KR20160117306A - 연소 설비의 연소 관리방법 및 연소 설비 - Google Patents

연소 설비의 연소 관리방법 및 연소 설비 Download PDF

Info

Publication number
KR20160117306A
KR20160117306A KR1020160037785A KR20160037785A KR20160117306A KR 20160117306 A KR20160117306 A KR 20160117306A KR 1020160037785 A KR1020160037785 A KR 1020160037785A KR 20160037785 A KR20160037785 A KR 20160037785A KR 20160117306 A KR20160117306 A KR 20160117306A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
combustion
grate
exhaust gas
nozzle
Prior art date
Application number
KR1020160037785A
Other languages
English (en)
Inventor
폰 라벤 로버트
마틴 요하네스
Original Assignee
마틴 게엠베하 퓌르 움벨트-운트 에네르기에테크닉
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 마틴 게엠베하 퓌르 움벨트-운트 에네르기에테크닉 filed Critical 마틴 게엠베하 퓌르 움벨트-운트 에네르기에테크닉
Publication of KR20160117306A publication Critical patent/KR20160117306A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B7/00—Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus
    • F23B7/002—Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus characterised by gas flow arrangements
    • F23B7/007—Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus characterised by gas flow arrangements with fluegas recirculation to combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING 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
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002—Supplying water
    • F23L7/005—Evaporated water; Steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B1/00—Combustion apparatus using only lump fuel
    • F23B1/16—Combustion apparatus using only lump fuel the combustion apparatus being modified according to the form of grate or other fuel support
    • F23B1/18—Combustion apparatus using only lump fuel the combustion apparatus being modified according to the form of grate or other fuel support using inclined grate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B10/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B60/00—Combustion apparatus in which the fuel burns essentially without moving
    • F23B60/02—Combustion apparatus in which the fuel burns essentially without moving with combustion air supplied through a grate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B7/00—Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus
    • F23B7/002—Combustion techniques; Other solid-fuel combustion apparatus characterised by gas flow arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B80/00—Combustion apparatus characterised by means creating a distinct flow path for flue gases or for non-combusted gases given off by the fuel
    • F23B80/02—Combustion apparatus characterised by means creating a distinct flow path for flue gases or for non-combusted gases given off by the fuel by means for returning flue gases to the combustion chamber or to the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B90/00—Combustion methods not related to a particular type of apparatus
    • F23B90/04—Combustion methods not related to a particular type of apparatus including secondary combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F23G5/0276—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using direct heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/14—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion
    • F23G5/16—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion in a separate combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/14—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion
    • F23G5/16—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion in a separate combustion chamber
    • F23G5/165—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion in a separate combustion chamber arranged at a different level
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J11/00—Devices for conducting smoke or fumes, e.g. flues 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING 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
    • F23L1/00—Passages or apertures for delivering primary air for combustion 
    • F23L1/02—Passages or apertures for delivering primary air for combustion  by discharging the air below the fire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING 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
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B2700/00—Combustion apparatus for solid fuel
    • F23B2700/018—Combustion apparatus for solid fuel with fume afterburning by staged combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00—Combustion
    • F23G2202/10—Combustion in two or more stages
    • F23G2202/106—Combustion in two or more stages with recirculation of unburned solid or gaseous matter into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
    • F23G2900/00001—Exhaust gas recirculation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Abstract

연소 설비의 연소 관리방법에 있어서, 1차 연소가스량이 연료를 통해서 1차 연소 영역 내로 이송되고, 배기가스 유량의 일부가 후방 화격자 영역에서 추출되어 내부 재순환 가스의 형태로 연소 과정으로 리턴시킨다. 이때, 화격자와 내부 재순환 가스의 공급원 사이에 2차 연소가스가 공급되지 않는다. 이 방법을 실행하기 위한 연소 설비는 연소 화격자와 노즐 사이에 공기 공급원이 배치되지 않도록, 노즐이 연소 화격자의 상부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

연소 설비의 연소 관리방법 및 연소 설비{METHOD FOR THE COMBUSTION MANAGEMENT IN FIRING INSTALLATIONS AND FIRING INSTALLATION}
본 발명은 연소 설비의 연소 관리방법에 관한 것으로, 1차 연소가스량이 연료를 통해서 1차 연소 영역 내로 이송되고, 배기가스 유량의 일부가 후방 화격자 영역에서 추출되어 내부 재순환 가스의 형태로 연소 과정으로 리턴되는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 특히 그러한 방법을 실행하기 위한 연소 설비에 관한 것으로, 연소 화격자 및 이 연소 화격자의 아래에 배치되어 연소 화격자를 통해서 1차 연소 공기를 공급하는 역할을 하는 장치를 구비하며, 연소 화격자 상부의 연소 챔버에는 하나 이상의 배기가스용 흡인관이 구비되고, 팬의 흡인측은 흡인관에 연결되며, 상기 팬의 압력측은 도관을 통해서 노즐에 연결된다.
