KR102407785B1 - Nitrogen oxide reduction system comprising an ejector - Google Patents

Nitrogen oxide reduction system comprising an ejector Download PDF

Info

Publication number
KR102407785B1
KR102407785B1 KR1020200025746A KR20200025746A KR102407785B1 KR 102407785 B1 KR102407785 B1 KR 102407785B1 KR 1020200025746 A KR1020200025746 A KR 1020200025746A KR 20200025746 A KR20200025746 A KR 20200025746A KR 102407785 B1 KR102407785 B1 KR 102407785B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
combustion chamber
pipe
ejector
recirculation gas
Prior art date
Application number
KR1020200025746A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210110918A (en
Inventor
김광주
Original Assignee
김광주
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김광주 filed Critical 김광주
Priority to KR1020200025746A priority Critical patent/KR102407785B1/en
Publication of KR20210110918A publication Critical patent/KR20210110918A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102407785B1 publication Critical patent/KR102407785B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/06Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for completing combustion
    • 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
    • F23D14/28Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid in association with a gaseous fuel source, e.g. acetylene generator, or a container for liquefied gas
    • 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
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48Nozzles
    • F23D14/58Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002Supplying water
    • F23L7/005Evaporated water; Steam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07009Injection of steam into the combustion chamber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

본 발명은 이젝터가 구비된 버너 및 이러한 버너를 포함하는 질소산화물 저감시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 버너로부터 보일러 연소실 내에 재순환가스를 공급할 때에 기존 송풍기 사용을 배제시키고 대신 버너 내 구비된 이젝터를 이용함으로써 보일러 연소실 내 온도를 효과적으로 낮춤과 동시에 질소산화물 발생량을 감소시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a burner equipped with an ejector and a nitrogen oxide reduction system including such a burner. Specifically, when supplying recirculation gas from a burner into a boiler combustion chamber, the use of an existing blower is excluded and instead the ejector provided in the burner is used. It is designed to effectively lower the temperature in the boiler combustion chamber and at the same time reduce the amount of nitrogen oxides generated.

Description

이젝터를 포함하는 질소산화물 저감시스템{Nitrogen oxide reduction system comprising an ejector}Nitrogen oxide reduction system comprising an ejector

본 발명은 이젝터가 구비된 질소산화물 저감시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 연소과정에서 발생하는 질소산화물의 발생을 억제하기 위하여 공급하는 재순환가스를 공급하는 재순환 방법에서 송풍기 사용을 배제시키고 대신 위 재순환가스를 증기로 증기 이젝터를 이용함으로써 보일러 연소실 내 화염온도 및 내부온도를 효과적으로 낮춤과 동시에 질소산화물 발생량을 감소시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a nitrogen oxide reduction system equipped with an ejector, and specifically, in the recirculation method of supplying the recirculated gas supplied to suppress the generation of nitrogen oxides generated in the combustion process, the use of a blower is excluded and the recycle gas is instead By using a steam ejector as steam, it is possible to effectively lower the flame temperature and internal temperature in the boiler combustion chamber and at the same time reduce the amount of nitrogen oxides generated.

일반적으로 보일러는 연료의 연소과정에서 질소산화물(NOx)을 포함한 환경오염물질을 배출하는데, 특히 질소산화물은 광화학 스모그, 호흡기 장해, 산성비 등의 오염된 환경을 초래하여 사람들의 삶에 큰 악영향을 미치게 된다. 이에, 각국에서는 보일러, 특히 산업용 및 발전용 보일러를 설계함에 있어 질소산화물을 감소시키기 위한 수단들을 갖추게 할 것을 강제하고 있으며, 이에 따라 다양한 질소산화물 저감 방식들이 연구되고 있다.In general, boilers emit environmental pollutants including nitrogen oxides (NOx) in the process of burning fuel. In particular, nitrogen oxides cause a polluted environment such as photochemical smog, respiratory problems, and acid rain, which has a great adverse effect on people's lives. do. Accordingly, countries are compelled to have means for reducing nitrogen oxides in designing boilers, particularly boilers for industrial and power generation, and various nitrogen oxide reduction methods are being studied accordingly.

질소산화물 저감 방식 중 하나의 예로, 연소에 의해 발생되는 배기가스를 순환시켜 연소가스 유량을 증대시킴으로써 연소실 온도를 낮추어 질소산화물을 저감하고자 하는 재순환 시스템이 제시된 바 있으며, 현재까지도 배기가스를 재순환 시키는 방식은 그 효과를 인정 받아 많은 보일러 설계에 활용되고 있다. As an example of a nitrogen oxide reduction method, a recirculation system has been proposed to reduce nitrogen oxide by circulating the exhaust gas generated by combustion and increasing the combustion gas flow rate by lowering the combustion chamber temperature. has been recognized for its effectiveness and is being used in many boiler designs.

한편, 배기가스를 재순환 시키기 위하여 종래의 보일러 설계에서는 별도의 송풍기를 활용하여 왔는데, 이 때 송풍기는 외부로부터 연소가스를 흡입하여 연소실 내로 유도시키는 역할을 한다.On the other hand, in order to recirculate exhaust gas, a separate blower has been used in the conventional boiler design. In this case, the blower serves to suck the combustion gas from the outside and guide it into the combustion chamber.

그러나 이러한 송풍기의 활용은 연소실 온도를 낮추어 질소산화물을 억제하는 효과가 한계가 있어 재순환량에 따른 질소산화물 저감율이 크게 높지 않다는 문제가 있어 왔다.However, there has been a problem in that the use of such a blower has a limit in the effect of suppressing nitrogen oxides by lowering the combustion chamber temperature, so that the reduction rate of nitrogen oxides according to the recirculation amount is not very high.

이에 따라 배기가스를 재순환 시켜 연소실 내에 제공함에 있어 송풍기를 대체할 수 있을만한 수단에 대한 과제 해결의 필요성이 존재하며, 본 발명은 이러한 필요성에 따라 제안된 것이다.Accordingly, there is a need to solve the problem for a means capable of replacing the blower in recirculating the exhaust gas and providing it in the combustion chamber, and the present invention has been proposed in response to this need.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0077657호 (2013.07.09. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0077657 (published on Jul. 9, 2013)

본 발명은 배기가스를 재순환 시켜 연소실 내로 유도시킬 때에 증기 이젝터(ejector)를 활용함으로써 종래 송풍기에 비해 더 효과적으로 연소실 내 온도를 낮추고, 이를 통해 질소산화물 저감률도 제고시키는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to reduce the temperature in the combustion chamber more effectively than a conventional blower by using a steam ejector when recirculating exhaust gas and inducing it into the combustion chamber, thereby increasing the nitrogen oxide reduction rate.

