KR200157863Y1

KR200157863Y1 - Boiler furnace of nitrogen oxide reduction type

Info

Publication number: KR200157863Y1
Application number: KR2019960036543U
Authority: KR
Inventors: 신동일; 김종규
Original assignee: 이해규; 삼성중공업주식회사
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1999-10-01
Also published as: KR19980023164U

Abstract

1. 청구범위에 기재된 고안이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 고안은 질소산화물저감형 보일러 화로에 관한 것이며, 좀더 상세하게는 산업용 보일러에서 화석연료 연소로 인하여 생성된 공해물질인 질소산화물을 연소과정에서부터 줄일 수 있도록 한 보일러 화로에 관한 것이다.The present invention relates to a nitrogen oxide reduction boiler furnace, and more particularly to a boiler furnace that can reduce the nitrogen oxide, a pollutant produced by the fossil fuel combustion in the industrial boiler from the combustion process.

2. 고안이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem the invention is trying to solve

종래의 질소산화물 환원영역에서의 공기분사구의 배치로서는 질소산화물의 환원처리 능력에는 한계가 있는 문제점이 있음.The conventional arrangement of the air injection port in the nitrogen oxide reduction zone has a problem in that the reduction capability of nitrogen oxide is limited.

3. 고안의 해결방법의 요지3. Summary of solution of design

화로내에 설치된 공기분사구를 서로 엇갈리게 배치하고 공기분사구의 출구를 하방으로 경사지게 설치함.Arrange the air inlets in the furnace alternately, and install the outlets of the air inclined downward.

4. 고안의 중요한 용도4. Important uses of the devise

질소산화물, 분진 등의 보일러 화로에서의 연소과정을 통해 발생하는 대기오염물질을 줄이는데 탁월한 효과가 있음.It has an excellent effect on reducing air pollutants generated through the combustion process in boiler furnaces such as nitrogen oxide and dust.

Description

Nitrogen Oxide Reduction Boiler Furnace

현재 화석연료를 사용하고 있는 산업용 보일러에서 연소과정중에 형성되는 질소산화물은 광화학 스모그를 일으키는 주원인으로서, 그 배출량에 대한 규제가 엄격해져 가고 있다.Nitrogen oxides formed during the combustion process in industrial boilers using fossil fuels are the main cause of photochemical smog, and regulations on their emissions are becoming more stringent.

이러한 질소산화물을 연소과정에서부터 미연에 감소시키려는 목적에서 현재까지의 보일러 화로내 질소산화물 감소기법에는, 연료와 과잉산소와의 반응에 의한 열적질소산화물(Thermal NOx)생성의 원인인 화로내 버너분사구 선단에서의 고온의 연소환경 형성을 억제하기 위해서 연소공기를 분할공급하는 공기역학적인 방법을 사용한 질소산화물저감형 버너의 채용과, 상기 질소산화물저감형 버너에의 분할된 1차 연소공기 공급으로해서 연료과잉과 공기부족상태하에서 형성된 불완전 연소물을 공기분사구(Over Air Port, OAP)를 통해 공급되는 분할된 2차 연소공기로서 완전연소시키기 위한 이단 연소기법과, 마지막으로 연소된 배기가스의 일부를 연소용 공기와 혼합하여 버너로 유입시켜 연소하는 배기가스 재순환법이 있다.In order to reduce such nitrogen oxides from the combustion process to the unburned, the nitrogen oxide reduction technique in the boiler furnace until now is the tip of the burner nozzle in the furnace, which is the cause of the generation of thermal NOx by the reaction of fuel and excess oxygen. In order to suppress the formation of a high temperature combustion environment in a fuel cell, the use of a nitrogen oxide reduced burner using an aerodynamic method that splits and supplies combustion air and the supply of divided primary combustion air to the nitrogen oxide reduced burner A two-stage combustion technique for completely burning incomplete combustion products formed under excess and lack of air as divided secondary combustion air supplied through an over-air port (OAP), and finally, a part of the exhausted combustion gas There is an exhaust gas recirculation method which mixes with and enters a burner and burns.

상기 질소산화물 감소기법이 활용된 보일러 화로에서는 제3도에 나타낸 바와 같이, 연료과잉과 공기부족상태를 이루면서 질소산화물의 생성이 억제되는 화로의 버너부에 형성된 주연소영역과, 상기 생성된 질소생성물을 환원시키는 화로의 버너부의 상부에서 공기분사구까지의 환원영역과, 충분한 공기를 분사하여 미연분을 완전연소시키는 상기 공기분사구에서 화로출구까지의 미연분 완전연소영역을 형성하고 있다.In the boiler furnace using the nitrogen oxide reduction technique, as shown in FIG. 3, the main combustion region formed in the burner portion of the furnace in which the production of nitrogen oxides is suppressed while forming a fuel surplus and an air shortage state, and the generated nitrogen product. And a reduction zone from the top of the burner portion of the furnace to reduce the combustion zone to the air injection port, and a complete combustion zone from the air injection port to the furnace exit to completely burn the unburned fuel by injecting sufficient air.

종래에서는 이러한 질소산화물 감소기법을 이용함은 물론, 좀더 미연분의 발생을 줄이고 배기가스의 체류시간을 늘려 완전연소를 이루기위해 상기 주연소영역에서의 버너의 재배치나, 화염의 재순환을 유도하는 버너실벽 구조형성 등의 방식들이 행하여졌으나, 주연소영역에서의 배기가스 체류시간이 비교적 짧기 때문에 상기와 같은 방식으로 질소산화물을 저감시키기에는 부족하였으며 상기 질소산화물 환원영역에서의 공기분사구의 배치로서는 질소산화물의 환원처리 능력에는 한계가 있었던 문제점이 있었다.In the related art, in addition to using the nitrogen oxide reduction technique, burner walls inducing burner relocation or flame recycling in the main combustion zone to achieve complete combustion by reducing the generation of unburned dust and increasing the residence time of the exhaust gas. Structure formation and the like were carried out, but the exhaust gas residence time in the main combustion zone was relatively short, so it was insufficient to reduce the nitrogen oxides in the same manner as described above. There was a problem that there was a limit in the reduction treatment capacity.

본 고안은 이러한 질소산화물 환원영역에서의 질소산화물의 환원을 활성화시키기 위해 연소공기의 체류시간을 증가시키고, 연소공기와 불완전연소물과의 균일한 혼합/연소를 통해 미연분의 완전연소를 가능하게 하는 질소산화물저감형 보일러 화로의 제공을 그 목적으로 한다.The present invention increases the residence time of combustion air to activate the reduction of nitrogen oxides in the nitrogen oxide reduction zone, and enables the complete combustion of unburned fuel through uniform mixing / combustion of combustion air with incomplete combustion products. It is an object of the present invention to provide a nitrogen oxide reduced boiler furnace.

이와 같은 목적은 화로내에 설치된 공기분사구를 서로 엇갈리게 배치하고 공기분사구의 출구를 하방으로 경사지게 설치한 본 고안의 구성에 의하여 달성될 수 있는 바, 첨부도면을 참조로하여 이하에 상세히 설명한다.Such an object can be achieved by the configuration of the present invention in which the air ejection spheres installed in the furnace are alternately disposed and the outlets of the air ejection spheres are inclined downward, and will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 고안의 보일러 화로 단면도로서,1 is a cross-sectional view of the boiler furnace of the present invention,

제1(a)도는 공기분사구의 배치에 관한 화로의 평면도.Fig. 1 (a) is a plan view of a brazier relating to the arrangement of the air injection port.

제1(b)도는 화로의 측면도.Fig. 1 (b) is a side view of the brazier.

제2도는 종래의 보일러 화로 단면도로서,2 is a sectional view of a conventional boiler furnace,

제2(a)도는 공기분사구의 배치에 관한 화로의 평면도.Fig. 2 (a) is a plan view of the furnace regarding the arrangement of the air injection port.

제2(b)도는 화로의 측면도.Figure 2 (b) is a side view of the brazier.

제3도는 본 고안의 화로에 적용되는 이단연소기법.3 is a two-stage combustion technique applied to the brazier of the present invention.

제4도는 본 고안과 종래의 질소산화물 및 분진의 배출비교도.4 is a discharge comparison of the present invention and conventional nitrogen oxides and dust.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 보일러 화로 2 : 질소산화물저감형 버너1: Boiler Furnace 2: Nitrogen Oxide Reduction Burner

3 : 공기분사구 4 : 미연분 완전연소영역3: air injection port 4: unburned complete combustion zone

5 : 질소산화물 환원영역 6 : 주버너 연소영역5: nitrogen oxide reduction zone 6: main burner combustion zone

제1도 및 제3도는 본 고안에 따른 질소저감형 보일러 화로(1)에서의 다수의 공기분사구(3)의 배치에 관한 바람직한 실시예를 보여주고 있다.1 and 3 show a preferred embodiment of the arrangement of a plurality of air injectors 3 in a nitrogen reducing boiler furnace 1 according to the present invention.

본 고안의 구성은, 제1도에서 나타낸 본 고안과 제2도의 종래 구성과의 비교를 통해 설명하면, 다수의 질소산화물저감형 버너(2)(2')를 벽대항으로 배치한 점과 화로내 이단연소기법을 채택한 점에 있어서 유사하나, 화로내 다수의 공기분사구(3)(3')의 배치를 제1(a)도에서는 서로 엇갈리도록 배치하였고 제2(a)도는 서로 맞대응한 배치하였으며, 또한, 상기 공기분사구(3)(3')를 제2(b)도에서는 수평으로 배치한 것에 비해, 제1(a)도에서는 각도 α만큼 경사지도록 배치하였다.The structure of the present invention is explained through comparison between the present invention shown in FIG. 1 and the conventional structure of FIG. 2, and a point and a furnace in which a plurality of nitrogen oxide-reduced burners (2) (2 ') are arranged against a wall. Although similar in terms of adopting a two-stage combustion technique, the arrangement of a plurality of air injection ports (3) (3 ') in the furnace is arranged to cross each other in FIG. 1 (a), and the second (a) degrees correspond to each other. In addition, the air injection port (3) (3 ') is arranged to be inclined by the angle α in the first (a), compared to the horizontal arrangement in the second (b).

이하, 본 고안의 작용에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail.

상기 이단연소기법에 의해 분할된 1차 연소공기가 상기 주연소영역(4)의 질소산화물저감형버너(2)에 공급되면서 저온 연소환경하에서 발생한 배기가스가 질소산화물 환원영역(5)으로 상승하여 유입된다. 이때, 상기 이단연소기법에 의해 분할된 2차 연소공기 및 배기가스 재순환법에 의한 배기가스의 일부가 질소산화물 환원영역(5)의 상부에 위치한 공기분사구(3)로 공급되는데, 상기 다수의 공기 분사구(3)는 서로 엇갈리고 또한, 하방으로 경사진 배치를 이루고 있으므로 공기 분사구(3)를 통해 토출되는 2차 연소공기 및 일부의 배기가스는 주연소영역(4)으로부터의 배기가스의 상부로의 상승을 방해하면서 배기가스의 불완전 연소물 및 질소산화물과 활발하게 혼합되면서 비교적 균일한 분포를 이루게 된다.As the primary combustion air divided by the two-stage combustion technique is supplied to the nitrogen oxide reducing burner 2 of the main combustion region 4, the exhaust gas generated under the low temperature combustion environment rises to the nitrogen oxide reduction region 5 Inflow. At this time, a part of the secondary combustion air divided by the two-stage combustion method and the exhaust gas by the exhaust gas recirculation method are supplied to the air injection port 3 located above the nitrogen oxide reduction region 5. Since the injection holes 3 are staggered with each other and are inclined downwardly, the secondary combustion air and some of the exhaust gases discharged through the air injection holes 3 are transferred to the upper portion of the exhaust gas from the main combustion region 4. While hindering the rise, they are actively mixed with the incomplete combustion products of the exhaust gas and nitrogen oxides, resulting in a relatively uniform distribution.

상기와 같이 2차 연소공기 및 일부의 배기가스와 불완전 연소물 및 질소산화물의 균일한 혼합분포 상태하에서 주연소영역(4)으로부터의 불완전 연소물은 완전연소하게 되고 이로써 불완전 연소물의 분진 및 미연분이 감소하게 되며, 질소산화물 또한, 2차 연소공기와 반응으로 하여 활발히 환원하게 된다.As described above, the incomplete combustion products from the main combustion zone 4 are completely combusted under a uniform mixed distribution of secondary combustion air and some exhaust gases, incomplete combustion products and nitrogen oxides, thereby reducing dust and fine dust of the incomplete combustion products. Nitrogen oxides are also actively reduced by reaction with secondary combustion air.

제4도는 본 고안과 종래 보일러 화로에서의 질소산화물 및 분진배출에 관한 비교를 도식화한 것이다. 비교의 결과에 의하면 질소산화물과 분진은 본 고안의 구성을 통해 20%이상 감소되는 것으로 나타났다.Figure 4 shows a comparison of the nitrogen oxide and dust emissions in the present invention and the conventional boiler furnace. As a result of comparison, nitrogen oxides and dust were reduced by more than 20% through the composition of the present invention.

본 고안은, 질소산화물 환원영역에서의 질소산화물의 환원 처리 능력을 극대화하기 위해 연소공기의 체류시간을 증가시키고, 연소공기와 불완전연소물과의 균일한 혼합/연소를 통해 미연분의 완전연소를 가능하게 하여 질소산화물, 분진 등의 보일러 화로에서의 연소과정을 통해 대기오염물질을 줄이는데 탁월한 효과가 있다.The present invention increases the residence time of combustion air in order to maximize the reduction treatment capacity of nitrogen oxide in the nitrogen oxide reduction zone, and enables the complete combustion of unburned fuel through uniform mixing / combustion of combustion air with incomplete combustion products. Therefore, it has an excellent effect in reducing air pollutants through combustion process in boiler furnace such as nitrogen oxide and dust.

Claims

A boiler furnace comprising a nitrogen oxide reducing burner (2) and an air injector (3), wherein the arrangements of the air injectors (3) are staggered from each other in a planar position and inclined downward in a lateral position. Oxide Reduction Boiler Furnace.