KR20210139413A - 석유 잔류물 연소보일러 및 그 연소방법 - Google Patents

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노부오 스에미츠
세이지 타바타
히토시 이세다
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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기가 공급되고, 1300℃이상 및 1미만의 공기비로 연소가 행해지는 고온 환원 연소실, 및, 고온 환원 연소실과 접속되고, 1300℃미만 및 1이상의 공기비로 연소가 행해지는 저온 산화 연소실을 가지는 석유 잔류물 연소보일러에 있어서, 고온 환원 연소실에 어시스트 가스를 공급하고, 어시스트 가스의 연소에 의해 생긴 수증기를 가스화제로서, 석유 잔류물 연료의 연소가스 중의 미연탄소를 수성 가스화 반응에 의해 가스화시킨다.

Description

석유 잔류물 연소보일러 및 그 연소방법
본 발명은, 아스팔트피치나 석유 코크스 등의 난연성 석유 잔류물을 연료로서 이용하는 석유 잔류물 연소보일러에 관한 것이다.
종래, 아스팔트피치나 석유 코크스 등의 난연성 석유 잔류물을 연료로서 이용하는 석유 잔류물 연소보일러가 알려져 있다. 특허문헌에서는, 이 종류의 보일러가 개시되어 있다.
특허문헌에 기재된 보일러는, 고온 환원 연소실과, 그 하방에 조리개부를 통하여 접속된 저온 산화 연소실을 구비한다. 고온 환원 연소실에는, 석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기를 공급하는 1차 버너가 설치되어 있다. 저온 산화 연소실에는, 2단 연소용 공기공급노즐이 설치되어 있다. 고온 환원 연소실에서는, 연료 과농 또는 환원 분위기 중에 있어서 약1450~1550℃의 고온으로 연료를 연소시킨다. 고온 환원 연소실에서 발생한 연소가스는, 조리개부를 통하여 저온 산화 연소실로 유입한다. 저온 산화 연소실에서는, 산화 분위기 중에 있어서 약1100℃의 저온으로 연소를 완결시킨다.
아스팔트피치나 석유 코크스 등의 난연성 석유 잔류물은, 석유정제의 과정에 있어서의 질소분·유황분의 농축에 의해, 질소분·유황분의 함유농도가 높다. 그로 인해, 난연성 석유 잔류물의 연소 배기가스는, 다량의 NOx를 포함한다. 또한, 난연성 석유 잔류물은, 석유정제의 과정에 있어서의 바나듐분의 농축에 의해, 바나듐의 함유농도가 높다. 그로 인해, 난연성 석유 잔류물의 연소재는 저융점의 바나듐산화물을 포함한다. 이 연소재가 로벽이나 전열관에 부착되면, 전열저해, 통풍방해, 및, 고유황분의 영향에 의한 고온부식이 일어날 우려가 있다. 따라서, 난연성 석유 잔류물을 연료로서 이용하는 경우에는, NOx 및 매진의 발생량의 저감이 과제가 된다.
특허문헌의 보일러에서는, 난연성 석유 잔류물 연료를 고온 환원 연소와 저온 산화 연소의 2단계로 연소시킴으로써, NOx발생량을 저감시키고 있다. 또한, 특허문헌의 보일러에서는, 1차 연소용 공기에 수증기를 더하여, 탄소와 수증기로 수성 가스화 반응을 일으켜, 탄소의 가스화를 촉진시킴으로써, 매진의 발생량이 저감하고 있다.
일본특허공개공보 2012-107825호
흡열 반응인 수성 가스화 반응은, 평균론적으로 고온일수록 유리하다. 가스화제로서 로내 온도와 비교하여 현저하게 저온의 수증기가 로내로 공급되면, 로내 온도가 저하한다. 이 로내 온도의 저하에 의해, 수성 가스화 반응의 효과가 한정적이 되어 버린다.