또한, 본 발명에서는 이젝터를 활용하여 재순환 가스가 연소용 공기와 2차 연료가스에 의한 제트류에 의한 재순환 가스를 흡입하므로 기존 에너지를 재활용하는 효과가 있다.In addition, in the present invention, since the recirculation gas sucks the recirculation gas by the jet flow of the combustion air and the secondary fuel gas by using the ejector, there is an effect of recycling the existing energy.

또한, 본 발명은 재순환 가스뿐만 아니라 또 다른 유체, 예를 들어 연소용 공기, 2차 연료가스, 또는 스팀(steam)의 유동에 따른 효과도 활용하여 위의 유체가 가지는 유체역학적 특성에 따른 재순환 가스의 흡입 효과를 꾀할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention utilizes the effect of not only the recirculation gas but also the flow of another fluid, for example, combustion air, secondary fuel gas, or steam, and recycle gas according to the hydrodynamic characteristics of the above fluid. The purpose is to achieve the inhalation effect of

또한, 본 발명은 이젝터의 분사압을 조절 가능하게 구현함으로써 연소실 내로 제공되는 재순환 가스의 가스량 내지 분사범위를 조절할 수 있게 하고, 이를 통해 실시간으로 변하는 연소실 내부 상태에 따라 재순환 가스의 분사범위를 조절하여 질소산화물 발생을 낮추도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention makes it possible to adjust the amount of gas or the injection range of the recirculated gas provided into the combustion chamber by regulating the injection pressure of the ejector, and through this, by adjusting the injection range of the recirculated gas according to the internal state of the combustion chamber that changes in real time. It aims to lower the generation of nitrogen oxides.

한편, 본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 질소산화물 저감을 위한 질소산화물 저감시스템 연료가스 및 연소용 공기를 이용하여 연소실 내부로 화염을 발생시키고, 상기 화염의 외곽에서 재순환 가스를 제1 분사부를 통해 고속으로 분사시키는 버너; 상기 화염에 의해 연소가 이루어지는 연소실; 및 상기 연소실로부터의 배기가스 중 일부를 재순환 가스관을 통해 상기 버너로 이젝팅 시키는 이젝터;를 포함한다.In order to solve the above problems, the nitrogen oxide reduction system for reducing nitrogen oxides according to the present invention generates a flame inside the combustion chamber using fuel gas and combustion air, and recirculates the recirculated gas from the outside of the flame to the first injection unit a burner that jets through the high-speed; a combustion chamber in which combustion is performed by the flame; and an ejector for ejecting a portion of the exhaust gas from the combustion chamber to the burner through a recirculation gas pipe.

또한, 상기 질소산화물 저감시스템에 있어서 상기 버너는, 연료가스가 주입되는 연료가스 주입관; 연소용 공기를 공급받되 연소용 공기관; 및 재순환 가스를 공급받는 재순환 가스관; 을 포함할 수 있다.In addition, in the nitrogen oxide reduction system, the burner includes a fuel gas injection pipe into which fuel gas is injected; Combustion air is supplied to the combustion air pipe; and a recirculation gas pipe to which the recirculation gas is supplied; may include

또한, 상기 질소산화물 저감시스템은 상기 재순환 가스관의 내부로 스팀(steam)을 분사하는 스팀관(steam pipe);을 더 포함하고, 상기 스팀관으로부터 분사된 스팀에 의해 상기 이젝터로부터 이젝팅 된 재순환 가스가 상기 스팀 방향으로의 힘(force)을 받는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the nitrogen oxide reduction system further includes a steam pipe (steam) for injecting steam (steam) into the inside of the recirculation gas pipe, the recirculation gas ejected from the ejector by the steam injected from the steam pipe may be characterized in that it receives a force in the direction of the steam.

다른 한편, 상기 질소산화물 저감시스템에 있어서 상기 버너는, 2차 연료가스가 주입되는 제2 연료가스 주입관; 및 상기 2차 연료가스를 연소실 내부를 향해 고속으로 이젝팅시키는 제2 분사부; 를 더 포함할 수 있다.On the other hand, in the nitrogen oxide reduction system, the burner may include: a second fuel gas injection pipe into which secondary fuel gas is injected; and a second injection unit for ejecting the secondary fuel gas toward the inside of the combustion chamber at high speed. may further include.

또한, 상기 질소산화물 저감시스템에 있어서 상기 이젝터는, 내부에 저압을 형성시킴으로써 연소실로부터 배출되는 배기가스 중 적어도 일부를 재순환 가스관을 통하여 당해 버너로 유입시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the nitrogen oxide reduction system, the ejector may be characterized in that at least a portion of the exhaust gas discharged from the combustion chamber by forming a low pressure therein is introduced into the burner through a recirculation gas pipe.

또한, 상기 질소산화물 저감시스템에 있어서 상기 버너는 복수 개의 방향으로 재순환 가스를 이젝팅시키는 복수 개의 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the nitrogen oxide reduction system, the burner may further include a plurality of nozzles for ejecting the recycle gas in a plurality of directions.

본 발명에 의하면, 종래 보일러 시스템에서 재순환 가스의 공급을 위해 사용하던 송풍기 대신 이젝터를 사용하게 됨으로써 종래 송풍기에 비해 더 효과적으로 질소산화물 발생을 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 적은 에너지로 질소산화물 발생량도 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, by using an ejector instead of a blower used to supply recirculation gas in a conventional boiler system, it is possible to obtain the effect of lowering the generation of nitrogen oxide more effectively compared to the conventional blower, and the amount of nitrogen oxide generated with less energy reduction effect can be obtained.

또한 본 발명에 의하면, 이젝터에 의해 고속으로 재순환 가스를 분사시킴으로써 유체역학의 원리에 따라 연소실 내 온도를 더 효과적으로 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to obtain the effect of more effectively lowering the temperature in the combustion chamber according to the principle of fluid mechanics by injecting the recirculation gas at a high speed by the ejector.

또한 본 발명에 의하면, 재순환 가스뿐만 아니라 2차 연료, 스팀과 같은 또 다른 유체를 이용하여서도 이젝팅 효과를 얻을 수 있게 함으로써 유체역학의 원리에 따른 연소실 내 온도감소효과를 더 효과적으로 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, the effect of reducing the temperature in the combustion chamber according to the principle of fluid mechanics can be more effectively obtained by enabling the ejecting effect to be obtained not only with the recirculation gas but also with another fluid such as secondary fuel and steam.

