KR20120099226A

KR20120099226A - 고체 연료 버너

Info

Publication number: KR20120099226A
Application number: KR1020127010902A
Authority: KR
Inventors: 브레니스 벨라세; 자크 뮐롱; 포스틴 파니에; 자비에 포벨; 레미 트시아바
Original assignee: 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-09-07
Also published as: BR112012010229A2; IN2012DN03227A; JP2013509560A; EA021028B1; US20120210917A1; CN102597628A; WO2011051463A1; EP2317223A1; EA201290249A1; CN102597628B; EP2494273A1

Abstract

운반 기체 추진 미립자 고체 연료용 버너이며, 상기 버너는 버너 블록(100) 및 인젝터 조립체(200)를 포함하고, 인젝터 조립체는 버너 블록의 인젝터 통로(130)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 인젝터 조립체는 산소 인젝터(230)를 둘러싸는 연료 인젝터를 둘러싸는 내부 산소 공급 파이프(210)를 포함하고, 이들 각각은 통로 유출구측 상에 하류 말단(211, 221, 231)을 갖고, 내부 산소 공급 파이프는 종방향 주위로 동일한 회전 방향을 따르고 연료 인젝터의 하류 말단을 향해 지향된 주입 배향으로 제1 산소의 측방향 제트를 연료 인젝터 내로 주입하기 위해 한 세트의 측방향 제1 산소 노즐(212)이 장착된 측방향 표면을 갖고, 상기 측방향 제1 산소 노즐은 연료 인젝터의 하류 말단(221)으로부터 다수의 상이한 간격으로 위치된다.

Description

고체 연료 버너 {SOLID FUEL BURNER}

본 발명은 미립자 고체 연료, 예를 들어 미립자 또는 분말 석탄의 연소 분야에 관한 것이고, 더 구체적으로는 상기 미립자 고체 연료의 운반 기체의 산소 농후화(oxygen-enrichment) 분야에 관한 것이다.

산소 농후화는 연소 공정의 효율을 개선시키고/거나 NOx 배출을 제한하는 관점에서 제안되었다.

기상 연료 스트림의 산소 농후화는 많은 다른 것들 중에서 유리 용융, 석회 및 시멘트 가마, 및 강 제조와 같은 다수의 산업적 공정에서 성공적으로 실시되었다.

한편, 석탄은 현재 입수할 수 있는 가장 풍부한 화석 연료이고, 세계에서 생성되는 대부분의 동력은 연료로서 석탄을 사용한다.

고체 연료 입자의 경우, 운반 기체는 종종 연료 저장 또는 밀링 장치(예를 들어 석탄 분쇄기)로부터 버너까지 고체 연료 입자를 운송하는 데 필요하다.

기상 연료 스트림의 산소 농후화에 비하여, 미분탄/공기 스트림과 같은 입자 적재 스트림은 추가의 과제를 제기한다. 이들 과제는 이하에 서술하는 바와 같이 다수의 인자로 인해 발생한다.

첫 번째, 이러한 입자 적재 스트림의 산소 농후화는 버너 내에 조기 점화, 폭발 또는 다른 악영향을 회피하도록 매우 조심히 취급되어야 하는 가연성이거나 또는 더 높은 가연성의 흐름을 생성한다.

두 번째, 석탄 입자는 보통 불균일한 입도 분포를 가진다. 대부분의 석탄 연소 발전소는 약 75 내지 120 ㎛ 범위의 입도 분획을 사용한다. 중력의 영향 하에서, 입자 적재 스트림의 석탄 입자 궤도는 기체 유선으로부터 벗어난다. 입자가 더 크면 더 많이 벗어나는 반면, 입자가 더 작으면 기체 유선에 더 근접하게 따른다. 또한, 수송 도관 내의 벤드(bend) 내에서 "로프(rope) 현상"으로 알려진 현상이 관찰된다. 결과적으로, 입자 로딩은 도관의 단면에 걸쳐 불균일하고, 입자는 심지어 침강하여 도관 내의 특정 지점에 축적된다.

1) 비-기상 연료, 특히 고체 연료와 운반 기체의 혼합물의 공급원; 2) 산소 공급원; 3) 연소 챔버가 작동식으로 구비된 버너; 4) 혼합된 비-기상 연료와 운반 기체의 공급원과 유체 연통하는 연료 덕트; 5) 산소 공급원과 유체 연통하는 관형 산소 랜스(lance); 및 6) 산소 공급원과 유체 연통하는 적어도 제1 및 제2 주입 요소를 포함하는 시스템에 의해, 비-기상 연료와 운반 기체의 혼합물의 연소를 개선시키는 것이 WO-A-2006032961로부터 알려져 있다.

상기 시스템의 연료 덕트는 축을 따라 버너를 향해 연장되는 부분을 포함한다.

적어도 제1 및 제2 주입 요소는 산소를 버너의 혼합물 상류의 흐름에 또는 버너에 주입하고 그와 혼합되도록 구성된다. 제1 및 제2 주입 요소 중 적어도 하나는 랜스로부터 산소를 수용한다. 또한, 제1 및 제2 주입 요소는 이격된다.

상기한 바와 같은 시스템을 이용하여, 비-기상 연료와 운반 기체의 혼합물을 우선 연료 덕트 내로 흐르게 한다. 이어서, 산소는 제1 및 제2 주입 장치로부터 흘러, 산소와, 비-기상 연료와 운반 기체의 혼합물을 혼합하도록 한다. 이어서, 이처럼 혼합된 산소, 비-기상 연료 및 운반 기체는 연소 챔버 내에서 연소된다.

WO-A-2006032961에 서술된 바와 같은 시스템의 원리가 혼합된 비-기상 연료와 운반 기체의 스트림 내에 주입된 산소의 혼합을 개선시켜 연소 개선을 초래함에도 불구하고, 산업 현장에서 이 시스템의 실제 실시는 고체 연료 연소의 고유의 문제점과 관련된 몇몇 어려움을 직면했다.

실제, 산업적 용도를 위한 미립자 고체 연료의 범위는 매우 다양하다. 미분탄과 같은 특정 유형의 미립자 고체 연료의 경우에도, 평균 입도, 입도 분포, 습도, 휘발분 함량, 결합 질소 함량 등의 조성과 같은 인자들은 고체 연료의 배치(batch)마다 매우 상이할 수 있고, 인자들 각각은 연소 공정에서 고체 연료의 거동에 영향을 준다.

WO-A-2006032961로부터 공지된 시스템의 주요 단점은 융통성의 부족이다. 실제, 각 특정 미립자 고체 연료를 설계하고 제조하는 데 다른 최적화 시스템이 필요하다. 이것은 시스템의 비용을 유의하게 증가시키고, 시스템이 다양한 입도 및 조성의 미립자 고체 연료를 사용하는 연소 공정에는 부적합하다.