본 발명은 이상의 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 가스화제로서 수증기를 직접적으로 로내에 공급하는 경우와 비교하여 수성 가스화 반응을 효과적으로 촉진시키고, 이로 인해, 저매진 연소를 실현하는 석유 잔류물 연소보일러 및 그 연소방법을 제안하는 것에 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 석유 잔류물 연소보일러는, 1300℃ 이상 및 1 미만의 공기비로 연소가 행해지는 고온 환원 연소실, 및, 상기 고온 환원 연소실과 접속되어 1300℃ 미만 및 1이상의 공기비로 연소가 행해지는 저온 산화 연소실이 형성된 로체와, 상기 고온 환원 연소실로 석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기를 공급하는 버너와, 상기 저온 산화 연소실로 2단 연소용 공기를 공급하는 2단 연소용 공기공급노즐과, 연소에 의해 상기 석유 잔류물 연료의 연소가스 중의 미연탄소의 가스화제가 되는 수증기가 생기는 성분을 포함하는 어시스트 가스를 상기 고온 환원 연소실로 공급하는 어시스트 가스공급노즐을 구비하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 양태에 따른 석유 잔류물 연소보일러의 연소방법은,
석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기가 공급되고, 1300℃이상 및 1미만의 공기비로 연소가 행해지는 고온 환원 연소실, 및, 상기 고온 환원 연소실과 접속되고, 1300℃미만 및 1이상의 공기비로 연소가 행해지는 저온 산화 연소실을 가지는 석유 잔류물 연소보일러에 있어서, 상기 고온 환원 연소실에 어시스트 가스를 공급하고, 상기 어시스트 가스의 연소에 의해 생긴 수증기를 가스화제로서, 상기 석유 잔류물 연료의 연소가스 중의 미연탄소를 수성 가스화 반응에 의해 가스화시키는 것이다.
상기 석유 잔류물 연소보일러 및 그 연소방법에 의하면, 고온 환원 연소실에 공급된 어시스트 가스의 연소에 의해 수증기(H2O가스)가 생기고, 이 수증기를 가스화제로서, 석유 잔류물 연료의 연소가스 중의 미연탄소를 수성 가스화 반응에 의해 가스화시킬 수 있다. 또한, 가스화제로서 수증기를 직접적으로 로내에 공급하는 경우와 비교하여 로내 온도 저하를 억제할 수 있기 때문에, 로내는 수성 가스화 반응의 진행에 유리한 고온으로 유지된다. 이와 같이, 미연탄소의 가스화가 촉진되므로, 연소에 의해 생기는 매진의 양을 저감할 수 있다.
본 발명에 의하면, 가스화제로서 수증기를 직접적으로 로내에 공급하는 경우와 비교하여 수성 가스화 반응을 효과적으로 촉진시키고, 이로 인해, 저매진 연소를 실현하는 석유 잔류물 연소보일러 및 그 연소방법을 제안할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 석유 잔류물 연소보일러를 설명하는 개략적인 기능도이다.
도 2는 버너의 구조를 설명하는 개략적인 단면도이다.
도 3은 어시스트 가스의 공급과 매진량 및 연소효율과의 관계를 나타내는 도표이다.
이하, 도면을 참조하고 실시예에 근거하여 본 발명에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 석유 잔류물 연소보일러(1)의 연소실을 설명하는 개략적인 기능도이다.
도 1에 나타내는 석유 잔류물 연소보일러(1)는, 도립식의 수형로로서 구성되어 있다. 석유 잔류물 연소보일러(1)의 로체(20)에는, 고온 환원 연소실(2)과, 그 하방에 설치된 저온 산화 연소실(3)을 포함하는 연소실이 형성되어 있다. 고온 환원 연소실(2)과 저온 산화 연소실(3)은, 조리개부(4)로 접속되어 있다. 조리개부(4)는, 연소실의 수평 단면적을 20~50％감소시키는 유로이다.
고온 환원 연소실(2)의 벽은, 1550℃이상의 고온에 견딜 수 있는 내화재(6)로 덮여있다. 고온 환원 연소실(2)의 대향하는 한 쌍의 로벽의 각각에는, 복수의 버너(5)가 설치되어 있다. 복수의 버너(5)는 수평방향으로 늘어선 버너열을 형성하고, 상하방향으로 복수단의 버너열이 설치되어 있다. 대향하는 버너(5)로부터 방출되는 화염의 축이 교차하지 않도록, 복수의 버너(5)는 대향으로 엇갈리게 배치되어 있다.
도 2는, 버너(5)의 개략적인 단면도이다. 버너(5)는, 석유 잔류물 연료와 어시스트 가스와의 동축 혼합연소 버너로서 구성되어 있다. 버너(5)의 축심에는 어시스트 가스공급노즐(52)이 설치되어 있고, 어시스트 가스공급노즐(52)의 주위에 주연료 공급노즐(51)이 설치되어 있으며, 주연료 공급노즐(51)의 주위에 2차 연소용 공기노즐(56)이 설치되어 있다.
주연료 공급노즐(51)에는, 연소용 공기(1차 연소용 공기)를 압송하는 제1 공기공급장치(53)가 접속되어 있다. 2차 연소용 공기노즐(56)에는, 연소용 공기(2차 연소용 공기)를 급기하는 제2 공기공급장치(57)가 접속되어 있다. 제2 공기공급장치(57)는, 연소용 공기의 공급량을 조정할 수 있다. 또한, 주연료 공급노즐(51)에는, 압송되는 1차 연소용 공기 중에 석유 잔류물 연료를 공급하는 석유 잔류물 연료 공급장치(54)가 접속되어 있다. 석유 잔류물 연료 공급장치(54)는, 석유 잔류물 연료를 정량적으로 공급할 수 있다. 석유 잔류물 연료는, 예를 들어, 아스팔트피치나 석유 코크스가 잘게 분쇄되어 이루어지는 난연성의 고형 연료이다.
어시스트 가스공급노즐(52)에는, 어시스트 가스를 압송하는 어시스트 가스공급장치(55)가 접속되어 있다. 어시스트 가스공급장치(55)는, 어시스트 가스의 공급량을 조정할 수 있다. 어시스트 가스는, 연소에 의해 수증기(H2O가스)가 생기는 성분을 포함하는 기체이다. 어시스트 가스는, 예를 들어, 석유정제공정의 부생가스이다. 석유정제공정의 부생가스는, 예를 들어, 수소(H2), 매탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) 등의, 연소에 의해 수증기가 생기는 성분을 포함한다. 다음 표1에, 어시스트 가스로서 사용할 수 있는 석유정제공정의 부생가스의 조성을 예시한다. 단, 본 발명에 사용되는 어시스트 가스는 예시된 조성의 부생가스에 한정되지 않는다.
[표 1]
Figure pct00001
주연료 공급노즐(51)로 압송되는 연소용 공기 중에 공급된 석유 잔류물 연료는, 연소용 공기에 의해 기류 반송된다. 주연료 공급노즐(51)로부터, 1차 연소용 공기와 그것에 동반하는 석유 잔류물 연료가, 고온 환원 연소실(2)로 분출한다. 또한, 어시스트 가스공급노즐(52)에서는, 어시스트 가스가 분출한다. 즉, 버너(5)로부터, 어시스트 가스와, 1차 연소용 공기 및 석유 잔류물 연료가 동축상으로 분출한다. 석유 잔류물 연료의 열량 A[Kcal/h]에 대한 어시스트 가스의 열량B[Kcal/h]의 열량비 R(R=B/A)[％]은, 한정되는 것은 아니지만, 10이상 30이하가 바람직하다. 열량비 R이 유지되도록, 제2 공기공급장치(57)에 의한 연소용 공기공급량, 석유 잔류물 연료 공급장치(54)에 의한 연료 공급량, 및, 어시스트 가스공급장치(55)에 의한 어시스트 가스공급량이 조정된다.
버너(5)에는, 선회기를 구비한 주지의 선회류 발생기구(도시 생략)가 설치되어 있다. 선회류 발생기구의 작용에 의해 2차 연소용 공기가 선회함으로써, 연소가스가 선회류를 형성한다. 각 버너(5)에서 발생하는 선회류에 의해, 고온 환원 연소실(2) 내의 연료와 연소가스가 천장의 중앙부분에 집중되어, 고온 환원 연소실(2)의 체류시간의 연장작용을 초래하게 된다.
도 1로 돌아와, 저온 산화 연소실(3)에는, 냉각부(9), 2단 연소부(10), 및 재배출부(8)가 형성되어 있다. 저온 산화 연소실(3)에 있어서, 조리개부(4)로부터 하방으로 이간한 로벽에, 2단 연소용 공기를 공급하는 2단 연소용 공기공급노즐(7)이 설치되어 있다.
저온 산화 연소실(3)에 있어서, 조리개부(4)와 2단 연소용 공기공급노즐(7)과의 상하간이 냉각부(9)로 되어 있다. 냉각부(9)에서는, 고온 환원 연소실(2)로부터 조리개부(4)를 통하여 유하한 고온의 연소가스가 냉각된다. 냉각부(9)의 로벽에는, 도시되지 않은 증기발생용의 전열관이 둘러쳐져 있다.