또한 본 발명에 의하면, 이젝터의 분사압을 조절할 수 있게 되므로 연소실 내 제공되는 재순환 가스의 분사범위 조절을 통해 연소실 내부 상태에 따라 재순환 가스를 적절하게 분사할 수 있고, 이에 따라 연소실 내 온도를 효과적으로 낮출 수 있게 되는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, since the injection pressure of the ejector can be adjusted, the recirculation gas can be appropriately injected according to the internal state of the combustion chamber through control of the injection range of the recirculation gas provided in the combustion chamber, and thus the temperature in the combustion chamber can be effectively lowered. It has the effect of being able to

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 종래의 보일러 시스템 구조를 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 질소산화물 저감시스템을 간략히 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 질소산화물 저감시스템을 구성하는 버너의 실시예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 질소산화물 저감시스템을 간략히 도시한 것이다.
도 5는 도 4의 질소산화물 저감시스템을 구성하는 버너의 실시예를 도시한 것이다.
1 schematically shows the structure of a conventional boiler system.
Figure 2 schematically shows a nitrogen oxide reduction system according to the present invention.
FIG. 3 shows an embodiment of a burner constituting the nitrogen oxide reduction system of FIG. 2 .
4 schematically shows a nitrogen oxide reduction system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows an embodiment of a burner constituting the nitrogen oxide reduction system of FIG. 4 .

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.The purpose and technical configuration of the present invention, and details regarding the operational effects thereof will be more clearly understood by the following detailed description based on the accompanying drawings in the specification of the present invention. An embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.The embodiments disclosed herein should not be construed or used as limiting the scope of the present invention. It is natural for those skilled in the art that the description including the embodiments of the present specification will have various applications. Accordingly, any embodiments described in the detailed description of the present invention are illustrative for better describing the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention to the embodiments.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.The functional blocks shown in the drawings and described below are merely examples of possible implementations. Other functional blocks may be used in other implementations without departing from the spirit and scope of the detailed description. Also, although one or more functional blocks of the present invention are represented as separate blocks, one or more of the functional blocks of the present invention may be combinations of various hardware and software configurations that perform the same function.

또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 “개방형”의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.In addition, the expression that includes certain components is an expression of “open type” and merely refers to the existence of the corresponding components, and should not be construed as excluding additional components.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. Furthermore, when it is said that a component is “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. do.

이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 질소산화물 저감시스템, 그리고 이를 구성하는 버너에 대해 살펴보기로 한다. Hereinafter, a nitrogen oxide reduction system according to the present invention and a burner constituting the same will be described with reference to the drawings.

도 1은 종래의 보일러 시스템을 간략하게 도시한 것으로, 송풍기를 활용하여 재순환 가스를 연소실 내부로 공급하는 모습을 도시한 것이다.1 schematically shows a conventional boiler system, and shows a state in which a recirculation gas is supplied into a combustion chamber by using a blower.

먼저 도 1을 참고하여 보일러 시스템의 기본적인 구성에 대해 살펴본다. 보일러 시스템은 크게 버너(101), 연소실(102)를 포함하는데, 버너(101)에는 연료가스가 공급되는 연료주입관(103), 제2 송풍기(110)에 의해 연소용 공기가 공급되는 연소용 공기관(104), 그리고 재순환 가스관(106)이 연결되며, 연소실(102)의 하부에는 배기가스 배출을 위한 배기가스관(105)이 연결될 수 있다. 한편, 배기가스관(105)을 통해 배출된 배기가스는 배기가스 순환부(107)로 유입되어 일부는 제1 송풍기(109)에 의해 재순환 가스관(106)을 따라 연소실 내부로 공급되고, 일부는 연통(108)을 통하여 외부로 빠져나가도록 할 수 있다. First, a basic configuration of a boiler system will be described with reference to FIG. 1 . The boiler system largely includes a burner 101 and a combustion chamber 102. The burner 101 has a fuel injection pipe 103 to which fuel gas is supplied, and a second blower 110 for combustion in which air for combustion is supplied. The air pipe 104 and the recirculation gas pipe 106 are connected, and an exhaust gas pipe 105 for exhaust gas discharge may be connected to the lower portion of the combustion chamber 102 . On the other hand, the exhaust gas discharged through the exhaust gas pipe 105 is introduced into the exhaust gas circulation unit 107, a part is supplied to the inside of the combustion chamber along the recirculation gas pipe 106 by the first blower 109, and a part is communicated Through (108), it is possible to escape to the outside.

재순환 가스는 앞서 본 바와 같이 배기가스 중 연소실 내부로 다시 공급되는 가스를 의미한다. 일반적으로 배기가스는 200~350℃의 온도를 가지는데, 이러한 온도의 배기가스를 재순환 시켜 내부온도 약 1300℃ 이상 고온의 연소실 내로 유입시키는 경우 연소실 내부 온도를 일정부분 낮출 수 있어 결과적으로 질소산화물의 발생량을 줄이는 효과를 얻을 수 있게 된다. 또한, 배기가스는 산소농도 역시 2~4% 밖에 되지 않기 때문에 이를 재순환 시켜 연소실 내로 공급하는 경우 질소산화물의 발생을 낮추는 효과도 꾀할 수 있게 된다. 연소실에서의 화염 중에는 1350 ~ 1400℃ 이상의 고온 영역에서 질소산화물이 발생하는 바, 언급한 것처럼 상대적으로 낮은 온도, 낮은 산소농도를 가지는 배기가스를 재순환 시키는 경우 화염온도가 낮아져 질소산화물의 발생을 억제할 수 있게 되는 것이다. As described above, the recirculation gas refers to a gas that is supplied back into the combustion chamber among exhaust gases. In general, the exhaust gas has a temperature of 200~350℃. If the exhaust gas at this temperature is recirculated and introduced into the combustion chamber with an internal temperature of about 1300℃ or higher, the internal temperature of the combustion chamber can be lowered to a certain extent. The effect of reducing the amount can be obtained. In addition, since the oxygen concentration of the exhaust gas is also only 2 to 4%, when it is recirculated and supplied into the combustion chamber, it is possible to achieve the effect of lowering the generation of nitrogen oxides. During the flame in the combustion chamber, nitrogen oxides are generated in the high temperature range of 1350 ~ 1400℃ or higher. it will be possible

한편, 종래의 보일러 시스템에서는 도면 1에서도 볼 수 있듯 적어도 하나 이상의 송풍기(제2 송풍기; 109)를 두어 이를 통해 배기가스를 재순환 시키도록 설계하여 왔다. 도면 1에는 배기가스 순환부(107)에만 송풍기(제2 송풍기; 109)가 구비된 모습이 도시되어 있으나, 송풍기는 재순환 가스관(106) 내측, 외측에 별도로 설치되는 등 보일러 시스템 내 구성들에 구비되어 재순환 가스가 연소실 내부로 공급되도록 설치되어 왔다.Meanwhile, in the conventional boiler system, as shown in FIG. 1 , at least one blower (second blower; 109) is provided to recirculate exhaust gas through the design. 1 shows a blower (second blower; 109) provided only in the exhaust gas circulation unit 107, but the blower is provided in the boiler system, such as separately installed inside and outside the recirculation gas pipe 106 It has been installed so that the recirculation gas is supplied into the combustion chamber.