상응하는 방법 및 상응하는 연소 설비가 EP 1 901 003 A1에 공지되어 있다. 이 때, 배기가스 유량 및 오염 배출물의 양을 줄이기 위해서 재순환 가스를 사용한다.
본 발명은 특히 고체 연료의 완전 번아웃(burn-out) 및 최소한의 질소 산화물 형성을 달성하도록, 이러한 유형의 방법을 최적화하는 데 그 목적이 있다.
공정 기술에 대해서, 상기 목적은 청구항 1에 개시된 방법의 특징에 의해 달성된다. 시스템 기술에 대해서, 상술한 목적은 청구항 13에 개시된 특징을 갖는 연소 설비에 의해 달성된다.
본 발명의 방법은 질소 산화물 형성이 적으면서 배기가스의 최적의 번아웃을 달성할 수 있으며, 약 람다(λ)=1.1 내지 λ=1.5의 낮은 과잉 공기 계수로 안정적인 동작을 달성할 수 있다.
향상된 방법에 따르면, 제1 배기가스 연도 내에 2차 연소가스가 공급되지 않는 것을 제안한다.
공정 기술에 대해서, 이 1차 연소 영역에서 화학량론 내지 고도 아화학량론(highly substoichiometric) 반응 조건이 λ=1 내지 λ=0.5로 조절되면, 내부 재순환 가스는 유동방향이라 부르는 1차 연소 영역의 하류에 놓이는 번아웃 영역 내로 공급된다.
이 경우에, 내부 재순환 가스의 최종 공급원 이후에 850℃를 초과하는 온도에서 2초 이상의 배기가스 잔류시간을 실현하려고 시도한다.
난류를 생성하기 위해 유동 방향이라 부르는 1차 연소 영역의 하류에 난류가스를 공급함으로써, 향상된 번아웃이 달성된다. 이 난류가스는, 바람직하게, 증기 또는 불활성 가스로 이루어진다.
유동 방향이라 부르는 난류가스 공급원의 하류에 외부 재순환 가스가 공급되는 것을 추가로 제안하며, 상기 재순환 가스는 스팀 발생기 및 적용 가능한 경우 배기가스 정화 시스템을 통과한다.
이때, 내부 재순환 가스는 난류가스의 공급원 상류에 공급될 수 있다.
내부 재순환 가스를 냉각시키기 위해서, 그리고 산소 함량을 낮추기 위해, 스팀 발생기, 및 적용 가능한 경우, 배기가스 정화 시스템을 통과한 외부 재순환 가스가 내부 재순환 가스에 혼합되는 것을 제안한다. 이것 역시 가스 번아웃의 제어에 긍정적인 영향을 준다.
1차 연소 또는 기화시 공기비(λ)에 영향을 주기 위해서, 공기가 내부 재순환 가스에 혼합되는 것을 제안한다. 이것 역시 내부 재순환 가스를 냉각시키는 것이 가능하다.
넓은 범위에 걸쳐서 1차 연소를 아화학량론적으로 관리함으로써, 공기비(λ)를 1보다 훨씬 낮은, 즉 λ=0.5까지 달성할 수 있다. 결과적으로, 연소 챔버의 기화 영역에서 4000 kJ/Nm3까지 합성가스 가열값을 측정할 수 있어, 기화 공정을 실행할 수 있다. 실제 적용에 있어서, 유동 방향이라 부르는 내부 재순환 가스 공급원 상류의 1차 연소 영역에서, 2000 kJ/Nm3를 초과하는, 바람직하게, 3000 kJ/Nm3를 초과하는 합성가스 가열값으로 조절된다.
특수 공정 관리에 따르면, 기화 화격자에서 연료를 기화시키는 것을 제안하며, 이는 번아웃 화격자의 하류에서 소각회 번아웃을 확실하게 하고, 가스를 번아웃하여 λ=1.1 내지 λ=1.5의 과잉 공기 계수를 달성하기 위해, 이 위치에서 내부 재순환 가스를 배기가스 유량에 공급함으로써, 번아웃 챔버에서 가스 번아웃이 달성된다. 그러므로, 연소 관리는 화격자에서의 1차 연료 전환이 아화학양론적 조건 하에서 일어나도록, 즉 연료를 기화시키도록, 내부 재순환 가스가 일단 다시 추가될 때까지 연소가 일어나지 않게 제어할 수 있다.