WO-A-2006032961로부터 공지된 시스템의 다른 단점은 비교적 높은 유지 비용이다. 실제, 미분탄/공기 스트림과 같은 입자 적재 스트림은 매우 연마성이고, 입자 적재 스트림 내로 돌출하는 산소 랜스 및 인젝터와 같은 임의의 요소들이 상당한 마모를 겪어, 궁극적으로 오작동을 초래하여 조기 점화 또는 폭발의 실질적인 위험을 야기한다. 이것의 발생을 방지하기 위해서, WO-A-2006032961로부터 공지된 시스템에서는, 연료 덕트 내측에 존재하여 연마되는 전체 산소 농후화 구조체를 적어도 정기적으로 교체할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 연소 챔버의 상류에서 운반 기체와 미립자 고체 연료의 혼합물 내로의 다수의 이격된 산소 주입 원리를 실제 산업 환경에서 구현하기에 적합한 개선된 버너를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 버너 블록 및 인젝터 조립체를 포함하는 버너가 제공된다.

보통 세라믹 내화성 물질로 이루어진 버너 블록은 유입면 및 유출면을 갖는다. 인젝터 통로는 버너 블록을 통해 유입면의 통로 유입구로부터 유출면의 통로 유출구까지 종방향(이하 D1이라 칭함)으로 연장된다.

인젝터 조립체는 보통 적합한 내열성 및 내부식성을 갖는 금속으로 이루어지고, 인젝터 통로에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 인젝터 조립체는 내부 산소 공급 파이프, 연료 인젝터, 산소 인젝터를 포함하고, 각각은 통로 유출구측 상에 하류 말단을 갖는다.

연료 인젝터는 운반 기체에 의해 통로 유출구를 향해 추진되는 미립자 고체 연료를 주입하기 위해 그의 하류 말단에 연료 주입 노즐을 갖는다. 연료 인젝터는 또한 그의 하류 말단 근방에서 내부 산소 공급 파이프를 둘러싼다.

산소 인젝터는 그의, 즉 산소 인젝터의 하류 말단 근방에서 연료 인젝터를 둘러싸거나, 또는 바꾸어 말하면, 산소 인젝터의 하류 말단은 연료 인젝터를 둘러싼다. 산소 인젝터는 또한 제2 산소를 연료 인젝터 근방에서 통로 유출구를 향해 주입하기 위해 그의 하류 말단에 산소 인젝터 노즐을 갖는다.

내부 산소 공급 파이프는 한 세트의 측방향 제1 산소 노즐이 장착되는 측방향 표면을 갖는다. 이들 측방향 제1 산소 노즐은, 상기한 바와 같이 그의 하류 말단 근방에서 내부 산소 공급 파이프를 둘러싸는 연료 인젝터 내에 제1 산소의 측방향 제트를 주입하도록 의도된다. 측방향 제1 산소 노즐은 연료 인젝터의 하류 말단으로부터 몇몇 상이한 간격으로 위치되고, 상기 간격은 상기 종방향(D1)으로 측정된다. 측방향 제1 산소 노즐은 상기 종방향(D1) 주위로 동일한 회전 방향(즉 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 하나)을 따르는 주입 배향으로 제1 산소의 이들 측방향 제트를 주입하도록 배향된 주입 개구를 갖고, 상기 배향은 또한 연료 인젝터의 하류 말단을 향해, 즉 인젝터 통로 유출구를 향해 지향된다.

측방향 제1 산소 노즐은 유리하게는 내부 산소 공급 파이프의 측방향 표면에 실질적으로 접하는 주입 배향으로 제1 산소의 측방향 제트를 주입하도록 배향된 주입 개구를 갖는다. 특히, 측방향 제1 주입 노즐의 주입 개구는 유용하게는 종방향(D1)과 20 내지 70의 각도(α)를 형성하는 주입 배향으로 제1 산소의 측방향 제트를 주입하도록 배향될 수 있다. 측방향 제1 산소 주입 노즐은 바람직하게는, 종방향(D1)과의 상기 각도(α)가 소정 각도(θ)(즉 소정 값을 갖는 각도(θ))에 대응하거나 또는 그에 근접하여 각도(α)가 [θ - 10° , θ + 10°]의 범위 내에 있도록 한다.

본 발명에 따른 버너는 유리하게는 내부 산소 공급 파이프를 연료 인젝터 내에 장착하고 내부 산소 공급 파이프를 연료 인젝터로부터 제거하기 위한, 바람직하게는 블록의 유입면측, 즉 소위 블록의 "차가운 측" 상에서 내부 산소 공급 파이프를 장착하고 제거하기 위한 수단을 포함한다.

버너의 연료 공급 파이프는 운반 기체에 의해 추진된 미립자 고체 연료를 연료 인젝터로 공급한다.

상기 연료 공급 파이프는 일반적으로 연료 인젝터의 상류에 엘보우(elbow) 또는 굴곡부를 형성하거나 또는 한정한다. 이 경우에, 버너는 바람직하게는 연료 인젝터와 인라인으로 상기 엘보우에서 연료 공급 파이프 상에 장착된 브랜치 파이프를 포함한다. 이 경우, 내부 산소 공급 파이프는 상기 브랜치 파이프를 통해 연료 인젝터 내에 장착될 수 있고, 연료 인젝터로부터 제거될 수 있다.

버너에는 유리하게는 내부 산소 공급 파이프의 측방향 표면 상에 측방향 제1 산소 노즐을 장착하고 내부 산소 공급 파이프의 측방향 표면으로부터 측방향 제1 산소 노즐을 제거하기 위한 수단이 구비된다. 이러한 수단은 통상 측방향 제1 산소 노즐이 원하는 배향으로 끼워질 수 있는 내부 산소 공급 파이프의 측방향 벽 내의 개구 또는 천공이다. 개구의 수는, 개구가 이러한 노즐 없이 예를 들어 제거 가능한 플러그로 폐색되는 경우에 측방향 제1 산소 노즐의 수를 초과할 수 있고, 상기 제거 가능한 플러그는 유리하게는 내부 산소 공급 파이프의 측방향 표면과 실질적으로 동일한 높이이다. 내부 산소 공급 파이프의 측방향 표면 상에 측방향 제1 산소 노즐을 장착하기 위한 수단은 유리하게는, 예를 들어 상기 개구 내의 위치에 상기 노즐을 나사 결합 또는 클리킹(clicking)함으로써 주입 개구의 소정 배향으로 내부 산소 공급 파이프의 측방향 표면 상에 측방향 제1 산소 노즐을 체결하기 위한 체결 기구를 포함하고, 개구의 노즐 수용 부분 및 상기 노즐의 개구 진입 부분은 대응하는 형상을 갖는다.