그러나 이러한 송풍기의 활용은 재순환 가스를 연소실까지 유도시키는 데에 있어 한계가 존재하였는데, 송풍기에 의한 풍압이 높지 못하여 재순환 가스가 연소실 내부로 강하게 분사되지 못하여 재순환 가스로 인해 얻을 수 있는 질소산화물 저감효과가 효율적이지 못한 문제점이 있었다. However, the use of such a blower had a limit in guiding the recirculation gas to the combustion chamber, but the wind pressure by the blower was not high, so the recirculation gas was not strongly injected into the combustion chamber. There was a problem that it was not efficient.

도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 따른 질소산화물 저감시스템의 개략적인 구성 및 버너(201)를 도시한 것이다. 참고로, 도 1의 종래 실시예는 '보일러 시스템'으로 소개를 하였으나 도 2부터의 본 발명은 질소산화물을 저감시키기에 적합한 구조의 시스템임을 강조하기 위하여 '질소산화물 저감시스템'으로 칭하기로 한다. 2 and 3 show a schematic configuration and a burner 201 of a nitrogen oxide reduction system according to the present invention, respectively. For reference, the conventional embodiment of FIG. 1 was introduced as a 'boiler system', but the present invention from FIG. 2 is referred to as a 'nitrogen oxide reduction system' to emphasize that it is a system having a structure suitable for reducing nitrogen oxides.

본 발명에 따른 질소산화물 저감시스템의 구성들을 살펴볼 때, 버너(201), 연소실(202), 연료주입관(203; 상기 연료주입관은 제1연료주입관, 제2연료주입관으로 나뉠 수 있음), 연소용 공기관(204), 배기가스관(205), 재순환 가스관(206), 연통(208)은 앞서 도 1에서의 구성과 실질적으로 동일하며, 다만 본 발명에 따른 질소산화물 저감시스템은 버너 내에 재순환 가스를 강한 압력으로 분사시키기 위한 이젝터(207; ejector)가 포함되는 것을 하나의 특징으로 한다. 참고로, 도 1에서의 배기가스 순환부(107)와 도 2에서의 이젝터(207)와의 관계를 살펴볼 때, 도 2에 도시된 이젝터(207)는 배기가스 순환부 내부에 설치된 것으로 이해될 수 있으며, 도 2 이후의 도면에서는 별도로 배기가스 순환부 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.When looking at the configurations of the nitrogen oxide reduction system according to the present invention, the burner 201, the combustion chamber 202, and the fuel injection pipe 203; the fuel injection pipe may be divided into a first fuel injection pipe and a second fuel injection pipe ), the combustion air pipe 204, the exhaust gas pipe 205, the recirculation gas pipe 206, and the communication 208 are substantially the same as the configuration in FIG. It is characterized in that an ejector 207 (ejector) is included for injecting the recirculation gas with a strong pressure. For reference, when examining the relationship between the exhaust gas circulation unit 107 in FIG. 1 and the ejector 207 in FIG. 2 , it can be understood that the ejector 207 shown in FIG. 2 is installed inside the exhaust gas circulation unit. In addition, in the drawings after FIG. 2, a description of the configuration of the exhaust gas circulation unit will be omitted.

이젝터(207)는 증기, 압축공기 등을 노즐에서 고속으로 사출하면 그 주위에 저압부를 만들어 주위의 유체를 유인하고 이를 특정 위치로 방출시키는 일종의 제트 펌프로 정의될 수 있는데, 본 발명에서는 이러한 원리의 이젝터(207)를 활용함으로써 재순환 가스를 버너의 제1 분사부(500)까지 유도시키고 더 나아가 연소실 내부에 위 재순환 가스를 고속으로 분사시키는 것을 특징으로 한다.The ejector 207 can be defined as a kind of jet pump that injects steam, compressed air, etc. from the nozzle at high speed, creates a low pressure part around it, attracts the surrounding fluid, and discharges it to a specific location. By utilizing the ejector 207, the recirculation gas is guided to the first injection unit 500 of the burner, and further, the recirculation gas is injected into the combustion chamber at high speed.

이젝터(207)를 활용하여 재순환 가스를 연소실 내로 분사하는 경우 다음과 같은 점에서 기술적 효과를 얻을 수 있다. In the case of injecting the recirculation gas into the combustion chamber by using the ejector 207, technical effects can be obtained in the following points.

먼저, 이젝터(207)를 활용하는 경우, 기존 보일러 시스템에서 쓰던 송풍기, 즉 별도로 동력을 제공받아야 하고 별도로 제어를 받아야 했던 송풍기를 배제한 채 배기가스를 재순환 시킬 수 있는 효과가 있으며, 이에 따라 질소산화물 저감시스템을 보다 간소하게 구성할 수 있는 효과도 있다. 즉, 이젝터는 증기, 압축공기 등을 고속으로 사출할 때에 그 주위의 저압부로부터 유체를 유인하는 장치인데, 이러한 이젝터의 작동원리를 활용하는 경우 배기가스 중 일부를 유인할 수 있게 되므로 굳이 송풍기가 없더라도 제1 분사부(500)까지의 배기가스의 재순환을 구현해 낼 수 있게 되는 것이다.First, when the ejector 207 is used, there is an effect that exhaust gas can be recirculated while excluding the blower used in the existing boiler system, that is, the blower that needs to be separately powered and controlled separately, thereby reducing nitrogen oxides. There is also the effect that the system can be configured more simply. In other words, the ejector is a device that draws in the fluid from the low pressure part around it when steam or compressed air is injected at high speed. Even if there is not, it is possible to realize the recirculation of exhaust gas to the first injection unit 500 .

