KR20050075286A - 원격 스테이지형 복사벽 로 버너 배치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

원격의 스테이지형 복사벽 버너는 복사벽 버너로부터 이격된 제2연료 가스 노즐의 배치부를 포함한다. 이러한 형태는 제2연료와 로의 연도 가스의 혼합을 증가시킨다. 그 결과, 연료 가스의 연소온도가 하강되고, NOx 형성이 감소된다.

Description

원격 스테이지형 복사벽 로 버너 배치 및 방법{REMOTE STAGED RADIANT WALL FURNACE BURNER CONFIGURATIONS AND METHODS}
본 발명은 원격 스테이지형 복사벽 로 버너 배치에 관한 것으로서, 특히 낮은 NOx 산출물로 귀결되는 복사벽 버너 노즐로부터 이격된 제2가스 노즐의 교체에 관한 것이다.
복사벽 가스 버너 로는 널리 공지되어 있으며, 수년동안 리포밍 작업 및 크래킹 작업에 사용되어 왔다. 복사벽 버너는 일반적으로 로 벽의 개구내로 삽입되는 환형 내화타일로 둘러싸이는, 중앙의 연료 가스-에어 혼합물 버너 튜브를 포함한다. 버너 노즐은 내화타일의 내측면에 인접하고 이에 평행한 방향으로 연료 가스-에어 혼합물을 방출한다. 연료 가스-에어 혼합물의 연소는 버너 타일의 표면이 열을 예를 들어 처리 튜브로 복사하게 하며, 이에 따라 처리 튜브상으로의 불필요한 화염 충돌을 피할 수 있다.
복사벽 버너는 전형적으로 로 벽을 따라 여러개의 열(row)로 설치된다. 이러한 형태는 통상적으로 복사벽 버너 매트릭스를 포함하는 벽 영역으로부터 처리과정에 균일한 열입력을 제공하도록 설계된다.
질소 산화물(NOx) 등과 같은 가스형 오염물의 양을 규제하는 강력한 환경 방출기준이 정부 당국자에 의해 부과되고 있다. 이러한 기준은 모든 공기와 연료의 일부가 제1지역에서 연소되고 나머지 연료가 제2다운드트림 지역에서 연소되는, 스테이지형 또는 제2연료 버너장치 및 방법을 발전시켰다. 이러한 스테이지형 연료 버너장치 및 방법에 있어서, 제1지역내의 과잉 에어는 연소가스의 온도를 낮추어 NOx의 형성을 감소시키는 희석제로서 작용한다. 로의 연도 가스는 제2연료의 연소 온도를 낮추어 NOx의 형성을 감소시키는 희석제로서 작용하는 것이 바람직하다.
이와 마찬가지로, 버너가 연료 가스 및 에어의 주 연료 희박혼합물을 방사방향으로 연소하고 스테이지 연료 라이저가 스테이지 팁에 제2연료를 공급하는, 스테이지형 복사벽 버너 디자인이 개발되었다. 제2연료 팁의 위치는 버너의 제조자 및 형태에 따라 변화될 수 있지만, 일반적으로는 버너팁의 중앙에 배치되거나 상기 팁의 외주 주위 또는 이에 인접하여 배치된다.
스테이지형 복사벽 버너 및 로 디자인이 개발되어 오염물 수준이 낮은 연소가스가 생성되지만, 개량이 더욱 요망되고 있다. 따라서, 오염물 수준이 낮은 연소가스가 생성되도록, 복사벽 버너를 사용하여 연료 가스 및 에어를 연소시킬 수 있는 개량방법이 요망되고 있다.
로의 벽에 삽입된 연료-가스 에어 혼합물을 연소시키는, 규칙적으로 이격되고 다수의 열로 이루어진 복사벽을 이용하는 복사벽 로 버너가 제공된다. 본 발명에 따르면, 상기 복사벽 버너로부터 이격되어 배치되는 제2연료 가스 노즐의 하나이상의 어레이가 제공된다. 제2연료 가스는 연료-가스 혼합물 및 제2연료 가스에 의해 연소지역에 제공된 전체 연료의 실질적인 부분을 구성하는 양으로, 연료 가스 노즐에 도입된다. 상기 제2연료 가스 노즐은 복사벽 버너의 열에 인접하여 로 벽이나 로 바닥에 배치되거나, 또는 로 벽 및 로 바닥에 모두 배치되며, 제2연료 가스를 복사벽 버너로부터 연소지역의 대향측 위치 등을 포함하는 다양한 위치로 지향시킨다. 그 결과, 로를 떠나는 연소가스의 NOx 레벨이 실질적으로 감소된다.