한정된 1차 공기의 추가 및 내부 재순환 가스의 추출로 인해서, 기화 화격자에서 연료를 기화시킬 수 있으며, 번아웃 화격자의 하류에서 소각회 번아웃을 제어할 수 있고 콤팩트한 하이브리드 공정에서 번아웃 챔버의 가스 번아웃을 제어할 수 있다. 이 때, 기화 화격자 및 번아웃 화격자는 하류 화격자로 구성할 수 있으며, 화격자의 형태로 실현할 수도 있다. 단일 및, 적용가능한 경우, 긴 화격자에서 하류 공기 구역(air zone)을 기화 화격자 및 번아웃 화격자에 할당할 수 있다. 이들 공기 구역은 영역 또는 챔버 형태로 실현할 수 있다. 후연소 공기 구역 또는 후연소 챔버는 공정의 세그먼트에 대응하며, 가스를 번아웃하고 λ=1.1 내지 λ=1.5의 과잉 공기 계수를 달성하기 위해, 내부 재순환 가스를 배기가스 유량에 공급한다.
본 발명의 방법을 실행하기 위해, 유동 방향이라 부르는 연소 화격자의 하류에 제 1가스 공급 노즐의 형태로 노즐을 배치하는 것을 제안한다.
배기가스는 내부 재순환 가스의 최종 공급원 이후에 850℃를 초과하는 온도에서 2초 이상의 잔류시간에 도달하도록, 가스 연도의 설계 및 노즐의 배치가 실현되는 것이 이익적이다.
불활성 가스 연결 또는 증기 연결을 갖는 난류 노즐이 연소 화격자와 노즐 사이에 배치되는 것을 추가로 제안한다.
외부 배기가스 순환의 배기가스용 노즐이 연소 화격자와 노즐 사이에 배치될 수 있다.
흡인관은 주변 공기를 혼합하기 위한 입구를 구비하는 것을 특징으로 하면, 다른 제어 옵션이 실현된다.
간단한 구조적인 설계에 따르면, 기화 화격자 및 번아웃 화격자는 단일 화격자에서 직렬로 배치되는 공기 구역을 나타내는 것을 제안한다.
도 1은 연소 설비를 나타내는 개략적인 종단면도이다.
도 2는 EP 1 901 003 A1에 따르는 공기 전달구조를 나타내는 개략도이다.
도 3은 2차 공기가 없는 본 발명의 공기 전달구조를 나타내는 개략도이다.
도 4는 증기 또는 불활성 가스를 도입하기 위한 추가 노즐을 구비한 도 3에 도시한 공기 전달구조를 나타내는 개략도이다.
도 5는 외부 배기가스의 추가 공급원을 갖는 도 4에 따르는 공기 전달구조를 나타내는 개략도이다.
도 6은 증기 분사체 아래에 내부 재순환 가스의 추가 공급원을 갖는 공기 전달구조를 나타내는 개략도이다.
도 7은 내부 및 외부 가스 재순환의 가스 혼합 형태로 외부 가스 재순환을 갖는 연소 관리를 나타내는 개략도이다.
도 8은 도 7에 따르는 공정 관리를 나타내는 개략도로, 주변 공기가 내부 재순환 가스에 혼합된다.
도 9는 개략적으로 도시한 설비의 여러 영역에서의 공기비의 예시적인 표시를 나타내는 도면이다.
도 10은 기화 및 번아웃 순서를 나타내는 개략도이다.
도 11은 고체 연료의 기화 및 연소와 배기가스의 연소를 나타내는 개략도이다.
도 12는 내부 재순환, 기화, 연소 및 번아웃의 공정 순서를 나타내는 개략도이다.
도 13은 도 6에 따르는 연소 공기 전달구조를 갖는 연소 설비를 나타내는 종단면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1에 도시된 연소 설비는 연료를 공급 테이블(3)로 전달하기 위한 하류 공급 슈트(2)를 갖는 공급 호퍼(1)를 포함하고, 도달하는 연료를 공급 슈트(2)로부터 연소 화격자(5)로 전달하기 위해 왕복운동 방식의 충전 피스톤(4)이 구비되어 있고, 화격자가 그의 작동 원리와 무관하게, 그리고 경사 또는 수평 화격자로 구성되어 있는지 상관없이 연료의 연소가 일어나는 것을 특징으로 한다.