한편, 재순환 가스관(206)으로는 별도의 스팀관(steam pipe)이 외부로부터 인입되어 스팀(steam)을 더 공급될 수 있는데, 공급되는 스팀의 유체역학적 성질에 의해 재순환 가스가 제1 분사부(500)까지 유도되는 힘을 얻는 과정이 추가적으로 존재할 수 있다. 구체적으로, 도 2 및 도 3을 참조할 때 재순환 가스관(206)이 꺾이는 엘보우(elbow) 부분에는 스팀관이 더 구비되어 이를 통해 외부로부터 스팀(steam)이 일정한 압력을 가진 채 재순환 가스관(206) 내부로 분사될 수 있다. (도 3의 점선 화살표) 이렇게 재순환 가스관(206) 내부로 분사되는 스팀은 비교적 고압을 가지게 되는데, 고압의 스팀이 빠른 속도로 제한된 공간을 통과할 때에는 유체역학의 원리에 따라 내부 압력이 낮아져 유동 중인 스팀 주변의 다른 유체, 즉 재순환 가스를 스팀 쪽으로 이동시키는 힘을 발생시킬 수 있다. 즉, 이를 재순환 가스의 흐름 측면에서 보았을 때, 재순환 가스는 1차적으로는 이젝터(207)에 의해 제1 분사부(500) 방향으로 유도가 되는데, 이 때의 유동을 가능하게 하는 힘은 이젝터(207)의 분사력에 따른 것이며, 2차적으로는 스팀관으로부터 분사된 스팀이 좁은 공간을 빠른 속도로 통과함에 따라 유체역학의 원리에 의해 발생되는 인력(引力)도 재순환 가스가 제1 분사부(500)로 유도되는 데에 영향을 미치게 됨을 알 수 있다. 도면에서는 이젝터(207)의 분사력에 의해 이동되는 재순환 가스를 ①로 표시하였으며, 유동 중인 스팀에 의해 인력을 받는 재순환 가스를 편의상 ②로 표시하였다. On the other hand, as the recirculation gas pipe 206, a separate steam pipe may be introduced from the outside to further supply steam. 500) may additionally exist to obtain a induced force. Specifically, referring to FIGS. 2 and 3 , a steam pipe is further provided in the elbow part where the recirculation gas pipe 206 is bent, so that steam from the outside has a constant pressure through the recirculation gas pipe 206. It can be sprayed inside. (Dotted arrow in FIG. 3) The steam injected into the recirculation gas pipe 206 in this way has a relatively high pressure, and when the high-pressure steam passes through a limited space at a high speed, the internal pressure is lowered according to the principle of hydrodynamics and is flowing. Other fluids around the steam, ie the recycle gas, can generate a force that moves toward the steam. That is, when viewed in terms of the flow of the recirculation gas, the recirculation gas is primarily induced in the direction of the first injection unit 500 by the ejector 207, and the force that enables the flow at this time is the ejector ( 207), and secondarily, as the steam injected from the steam pipe passes through a narrow space at a high speed, the attractive force generated by the principle of hydrodynamics is also the recirculation gas is the first injection unit 500 ) can be seen to influence the induction of In the drawings, the recirculation gas moved by the ejection force of the ejector 207 is denoted by ①, and the recirculating gas receiving the attraction by the flowing steam is denoted by ② for convenience.

다음으로, 이젝터(207)를 활용하는 경우 유체가 고속으로 흐를 때의 유체역학 원리를 이용해 질소산화물 발생을 종래 송풍기를 이용하던 것에 비해 더 효과적으로 낮출 수 있다. 이젝터(207)는 온도가 상대적으로 낮고, 산소가 부족한 재순환 가스를 연소실 내로 공급하는 것이므로 기본적으로 연소실 내부 온도를 낮춤과 동시에 연소실 내부를 환원 분위기로 형성하는 역할을 한다 할 것이다. 한편, 여기에서 더 나아가 제1 분사부(500)에서 고속으로 분사되는 재순환 가스는 그 자체로 유체에 해당하기 때문에 유체역학의 제트류의 원리에 의해 내부 압력이 낮아져 연소실 외곽, 즉 보일러 벽면의 낮은 온도의 연소가스를 순환시켜 온도가 하강하게 될 것이므로 연소실 내 온도를 낮추는 데에 더 기여를 할 수 있게 된다. 즉, 종래 송풍기에 의해서는 재순환 가스를 고속으로 분사할 수가 없었기 때문에 이와 같은 유체역학의 원리를 이용할 여지가 없었으나, 본 발명에서는 고속 분사가 가능한 이젝터(207)에 의해 기존에 비해 연소실 내부 온도를 더 효과적으로 낮출 수 있게 되는 것이다.Next, when the ejector 207 is used, the generation of nitrogen oxides can be more effectively lowered compared to using a conventional blower by using the hydrodynamic principle when the fluid flows at a high speed. The ejector 207 has a relatively low temperature and supplies a recirculation gas lacking oxygen into the combustion chamber, so it basically serves to lower the internal temperature of the combustion chamber and form a reducing atmosphere inside the combustion chamber at the same time. On the other hand, further here, since the recirculation gas injected at high speed from the first injection unit 500 corresponds to a fluid by itself, the internal pressure is lowered by the principle of jet flow of hydrodynamics, and the low temperature of the outside of the combustion chamber, that is, the wall of the boiler Since the temperature will drop by circulating the combustion gas of That is, there was no room for using the principle of hydrodynamics because the recirculation gas could not be injected at high speed by the conventional blower. can be lowered more effectively.

또한, 이젝터(207)의 사용은 연소실 내부 중에서도 온도가 높은 지점까지 재순환 가스 분사를 더 광범위로 가능케 함으로써 연소실 내부 온도를 낮출 수 있다. 연소실에서 연료가스 및 공기에 의한 연소가 이루어질 경우, 연소실 내부 공간은 일반적으로 고르지 못한 온도분포를 보이며, 이는 연소실 내부 공간 중에서도 상대적으로 온도가 더 높은 지점 및 상대적으로 온도가 더 낮은 지점이 발생할 수 있음을 반증한다. 예를 들어, 버너로부터 발생되는 화염이 연소실의 중심부까지 닿는다고 가정할 때에 연소실의 중심부는 상대적으로 고온의 상태가 될 것이나, 그 외 화염이 닿지 않는 연소실 내부 공간은 상대적인 저온 상태에 머물러 있을 수 있다. 이 때, 이젝터(207)를 이용하여 제1 분사부를 통해 재순환 가스를 분사하는 경우, 이젝터(207)에 의해 밀려온 재순환 가스는 연소실 내 고온 지점까지 도달할 수 있으므로, 결국 고온 지점을 특정하여 온도를 낮추기 위한 재순환 가스 분사가 가능하게 된다. In addition, the use of the ejector 207 can lower the internal temperature of the combustion chamber by enabling a wider range of injection of the recycle gas to a point where the temperature is high even within the combustion chamber. When combustion is performed by fuel gas and air in the combustion chamber, the internal space of the combustion chamber generally exhibits an uneven temperature distribution, which may cause a point with a relatively high temperature and a point with a relatively low temperature among the internal space of the combustion chamber. prove the For example, assuming that the flame generated from the burner reaches the center of the combustion chamber, the center of the combustion chamber will be in a relatively high temperature state, but the internal space of the combustion chamber where other flames do not reach may remain in a relatively low temperature state. . At this time, when the recirculation gas is injected through the first injection unit using the ejector 207, the recirculation gas pushed by the ejector 207 may reach a high temperature point in the combustion chamber, so the high temperature point is eventually specified and the temperature It is possible to inject the recirculation gas to lower the

한편, 종래 재순환 가스의 순환을 위해 송풍기를 활용하는 경우에는, 도 1에서의 재순환 가스 흐름(도면 내 점선 화살표)은 연소실의 중심부까지 충분히 공급되기가 어려웠기 때문에 이젝터(207)를 이용하였을 때에 비해 온도 저감의 효과가 낮을 수 밖에 없었는데, 본 발명에 따른 질소산화물 저감시스템은 이젝터(207)를 활용함으로써 이러한 문제점을 해결하고자 하였다.On the other hand, in the case of using a blower for circulation of the conventional recirculation gas, it was difficult for the recirculation gas flow in FIG. 1 (dotted arrow in the drawing) to be sufficiently supplied to the center of the combustion chamber, compared to when the ejector 207 was used. The effect of reducing the temperature had to be low, and the nitrogen oxide reduction system according to the present invention tried to solve this problem by using the ejector 207 .