양호한 실시예에서, 로 벽은 적어도 부분적으로 수직하며; 복사벽 버너는 평행하고, 심지어 열 및 컬럼으로 이격되며; 제2연료 가스 노즐은 상기 복사벽 버너의 바로 아래에 열로 배치된 각각의 노즐을 갖는 단일 열로 배치된다. 또 다른 실시예에서, 복사벽 버너는 열 및 컬럼으로 균일하게 이격된 버너와 평행하며, 제2연료 가스 노즐은 상부열 및 하부열에서 상기 복사벽 버너의 하부에 배치되며, 상부열의 각각의 노즐은 열에서 버너의 바로 아래에 배치되며, 하부열의 각각의 노즐은 그 바로 상부의 노즐의 수평 위치 사이에 배치된다. 또 다른 양호한 실시예에서, 엇갈긴 위치로 서로 절반씩 중첩되며, 제2연료 가스 노즐은 복사벽 버너의 바로 아래에서 단일열이나 복사열로 배치되며, 각각의 노즐은 엇갈림 위치를 지속하도록 배치된다. 또 다른 실시예에서, 제2연료 가스 노즐의 제1열은 모든 복사벽 버너의 아래에 배치되며, 제2가스 노즐은 복사벽 버너열의 중간에 배치된다.
또 다른 실시예에서, 제2연료 가스 노즐은 로 플로어상에 배치되며, 상기 로는 플로어상에 제1연료 가스 노즐을 구비하거나 또는 구비하지 않는 플로어 버너[하스 버너(hearth burner)로 언급된다]를 포함할 수 있다.
제2연료 가스 노즐은 연료 가스를 노즐의 길이방향 축선에 대해 상향각도로 분사하도록 설계된 적어도 하나의 연료 분배 오리피스가 구비된 팁을 갖는다. 또한, 제2연료 가스 노즐은 복합 연료분배 오리피스를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 NOx 함량이 감소되도록 복사벽 로에서 가스와 에어를 연소하는 방법에 있어서, 로의 벽을 따라 열로 배치된 각각의 복사벽 버너에 연료 가스 및 에어의 연료 희박혼합물을 제공하는 단계와; 상기 혼합물이 과잉 에어를 포함하게 되고 저온에서 연소되어 NOx 함량이 낮은 연도 가스가 형성되도록, 로의 벽을 횡단하여 각각의 복사벽 버너로부터 방사외측으로 연료 가스 및 에어의 혼합물을 유동시키는 단계와; 제2연료 가스가 로내의 연도 가스와 혼합되어 복사벽 버너로부터의 과잉 공기와 연소된 후 연료 가스의 연소 온도를 하강시키고 NOx의 형성을 감소시키도록, 제2연료 가스 노즐로부터 제2연료 가스를 제공하는 단계를 포함하는 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법을 제공한다.
본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
본 발명의 양호한 복사벽 로 버너 형태는 복합 복사벽 버너열과, 제2연료 가스를 제2연료 가스 노즐로 도입시키는 수단을 구비하며 복사벽 버너로 부터 이격된 제2연료 가스 노즐의 열을 이용하며; 이러한 복사벽 버너는 내화타일을 포함하며 환형으로 이격된 로의 벽에 연결되는 연료 가스 희박 연료-가스 혼합물을 연소시키며; 제2연료 가스는 연료-가스 혼합물과 제2연료 가스에 의해 연소지역에 제공된 전체 연료의 실질적인 부분을 구성한다. 상기 제2연료 가스 노즐은 복사벽 버너의 열에 인접한 로 벽이나 로 플로어상에, 또는 이들 양자에 배치되어, 제2연료 가스를 복사벽 버너로부터 연소지역의 대향측상의 위치 등을 포함하는 여러 위치로 지향시킨다. 그 결과, 로를 떠나는 연소가스내의 NOx 레벨이 감소된다.
도1에는 스테이지형 연료 복사벽 버너(10)의 일반적인 버너 컬럼(11)이 도시되어 있다. 스테이지형 연료 복사벽 버너(10)는 주 연료 가스 및 에어의 연료 가스 희박혼합물을 갖는 복사벽 버너 팁(12)으로 구성되어 있다. 제2연료 가스 라이저(14)는 제2연료 가스 팁에 연료 가스를 공급한다. 제2연료 가스 팁(16)의 위치는 일반적으로는 도1에 도시된 바와 같이 복사벽 버너 팁(12)의 중앙이거나, 또는 복사벽 버너 팁(12)의 외주 주위에 배치된다. 도1에 도시된 바와 같이, 버너 팁(12)을 탈출하는 연료 가스-에어 스트림은 장벽(20)을 형성하며, 제2연료 가스(22)를 둘러싼다. 제2연료 가스(22) 주위의 연료 가스-에어 장벽(20)은 연도 가스의 충분한 내포를 방해하여, NOx 방출물을 증가시킨다.
본 발명의 원격 스테이지형 연료 기법에서는 각각의 복사벽 버너(10)에 인접하거나 이로부터의 제2연료 가스가 제거된다. 그대신, 제2연료 가스는 원격 위치에서 로내로 분사된다. 도2에 도시된 바와 같이, 예를 들어 버너 컬럼(11)의 아래에 배치된 원격 제2연료 가스 노즐(26)로 제2연료 가스를 이동시키므로써, 제2연료 가스(22)는 연소 지역(28)에서 연료 가스-에어 혼합물(18)과 혼합되기 전에, 로의 연도가스와 혼합될 수 있다. 제2연료 가스 패턴을 제공하며 원격 위치에 배치된 하나이상의 원격 제2연료 가스 노즐(26)을 사용하므로써, NOx 방출물이 감소되며 또한 종래기술의 복사벽 버너 디자인의 상태에 비해 화염의 품질이 개선된다.