참조 번호 6으로도 함께 나타낸 1차 연소 공기를 공급하는 장치가 연소 화격자(5) 아래에 배치되어 있으며, 도관(13)을 통해 팬(12)에 의해서 1차 연소 공기를 공급할 수 있는 다수의 챔버(7~11)를 포함할 수 있다. 챔버(7~11)의 배치로 인해, 연소 화격자는 다수의 언더블라스트(underblast) 구역으로 구분되어 있어, 각각의 요건에 따라서, 연소 화격자에서 1차 연소 공기를 상이하게 조절할 수 있다.
연소 챔버(14)는 연소 화격자(5)의 상부에 배치되며, 상기 연소 챔버의 상부 세그먼트는, 가령, 폐열 회수 보일러 및 배기 가스 정화 시스템 같은 도시하지 않은 하류 유닛이 연결되는 배기가스 연도로 전환된다.
그의 후방 영역에서, 연소 챔버(14)는 천장(16), 후방벽(17) 및 측벽(18)에 의해 규정된다. 참조 번호 19로 나타낸 연료의 기화는 연소 화격자(5)의 전방 세그먼트에서 일어나며, 그 위에는 배기가스 연도(15)가 배치된다. 1차 연소 공기의 대부분은 이 영역의 챔버(7, 8, 9)를 통해 공급된다.
대부분 번아웃된 연료, 즉 소각회만 연소 화격자(5)의 후방 세그먼트 상에 배치되며, 이 소각회를 냉각하고 잔여 번아웃을 실현하기 위해, 1차 연소 공기는 본질적으로 이 영역에 있으며 챔버(10, 11)를 통해서만 공급된다.
번아웃 연료의 일부는 다음에, 연소 화격자(5)의 말단에 있는 소각회 배출관(20) 내로 낙하한다. 배기가스 연도(15)의 하부 영역에는 노즐(21, 22)이 구비되어 있으며, 이는 배기가스 유량을 충분히 혼합하고 배기가스 내에서 연소가능한 부분의 후연소를 초래하기 위해서, 연소 챔버(14)의 후방 영역으로부터 상승하는 배기가스에 내부 재순환 가스를 공급한다.
이를 위해서, 내부 재순환 가스라 부르는 배기가스는 천장(16), 후방벽(17) 및 측벽(18)에 의해서 규정되는 연소 챔버의 후방 세그먼트로부터 추출된다. 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 후방벽(17)에는 흡인구(23)가 구비되어 있다. 이 흡인구(23)는 배기가스가 추출될 수 있도록 팬(25)의 흡인측에 연결된다. 팬의 압력측은, 추출한 배기가스량을 배기가스 연도(15)의 상부 영역, 즉 번아웃 영역(28)에 있는 노즐(27)로 공급하는 도관(26)에 연결된다. 재순환 가스의 일부는 이 위치로부터 노즐(21, 22)까지 상방으로 이송된다.
난류 강화 및 배기가스 유량의 혼합 효과를 높이기 위해서, 배기가스 연도(15)는 번아웃 영역(28) 또는 번아웃 영역 상부에서 크게 축소되며, 이 축소된 영역에 노즐(27)이 배치된다. 그러나, 가스 유동과 간섭하는 배플 또는 요소(29)를 제공함으로써, 난류를 생성하는 것도 가능하다.
증기 및/또는 불활성 가스를 하나 이상의 높이에서 배기가스에 공급하기 위해, 배기가스 연도(15)의 하나 이상의 높이에 노즐(30, 31)이 구비되어 있다. 또한, 외부 재순환 가스를 배기가스 연도(15)의 하나 이상의 높이에서 배기가스에 공급하기 위해, 노즐(32, 33)이 구비되어 있다. 스팀 발생기, 및 적용가능한 경우, 배기 가스 정화 시스템(도시 생략)을 이미 통과한 상기 외부 재순환 배기가스는 노즐(32, 33)뿐만 아니라, 도관(34)을 통해서 내부 재순환 배기가스, 바람직하게는, 팬(25)의 상류에도 공급될 수 있다. 또한, 주변 공기는 도관(35)을 통해서 내부 재순환 가스에 혼합될 수 있다.