나아가, 고속으로 분사되는 재순환 가스는 내부 유체역학의 원리에 의해 내부 압력이 낮아지게 되는데, 이에 의해 주변의 상대적으로 높은 압력을 가지는 유체(예: 연소실 내부 연소가스)가 이동하게 되어 자연스럽게 유체의 불규칙적인 흐름이 발생될 수 있다. 고속으로 분사되는 재순환 가스에 의해 유발된 연소실 내부의 불규칙적인 유체 흐름은 결국 연소실 내부의 불균일한 온도 분포를 균일한 상태로 유도할 수 있으며, 이에 따라 연소실 내부는 기존에 비해 온도가 낮아져 궁극적으로 질소산화물의 발생을 억제할 수 있는 효과를 꾀할 수 있게 된다. Furthermore, the internal pressure of the recirculated gas injected at high speed is lowered by the principle of internal hydrodynamics, whereby a fluid having a relatively high pressure (eg, combustion gas in the combustion chamber) is moved around it, which naturally causes irregularities in the fluid. Phosphorus flow may be generated. Irregular fluid flow inside the combustion chamber caused by the recirculation gas injected at high speed can eventually induce an uneven temperature distribution inside the combustion chamber to a uniform state. It is possible to achieve the effect of suppressing the generation of oxides.

한편, 도 3을 참조할 때, 버너(201)에 구비된 제1 분사부(500)는 재순환 가스를 한 방향이 아닌 다양한 방향으로 분사하도록 구현될 수도 있다. 도 3의 연소실 내부에 표시한 재순환 가스의 흐름을 살펴보면, 제1 분사부(500)는 A, B, C 방향으로 각각 재순환 가스를 분사할 수 있으며, 이 때 제1 분사부(500)는 각 방향으로의 노즐(미도시)을 구비하여 각 노즐을 통해 재순환 가스가 분사되도록 할 수 있다. 이처럼 제1 분사부(500)로 하여금 여러 방향으로 분사가능한 노즐을 구비시키는 경우, 연소실 내부의 공간들 내 특정 지점들에 각각 상기 이젝터(207)로부터 재순환 가스관(206)을 통해 유도된 재순환 가스를 분사시킴으로써 불규칙한 내부 유체 흐름을 유도할 수 있다. 또한, 연소용 공기, 2차 연료가스가 재순환 가스를 동반하여 연소실 내에 고르게 공급되도록 할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 3 , the first injector 500 provided in the burner 201 may be implemented to inject the recirculation gas in various directions instead of in one direction. Looking at the flow of the recirculation gas indicated in the combustion chamber of FIG. 3 , the first injection unit 500 may inject the recirculation gas in directions A, B, and C, respectively, and at this time, the first injection unit 500 is each It is possible to provide a nozzle (not shown) in the direction so that the recirculation gas is injected through each nozzle. As such, when the first injection unit 500 is provided with a nozzle capable of injection in several directions, the recirculation gas induced from the ejector 207 through the recirculation gas pipe 206 at specific points in the spaces inside the combustion chamber, respectively. By spraying, an irregular internal fluid flow can be induced. In addition, the combustion air and the secondary fuel gas may be uniformly supplied into the combustion chamber together with the recirculation gas.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 질소산화물 저감시스템, 그리고 이를 구성하는 버너를 도시한 것이다. 4 and 5 respectively show a nitrogen oxide reduction system according to another embodiment of the present invention, and a burner constituting the same.

당해 실시예에 따른 질소산화물 저감시스템의 구성들을 살펴볼 때, 버너(301), 연소실(302), 제1 연료가스 주입관(303), 연소용 공기관(304), 배기가스관(305), 재순환 가스관(306), 제1 분사부(600), 연통(308), 재순환 가스의 분사를 위한 이젝터(307)는 앞서 살펴본 도 3에서의 구성들과 실질적으로 동일하며, 다만 본 실시예에서는 2차 연료가스를 연소실 내부로 공급하기 위한 구성들인 제2 연료가스 주입관(308) 및 제2 분사부(601)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있다. When looking at the configurations of the nitrogen oxide reduction system according to this embodiment, the burner 301, the combustion chamber 302, the first fuel gas injection pipe 303, the combustion air pipe 304, the exhaust gas pipe 305, the recirculation gas pipe 306 , the first injection unit 600 , the communication 308 , and the ejector 307 for injection of the recirculation gas are substantially the same as the configurations in FIG. 3 discussed above, but in this embodiment, the secondary fuel It is different in that it further includes a second fuel gas injection pipe 308 and a second injection unit 601 which are components for supplying gas into the combustion chamber.

2차 연료가스는 1차 연료가스와는 다른 위치에서 연소실 내부로 공급될 수 있는데, 위 1차 연료가스 및 2차 연료가스는 일반적으로 가스를 공급하는 업체에 의해 일정 압력으로 공급될 수 있다. 본 실시예에서는 2차 연료가스도 연소실(302) 내부로 고압으로 분사되므로 제트류가 되어 주위의 저온 연소가스를 흡입하게 된다., 즉 상기 2차 연료가스의 분사로부터 이젝팅 효과를 얻을 수 있다는 점에 착안하여 연소실 내부로 유입되는 재순환 가스에 또 다른 이젝팅 효과를 미치게 하는 것을 목적으로 한다. 즉, 연료가스 공급원(GAS source)으로부터 공급되는 2차 연료가스가 제2 분사부(601)를 통해 분사될 때의 이젝팅 효과를 이용하여 유체역학의 원리에 따른 연소실 내부 온도 감소 및 질소산화물 저감 효과를 꾀하고자 한 것이다. The secondary fuel gas may be supplied into the combustion chamber at a position different from that of the primary fuel gas, and the primary fuel gas and the secondary fuel gas may be generally supplied at a constant pressure by a gas supplier. In this embodiment, since the secondary fuel gas is also injected at high pressure into the combustion chamber 302, it becomes a jet stream and sucks in the surrounding low-temperature combustion gas. That is, an ejecting effect can be obtained from the injection of the secondary fuel gas. It aims to give another ejecting effect to the recirculation gas flowing into the combustion chamber. That is, by using the ejecting effect when the secondary fuel gas supplied from the fuel gas source is injected through the second injection unit 601, the combustion chamber internal temperature reduction and nitrogen oxide reduction according to the principle of fluid mechanics It was meant to be effective.