도3에는 본 발명의 개선된 복사벽 로 버너 형태(30)가 도시되어 있다. 복합 복사벽 버너(10)의 열(32)은 로의 벽(31)에 삽입된다. 상기 복사벽 버너(10)는 로 벽(31)의 표면을 횡단하여 방사방향으로 연료 가스-에어 혼합물을 방출한다. 고온 가스로부터의 열 복사와 마찬가지로, 벽으로부터의 복사열은 예를 들어 열전달용으로 설계된 처리 튜브나 기타 다른 처리 설비로 전달된다.
각각의 복사벽 버너(10)에는 주 연료 가스 및 에어의 혼합물이 제공되며, 에어의 유동률은 주 연료에 대해 화학양론 보다 크다. 에어의 비율은 주 연료 및 부 연료를 완전히 연소하는데 필요한 화학양론적 유동률의 약 105% 내지 120%의 범위에 속하는 것이 바람직하다. 제2연료 가스는 제2연료 가스 노즐(26)에 의해 로내로 방출된다. 도3의 버너 형태는 제2연료 가스 노즐(26)이 열(32)로 배치되어 있고, 각각의 제2연료 가스 노즐이 복사벽 버너의 컬럼(34)의 아래에 배치되는 것을 도시하고 있다. 제2연료 가스 노즐은 하기에 상세히 서술되는 바와 같이 일반적으로 복사벽 버너를 향하는 방향으로 연료 가스를 방출한다.
도4A 내지 도4D에는 또 다른 양호한 패턴의 실시예가 도시되어 있다. 복사벽 버너(10)의 열은 평행하며, 버너(10)는 컬럼(34)에서 균일하게 이격될 수 있으며, 제2연료 가스 노즐(26)은 단일의 열(32)로 배치될 수 있으며, 각각의 노즐은 도3에 도시된 바와 같이 열에서 복사벽 버너(10)의 바로 아래에 배치되거나 도4A에 도시된 바와 같이 중첩될 수 있다. 도4B에 도시된 바와 같이, 다른 양호한 형태에 따르면, 복사벽 버너(10)는 평행한 컬럼에 배치되며, 복사벽 버너(10)는 컬럼(34)에서 균일하게 이격되며, 복사벽 버너(10)의 바로 아래에 배치된 제2연료 가스 노즐(26)은 2개의 열 즉, 상부열(36)과 하부열(38)에 배치되며, 상부열(36)의 각각의 제2연료 가스 노즐은 열에서 버너의 아래에 배치되고, 하부열(38)의 각각의 제2연료 가스 노즐은 열(36)에서 바로 위의 제2연료 가스 노즐의 수평 위치 사이의 중간지점에 배치된다. 도4C에 도시된 또 다른 실시예에서, 복사벽 버너(10)는 서로에 대해 중간지점까지 중첩되므로, 복사벽 버너의 아래에 배치된 제2연료 가스 노즐(26)과 다이아몬드형 패턴을 이루며, 이러한 패턴을 유지하게 된다. 도4에 도시된 바와 같이 또 다른 양호한 실시예에서, 복사벽 버너(10)의 거의 절반부는 열 및 컬럼(40)에서 균일하게 이격되며, 제2연료 가스 노즐(26)의 열(42)은 바로 아래에 배치된다. 잔존의 복사벽 버너(10)는 제2연료 가스 노즐의 열(42) 아래에 배치되어, 컬럼(44)에 배치된다. 제2연료 가스 노즐(26)의 제2열(46)은 버너 컬럼(44)의 바로 아래에 배치된다.
복사벽 버너(10)를 갖는 로 벽(31)과 이에 연결된 제2연료 가스 노즐(26)은 벽이 수직한 경우에 대해 서술되었지만, 상기 벽은 수직선으로부터 각도를 이루거나 수평할 수도 있음을 인식해야 한다.
도5A 내지 도5F에는 플로어 버너(하스 버너로 언급된다)가 제공되거나 제공되지 않은, 본 발명에 따른 제2연료 가스 노즐(26)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도5A 및 도5B에 있어서, 복합 복사벽 버너(10)의 열은 로의 벽(31)에 삽입된다. 상술한 바와 같이, 버너(10)는 로 벽(31)의 표면을 횡단하는 방향으로 연료 가스-에어 혼합물을 방출한다. 각각의 복사벽 버너에는 주 연료 가스 및 에어의 혼합물이 제공되며, 에어의 유동률은 주 연료 가스에 대한 화학양론 보다 큰, 즉 화학양론적 유동률의 약 105% 내지 120%의 범위에 속한다. 제2연료 가스는 복사 가스 버너(10)의 컬럼 아래에 배치된 제2연료 가스 노즐(26)에 의해 로내로 방출된다. 또한, 제2연료 가스 노즐(26)은 과잉 에어 및 로 연도 가스와 혼합되는 부가의 제2연료 가스를 제공하도록 로의 플로어에 배치되므로, NOx 레벨이 낮아지게 된다.
도5C 및 도5D에는 유사하게 배치된 복사벽 버너(10) 및 제2연료 가스 노즐(26)이 도시되어 있다. 또한, 플로어 버너(54)는 연료 가스를 과잉 에어와 혼합하는 벽(31)에 인접하여 제공되며, 제2연료 가스 노즐(26)은 연료 가스를 복사벽 버너 및 플로어 버너를 향해 방출하므로써, 상기 제2연료 가스는 로의 연도 가스 및 과잉 에어와 용이하게 혼합되어, NOx 레벨이 낮아지게 된다.
도5E 및 도5F에서는 연료 가스를 복사벽 버너 및 플로어 버너를 향해 방출하는 제2연료 가스 노즐(26)을 제공하는 대신에, 플로어 버너에 의해 생성된 과잉 에어와 로 연도가스와 혼합하는 부가의 제2연료 가스 노즐이 로의 플로어에 제공되어, NOx 레벨이 낮아지게 된다.
따라서, 본 기술분야의 숙련자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 복사벽 버너(10) 및 이격된 제2연료 가스 노즐의 다양한 조합이 본 발명에 따른 복사벽 가스 버너 로에 사용되어, 로의 연도 가스의 NOx 레벨을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 장치 및 방법에는 그 어떠한 복사벽 버너라도 사용될 수 있다. 복사벽 버너 디자인 및 작동은 본 기술분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있다. 복사벽 버너의 실시예로는 슈바르츠 등에게 1993년 6월 19일자로 허여된 미국특허 제5.180.302호 및 베니젤로스 등에 의해 2001년 9월 7일자로 출원되고 발명의 명칭이 "고용량/저 NOx 복사벽 버너"인 미국 특허출원 제09/949.007호가 있으며, 이러한 특허들은 본 발명에 참조인용되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
복사벽 버너를 통해 흐르는 전체 연료 가스-에어 혼합물은 연소지역(28)으로 공급되는 전체 연료의 80% 이하를 포함하고 있다.
제2연료 노즐(26)은 로 내부로 1인치 내지 12인치 연장되는 플로어나 로 벽으로 삽입된다. 연료 가스는 20psig 내지 50psig 범위의 압력으로 공급되는 것이 바람직하다.
도6 및 도7에 도시된 바와 같이 제2연료 가스 노즐(26)은 제2연료 가스의 흐름을 로 공간(50)으로 지향시키는 제2연료 가스 분배개구(48)를 구비한 팁(16)을 포함한다. 상기 개구(48)는 제2연료를 길이방향 축선으로부터 약 60°내지 120°의 범위에서 각도(α)로 로의 벽을 향하여 지향시킨다.
양호한 실시예에서, 제2연료 가스 노즐 팁(16)은 길이방향 축선을 통과하는 수직면의 양측으로부터 약 10°내지 180°범위에서 각도(β)로, 양호하기로는 20°내지 150°범위의 각도로 제2연료 가스를 여러 방향으로 방출하기 위한 부가의 측부 분배개구(52)를 포함한다. 본 기술분야의 숙련자라면 인식할 수 있는 바와 같이, 제2연료 가스 노즐 팁은 복사벽과 사용된 버너 형태 및 기타 다른 형태에 따라, 로 벽으로부터 또는 로 벽을 향하여 연료 가스를 방출시키도록 배치된 복합 개구(48, 52)를 포함할 수 있다.
복사벽 로에서 연료 가스 및 에어를 연소시켜 NOx 함량이 감소된 연도 가스를 생성시키는 본 발명의 방법은 로의 벽을 따라 열로 배치된 각각의 복사벽 버너에 연료 가스 및 에어의 연료 희박혼합물을 제공하는 단계와; 상기 혼합물이 과잉 에어를 포함하게 되고 저온에서 연소되어 NOx 함량이 낮은 연도 가스가 형성되도록, 로의 벽을 횡단하여 각각의 복사벽 버너로부터 방사외측으로 연료 가스 및 에어의 혼합물을 유동시키는 단계와; 제2연료 가스가 로내의 연도 가스와 혼합되어 복사벽 버너로부터의 과잉 공기와 연소된 후 연료 가스의 연소 온도를 하강시키고 NOx의 형성을 감소시키도록, 제2연료 가스 노즐로부터 제2연료 가스를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법을 포함한다.
로 버너 형태 및 본 발명의 방법을 더욱 상세히 서술하기 위하여, 하기의 실시예를 서술하기로 한다.
실시예
복사벽 버너를 사용하며 원격 스테이징을 갖는 NOx 방출물과 복사벽 버너를 사용하며 원격 스테이징을 갖지 않는 NOx 방출물을 비교하였다. 테스트 로는 각각 4버너의 3컬럼으로 배치된 12개의 복사벽 버너의 어레이를 사용하였다. 상기 버너는 각각의 컬럼에서 50인치 이격되었으며, 컬럼은 36.5인치 이격되었다. 제2연료 가스를 복사벽 버너의 중심에 공급하고 로를 벗어난 NOx가 시간의 경과에 따라 측정될 동안, 상기 로가 작동되었다. 그후, 로는 버너 중심으로부터 제2연료 가스를 제거하고 제2연료 가스를 복사벽 버너의 컬럼에 인접하여 배치된 원격 노즐로 실행시킨 후 작동된다.
도8은 원격 스테이징 형태를 갖는 로와 연격 스테이징 로를 갖지 않는 로로부터의 NOx 방출물을 비교한 도면이다. 이러한 도면은 NOx 방출물은 원격 스테이징 형상을 사용하여 50% 감소된다는 것을 도시하고 있다.
본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.
도1은 각각의 버너 중앙에 제2연료 가스를 갖는 종래 스테이지를 이용하는 가스 유동 패턴을 도시한 도면.
도2는 연료 가스의 원격 스테이징을 구비한 본 발명의 가스 유동패턴을 도시한 도면.
도3은 복사 연료 가스 연소로 벽에서의 양호한 원격 스테이징 버너 배치를 도시한 도면.
도4A 내지 도4D는 복사 연료 가스 연소로 벽에서의 양호한 원격 스테이징 형태를 도시한 도면.
도5A 내지 도5F는 플로어 버너가 구비되거나 또는 구비되지 않은 로 플로어상에 부가의 제2연료 가스 방출 노즐을 포함하는 원격 스테이징 형태를 도시한 도면.
도6은 본 발명에 따라 사용하기 위한 양호한 제2연료 가스 방출 노즐의 측면도.
도7은 도1의 제2연료 가스 방출 노즐의 평면도.
도8은 본 발명의 원격 스테이징 기법을 구비하거나 구비하지 않은 테스트 로에서의 NOx 방출물을 비교한 그래프.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
10: 버너 11: 컬럼
12: 팁 20: 장벽
26: 노즐 31: 벽

Claims (28)

  1. 벽과, 플로어와, 로의 벽에 부착되고 수직한 길이방향 축선을 갖는 복합 복사벽 버너의 열이나 컬럼 또는 열 및 컬럼 모두를 이용하는 버너를 포함하며, 이들 각각은 연소가능한 연료 가스-과잉 에어 혼합물을 길이방향 축선에 대해 외측 방사방향으로 버너 타일에 인접한 연소지역으로 지향시키는 복사벽 로 버너에 있어서,
    복사벽 버너로부터 분리이격된 제2연료 가스 노즐의 어레이와,
    상기 제2연료 가스가 로의 연도 가스와 혼합되어 과잉 공기로 연소되므로써 연소되는 연료 가스의 온도를 낮추고 NOx의 형성을 감소시키기 위하여, 제2연료 가스를 제2연료 가스 노즐로 도입시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  2. 제1항에 있어서, 제2연료 가스 노즐의 어레이는 복사벽 버너의 열에 인접한 적어도 하나의 열에 배치되는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  3. 제1항에 있어서, 제2연료 가스 노즐은 제2연료 가스를 복사벽 버너로부터 연소 지역의 대향측상의 로 위치로 지향시키는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  4. 제1항에 있어서, 복사벽 버너의 열이나 컬럼 또는 열과 컬럼 모두는 평행하며, 상기 복사벽 버너는 균일하게 이격되어 있으며, 제2연료 가스 노즐은 복사벽 버너에 인접하여 배치되거나 복사벽 버너로부터 중첩된 각각의 제2연료 가스 노즐이 구비된 하나의 열 또는 2개의 열에 배치되는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  5. 제1항에 있어서, 복사벽 버너의 열은 평행하며, 상기 복사벽 버너는 컬럼에서 균일하게 이격되어 있으며, 제2연료 가스 노즐은 중간의 첫번째 열과 외측의 두번째 열에 배치되고, 중간의 첫번째 열의 제2연료 가스 노즐은 복사벽 버너에 인접하여 배치되고, 외측의 두번째 열의 각각의 제2연료 가스 노즐은 벽 버너로부터 중첩되는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  6. 제1항에 있어서, 복사벽 버너의 열은 평행하며, 각각의 열은 인접한 열의 규칙적인 이격거리의 절반으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  7. 제1항에 있어서, 제2연료 가스 노즐의 하나이상의 열은 복사벽 버너의 열에 인접하여 배치되며, 제2연료 가스 노즐의 부가적인 하나이상의 열은 복사벽 버너의 열 내에서 중간지점에 배치되는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  8. 제1항에 있어서, 각각의 제2연료 가스 노즐은 연료 가스를 제2연료 가스 노즐의 축선에 대해 각도(α)로 로의 벽을 향하여 또는 로의 벽으로부터 분사하는 적어도 하나의 연료 분배개구가 구비된 팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  9. 제8항에 있어서, 상기 각도(α)는 축선으로부터 60°내지 120°의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  10. 제1항에 있어서, 각각의 제2연료 가스 노즐은 연료 가스를 로 벽을 향하게 하거나 로 벽으로부터 분사되도록 배치된 하나이상의 복합 연료분배 개구가 구비된 팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  11. 제10항에 있어서, 각각의 제2연료 가스 노즐 팁은 제2연료 가스 노즐의 길이방향 축선을 통과하는 수직면의 양측으로부터 약 10°내지 180°범위에서 외측 각도(β)내에 배치되는 복합 연료분배 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  12. 제1항에 있어서, 상기 로는 로의 플로어상에 배치된 제2연료 가스 노즐의 어레이를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  13. 제1항에 있어서, 상기 로는 복사벽 버너를 갖는 벽에 인접하여 배치된 플로어 버너를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  14. 제12항에 있어서, 상기 로는 복사벽 버너를 갖는 벽에 인접하여 배치된 플로어 버너를 포함하며, 제2연료 가스 노즐은 연료 가스를 벽을 향하여 또는 벽으로부터 여러 방향으로 지향시키도록 배치된 복합 연료분배 개구가 구비된 팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 복사벽 로 버너.
  15. NOx 함량이 감소되도록 복사벽 로에서 가스와 에어를 연소하는 방법에 있어서,
    로의 벽을 따라 열로 배치된 각각의 복사벽 버너에 연료 가스 및 에어의 연료 희박혼합물을 제공하는 단계와,
    상기 혼합물이 과잉 에어를 포함하게 되고 저온에서 연소되어 NOx 함량이 낮은 연도 가스가 형성되도록, 로의 벽을 횡단하여 각각의 복사벽 버너로부터 방사외측으로 연료 가스 및 에어의 혼합물을 유동시키는 단계와,
    제2연료 가스가 로내의 연도 가스와 혼합되어 복사벽 버너로부터의 과잉 공기와 연소된 후 연료 가스의 연소 온도를 하강시키고 NOx의 형성을 감소시키도록, 제2연료 가스 노즐로부터 제2연료 가스를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  16. 제15항에 있어서, 제2연료 가스는 복사벽 버너의 열에 인접한 적어도 하나의 열에서 제2연료 가스 노즐로부터 방출되는 것을 특징으로 하는 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  17. 제15항에 있어서, 제2연료 가스 노즐은 제2연료 가스를 복사벽 버너로부터 연소지역의 양측상에서 로의 위치로 지향시키는 것을 특징으로 하는 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  18. 제15항에 있어서, 복사벽 버너의 열은 평행하며, 복사벽 버너는 컬럼에서 균일하게 이격되어 있으며, 제2연료 가스 노즐은 복사벽 버너에 인접하거나 복사벽 버너로부터 중첩되어 배치된 각각의 제2연료 분사 노즐을 갖는 하나의 열 또는 2개의 열에 배치되는 것을 특징으로 하는 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  19. 제15항에 있어서, 복사벽 버너의 열은 평행하며, 복사벽 버너는 컬럼에서 균일하게 이격되어 있으며, 제2연료 가스 노즐은 첫번째 열과 외측의 두번째 열의 중간지점에 배치되며, 중간의 제1열의 각각의 연료 가스 노즐은 복사벽 버너에 인접하여 배치되며, 외측의 두번째 열의 각각의 연료 가스 노즐은 복사벽 버너로부터 중첩되는 것을 특징으로 하는 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  20. 제15항에 있어서, 복사벽 버너 열은 평행하며, 각각의 열은 인접한 열의 규칙적인 이격거리로부터 절반의 이격거리로 중첩되는 것을 특징으로 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  21. 제15항에 있어서, 제2연료 가스 노즐의 하나이상의 열은 복사벽 버너의 열에 인접하여 배치되며, 제2연료 가스 노즐의 부가적인 하나이상의 열은 복사벽 버너의 열 내에서 중간지점에 배치되는 것을 특징으로 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  22. 제15항에 있어서, 각각의 제2연료 가스 노즐은 연료 가스를 제2연료 가스 노즐의 축선에 대해 각도(α)로 로의 벽을 향하여 또는 로의 벽으로부터 분사하는 적어도 하나의 연료 분배개구가 구비된 팁을 포함하는 것을 특징으로 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 각도(α)는 축선으로부터 60°내지 120°의 범위에 속하는 것을 특징으로 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  24. 제15항에 있어서, 각각의 제2연료 가스 노즐은 연료 가스를 로 벽을 향하게 하거나 로 벽으로부터 분사되도록 배치된 하나이상의 복합 연료분배 개구가 구비된 팁을 포함하는 것을 특징으로 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  25. 제24항에 있어서, 각각의 제2연료 가스 노즐 팁은 연료 가스 노즐의 길이방향 축선을 통과하는 수직면의 양측으로부터 약 10°내지 180°범위에서 외측 각도(β)내에 배치되는 복합 연료분배 개구를 포함하는 것을 특징으로 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  26. 제15항에 있어서, 상기 로는 로의 플로어상에 배치된 제2연료 가스 노즐의 어레이를 부가로 포함하는 것을 특징으로 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  27. 제15항에 있어서, 상기 로는 복사벽 버너를 갖는 벽에 인접하여 배치된 플로어 버너를 부가로 포함하는 것을 특징으로 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
  28. 제26항에 있어서, 상기 로는 복사벽 버너를 갖는 벽에 인접하여 배치된 플로어 버너를 포함하며, 제2연료 가스 노즐은 연료 가스를 벽을 향하여 또는 벽으로부터 여러 방향으로 지향시키도록 배치된 복합 연료분배 개구가 구비된 팁을 포함하는 것을 특징으로 복사벽 로에서의 가스와 에어 연소방법.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7878798B2 (en) * 2006-06-14 2011-02-01 John Zink Company, Llc Coanda gas burner apparatus and methods
US7819656B2 (en) * 2007-05-18 2010-10-26 Lummus Technology Inc. Heater and method of operation
US8408896B2 (en) * 2007-07-25 2013-04-02 Lummus Technology Inc. Method, system and apparatus for firing control
US8573965B2 (en) * 2007-11-28 2013-11-05 Air Products And Chemicals, Inc. Method of operating a pyrolysis heater for reduced NOx
WO2009150676A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Processi Innovativi Srl Combustion system to transfer heat at high temperature
US8167490B2 (en) 2009-04-22 2012-05-01 Reynolds Consumer Products Inc. Multilayer stretchy drawstring
US8545213B2 (en) * 2010-03-09 2013-10-01 Air Products And Chemicals, Inc. Reformer and method of operating the reformer
US9222410B2 (en) 2011-04-13 2015-12-29 General Electric Company Power plant

Family Cites Families (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5270432A (en) * 1975-12-08 1977-06-11 Hitachi Zosen Corp Method of two-stage burning for suppressing generation of nitrogen oxi des
US4496306A (en) 1978-06-09 1985-01-29 Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd. Multi-stage combustion method for inhibiting formation of nitrogen oxides
US4652232A (en) * 1983-05-16 1987-03-24 John Zink Co. Apparatus and method to add kinetic energy to a low pressure waste gas flare burner
JPS6060452U (ja) * 1983-09-28 1985-04-26 新日本製鐵株式会社 加熱炉の燃焼装置
US4781578A (en) * 1984-01-24 1988-11-01 John Zink Company Pilot burner apparatus
US4702691A (en) * 1984-03-19 1987-10-27 John Zink Company Even flow radial burner tip
US4686352B1 (en) * 1984-04-27 1993-12-14 Sunbeam Corporation Electronic pressing iron
US4900244A (en) * 1984-08-29 1990-02-13 John Zink Company Gas flaring method and apparatus
USD290215S (en) * 1984-10-19 1987-06-09 John Zink Company Coffeemaker
USD290218S (en) * 1984-11-13 1987-06-09 John Zink Company Food processor base
USD289963S (en) * 1985-03-21 1987-05-26 John Zink Company Carving knife housing
USD289600S (en) * 1985-03-21 1987-05-05 John Zink Company Can opener housing
USD290889S (en) * 1985-05-31 1987-07-14 John Zink Company Steam iron
US4902484A (en) * 1985-07-18 1990-02-20 John Zink Company Oxygen injector means for secondary reformer
US4661685A (en) * 1985-09-06 1987-04-28 John Zink Company Electronic pressing iron
US4664617A (en) * 1985-11-26 1987-05-12 John Zink Company Method and burner apparatus for flaring inert vitiated waste gases
US4975042A (en) * 1985-11-26 1990-12-04 John Zink Company Method and burner apparatus for flaring inert vitiated waste gases
US4683369A (en) * 1986-02-05 1987-07-28 John Zink Company Hand held electric hair dryer
US4673798A (en) * 1986-04-02 1987-06-16 John Zink Company Dual temperature electric curling iron having a safety shut-off circuit
US4737100A (en) * 1986-04-30 1988-04-12 John Zink Company Duct burner apparatus
US4663849A (en) * 1986-07-21 1987-05-12 John Zink Company Combination can opener/knife sharpener with pivotal mounting
US4952137A (en) * 1986-09-08 1990-08-28 John Zink Company Flare gas burner
US4788918A (en) * 1987-11-20 1988-12-06 John Zink Company Solids incineration process and system
US4798150A (en) * 1987-11-25 1989-01-17 John Zink Company Apparatus for handling ash
US4838184A (en) * 1988-05-23 1989-06-13 John Zink Company Method and apparatus for disposing of landfill produced pollutants
US4922838A (en) * 1988-10-11 1990-05-08 John Zink Company Thermal processor for solid and fluid waste materials
JPH06103083B2 (ja) * 1988-10-14 1994-12-14 日立造船株式会社 ラジアントガスバーナ
US4870910A (en) * 1989-01-25 1989-10-03 John Zink Company Waste incineration method and apparatus
US4901652A (en) * 1989-04-10 1990-02-20 John Zink Company Accumulating and conveying incinerator ash
US5195844A (en) * 1989-10-19 1993-03-23 Oil Stop, Inc. Floating barrier method and apparatus
US5154735A (en) * 1990-03-29 1992-10-13 John Zink Company, A Division Of Koch Engineering Co., Inc. Process for recovering hydrocarbons from air-hydrocarbon vapor mixtures
US5154596A (en) * 1990-09-07 1992-10-13 John Zink Company, A Division Of Koch Engineering Company, Inc. Methods and apparatus for burning fuel with low NOx formation
US5098282A (en) * 1990-09-07 1992-03-24 John Zink Company Methods and apparatus for burning fuel with low NOx formation
US5180302A (en) * 1992-02-28 1993-01-19 John Zink Company, A Division Of Koch Engineering Company, Inc. Radiant gas burner and method
US5238395A (en) * 1992-03-27 1993-08-24 John Zink Company Low nox gas burner apparatus and methods
US5345771A (en) * 1993-03-25 1994-09-13 John Zink Company, A Division Of Koch Engineering Company, Inc. Process for recovering condensable compounds from inert gas-condensable compound vapor mixtures
US5718573A (en) * 1994-12-27 1998-02-17 Carrier Corporation Flashback resistant burner
US5688115A (en) * 1995-06-19 1997-11-18 Shell Oil Company System and method for reduced NOx combustion
US5709541A (en) 1995-06-26 1998-01-20 Selas Corporation Of America Method and apparatus for reducing NOx emissions in a gas burner
US5813849A (en) * 1996-08-07 1998-09-29 John Zink Company, A Division Of Koch-Glitshc, Inc. Flame detection apparatus and methods
US5810575A (en) * 1997-03-05 1998-09-22 Schwartz; Robert E. Flare apparatus and methods
US6000930A (en) * 1997-05-12 1999-12-14 Altex Technologies Corporation Combustion process and burner apparatus for controlling NOx emissions
US5951741A (en) * 1998-03-27 1999-09-14 John Zink Company Hydrocarbon vapor recovery processes and apparatus
US6062848A (en) * 1998-05-29 2000-05-16 Coen Company, Inc. Vibration-resistant low NOx burner
EP1088187A1 (en) * 1998-06-17 2001-04-04 John Zink Company,L.L.C. Low nox and low co burner and method for operating same
US6231334B1 (en) * 1998-11-24 2001-05-15 John Zink Company Biogas flaring unit
US6383462B1 (en) * 1999-10-26 2002-05-07 John Zink Company, Llc Fuel dilution methods and apparatus for NOx reduction
US6383461B1 (en) * 1999-10-26 2002-05-07 John Zink Company, Llc Fuel dilution methods and apparatus for NOx reduction
CA2292199C (en) * 1999-12-06 2008-10-07 Adair Rasmussen Gas flare
US6478239B2 (en) * 2000-01-25 2002-11-12 John Zink Company, Llc High efficiency fuel oil atomizer
ES2230283T3 (es) * 2000-03-13 2005-05-01 John Zink Company,L.L.C. Quemador de pared de radiacion y de baja emision de nox.
US6524098B1 (en) * 2000-05-16 2003-02-25 John Zink Company Llc Burner assembly with swirler formed from concentric components
KR20020047323A (ko) * 2000-09-07 2002-06-21 로버트 엠. 캐롤 질소산화물의 방출을 줄이는 방사상의 벽을 갖춘 고용량버너
JP2004508527A (ja) * 2000-09-07 2004-03-18 ジョン　ジンク　カンパニー，リミティド　ライアビリティ　カンパニー 高容量／低ＮＯｘ輻射式ウォールバーナ
US6422858B1 (en) * 2000-09-11 2002-07-23 John Zink Company, Llc Low NOx apparatus and methods for burning liquid and gaseous fuels
US6565391B2 (en) * 2000-09-18 2003-05-20 Elliot Bernstein High density RJ connector assembly
US6616442B2 (en) * 2000-11-30 2003-09-09 John Zink Company, Llc Low NOx premix burner apparatus and methods
US6379146B1 (en) * 2001-04-09 2002-04-30 Zeeco, Inc. Flow divider for radiant wall burner
US6685893B2 (en) 2001-04-24 2004-02-03 Abb Lummus Global Inc. Pyrolysis heater
US6486375B1 (en) * 2001-05-02 2002-11-26 John Zink Company, Llc Process for recovering hydrocarbons from inert gas-hydrocarbon vapor mixtures
US6425757B1 (en) * 2001-06-13 2002-07-30 Abb Lummus Global Inc. Pyrolysis heater with paired burner zoned firing system
US6565361B2 (en) 2001-06-25 2003-05-20 John Zink Company, Llc Methods and apparatus for burning fuel with low NOx formation
US20030170579A1 (en) * 2002-03-07 2003-09-11 Shoou-I Wang Burner assembly for delivery of specified heat flux profiles in two dimensions

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