도 2에 도시한 EP 1 901 003 A1에 따르는 공지의 연소가스 공급 방법에 근거하여, 도 3 내지 8은 본 발명의 방법에 대한 다양한 변형을 나타낸다. 도면에서, 참조 번호 51은 1차 공기를 각각 나타내고, 참조 번호 52는 내부 재순환 가스를 나타내며, 참조 번호 53은 배기가스를 나타내고, 참조 번호 54는 2차 공기를 나타내며, 참조 번호 55는 증기 또는 불활성 가스를 나타내고, 참조 번호 56은 외부 배기가스를 나타내며, 참조 번호 57은 주변 공기를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시한 2차 공기를 완전히 없앨 수 있음을 나타낸다. 도 4에서, 증기 또는 불활성 가스(55)는 재순환 가스(52) 아래에 추가된다. 도 5는 외부 재순환 가스(56)를 나타내고, 도 6은 증기 분사체(55) 아래에 있는 내부 재순환 가스(52)의 추가 공급원을 나타낸다. 도 7에 따르는 설계에 있어서, 내부 재순환 가스(52)와 외부 재순환 가스(56)는 내부 재순환 가스(52)로서 배기가스에 공급된다.
도 8은 주변 공기(57)를 내부 재순환 가스(52)에 혼합하는 것을 나타낸다.
도 9는 배기가스 연도(60) 내에서 추가용 재순환 가스(52) 아래에 수축부(61)를 구비할 수 있음을 나타내며, 이 수축부의 영역에 증기 또는 불활성 가스(55)가 분사될 수 있다. 이 때, 가령, 연소 화격자 상에서 람다값을 1.15로 조절할 수 있으며, 수축부의 영역에서는 람다값을 0.5로 조절할 수 있고, 내부 재순환 가스(52)의 가스 공급원 상에서는 람다값을 1.3으로 조절할 수 있다. 공기를 추가하는 동안, 0.65의 람다값을 갖는 가스가 화격자의 후방영역으로 추출되어 0.15의 람다값으로 추가될 수 있다. 내부 재순환 가스(52)가 추가된 아래의 영역은 따라서, 아화학양론적이며, 기화 영역(62)을 형성할 수 있는 반면, 내부 재순환 가스가 추가된 상부의 영역은 초화학양론적(hyperstoichiometric)이며, 번아웃 영역(63)으로서 역할을 한다.
도 10 내지 12에는 기화 공정 플로우차트가 도시되어 있다. 기화 영역(71)에 쓰레기(70)가 각기 공급되면, 1보다 훨씬 낮은 람다값으로 1차 공기(72)와 함께 쓰레기는 소각회(73)로 기화된다.
외부 재순환 가스(75)의 추가 후에, 1.1 내지 1.5의 람다값을 갖는 번아웃 영역(76)에서 배기가스(77)로 기화 및 번아웃되는 동안, 4 MJ/m3까지의 발열량을 갖는 합성가스(74)가 생성된다. 이 때, 가능한 경우, 공기(78)의 추가는 완전히 배제해야 한다.
기화(71) 동안에 소각회(73)가 완전히 번아웃되지 않은 경우, 바로 하류에 소각회용 연소 영역(79)이 배치되며, 이때 소각회(73)는 1이상의 람다값을 갖는 1차 공기(80)와 함께 상기 연소 영역에서 완전 번아웃 소각회(81)로 연소된다. 이 연소 영역에서는 >1의 람다값을 갖는 배기가스(82)를 만들며, 이는 내부 재순환 가스의 형태로 번아웃 영역(76)으로 공급된다.
도 13은 도 6에 도시한 설계에 따르는 연소 공기 전달구조를 갖는 연소 설비를 나타낸다. 이 연소 설비는 도 1에 도시한 연소 설비와 유사하게 설계되어 있으며, 도 1에 도시한 연소 설비와 마찬가지로, 도 2 내지 12에 개략적으로 도시한 공정 관리에 적합하다. 이 도면은 개략적으로 나타낸 증기 또는 불활성 가스의 분사체(55) 아래에 내부 재순환 가스(52)의 추가 공급원을 나타낸다. 증기 또는 불활성 가스 분사체(55) 상부에는 외부 재순환 가스(56)의 분사체가 구비되어 있다.