도 4 및 도 5에서 볼 수 있듯, 버너(301)는 2차 연료가스로 하여금 1차 연료가스 분사에 의해 화염이 발생되는 지점을 중심으로 재순환 가스보다 더 가까운 위치에서 분사될 수 있도록 제2 연료가스 주입관(308) 및 제2 분사부(601)가 설계되는 것이 바람직하며, 이는 2차 연료가스가 1차 연료가스와 혼합되어 연소량을 쉽게 높일 수 있게 하기 위함이다.As can be seen in FIGS. 4 and 5 , the burner 301 allows the secondary fuel gas to be injected at a position closer to the recirculation gas than the recirculation gas with respect to the point where the flame is generated by the primary fuel gas injection. It is preferable that the gas injection pipe 308 and the second injection unit 601 are designed, so that the secondary fuel gas is mixed with the primary fuel gas to easily increase the amount of combustion.

한편, 두 개의 독립된 분사부(600, 601)를 나란히 두어 각각 유체를 고속으로 분사하는 경우, 유체역학의 원리에 의한 연소실 내부 온도 감소 및 질소산화물 저감 효과를 보다 더 쉽게 얻을 수 있는데, 이는 고속 분사 중인 재순환 가스의 낮은 내부 압력, 그리고 고속 분사 중인 2차 연료가스의 낮은 내부 압력에 의해 전체 유체 온도의 감소 및 주변으로부터의 상대적 고압 유체의 이동이 상대적으로 배가될 수 있기 때문이다. On the other hand, when the two independent injection units 600 and 601 are placed side by side and each fluid is injected at high speed, the effect of reducing the internal temperature of the combustion chamber and reducing nitrogen oxides according to the principle of fluid mechanics can be obtained more easily, which is a high-speed injection This is because, due to the low internal pressure of the recirculating gas and the low internal pressure of the secondary fuel gas during high-speed injection, the decrease in the overall fluid temperature and the movement of the relatively high-pressure fluid from the surroundings can be relatively doubled.

이상 도 4 및 도 5를 참조하여 재순환 가스가 분사될 때에 2차 연료가스의 분사에 의해 연소실 내부의 화염온도 및 내부온도를 효과적으로 낮출 수 있는 방법론에 대해 살펴보았다.A methodology capable of effectively lowering the flame temperature and the internal temperature of the combustion chamber by injection of the secondary fuel gas when the recirculation gas is injected with reference to FIGS. 4 and 5 has been studied.

한편, 앞선 도 2 및 도 3에 대한 설명에서는 재순환 가스가 이젝터(207)에 의해 고압으로 제1 분사부(500)까지 유도되는 점, 나아가 재순환 가스관(206) 내부로 분사되는 스팀(steam)의 유체역학적 힘에 의해 재순환 가스가 제1 분사부(500)로 더 잘 유도될 수 있는 점에 대해 논하였고, 도 4 및 도 5에 대한 설명에서는 재순환 가스가 위의 힘에 더하여 2차 연료가스의 분사에 따른 유체역학적 원리에 의해 연소실 내부의 화염온도 및 내부온도를 효과적으로 낮출 수 있는 점에 대해 논하였다. 그러나 본 발명에 따르면, 앞서 기술한 원리에 더하여 재순환 가스가 제2 송풍기(210)에 의해 내부로 유입되는 연소용 공기에 의하여서도 유체역학적 힘을 얻어, 즉 이젝팅 효과를 얻어 연소실 내부로 더 잘 유도되는 기술적 효과도 꾀할 수 있다. On the other hand, in the description of FIGS. 2 and 3 above, the point where the recirculation gas is guided to the first injection unit 500 at high pressure by the ejector 207 , furthermore, the steam injected into the recirculation gas pipe 206 . It has been discussed that the recirculation gas can be better guided to the first injection unit 500 by the hydrodynamic force, and in the description of FIGS. 4 and 5 , the recirculation gas is the secondary fuel gas in addition to the above force. The point that the flame temperature and internal temperature inside the combustion chamber can be effectively lowered by the hydrodynamic principle according to the injection was discussed. However, according to the present invention, in addition to the above-described principle, the recirculation gas also obtains a hydrodynamic force by the combustion air introduced into the inside by the second blower 210, that is, obtains an ejecting effect to better enter the combustion chamber. An induced technical effect can also be sought.

구체적으로, 도 2 내지 도 5에는 제2 송풍기(210, 310)가 도시되어 있는데, 이러한 제2 송풍기는 연소용 공기를 일정한 압력으로 연소실 내부에 공급하기 위한 것이다. 즉, 연소용 공기도 일정 크기의 압력을 가진 채 연소실 내부로 유입되는 유체에 해당되며, 본 발명에서는 연소용 공기라는 유체의 흐름으로부터 유체역학에 따른 힘이 재순환 가스에 미치게 함으로써 연소실 내부의 화염온도 및 내부온도를 더 낮추도록 한 것이다. Specifically, second blowers 210 and 310 are shown in FIGS. 2 to 5 , and the second blower is for supplying combustion air at a constant pressure to the inside of the combustion chamber. That is, the combustion air also corresponds to the fluid flowing into the combustion chamber with a predetermined pressure, and in the present invention, the flame temperature inside the combustion chamber is caused by the force according to the fluid dynamics from the flow of the combustion air to the recirculation gas. and to further lower the internal temperature.

한편, 본 상세한 설명에서는 연소용 공기를 분사시키기 위한 수단으로 제2 송풍기(210, 310)만을 도시하였으나, 경우에 따라 상기 제2 송풍기는 더 큰 압력으로 연소용 공기를 공급할 수 있는 또 다른 이젝터로도 구현할 수 있음을 이해한다. Meanwhile, in this detailed description, only the second blowers 210 and 310 are shown as means for injecting combustion air, but in some cases, the second blower is another ejector capable of supplying combustion air at a greater pressure. I understand that it can also be implemented.

이상 질소산화물 저감시스템 및 이를 구성하는 버너에 대해 살펴보았다. 한편, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 구별되어 이해되어서는 안 될 것이다.The above nitrogen oxide reduction system and its constituent burners were examined. On the other hand, the present invention is not limited to the specific embodiments and application examples described above, and various modifications are carried out by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains without departing from the gist of the invention as claimed in the claims. Of course, these modifications should not be understood as being distinct from the spirit or vision of the present invention.