측방향 제1 산소 노즐은 내부 산소 공급 파이프의 측방향 표면 주위에 몇몇의 상이한 반경 각도로 위치될 수 있다.

본 발명의 특히 유리한 실시양태에 따르면, 내부 산소 공급 파이프는 그의 하류 말단에 제1 산소가 또한 주입될 수 있는 종결 제1 산소 노즐을 더 포함한다. 종결 제1 산소 노즐은 특히 종방향(D1)으로 통로 유출구를 향해 제1 산소를 주입하도록 구성될 수 있다. 종방향(D1)으로의 제1 산소의 추가 인젝터가 화염 안정성 및 부착을 개선할 수 있음을 발견했다. 특히 유용한 실시양태에 따르면, 내부 산소 공급 파이프는 중심 랜스 및 둘러싸는 환형 통로를 포함한다. 중심 랜스는 이것이 유체 연결되는 종결 제1 산소 노즐에서 종결된다. 둘러싸는 환형 통로는 내부 산소 공급 파이프의 측방향 표면과 중심 랜스 사이에 위치되고, 측방향 제1 산소 노즐과 유체 연결된다. 한편으로는 중심 랜스/종결 제1 산소 노즐과, 다른 한편으로는 둘러싸는 환형 통로/측방향 제1 산소 노즐 사이에 제1 산소를 배급하기 위해서, 버너는 바람직하게는 산소 배급기(distributor)를 포함하고, 상기 산소 배급기는 중심 랜스 및 둘러싸는 환형 통로와 각각 유체 연결된다. 산소 배급기는 이것을 산소원에 연결하기 위한 수단을 포함한다. 산소 배급기는 또한 중심 랜스 내로의 제1 산소 흐름과 둘러싸는 환형 통로 내로의 제1 산소 흐름 사이의 비를 제어하도록 구성된다.

선회기(swirler)는 통상 연료 주입 노즐에 또는 그에 인접하게 연료 인젝터 내에 장착될 수 있고, 바람직하게는 내부 산소 공급 파이프 근방에 장착된다. 이러한 선회기는 당업계에 공지되어 있고, 미립자 고체 연료가 적재된 운반 기체인 경우에 유체 내에 난류를 생성하는 데 사용된다. 선회기가 운반 기체에 의해 추진된 미립자 고체 연료에 노출된 장치에 대응하는 경우, 버너는 바람직하게는 선회기를 연료 인젝터 내에 장착하고 내부 산소 공급 파이프와 함께 또는 내부 산소 공급 파이프가 연료 인젝터로부터 제거된 후에 연료 인젝터로부터 선회기를 제거하도록 구비된다.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 인젝터 통로는 연료 인젝터 및 제2 산소 인젝터의 내부 산소 공급 파이프 각각의 하류 말단의 하류에서 넓어진다. 이로써, 더 넓은 예연소 섹션이 통로 유출구에 인접한 인젝터 통로 내에 생성된다. 이로써, 화염 안정성 및/또는 부착이 개선된다. 예연소 섹션의 (종방향(D1)으로의) 길이와 직경의 비는 바람직하게는 0.6 내지 1.0, 바람직하게는 0.7 내지 0.9이다. 버너가 더 넓은 예연소 섹션을 포함하는 경우, 내부 산소 공급 파이프 및 연료 인젝터의 하류 말단은 바람직하게는 더 넓은 예연소 섹션의 시작부 인접하는 곳에서 통로 유출구의 상류 또는 상기 더 넓은 예연소 섹션의 상류에 위치된다. 산소 인젝터의 하류 말단은 또한 이 지점에 위치될 수 있지만, 유용하게는 인젝터 통로의 더 상류에 위치된다.

버너 블록의 유출면이 연소 챔버 또는 노(furnace)의 연소 대역과 마주하는 연소 챔버 또는 노의 벽의 표면에 대해 오목함으로써 버너 블록의 유출면과 벽의 상기 표면 사이에 더 넓은 예연소 섹션을 생성하도록 상기 벽 내에 버너를 장착함으로써 화염 안정성 및/또는 부착의 개선에 대한 동일하거나 또는 유사한 효과를 얻을 수 있다. 상기한 바와 같이, 예연소 섹션의 길이와 직경의 비는 바람직하게는 0.6 내지 1.0, 바람직하게는 0.7 내지 0.9이다.

별법으로, 인젝터 통로는 실질적으로 원통형일 수 있고, 이 경우 연료 인젝터 및 산소 인젝터의 내부 산소 공급 파이프의 하류 말단이 유리하게는 통로 유출구의 상류에 위치된다.

상기한 바와 같이, 산소 인젝터의 하류 말단은 연료 인젝터의 하류 말단의 상류에 위치될 수 있다.

본 발명은 또한 연소 챔버를 형성하는 노벽(furnace wall)을 갖는 노에 관한 것이고, 상기한 실시양태 중 어느 하나에 따른 하나 이상의 버너는 버너 블록의 유출면이 연소 챔버와 마주하고 버너 블록의 유입면이 연소 챔버 외측에서 접근 가능하도록 노벽 내에 장착된다.

상기한 바와 같이, 상기 노의 한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 버너는 버너 블록의 유출면이 연소 챔버와 마주하는 노벽의 표면에 대해 오목함으로써 버너 블록의 유출면과 벽의 상기 표면 사이에 더 넓은 예연소 섹션을 생성하도록 상기 노벽 내에 장착된다. 예연소 섹션의 길이와 직경의 비는 바람직하게는 0.6 내지 1.0, 바람직하게는 0.7 내지 0.9이다.

본 발명은 특히 터널 가마 및 노, 통로 가마, 보일러, 회전식 가마 및 노, 및 터널 노에 관한 것이다.

본 발명은 또한 노의 연소 대역 내에서 미립자 고체 연료를 연소시켜 내부에 열을 발생시키기 위한, 상기한 실시양태들 중 어느 하나에 따른 버너의 용도에 관한 것이다. 미립자 고체 연료는 바람직하게는 미분탄이지만, 또한 석유 코크스, 미립자 바이오매스 등과 같은 다른 미립자 고체 연료일 수 있다.

본 발명은 유리하게는 특히 시멘트 석회 또는 플라스터와 같은 수경성(hydraulically setting) 결합제의 제조를 위한 노에 사용될 수 있다.

제1 산소는 유리하게는 적어도 75 체적%, 바람직하게는 적어도 85 체적% 및 더 바람직하게는 적어도 90 체적%의 산소 함량을 갖는다. 제2 산소는 공기일 수 있으나, 바람직하게는 상기한 바와 같이 제1 산소에 비해 더 높은 산소 함량을 갖는다.

본 발명 및 그의 이점들은 동봉된 도 1 내지 도 7을 참조하여 특정 실시양태를 예시하는 이하의 설명으로부터 더 쉽게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 버너의 한 실시양태의 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 버너의 개략 측면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 버너의 평면 A-A에 따른 개략 단면도이다.
도 4는 상기 버너의 내부 산소 공급 파이프의 평면 A-A에 따른 개략 단면도이다.
도 5는 도 1 및 도 2의 버너의 개략 정면도이다.
도 6은 측방향 제1 산소 노즐의 개략 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 버너의 다른 실시양태의 하류 말단의 개략 단면도이다.

본 발명의 예시된 버너는 버너 블록(100) 및 인젝터 조립체(200)를 포함한다.

버너 블록(100)은 유입면(110) 및 유출면(120)을 갖는다. 블록은 또한 버너 블록을 통해 유입면(110)으로부터 유출면(120)까지 연장되는 인젝터 통로(130)를 제공한다.

인젝터 통로(130)는 유입면(110)의 통로 유입구(131) 및 유출면(120)의 통로 유출구(132)를 갖는다.

사용 시, 버너 블록(100)은, 유출면(120)이 연소 챔버 내측의 연소 대역과 마주하는 반면, 유입면(110)이 노의 외측을 향하고, 일반적으로 버너 제어, 유지 및 수리를 위해 연소 챔버 외측으로부터 접근 가능하도록 연소 챔버의 벽에 장착되거나 또는 포함된다.

버너 블록(100)은 일반적으로 내화성 물질, 특히 세라믹 내화성 물질로 이루어진다.

도 1 내지 도 5에 도시된 실시양태에서, 인젝터 통로(130)는 통로 유출구(132) 근방에 더 넓은 예연소 섹션(135)을 포함한다. 한편, 도 7에 도시된 실시양태에서, 인젝터 통로(130)는 실질적으로 일정한 직경을 갖고, 더 넓은 예연소 섹션을 포함하지 않는다.

실제로, 0.6 내지 1.0, 더 구체적으로 0.7 내지 0.9의 길이 대 폭 비를 갖는 예연소 섹션으로 특히 양호한 화염 안정성 및 화염 부착을 달성하였다. 예연소 섹션의 길이는 유리하게는 8 내지 14 cm, 더 바람직하게는 9 내지 12 cm였다.

도 1 내지 도 4의 실시양태에서, 버너 블록(100)은 내화성 물질의 두 부분(136, 137)의 조립체이다. 유입면(110)은 다수의 측면(facet)(110a, 110b, 110c)을 포함한다. 예연소 섹션의 (종방향(D1)으로의) 길이는 내화성 물질의 두 부분(136, 137)의 상대적인 위치에 의해 결정된다. 도 7의 실시양태에서, 버너 블록은 단일 피스(piece)의 내화성 물질로 일체로 이루어진다. 유입면(110)은 평면이다.

인젝터 조립체(200)는 내부 산소 공급 파이프(210), 연료 인젝터(220) 및 산소 인젝터(230)를 포함한다.

내부 산소 공급 파이프(210), 연료 인젝터(220) 및 산소 인젝터(230) 각각의 하류 말단(211, 221, 231)은 모두 버너 블록(100)의 인젝터 통로(130) 내에 위치된다. 연료 인젝터(220)는 그의 하류 말단(221)에 연료 주입 노즐(222)을 갖고, 적어도 상기 내부 산소 공급 파이프의 하류 말단(211) 근방에서 내부 산소 공급 파이프(210)를 둘러싸서 운반 기체에 의해 내부 산소 공급 파이프(210) 주위로 추진되고 그로부터 연소 대역 내로 주입하기 위해 통로 유출구(132)를 향해 보내어지는 미립자 고체 연료의 흐름을 생성한다.

도시된 실시양태에서, 연료 주입 노즐(222)은 연료 인젝터(220)의 하류 말단(221) 상에 장착된 별도의 부품(piece)이다.

선회기(229)는 그의 하류 말단(221) 근방에서 연료 인젝터(220) 내에 장착된다. 상기 선회기(229)는 내부 산소 공급 파이프(210)를 둘러싼다.

산소 인젝터(230)는 제2 산소의 주입을 위해 그의 하류 말단(231)에 제2 산소 노즐(232)을 갖는다. 산소 인젝터(230)는 적어도 산소 인젝터(230)의 하류 말단(231) 근방에서 연료 인젝터(220)를 둘러싼다.

따라서, 사용 시, 산소 인젝터(230)는 인젝터 통로(130)의 더 넓은 예연소 섹션(135)이 존재하는 경우 그러한 더 넓은 예연소 섹션을 통해 연료 인젝터(220) 주위로 및 그로부터 연소 대역 내로 주입하기 위해 통로 유출구(132)를 향해 제2 산소의 흐름을 제공한다.

도시된 실시양태에서, 제2 산소 노즐(232)은 산소 인젝터(230)의 하류(231)와 일체로 형성된다. 다른 실시양태는 상기 하류 말단(231) 상에 장착된 제2 산소 노즐과는 별도로 형성될 수 있다.

도시된 실시양태에서, 산소 인젝터(230)의 하류 말단(231)은 내부 산소 공급 파이프(210) 및 연료 인젝터(220) 각각의 하류 말단(211, 221)보다 통로 유출구(132)로부터 더 멀리 위치된다.

산소 인젝터의 하류 말단(231)은 하류 말단(211, 221)에 더 가까이 위치될 수 있지만, 바람직하게는 상기 하류 말단(211, 221)을 넘어 연장되지는 않는다.

내부 산소 공급 파이프(210)는 그의 하류 말단(211) 근방에서 연료 인젝터(220) 내 중심에 위치된다.

다수의 측방향 제1 산소 노즐(212)은 상기 측방향 표면의 천공(215)에 의해 내부 산소 공급 파이프(210)의 측방향 표면 상에 장착된다. 이들 측방향 제1 산소 노즐 및 대응 천공(215)은 내부 산소 공급 파이프(210)의 하류 말단(211)으로부터 상이한 간격으로 위치된다.

사용 시, 이들 측방향 제1 산소 노즐(212)은 산소를 연료 인젝터 몸체 내로 주입함으로써, 연료 주입 노즐(222) 및 통로 유출구(132)를 향해 미립자 고체 연료를 주입할 때 운반 기체를 점차 농후화시킨다.

측방향 제1 산소 노즐(212)은 산소 공급 파이프의 측방향 표면에 실질적으로 접하고 인젝터 통로(130)의 종방향(D1)과 각도(α)를 형성하는 통로 유출구(132)를 향한 산소 주입 방향으로 제1 산소를 연료 인젝터(220) 내로 주입하도록 배향된 주입 개구를 갖는다. 각도(α)는 측방향 제1 산소 제트가 인젝터 개구를 떠날 때의 초기 방향에 대응하며, 그 후에

(1) 제1 산소 제트의 방향은 운반 기체에 의해 추진된 미립자 고체 연료의 연료 인젝터 내의 흐름의 영향 하에 변화되고,

(2) 이렇게 주입된 제1 산소는 상기 운반 기체와 빠르게 혼합되어 그를 농후화시킬 것임을 이해할 것이다.

측방향 제1 주입 노즐(212)의 특정 주입 배향은, 운반 기체를 산소로 점차 농후화시킬 뿐 아니라, 이것은 측방향 제1 산소 노즐(212)이 운반 기체에 의해 추진되는 미립자 고체 연료의 경로 내로 연장된다는 사실에도 불구하고, 연료 인젝터(220)에 걸쳐 압력 강하의 실질적인 증가를 야기하지 않거나 또는 연료 인젝터(220)에 걸쳐 어떠한 추가의 압력 강하도 없이 행해진다.

측방향 제1 산소 노즐(212)의 주입 배향은 또한 연료 인젝터(220) 내측에서 발생할 수 있거나 또는 발생한 미립자 고체 연료의 임의의 실질적인 퇴적을 방지, 제한 또는 제거하여, 연료 인젝터(220)의 단면에 걸쳐 미립자 고체 연료의 더 균일한 분포를 제공한다. 미립자 고체 연료의 경로 내로의 측방향 제1 산소 노즐(212)의 돌출은, 그것이 생성하는 난류로 인해 실질적인 고체 연료 퇴적을 사실상 제한하거나 또는 방지하는 데 기여할 수 있다고 추정된다.

도시된 예에서, 각도(α)는 모든 측방향 제1 주입 노즐에 대해서 동일하다.

몇몇 특정 경우에, 연료 인젝터(220) 내의 더 나은, 즉 더 균일한 미립자 고체 연료 분포를 달성하기 위해서, 상이한 측방향 제1 주입 노즐에 대해 상이한 각도(α)를 가지는 것이 유리할 수 있다.

운반 기체가 연료 인젝터를 통해 유동할 때 운반 기체의 점진적인 산소 농후화의 종방향 프로파일은 이하에 의해 결정된다:

(1) 측방향 제1 산소 노즐(212)의 종방향 위치(내부 산소 공급 파이프(210)의 하류 말단(211)에 대한 간격 또는 연료 인젝터(220)의 하류 말단(221)에 대한 간격), 및

(2) 각 측방향 제1 산소 노즐(212)의 주입 개구[주입 개구의 단면은 개별 노즐(212)을 통해 주입되는 내부 산소 공급 파이프(210)에 공급되는 제1 산소의 분율을 결정함](주입 개구가 더 작으면, 더 넓은 주입 개구에 비하여 그를 통해 제1 산소의 흐름을 제한함).

도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 측방향 제1 산소 노즐(212) 및 대응 천공은 또한 상이한 방사상 위치(수직 상부 방향과 형성하는 반시계 방향 각도 θ1=0°, θ2=90°, θ3=180° 및 θ4=270°로서 도 4에 도시됨)에 위치된다. 측방향 제1 산소 노즐(212)의 방사상 위치는 연료 인젝터(220) 내의, 특히 그의 하류 말단에서의 고체 연료 퇴적 및 연료 농후 및 연료 희박 대역 또는 통로의 발생을 방지하도록 최적화될 수 있다.

예를 들어 미립자 고체 연료의 침강 가능성이 큰 경우, 내부 산소 공급 파이프(210) 아래로 및 가능하게는 또한 연료 퇴적의 발생이 가장 쉬운 내부 산소 공급 파이프의 상부를 가로질러 제1 산소 제트를 주입하도록 더 많은 측방향 제1 산소 노즐(212)이 위치될 수 있다.

도시된 실시양태에서, 내부 산소 공급 파이프(210)는 종결 제1 산소 노즐(216)로 종결되는 중심 산소 랜스(213)를 더 포함한다. 도시된 실시양태에서, 중심 산소 랜스(213)의 종결 노즐(216)은 인젝터 통로의 종방향(D1)으로 통로 유출구를 향해 제1 산소를 주입한다. 다른 종결 산소 주입 노즐이 또한 가능하게는 상이한 주입 배향 또는 구성을 갖는 중심 산소 랜스로 구성될 수 있다.

중심 산소 랜스(213)를 둘러싸는 환형 통로(214)는 산소 랜스와 내부 산소 공급 파이프(210)의 측방향 표면 사이에 형성되고, 측방향 제1 산소 노즐(212)은 천공(215)을 통해 상기 환형 통로(214)와 유체 연통한다.

연료 인젝터(220)는 연료 인젝터(220)의 상류에 엘보우(223)를 포함하는 연료 공급 라인과 유체 연결된다. 브랜치 파이프(224)는 상기 엘보우(223)에서 연료 공급 라인 상에 장착되고 연료 인젝터(220)와 인라인으로 연장된다.

내부 산소 공급 파이프(210)는 상기 브랜치 파이프(224)로부터 연료 인젝터(220) 내로 연장된다.

산소 배급기(240)는 내부 산소 공급 파이프(210)의 상류 말단에 위치된다. 산소 배급기(240)는 유입 챔버(241) 및 2개의 유출 챔버(242, 243)를 포함한다. 사용 시, 유입 챔버(241)는 유입 개구(246)를 통해 제1 산소 공급원에 연결된다. 제1 유입 챔버(242)는 내부 산소 공급 파이프(210)의 둘러싸는 환형 통로(214)와 유체 연결된다. 제2 유출 챔버(243)는 중심 산소 랜스(213)와 유체 연결된다. 유입 챔버(241)는 제1 통로(247)를 통해 제1 유출 챔버(242)와 연통한다. 유입 챔버(241)는 제2 통로(248)를 통해 제2 유출 챔버(243)와 연통한다. 산소 배급기(240)는 제1 산소의 흐름을 제1 및 제2 통로(247, 248) 각각을 통해 각각 제1 및 제2 유출 챔버(242, 243) 내로 제한하고, 결과적으로 제1 산소의 흐름을 각각 둘러싸는 환형 통로(214) 및 중심 산소 랜스(213)로 제한하기 위한 제1 및 제2 수단(247a, 248a)을 더 포함한다. 흐름 제한은 특히 제1, 제2 통로 각각의 자유 단면적을 수동으로 또는 자동으로 제한함으로써 달성될 수 있다. 특히 탄력적인(resilient) 도시된 실시양태에서, 제1 산소의 흐름을 제한하기 위한 제1 및 제2 수단으로서 각각 제1 나사(247a) 및 제2 나사(248a)가 사용된다. 다른 실시양태는 다이아프램(diaphragm) 및 다른 조정 가능한 밸브를 포함한다.

사용 시, 제1 산소는 제1 산소 공급원으로부터 유입 개구(246)를 통해 산소 배급기(240)의 유입 챔버(241) 내로 흐른다. 이어서, 제1 산소의 상기 흐름은 제1 산소의 흐름을 제한하기 위한 제1 및 제2 수단의 세팅에 의해 결정된 비로 제1 및 제2 유출 챔버(242, 243)로 분리된다. 그 후, 제1 산소는 제1 유출 챔버(242)로부터 중심 산소 랜스(213)까지 및 이어서 종결 노즐(216)까지, 및 제2 유출 챔버(243)로부터 둘러싸는 환형 통로(214)까지 및 이어서 측방향 제1 산소 노즐(212)까지 흐른다.

다른 실시양태(비도시)에 따르면, (둘러싸는 환형 통로와 및 이 통로를 통해 측방향 노즐과 유체 연결되는) 제1 유출 챔버는 또한 유입 챔버로서 기능하고, 즉 제1 산소는 제1 산소의 공급원으로부터 유입구를 통해 제1 유입 챔버로 공급된다. 상기 제1 유출 챔버는 연결 통로에 의해 (내부 산소 랜스와 및 내부 산소 랜스를 통해 종방향 노즐과 유체 연결되는) 제2 유출 챔버와 유체 연결된다. 산소 배급기는 제1 유출 챔버(유입 챔버)로부터 제2 유출 챔버까지 제1 산소의 흐름을 제한하기 위한 수단을 더 포함한다.

(a) 상기 제1 유출 챔버로부터 제2 유출 챔버까지 및 이어서 중심 산소 랜스 내로 흐르는 제1 산소의 흐름

대

(b) 상기 제1 유출 챔버로부터 직접 환형 통로 내로 및 측방향 노즐로 흐르는 제1 산소의 흐름의 비는 이 실시양태(비도시)에서는 상기 제한 수단의 세팅에 의해 결정된다. 이 특정 실시양태에서는 또한 (2개의 유출 챔버 사이의 연결 통로가 완전히 폐쇄되었을 때) 측방향 제1 노즐을 통해서만 제1 산소를 주입하기 위한 제한 수단으로 사용할 수 있다.

인젝터 조립체는, 유입면 하류의 인젝터 조립체의 부분이 블록의 인젝터 통로(130) 내에 위치하도록 브래킷(비도시)에 의해 버너 블록(100)의 유입면(110) 상에 장착된다. 내부 산소 공급 파이프(210)는 커넥터(260)에 의해 인젝터 조립체(200)의 나머지 부분에 분리 가능하게 연결된다. 커넥터(260)는 버너의 "차가운"측에 쉽게 접근할 수 있고 그에 위치된다. 이 방식으로, 내부 산소 공급 파이프(210)는 외측 노로부터, 즉 연소 대역 외측으로부터 검증 및 유지 또는 교체를 위해 연료 인젝터(220)로부터 제거될 수 있다. 이것은 또한 노를 폐쇄하지 않고 가능하다. 이것은 버너 유지가 매우 시간 소모적인 공정이고 생산 중단 또는 노 폐쇄가 경제적으로 부담을 주기 때문에 다수의 버너가 노 내에 구비된 노에서 특히 중요하다.

따라서, 내부 산소 공급 파이프(210)가 연료 인젝터(220) 내로부터 제거되는 경우, 측방향 제1 산소 노즐(212)(뿐 아니라 내부 산소 공급 파이프 상에 존재하는 임의의 다른 노즐 또는 부품, 예를 들어 종결 제1 산소 노즐(216))은 (예를 들어 기존의 노즐이 미립자 고체 연료의 연마 효과로 인해 손상될 때) 세정되거나 또는 동일한 노즐로 교체될 수 있다. 기존 노즐을 다른 노즐(예를 들어 내부 산소 공급 파이프의 측방향 표면 상의 소정 위치에서 측방향 노즐을 통해 제1 산소의 상대적 흐름을 변화시키도록 상이한 주입 개구를 갖는 노즐 또는 다른 주입 방향을 갖는 노즐)로 교체하거나 또는 기존 노즐을 바람직하게는 내부 산소 공급 파이프(210)의 측방향 표면과 동일한 높이의 플러그로 교체하는 것, 또는 그 역이 또한 가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 버너는 매우 융통성이 있고, 연료 인젝터를 따른 운반 기체의 산소 농후화의 정도 및 프로파일, 측방향 제1 산소 노즐(212)의 위치 및 배향 등을 변화시킴으로써 상이한 미립자 고체 연료 또는 상이한 품질(입도, 휘발성 물질 함량 등)의 이러한 고체 연료 연소 조건뿐 아니라 노의 작동 조건(전체 또는 국부적인 에너지 요건)의 변화에 맞추어질 수 있다.

본 발명의 주요 이점은 그의 융통성이다. 사실상, 본 발명의 버너는 매우 적응력이 높다. 버너는 운반 기체 추진된 연료 및 제1 및 제2 산소의 흐름을 맞춤으로써 넓은 동력 범위에 대해 사용될 수 있다. 버너는 운반 기체 내에 상이한 농도의 미립자 고체 연료로 사용될 수 있다. 더 구체적으로는, 본 발명의 버너는 상이한 유형의 미립자 고체 연료, 예를 들어 평균 입도가 상이한 연료, 입도 분포가 상이한 연료, 및 연소 가능한 휘발성 물질 함량 또는 회분 함량이 상이한 연료, 습도, 미분탄, 석유 코크스, 연마 폐기물 등의 수준이 상이한 연료를 비롯한 화학적으로 또는 물리적으로 상이한 미립자 고체 연료에 사용될 수 있다.

본 발명의 특별한 이점은, 단일 버너가 이러한 광범위한 연소 파라미터 및 연소 유형에 사용될 수 있다는 것이다. 사실상, 본 발명의 버너에 의하면, 운반 기체 추진 미립자 고체 연료, 제1 산소 및 제2 산소의 유속을 제어할 수 있고, 이에 따라 그 중에서도 운반 기체 추진 미립자 고체 연료의 산소 농후화 수준을 조절하는 한편, 또한 연료 인젝터를 따른 상기 산소 농후화의 프로파일을 단지 내부 산소 공급 파이프를 변화시킴으로써 또는 버너의 제1 산소 노즐, 내부 산소 공급 파이프의 수 및/또는 위치 및/또는 디자인을 변화시킴으로써 조정할 수 있다.

또한, 본 발명은 (예를 들어 상이한 입도 또는 입자 밀도로 인한) 운반 기체 중의 고체 미립자 연료의 상이한 동반 흐름 거동을 또한 감안할 수 있게 한다. 따라서, 측방향 제1 산소 노즐 수, 위치, 주입 배향 등의 적합한 선택에 의해 입자 침강 또는 로핑(roping)에 대응할 수 있다.

본 발명의 매우 중요한 추가의 이점은 그의 쉽고 낮은 비용의 유지이다.

버너 유지는 인젝터에 대한 기체 추진된 입자의 연마 효과로 인해 특히 미립자 고체 연료 버너에 대해 중요한 쟁점이다. 이러한 입자에 의해 야기되는 마모는 궁극적으로 인젝터 벽의 천공 및 결과적인 폭발의 위험 등을 초래할 수 있다.

인젝터 조립체의 나머지 부분이 버너 블록 내의 제 위치에 남아있는 상태에서 내부 산소 공급 파이프가 인젝터로부터 제거될 수 있는 본 발명의 실시양태에 의해, 및 특히 이처럼 내부 산소 공급 파이프가 블록의 유입면의 "차가운"측 상에서 제거될 수 있는 경우, 특히 부식의 위험이 큰 제1 주입 노즐의 안전 점검 및 유지는 쉽고 신속하게 수행될 수 있고, 필요 시 내부 산소 공급 파이프는 작동 안전을 유지하기 위해 교체될 수 있다.

또한, 측방향 제1 산소 노즐을 경우에 따라 다른 측방향 제1 산소 노즐 또는 플러그로 교체하기 위해 내부 산소 공급 파이프의 측방향 표면으로부터 제거할 수 있는 본 발명의 실시양태에 의해, 부식으로 인해 위험이 증가하는 경우에도 내부 산소 공급 파이프를 교체할 필요가 실제로 없다. 대신, 단지 기존의 내부 산소 공급 파이프 상의 상당한 부식을 겪은 측방향 제1 산소 노즐을 교체한 후, 상기한 바와 같이 내부 산소 공급 파이프를 인젝터 통로 내로 재삽입하는 것으로 충분할 수 있다.

자연적으로, 연소 공정 파라미터의 변화에 대해 동일하게 맞추도록 내부 산소 공급 파이프를 교체하거나 또는 변경하기 위해, 및 특히 운반 기체로 추진된 미립자 고체 연료를 변화시키는 경우 유사한 절차를 따를 수 있다.

미립자 고체 연료의 속성으로 인해, 연소 챔버 내의 온도는 상기 연료를 연소시키기에 충분히 높아야 한다. 따라서, 미립자 고체 연료에 의한 노의 저온 시동은 불가능하다.

이 난점을 극복하기 위하여, 고체 연료 버너에는 (a) 보조 산화제 인젝터(240) 및 보조 연료 인젝터(241)를 포함하는 보조 인젝터 조립체가 구비될 수 있고, 상기 보조 연료 인젝터는 기상 또는 액체 연료의 공급원, 바람직하게는 기상 연료의 공급원에 연결된다.

버너 블록(100)은 보조 인젝터 조립체가 연소를 위해 산화제 및 액체 또는 기상 연료를 연소 챔버 내로 주입하기 위해 장착된, 유입면(110)과 유출면(120) 사이에서 연장되는 보조 인젝터 통로(242)를 포함할 수 있다. 이러한 보조 인젝터 통로의 유출 개구의 적합한 위치는 도 7에 도시되어 있다.

노의 저온 시동 동안, 버너는 초기에 상기 기상 또는 액체 연료를 연소시켜 노 내의 온도를 높이기 위해 보조 인젝터 조립체를 사용하여 작동된다. 연소 챔버 내의 온도가 적어도 미립자 고체 연료를 연소시키기에 필요한 최소 온도에 도달하면, 버너는 상기 고체 연료를 연소시키기 위해 미립자 고체 연료 인젝터 조립체를 사용하여 작동되고, 보조 인젝터 조립체는 비활성화된다.

본 발명의 특정 버너를 참조하여 보조 인젝터 조립체의 사용에 대해서 본원에 서술되었지만, 이러한 보조 인젝터 조립체는 유리하게는 다른 미립자 고체 연료 버너에 포함될 수도 있다.

실시예

노벽에 의해 형성된 연소 챔버를 포함하는 노에서, 본 발명에 따른 버너의 다수의 버너 블록은, 버너 블록의 유출면이 연소 챔버와 마주하고 이것이 장착되는 노벽과 동일한 높이이도록 그리고 블록의 유입면이 연소 챔버로부터 먼 쪽을 향하도록 장착된다.

산소 인젝터 및 연료 인젝터는 상기한 바와 같은 버너 블록의 인젝터 통로 내에 장착된다. 산소 인젝터는 산소 공급원에 연결되고, 연료 인젝터는 운반 기체로 추진된 미립자 고체 연료의 공급원에 연결된다.

측방향 제1 산소 주입 노즐은 내부 산소 공급 파이프를 따라 소정 수, 소정 축 및 방사상 위치로 버너 각각의 내부 산소 공급 파이프 상에 소정 주입 배향으로 장착된다. 이들 파라미터는 사전 시험 및/또는 모델링을 통해 결정될 수 있다.

측방향 제1 산소 주입 노즐은 상기 파이프의 측방향 벽 내의 정합 천공 또는 개구에 의해 내부 산소 공급 파이프 상에 장착된다. 측방향 제1 산소 노즐에 의해 점유되지 않은 임의의 이러한 천공은 파이프의 측방향 표면과 동일한 높이인 동등하게 정합하는 플러그로 폐색된다.

이어서, 내부 산소 공급 파이프는 인젝터 통로 내의 연료 인젝터 내에 장착되고, 제1 산소의 공급원에 연결된다.

상기한 바와 같이, 내부 산소 공급 파이프가 중심 산소 랜스 및 그를 둘러싸는 환형 통로를 포함하는 경우, 중심 산소 랜스 및 환형 통로 양쪽 모두는 이러한 제1 산소의 공급원에 연결된다.

작동 시, 하나 이상의 제어 장치는 운반 기체 추진 미립자 연료, 제1 산소 및 제2 산소의 버너로의 각각의 흐름을 조절하고, 제어 수단은 중심 산소 랜스 및 둘러싸는 환형 통로 각각으로의 제1 산소의 흐름을 추가로 조절할 수 있다.

연소 챔버 내측의 온도가 충분히 높으면, 조립된 버너는 즉시 분말형 석탄과 같은 미립자 고체 연료의 연소에 사용될 수 있다.

그러나, 버너가 노의 저온 시동의 준비로 조립되면, 연소 챔버는 통상 미립자 고체 연료의 연소를 위한 버너의 경우 전에 우선 본 발명에 따른 버너와 별도이거나 또는 일체일 수 있는 하나 이상의 기상 또는 액체 연료 버너에 의해 충분히 높은 온도로 가열된다.

Claims

버너 블록(100) 및 인젝터 조립체(200)를 포함하고,
- 블록(100)은 유입면(110), 유출면(120), 및 유입면(110)의 통로 유입구(131)로부터 유출면(120)의 통로 유출구(132)까지 종방향(D1)으로 연장되는 인젝터 통로(130)를 갖고,
- 인젝터 조립체(200)는 인젝터 통로(130)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 각각 통로 유출구(132)측 상에 하류 단부(211, 221, 231)를 갖는, 내부 산소 공급 파이프(210), 연료 인젝터(220) 및 산소 인젝터(230)를 포함하고,
○ 연료 인젝터(220)가
■ 운반 기체에 의해 추진된 미립자 고체 연료를 통로 유출구(132)를 향해 주입하기 위해 그의 하류 말단(221)에 연료 주입 노즐(222)을 갖고,
■ 내부 산소 공급 파이프(210)의 하류 말단(211) 근방에서 내부 산소 공급 파이프(210)를 둘러싸고,
○ 산소 인젝터(230)가
■ 제2 산소를 통로 유출구(132)를 향해 주입하기 위해 그의 하류 말단(231)에 산소 인젝터 노즐을 갖고,
■ 산소 인젝터(230)의 하류 말단(231) 근방에서 연료 인젝터(220)를 둘러싸고,
내부 산소 공급 파이프(210)가 제1 산소의 측방향 제트를 연료 인젝터(220) 내로 주입하기 위해 한 세트의 측방향 제1 산소 노즐(212)이 장착된 측방향 표면을 갖고, 상기 측방향 제1 산소 노즐(212)이
■ 연료 인젝터(220)의 하류 말단(221)으로부터 종방향(D1)으로 측정된 다수의 상이한 간격으로 위치되고,
■ 종방향(D1) 주위로 동일한 회전 방향을 따르고 연료 인젝터(220)의 하류 말단(221)을 향해 지향된 주입 배향으로 제1 산소의 상기 측방향 제트를 주입하기 위해 배향된 주입 개구를 갖는 버너.
제1항에 있어서, 측방향 제1 산소 노즐(212)이 내부 산소 공급 파이프(210)의 측방향 표면에 실질적으로 접하는 주입 배향으로 제1 산소의 측방향 제트를 주입하도록 배향된 주입 개구를 갖는 버너.
제1항 또는 제2항에 있어서, 연료 인젝터(220) 내에 내부 산소 공급 파이프(210)를 장착하고 연료 인젝터(220)로부터 내부 산소 공급 파이프(210)를 제거하기 위한 수단을 포함하는 버너.
제3항에 있어서, 블록(100)의 유입면(110)측 상에, 연료 인젝터(220) 내에 내부 산소 공급 파이프(210)를 장착하고 연료 인젝터(220)로부터 내부 산소 공급 파이프(210)를 제거하기 위한 수단을 포함하는 버너.
제4항에 있어서, 운반 기체에 의해 추진된 미립자 고체 연료를 연료 인젝터(220)로 공급하기 위한 연료 공급 파이프를 더 포함하고, 상기 연료 공급 파이프는 연료 인젝터(220)의 상류에 엘보우(elbow)(223)를 형성하고, 버너는 연료 인젝터(220)와 인라인으로 상기 엘보우(223)에서 연료 공급 파이프 상에 장착된 브랜치 파이프(224)를 포함하고, 이를 통해 내부 산소 공급 파이프(210)가 연료 인젝터(220) 내에 장착될 수 있고 연료 인젝터(220)로부터 제거될 수 있는 버너.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 산소 공급 파이프(210)의 측방향 표면 상에 측방향 제1 산소 노즐(212)을 장착하고 내부 산소 공급 파이프(210)의 측방향 표면으로부터 측방향 제1 산소 노즐(212)을 제거하기 위한 수단을 포함하는 버너.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측방향 제1 산소 노즐(212)이 내부 산소 공급 파이프(210)의 측방향 표면 주위에 다수의 상이한 방사상 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)로 위치되는 버너.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 산소 공급 파이프(210)가 제1 산소의 주입을 위해 그의 하류 말단(211)에 종결 제1 산소 노즐(216)을 더 포함하는 버너.
제8항에 있어서, 산소 공급 파이프가
○ 중심 랜스(lance)(213)와 유체 연결된 종결 제1 산소 노즐(216)에서 종결되는 중심 랜스(213), 및
○ 측방향 제1 산소 노즐(212)과 유체 연결되는, 내부 산소 공급 파이프(210)의 측방향 표면과 중심 랜스(213) 사이의 둘러싸는 환형 통로(214)를 포함하는 버너.
제9항에 있어서, 중심 랜스(213) 및 둘러싸는 환형 통로(214)와 각각 유체 연결되는 산소 배급기(240)를 더 포함하고, 상기 산소 배급기는 산소 배급기(240)를 산소 공급원에 연결하기 위한 수단을 포함하고, 중심 랜스(213) 내로의 제1 산소 흐름과 둘러싸는 환형 통로(214) 내로의 제1 산소 흐름 사이의 비를 제어하도록 구성된 버너.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 통로 유출구(132)에 인접한 인젝터 통로(130)에 더 넓은 예연소 섹션(135)을 갖는 버너.
버너 블록(100)의 유출면(120)이 연소 챔버와 마주하고 버너 블록(100)의 유입면(110)이 연소 챔버 외측으로부터 접근 가능하도록 하나 이상의 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 버너가 노벽(furnace wall)에 장착된, 연소 챔버를 형성하는 노벽을 포함하는 노(furnace).
버너 블록(100)의 유출면(120)이 연소 챔버와 마주하고 버너 블록(100)의 유입면(110)이 연소 챔버 외측으로부터 접근 가능하도록 하나 이상의 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 버너가 노벽에 장착되고, 하나 이상의 버너는 버너 블록(100)의 유출면(120)이 연소 챔버와 마주하는 노벽의 표면에 대해 오목함으로써 버너 블록(100)의 유출면(120)과 벽의 상기 표면 사이에 더 넓은 예연소 섹션을 생성하는, 연소 챔버를 형성하는 노벽을 포함하는 노.
노의 연소 대역 내에서 미립자 고체 연료를 연소시켜 내부에 열을 발생시키기 위한 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 버너의 용도.
제13항에 있어서, 미분탄 연소를 위한 용도.