Claims (19)

1차 연소가스량(72)이 연료(70)를 통해서 1차 연소 영역(71) 내로 이송되고, 배기가스 유량의 일부가 후방 화격자 영역에서 추출되어 내부 재순환 가스(52, 82)의 형태로 연소 과정으로 리턴되는 연소 설비의 연소 관리방법에 있어서, 화격자(5)와 내부 재순환 가스(52, 82)의 공급원 사이에 2차 연소 공기(54)가 공급되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 제1 배기가스 연도(15) 내에 2차 연소가스(54, 78)가 공급되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
전 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 연소 영역(71)에서 화학양론적 내지 고도 아화학양론적(highly substoichiometric) 반응 조건이 λ=1 내지 λ=0.5로 조절되며, 상기 내부 재순환 가스(82)는 유동 방향이라 부르는 상기 1차 연소 영역(71)의 하류에 놓이는 번아웃 영역(76) 내로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
전 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 배기가스는 상기 내부 재순환 가스(52, 82)의 최종 공급원(27) 이후에 850℃를 초과하는 온도에서 2초 이상의 잔류시간을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
전 항의 어느 한 항에 있어서, 난류를 생성하기 위해 유동 방향이라 부르는 상기 1차 연소 영역(71)의 하류에 난류가스(55)가 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 난류가스(55)는 증기 또는 불활성 가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 유동 방향이라 부르는 난류가스(55)의 공급원 하류에 외부 재순환 가스(56)가 공급되고, 상기 재순환 가스는 스팀 발생기, 및 적용 가능한 경우 배기가스 정화 시스템을 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 내부 재순환 가스(52, 82)는 유동 방향이라 부르는 난류가스(55)의 공급원 상류에 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
전 항의 어느 한 항에 있어서, 스팀 발생기, 및 적용 가능한 경우, 배기가스 정화 시스템을 통과한 외부 재순환 가스(56)가 내부 재순환 가스(52, 82)에 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
전 항의 어느 한 항에 있어서, 공기(57)가 상기 내부 재순환 가스(52, 58)에 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
전 항의 어느 한 항에 있어서, 유동 방향이라 부르는 내부 상기 재순환 가스(52, 82)가 추가되는 상류의 1차 연소 영역(71)에서, 2000 kJ/Nm3를 초과하는, 바람직하게, 3000 kJ/Nm3를 초과하는 합성가스 가열값으로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
전 항의 어느 한 항에 있어서, 기화 화격자에서 상기 연료(70)를 기화시키며, 번아웃 화격자의 하류에서 소각회 번아웃을 확실하게 하고, 가스를 번아웃하여 람다=1.1 내지 람다=1.5의 과잉 공기 계수를 달성하기 위해, 이 위치에서 상기 내부 재순환 가스(52, 82)를 배기가스 유량에 공급함으로써, 번아웃 챔버에서 가스 번아웃이 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
특히 전 항의 어느 한 항에 따르는 방법을 실행하는 것으로, 연소 화격자(5)와, 이 연소 화격자(5) 아래에 배치되어 연소 화격자(5)를 통해서 1차 연소 공기를 공급하는 역할을 하는 장치(7~11)를 구비하며, 상기 연소 화격자(5) 상부의 연소 챔버(14)에는 하나 이상의 배기가스용 흡인관(24)이 구비되고, 팬(25)의 흡인측은 상기 흡인관(24)에 연결되며, 상기 팬의 압력측은 도관(26)을 통해서 노즐(27)에 연결되는 연소 설비에 있어서, 상기 연소 화격자(5)와 노즐(27) 사이에 공기 공급원이 배치되지 않도록, 상기 노즐(27)이 상기 연소 화격자(5) 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 연소 설비.
제12항에 있어서, 상기 노즐(27)은 제1 가스 공급 노즐의 형태로 유동 방향이라 부르는 상기 연소 화격자(5)의 하류에 배치되는 것을 특징으로 하는 연소 설비.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 배기가스는 상기 내부 재순환 가스(52, 82)의 최종 공급원 이후에 850℃를 초과하는 온도에서 2초 이상의 잔류시간에 도달하도록, 상기 가스 연도(15)의 설계 및 상기 노즐(27)의 배치가 실현되는 것을 특징으로 하는 연소 설비.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 불활성 가스 연결 또는 증기 연결을 갖는 난류 노즐(30, 31)이 상기 연소 화격자(5)와 상기 노즐(27) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 연소 설비.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 배기가스 순환의 배기가스용 노즐(32, 33)이 상기 연소 화격자(5)와 상기 노즐(27) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 연소 설비.
제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡인관(24)은 주변 공기(57)를 혼합하기 위한 입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 연소 설비.
제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기화 화격자 및 상기 번아웃 화격자는 단일 화격자(5)에서 직렬로 배치되는 공기 구역을 나타내는 것을 특징으로 하는 연소 설비.
KR1020160037785A 2015-03-30 2016-03-29 연소 설비의 연소 관리방법 및 연소 설비 KR20160117306A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015003995.4A DE102015003995A1 (de) 2015-03-30 2015-03-30 Verfahren zur Verbrennungsführung bei Rostfeuerungen sowie Rostfeuerung
DE102015003995.4 2015-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160117306A true KR20160117306A (ko) 2016-10-10

Family

ID=55229496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160037785A KR20160117306A (ko) 2015-03-30 2016-03-29 연소 설비의 연소 관리방법 및 연소 설비

Country Status (16)

Country Link
US (1) US10753604B2 (ko)
EP (1) EP3076076B1 (ko)
JP (1) JP6653862B2 (ko)
KR (1) KR20160117306A (ko)
AU (1) AU2016201711B2 (ko)
BR (1) BR102016006958B1 (ko)
CA (1) CA2923869C (ko)
DE (1) DE102015003995A1 (ko)
DK (1) DK3076076T3 (ko)
ES (1) ES2694862T3 (ko)
MX (1) MX2016004020A (ko)
PL (1) PL3076076T3 (ko)
PT (1) PT3076076T (ko)
RU (1) RU2712555C2 (ko)
SG (1) SG10201602008YA (ko)
TR (1) TR201815495T4 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017008123A1 (de) * 2017-08-30 2019-02-28 Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik Feuerungsanlage und Verfahren zum Betreiben einer Feuerungsanlage
JP6470377B1 (ja) * 2017-10-16 2019-02-13 株式会社神鋼環境ソリューション 二次燃焼室への酸素含有ガス供給方法及び二次燃焼設備
CN107830514A (zh) * 2017-10-28 2018-03-23 广东拓丰实业有限公司 一种燃气锅炉烟气再循环低氮燃烧装置
JP6620213B2 (ja) * 2018-11-28 2019-12-11 株式会社神鋼環境ソリューション 二次燃焼設備
CN112484072B (zh) * 2020-11-24 2022-06-17 湖南省农友机械集团有限公司 一种热风炉进风装置及热风炉
RU2750588C1 (ru) * 2020-12-11 2021-06-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» Топка с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой для сжигания биотоплив

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1604999A (en) * 1978-05-31 1981-12-16 Deborah Fluidised Combustion Boilers
FR2443645A1 (fr) * 1978-12-04 1980-07-04 Air Liquide Procede et installation de traitement de dechets industriels
US4280417A (en) * 1979-11-28 1981-07-28 Bruun & Sorensen Ab Incineration plant
NZ197338A (en) * 1980-06-10 1985-03-20 Thorn Emi Energy Dev Fluidised bed boiler
JPS5944513A (ja) * 1982-09-03 1984-03-13 Hitachi Zosen Corp 焼却炉の窒素酸化物抑制運転法
JPS59180213A (ja) * 1983-03-30 1984-10-13 Takuma Co Ltd 階段式スト−カ
DE68917725T2 (de) * 1988-10-20 1995-04-13 Ebara Corp Verbrennungsverfahren und regelungsverfahren dazu.
US5205227A (en) * 1990-02-28 1993-04-27 Institute Of Gas Technology Process and apparatus for emissions reduction from waste incineration
SU1755005A1 (ru) 1990-07-03 1992-08-15 Киргизский Научно-Исследовательский Отдел Энергетики Министерства Энергетики И Электрификации Ссср Способ сжигани дробленого угл в слое на решетке
SE502188C2 (sv) * 1992-06-05 1995-09-11 Ulf Hagstroem Sätt och anordning för att undvika störningar orsakade av beläggningar på tillförseldon till förbrännings- eller förgasningsanläggning
SG47890A1 (en) * 1993-04-20 1998-04-17 Martin Umwelt & Energietech Method for burning fuels particularly for incinerating garbage
ES2161798T3 (es) * 1995-05-05 2001-12-16 Bbp Environment Gmbh Procedimiento e instalacion de combustion para quemar basuras.