101, 201, 301 버너
102, 202, 302 연소실
103, 203 연료가스 주입관 303 제1 연료가스 주입관
104, 204, 304 연소용 공기관
105, 205, 305 배기가스관
106, 206, 306 재순환 가스관
107 배기가스 순환부
207, 307 이젝터
108, 208, 308 연통
109 (재순환 가스용) 제1 송풍기
110, 210, 310 (연소용 공기용) 제2 송풍기
500, 600 제1 분사부
601 (2차 연료가스용) 제2 분사부
101, 201, 301 burners
102, 202, 302 combustion chamber
103, 203 Fuel gas injection pipe 303 First fuel gas injection pipe
104, 204, 304 Combustion air tube
105, 205, 305 exhaust gas pipe
106, 206, 306 Recirculation Gas Pipeline
107 exhaust gas circulation unit
207, 307 ejector
108, 208, 308 flue
109 (for recirculation gas) 1st blower
110, 210, 310 (for combustion air) 2nd blower
500, 600 first injection unit
601 (for secondary fuel gas) 2nd injection part

Claims (6)

질소산화물 저감을 위한 질소산화물 저감시스템에 있어서,
연료가스 및 연소용 공기를 이용하여 연소실 내부로 화염을 발생시키고, 상기 화염의 외곽에서 재순환 가스를 제1 분사부를 통해 분사시키는 버너;
상기 화염에 의해 연소가 이루어지는 연소실; 및
상기 연소실로부터의 배기가스 중 일부를 재순환 가스관을 통해 상기 버너로 이젝팅 시키는 이젝터;를 포함하되,
상기 버너는, 연료가스가 주입되는 연료가스 주입관, 연소용 공기를 공급받는 연소용 공기관, 및 재순환 가스를 공급받는 재순환 가스관을 포함하고,
상기 재순환 가스관이 꺾이는 엘보우 부분에는 상기 재순환 가스관 내부로 스팀을 더 분사하는 별도의 스팀관이 더 구비되며,
상기 재순환 가스관 내 재순환 가스는, 1차적으로는 상기 이젝터의 분사력에 의해 상기 제1 분사부 방향으로 유도되며, 2차적으로는 상기 스팀관으로부터 스팀이 상기 제1 분사부 방향으로 분사됨에 따라 발생되는 유체역학 원리에 따른 인력에 의해 상기 제1 분사부로 유도되는 것을 특징으로 하는,
질소산화물 저감시스템.
In the nitrogen oxide reduction system for nitrogen oxide reduction,
a burner for generating a flame into the combustion chamber using fuel gas and air for combustion, and injecting a recirculation gas from the outside of the flame through a first injection unit;
a combustion chamber in which combustion is performed by the flame; and
including; an ejector for ejecting a portion of the exhaust gas from the combustion chamber to the burner through a recirculation gas pipe;
The burner includes a fuel gas injection pipe into which fuel gas is injected, a combustion air pipe receiving air for combustion, and a recirculation gas pipe receiving recirculation gas,
A separate steam pipe for further injecting steam into the inside of the recirculation gas pipe is further provided in the elbow portion where the recirculation gas pipe is bent,
The recirculation gas in the recirculation gas pipe is primarily induced in the direction of the first injection unit by the injection force of the ejector, and is secondarily generated as steam is injected from the steam pipe in the direction of the first injection unit characterized in that it is guided to the first injection unit by an attractive force according to the hydrodynamic principle,
NOx reduction system.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 버너는,
2차 연료가스가 주입되는 제2 연료가스 주입관; 및
상기 2차 연료가스를 연소실 내부를 향해 고속으로 이젝팅시키는 제2 분사부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
질소산화물 저감시스템.
According to claim 1,
The burner is
a second fuel gas injection pipe into which secondary fuel gas is injected; and
a second injection unit for ejecting the secondary fuel gas toward the inside of the combustion chamber at high speed;
characterized in that it further comprises,
Nitrogen oxide reduction system.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 버너는 복수 개의 방향으로 재순환 가스를 이젝팅시키는 복수 개의 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
질소산화물 저감시스템.
According to claim 1,
The burner further comprises a plurality of nozzles for ejecting the recycle gas in a plurality of directions,
Nitrogen oxide reduction system.
KR1020200025746A 2020-03-02 2020-03-02 Nitrogen oxide reduction system comprising an ejector KR102407785B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200025746A KR102407785B1 (en) 2020-03-02 2020-03-02 Nitrogen oxide reduction system comprising an ejector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200025746A KR102407785B1 (en) 2020-03-02 2020-03-02 Nitrogen oxide reduction system comprising an ejector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210110918A KR20210110918A (en) 2021-09-10
KR102407785B1 true KR102407785B1 (en) 2022-06-10

Family

ID=77777229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200025746A KR102407785B1 (en) 2020-03-02 2020-03-02 Nitrogen oxide reduction system comprising an ejector

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102407785B1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100707520B1 (en) * 2005-05-02 2007-04-13 한국기계연구원 Combustion system including exhaust gas recirculation unit using ejector
KR101031534B1 (en) * 2008-10-01 2011-04-27 주식회사 대열보일러 LOW NOx INDUSTRIAL WASTE GAS BURNER
KR20130077657A (en) 2011-12-29 2013-07-09 현대중공업 주식회사 A circulating fluidized bed combustion boiler and combustion method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210110918A (en) 2021-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100538518B1 (en) FUEL DILUTION METHODS AND APPARATUS FOR NOx REDUCTION
EP2957835B1 (en) Method for recirculation of exhaust gas from a combustion chamber of a combustor of a gas turbine and gas turbine for conducting said method
CN107690557A (en) Super low nitrogen oxide burning device
KR101203189B1 (en) Burner for generating reduced nitrogen oxide through forced internal recirculation of flue gas
KR101583509B1 (en) A Burner for generating reduced nitrogen oxide
KR101738946B1 (en) Ultra low emission Burner
KR101255698B1 (en) Low nitrogen oxide burner
KR102407785B1 (en) Nitrogen oxide reduction system comprising an ejector
KR101733611B1 (en) Ultra-low NOx burner through internal recirculation of combustion gas and multi-fuel operation
JP2014001908A (en) Solid fuel burner and oxygen burning device with solid fuel burner
JP6470383B2 (en) Turbine including flue gas recirculation combustor
KR102115576B1 (en) Low NOx Burner
KR101508216B1 (en) Burner for low nitrogen oxide for using both gas and oil
KR101730545B1 (en) Low NOx burner
KR20120082649A (en) Low nitrogen oxide burner for oil
JP2994382B1 (en) Exhaust gas self-circulating low NOx burner
CN107246611B (en) Gas burner
KR100796768B1 (en) A burner for low nox
KR20170007950A (en) Gas turbine for low pollutant emission and combustion efficiency improvement
KR102622029B1 (en) Burner apparatus for pulverized coal combustion
KR102572047B1 (en) Burners and Burner Combustion Methods
CN111450703B (en) High-temperature ammonia spraying and denitration device for coal-fired boiler
KR101284396B1 (en) Low nitrogen oxide burner for oil
JP2012057927A (en) Method of burning mixed fuel of liquid fuel and water, and mixed fuel injection device
KR101710306B1 (en) Oil burner for duct

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant