의 끼인각(Θ-1)을 갖고 결합플레이트(19) 및 연소실 내부를 관통하여, 연료노즐(12)을 통해 분사되는 연료를 점화시키는 기능을 수행한다.In addition, the
또한, 상기 퀄(21)은 연소실 내부에서 상기 결합플레이트(19)의 일면에 연료노즐(12)과 수직하게 결합하여 연료노즐(12)을 중심으로 점화장치가 관통하는 퀄(21)의 대칭되는 빗면과 연소실 내부를 관통하여 돌출되어 있는 제 2 산화제 노즐의 평행선 사이에 끼인각(Θ-2)을 갖고 형성되어, 연소실 내부의 화염에 의해 야기되는 연소기의 온도 상승을 저감시키고, 연소실 내부에 형성되는 화염을 안정화시키는 기능을 수행한다.In addition, the
여기서 상기 연료노즐(12)은 제 1 챔버, 제 2 챔버 및 결합플레이트를 관통하여 결합되어 있으며, 상기 제 1 산화제 노즐(16)은 제 2 챔버 및 결합플레이트를 관통하여 결합되어 있고, 그리고 제 2 산화제 노즐(18)은 결합플레이트를 관통하여 결합되어 있다.Wherein the
또한, 상기 제 1 연결구(22)는 제 1 챔버(13)의 제 4 소정 위치에 온도 또는 압력을 측정할 수 있는 측정장치를 연결할 수 있는 기능을 수행한다.In addition, the
그리고, 상기 제 2 연결구(23)는 제 2 챔버(14)의 제 5 소정 위치에 온도 또는 압력을 측정할 수 있는 측정장치를 연결할 수 있는 기능을 수행한다.In addition, the
상술한 구성을 갖는 배기가스 재순환 산소연소기는 상기 제 1 산화제 공급관(15)을 통해 일정한 산화제를 공급 받고, 제 2 산화제 공급관(17)을 통해 산화제와 연소실 내부에서 생성된 소정량의 배기가스를 공급 받음으로써 화염을 안정화시키게 된다. The exhaust gas recirculating oxygen burner having the above-described configuration receives a constant oxidant through the first
또한 상기 소정량의 배기가스를 재순환시킴으로써, 연소실 내부에 형성되는 화염의 온도를 낮추고, 질소산화물의 생성량을 저감시키게 된다.In addition, by recycling the predetermined amount of exhaust gas, the temperature of the flame formed in the combustion chamber is lowered, and the amount of nitrogen oxide produced is reduced.
그리고 재순환되는 배기가스의 양을 조절함으로써, 연소실 내부에 형성되는 화염의 온도를 조절할 수 있게 된다.And by adjusting the amount of exhaust gas recycled, it is possible to control the temperature of the flame formed in the combustion chamber.
본 실시예에서 상기 끼인각(Θ-2)은 그 크기에 따라 화염의 형상이 달라지게 되며, 화염의 안정화에 영향을 주는 바, 그 특정 크기를 명시하지 않았음을 밝힌다.In the present embodiment, the included angle Θ-2 changes the shape of the flame according to its size, which affects the stabilization of the flame, and thus the specific size is not specified.
그리고 본 실시예에서 상기 제 1 챔버(13) 및 제 2 챔버(14)가 연소기 내부에서 형성하는 체적은, 제 1 산화제 공급관(15) 및 제 2 산화제 공급관(17)을 통해 공급되는 산화제의 양과, 제 1 산화제 노즐(16) 및 제 2 산화제 노즐(18)을 통해 분사되는 산화제의 양을 고려하여 조절되어야 함이 자명하다.In the present embodiment, the volume formed by the
지금까지 도 2 를 참조하여 배기가스 재순환 산소연소기에 대해 설명하였고, 이하, 도 3 을 참조하여 본 발명의 다른 일실시예에 따른 배기가스 재순환 산소연소기에 대해 설명하면 다음과 같다.So far, the exhaust gas recirculating oxygen burner has been described with reference to FIG. 2. Hereinafter, the exhaust gas recirculating oxygen burner according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.
도 3 은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 배기가스 재순환 산소연소기의 종단면도이다.Figure 3 is a longitudinal sectional view of the exhaust gas recirculation oxygen burner according to another embodiment of the present invention.
상기 도 3 에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 일실시예에 따른 배기가스 재순환 산소연소기는, 연료주입구(11'), 연료노즐(12'), 제 1 챔버(13'), 제 2 챔버(14'), 제 1 산화제 공급관(15'), 제 1 산화제 노즐(16'), 제 2 산화제 공급관(17'), 제 2 산화제 노즐(18'), 결합플레이트(19'), 점화장치(20'), 내화물(21'), 제 1 연결구(22') 및 제 2 연결구(23')를 포함한다.As shown in FIG. 3, the exhaust gas recirculating oxygen combustor according to another embodiment of the present invention includes a
상기 연료주입구(11'), 연료노즐(12'), 제 1 챔버(13'), 제 2 챔버(14'), 제 1 산화제 공급관(15'), 제 1 산화제 노즐(16'), 제 2 산화제 공급관(17'), 제 2 산화제 노즐(18'), 결합플레이트(19'), 점화장치(20'), 제 1 연결구(22') 및 제 2 연결구(23')는, 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 연료주입구(11), 연료노즐(12), 제 1 챔버(13), 제 2 챔버(14), 제 1 산화제 공급관(15), 제 1 산화제 노즐(16), 제 2 산화제 공급관(17), 제 2 산화제 노즐(18), 결합플레이트(19), 점화장치(20), 제 1 연결구(22) 및 제 2 연결구(23)와 동일한 기능을 수행하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하겠으며, 이하 본 발명의 일실시예와 상이한 특징을 갖는 점화장치(20') 및 내화물(21')에 대해 설명한다.The fuel inlet 11 ', the fuel nozzle 12', the first chamber 13 ', the second chamber 14', the first oxidant supply pipe 15 ', the first oxidant nozzle 16', The oxidant supply pipe 17 ', the second oxidant nozzle 18', the coupling plate 19 ', the ignition device 20', the first connector 22 'and the second connector 23' are described above. The
상기 점화장치(20')는 연소실 외부에서 상기 연료노즐(12')와 끼인각(Θ-3)을 갖고 연소실 내부를 관통하되, 연소기 내부를 관통하여 돌출되는 상기 연료노즐(12'), 제 1 산화제 노즐(16') 및 제 2 산화제 노즐(18')의 길이를 넘지 아니 한다.The ignition device 20 'has an angle Θ-3 with the fuel nozzle 12' outside the combustion chamber and penetrates the interior of the combustion chamber, but protrudes through the interior of the combustor. It does not exceed the length of the oxidant nozzle 16 'and the second oxidant nozzle 18'.
그리고, 상기 내화물(21')은 연소실 내부에서 결합플레이트(19')의 일면에 연료노즐(12'), 제 1 산화제 노즐(16') 및 제 2 산화제 노즐(18')과 수직하게 결합 되어 연소실 내부를 관통하여 돌출된 상기 연료노즐(12'), 제 1 산화제 노즐(16') 및 제 2 산화제 노즐(18')의 길이를 넘지 아니하게 형성됨으로써 연소실 내부의 화염에 의해 야기되는 연소기의 온도 상승으로 인한 연소기의 파손을 방지하는 기능을 수행한다.The refractory 21 'is vertically coupled to the fuel nozzle 12', the first oxidant nozzle 16 'and the second oxidant nozzle 18' on one surface of the coupling plate 19 'in the combustion chamber. Of the combustor caused by the flame inside the combustion chamber by being formed so as not to exceed the length of the fuel nozzle 12 ', the first oxidant nozzle 16' and the second oxidant nozzle 18 'protruding through the combustion chamber. It serves to prevent damage to the combustor due to temperature rise.
여기서 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 점화장치(20')는 내화물(21')을 관통 한다.As shown in FIG. 3, the
상술한 구성을 갖는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 배기가스 재순환 산소연소기는 연소실 내부에 형성되는 화염을 안정화시키는 퀄(21) 대신에 상기 내화물(21')를 사용함으로써, 화염에 의해 생성되는 배기가스를 퀄(21)의 방해없이 연소실 내부에서 원활하게 순환시킬 수 있게 된다.Exhaust gas recirculation oxygen burner according to another embodiment of the present invention having the above-described configuration is produced by the flame by using the refractory 21 'instead of the
따라서, 상기 제 1 산화제 공급관(15')를 통해 산화제를 공급 받고, 제 2 산화제 공급관(17')을 통해 산화제와 연소실 내부에서 생성된 소정량의 배기가스를 공급 받음과 더불어 상기 화염에 의해 생성되는 배기가스를 퀄(21)의 방해없이 원활하게 연소실 내부에서 순환시킴으로써, 화염을 안정화시키게 된다.Therefore, the oxidant is supplied through the first oxidant supply pipe 15 ', the oxidant and a predetermined amount of exhaust gas generated inside the combustion chamber are supplied through the second oxidant supply pipe 17' and generated by the flame. By circulating the exhaust gas to be smoothly inside the combustion chamber without disturbing the
이상으로, 도 2 및 도 3 을 참조하여 배기가스 재순환 산소연소기에 대해 설명하였고, 도 4 및 도 6 을 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다. As described above, the exhaust gas recirculating oxygen burner has been described with reference to FIGS. 2 and 3, and the technical spirit of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 6.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 재순환 산소연소기의 개념도이며, 도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스의 재순환 비율에 대한 화염온도의 변화도이고, 도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스의 재순환 비율에 대 한 질소산화물의 발생량 변화도이다. 4 is a conceptual diagram of the exhaust gas recirculation oxygen burner according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a change in flame temperature with respect to the recycle ratio of the exhaust gas according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a present invention The change in the amount of nitrogen oxide generated for the recycle ratio of the exhaust gas according to an embodiment of the.
도 4 에 도시된 바와 같이, 연료 및 산화제가 연소실 내부에서 점화장치(20, 20')를 통해 점화되어 화염을 형성하면, 연소실 내부에 소정량의 이산화탄소와 물(수증기)을 포함하는 배기가스가 생성된다. 이때 상기 제 2 산화제 공급관(17, 17')을 통해 소정량의 배기가스를 상기 연소실 내부로 공급되는 산화제와 함께 공급되면 연소실 내부에 형성된 화염의 온도를 낮출 수 있으며, 연소실 내부에 생성되는 질소산화물의 양을 저감시킬 수 있게 된다.As shown in FIG. 4, when the fuel and the oxidant are ignited through the ignition apparatuses 20 and 20 'in the combustion chamber to form a flame, an exhaust gas containing a predetermined amount of carbon dioxide and water (water vapor) inside the combustion chamber is generated. Is generated. In this case, when a predetermined amount of exhaust gas is supplied together with the oxidant supplied into the combustion chamber through the second
참고적으로 상기 질소산화물은 산화제에 포함된 소량의 질소가 고온의 환경에서 산화되어 다량으로 생성되어 온도가 높아짐에 따라, 즉 연소실 내부의 화염으로 인해 온도가 높아짐에 따라 생성되는 질소산화물의 양이 지수적으로 증가하게 된다. For reference, the nitrogen oxide is produced by a small amount of nitrogen contained in the oxidizing agent is oxidized in a high temperature environment to generate a large amount of temperature, that is, the amount of nitrogen oxide generated as the temperature increases due to the flame inside the combustion chamber. It will increase exponentially.
한편, 상기 제 1 산화제 노즐(16, 16')을 통해 공급되는 산화제와, 상기 제 2 산화제 노즐(18, 18')을 통해 재순환되는 산화제 및 배기가스를 분리하지 않으면, 연소실 내부에 형성되는 화염이 불안정해지거나 또는 화염이 꺼지게 되는 경우가 발생하며, 결과적으로 제 2 산화제 노즐(18, 18')을 통한 배기가스의 재순환 량에 한계가 생기게 된다.On the other hand, if the oxidant supplied through the
그리고, 상기 제 2 산화제 공급관(17, 17')을 통해 재순환되는 배기가스의 양을 조절함으로써, 상기 도 5 에 도시된 바와 같이 화염의 온도를 조절할 수 있으며, 상기 도 6 에 도시된 바와 같이 질소산화물의 발생량을 조절할 수 있다.And, by adjusting the amount of exhaust gas recycled through the second oxidant supply pipe (17, 17 '), it is possible to control the temperature of the flame as shown in Figure 5, nitrogen as shown in Figure 6 The amount of oxide generated can be controlled.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다. The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited to the drawings.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 배기가스의 재순환을 통해 화염의 온도를 낮추고, 연소실 내부의 연료노즐, 산화제노즐 및 퀄의 파손을 방지할 수 있으며, 생성되는 질소산화물을 저감시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, by reducing the temperature of the flame through the exhaust gas recirculation, it is possible to prevent the damage of the fuel nozzle, the oxidant nozzle and the quality inside the combustion chamber, there is an effect that can reduce the generated nitrogen oxides. .
그리고 본 발명에 따르면, 산화제 및 배기가스의 일부를 별도로 연소실 내부에 공급하여 화염의 안정성을 구현할 수 있는 효과도 있다.And according to the present invention, by supplying a part of the oxidant and the exhaust gas in the combustion chamber separately there is an effect that can implement the stability of the flame.
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