DE19613777C2 (de) * 1996-04-04 2002-01-17 Michael Mimor Verbrennungsanlage und Nachverbrennungsverfahren
CN1218141C (zh) * 1998-05-11 2005-09-07 马丁环保及能源技术有限责任公司 固体物料热处理的方法
DE19847857C2 (de) * 1998-10-16 2002-01-31 Oliver Gohlke Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsrückständen, insbesondere Schlacke aus Abfallverbrennungsanlagen
BR0104703A (pt) * 2000-02-29 2002-02-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Sistema de sìntese se metanol fazendo uso de biomassa
JP3582710B2 (ja) 2000-03-23 2004-10-27 株式会社タクマ ストーカ式焼却炉の燃焼方法及びストーカ式焼却炉
JP2002349829A (ja) 2001-05-21 2002-12-04 Sumitomo Heavy Ind Ltd 焼却炉の二次燃焼排ガス温度の測定方法及び測定装置
DE102005009957B4 (de) 2005-03-04 2007-02-01 Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik Verfahren zum Verbrennen von Brennstoffen, insbesondere Abfall
JP4235651B2 (ja) 2005-03-04 2009-03-11 三菱重工環境エンジニアリング株式会社 ストーカ式焼却炉及びその運転方法
EP1726876B1 (en) * 2005-05-27 2015-05-06 Takuma Co., Ltd. Improved method of combusting solid waste
DE102006026434B3 (de) * 2006-06-07 2007-12-13 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Verfahren zur Verbesserung der Schlackequalität von Rostfeuerungsanlagen
US7975628B2 (en) 2006-09-13 2011-07-12 Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik Method for supplying combustion gas in incineration systems
RU2415339C2 (ru) * 2008-05-29 2011-03-27 Мартин ГмбХ Фюр Умвельт-Унд Энергитехник Установка для сжигания и способ регулирования установки для сжигания
DE102008054038B3 (de) 2008-10-30 2010-04-29 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Schadstoffemissionen in Verbrennungsanlagen
US8501131B2 (en) * 2011-12-15 2013-08-06 General Electric Company Method and apparatus to inject reagent in SNCR/SCR emission system for boiler
RU159987U1 (ru) 2014-12-29 2016-02-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" Котельная установка для сжигания сланца и/или газообразных отходов его переработки

Also Published As

Publication number Publication date
BR102016006958A2 (pt) 2016-10-25
RU2016111620A (ru) 2017-10-04
RU2016111620A3 (ko) 2019-07-17
CA2923869A1 (en) 2016-09-30
CA2923869C (en) 2023-07-18
DE102015003995A1 (de) 2016-10-06
RU2712555C2 (ru) 2020-01-29
AU2016201711B2 (en) 2020-10-01
PL3076076T3 (pl) 2019-01-31
PT3076076T (pt) 2018-11-26
US20160290630A1 (en) 2016-10-06
JP2016191544A (ja) 2016-11-10
JP6653862B2 (ja) 2020-02-26
TR201815495T4 (tr) 2018-11-21
MX2016004020A (es) 2016-10-10
EP3076076B1 (de) 2018-08-15
DK3076076T3 (en) 2018-12-10
BR102016006958B1 (pt) 2023-03-28
US10753604B2 (en) 2020-08-25
AU2016201711A1 (en) 2016-10-20
ES2694862T3 (es) 2018-12-27
EP3076076A1 (de) 2016-10-05
SG10201602008YA (en) 2016-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160117306A (ko) 연소 설비의 연소 관리방법 및 연소 설비
RU2442929C1 (ru) Способ снижения оксидов азота в котле, работающем на распыленном угле, в котором используются горелки типа внутреннего сгорания
US6843185B1 (en) Burner with oxygen and fuel mixing apparatus
CZ303467B6 (cs) Horák na pevné palivo a zpusob regulace spalování uskutecneného tímto horákem
US20120129111A1 (en) Premix for non-gaseous fuel delivery
US6287111B1 (en) Low NOx boilers, heaters, systems and methods
EP2588809B1 (en) Method and system for low-emission incineration of low-calorific waste gas
JPS6323442B2 (ko)
KR20110029750A (ko) 순산소 미분탄 연소장치
AU2008352214A1 (en) Pulverized coal burner for oxyfuel combustion boiler
JP4266879B2 (ja) ガス化炉及び複合リサイクル装置
JP2004169956A (ja) 廃棄物焼却炉の操業方法及びその焼却炉
EP2863123B1 (en) Method of low-emission incineration of low and mean calorific value gases containing NH3, HCN, C5H5N, and other nitrogen-containing compounds in combustion chambers of industrial power equipment, and the system for practicing the method
RU2339878C2 (ru) Способ плазменно-угольной безмазутной растопки котла и устройство для его реализации
JP6448902B2 (ja) 重質油焚きボイラの燃焼方法及び重質油焚きボイラ
JP5800423B2 (ja) バーナおよびこれを備えたボイラ
CN101251250B (zh) 双炉膛结构的循环流化床锅炉
FI100355B (fi) Menetelmä ja laitteisto kaasun polttamiseksi tulipesässä
CN115930220A (zh) 一种等离子体辅助燃煤锅炉掺氨燃烧及NOx超低排放系统及方法
JP2020063876A (ja) 廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法
CN114623449A (zh) 无焰燃烧型有机固体废弃物无害化处置装置及系统
JPH0642702A (ja) 液体燃料燃焼ボイラ
JPH05332510A (ja) ボイラ等の低ＮＯｘ燃焼方法及びその装置