저온 산화 연소실(3)에 있어서, 2단 연소용 공기공급노즐(7)보다 하방이 2단 연소부(10)로 되어 있다. 2단 연소부(10)의 로벽에는, 도시되지 않은 증기발생용의 전열관이 둘러쳐져 있다. 전열관을 흐르는 냉매에 의해 2단 연소부(10)가 저온으로 유지된다.
2단 연소용 공기공급노즐(7)은, 저온 산화 연소실(3)의 대향하는 한 쌍의 로벽의 각각에 설치되어 있다. 복수의 2단 연소용 공기공급노즐(7)은 수평방향으로 늘어선 노즐열을 형성하고, 상하방향으로 복수단의 노즐열이 설치되어 있다. 2단 연소용 공기공급노즐(7)로부터 공급되는 공기에 의해, 냉각부(9)에서 냉각된 연소가스 중의 미연가스를 2단 연소부(10)의 저온의 산화 분위기 중에서 2단 연소시킨다.
저온 산화 연소실(3)의 바닥부에는, 재배출부(8)가 형성되어 있다. 재배출부(8)의 하방에는 도시되지 않은 재배출기구가 설치되어 있다. 로 바닥에 쌓인 연소재는, 재배출부(8)로부터 로외로 배출된다.
2단 연소부(10)의 하방측면에, 연도(12)를 통과하는 가스 유출구(11)가 설치되어 있다. 2단 연소부(10)에서 생긴 연소 배기 가스는 U자형으로 흐름을 반전시켜 연도(12)에 유입한다. 연도(12)에는, 증기과열기관(13)과 이코노마이저(14)가 설치되어 있다. 증기과열기관(13) 및 이코노마이저(14)가 설치된 연도(12)의 바닥부에는, 연소가스에 동반하는 연소재를 침강시켜서 배출하는 재배출구(15)가 설치되어 있다.
여기에서, 상기 구성의 석유 잔류물 연소보일러(1)의 연소방법에 대해 설명한다. 고온 환원 연소실(2)로 버너(5)로부터 연료와 1차 연소용 공기가 공급되어, 연료의 연소가 개시된다. 고온 환원 연소실(2)은, 공기의 도입이 억제되어, 공기비가 1미만(예를 들어, 0.6~0.8정도)의 환원 분위기로 유지된다. 고온 환원 연소실(2)은, 연료의 연소와, 필요에 따른 보조 연료의 연소에 의해, 1300℃이상, 바람직하게는, 1450℃이상 1550℃이하의 고온으로 유지된다.
고온 환원 연소실(2)의 고온환원 분위기 중에서 연료가 연소되면, 고온의 연소가스가 생긴다. 연소가스는, 연달아 생기는 연소가스에 의해 고온 환원 연소실(2)로부터 압출되어, 조리개부(4)를 통과하여 저온 산화 연소실(3)로 유하한다. 연소가스는, 냉각부(9)를 통과하는 동안에 1300℃미만, 바람직하게는, 1200℃이상 1300℃미만까지 냉각되어, 2단 연소부(10)로 유하한다.
2단 연소부(10)에는, 2단 연소용 공기공급노즐(7)로부터 비교적 저온의 2단 연소용 공기가 충분히 공급된다. 이로 인해, 2단 연소부(10)는, 공기비가 1이상(예를 들어, 1.1정도)의 산화 분위기로 유지된다. 연소가스 중의 미연분은, 2단 연소부(10)의 산화 분위기 중에서 완전 연소한다. 연소 배기 가스는, 2단 연소부(10)에서 1000~1100℃정도 까지 냉각된 후 연도(12)로 유출한다.
연도(12)를 통과하는 연소 배기 가스는, 증기과열기관(13) 및 이코노마이저(14)에 있어서 보일러 급수와 열교환을 행한 후, 연도(12)에 접속된 후처리 공정으로 유출한다.
일반적으로, 석유 잔류물 연료의 연소에 있어서의 NOx의 발생량은, 연소온도와 공기비에 강하게 의존한다. 즉, 환원 분위기하에서 고온연소가 될수록 NOx발생량이 적고, 산화 분위기하에서는 저온연소가 될수록 NOx발생량이 적다. 본 실시예에 따른 석유 잔류물 연소보일러(1)에서는, 고온 환원 연소실(2)의 고온환원 분위기하에서 연료를 연소시킴으로써 퓨얼 NOx의 발생이 억제되고, 저온 산화 연소실(3)의 저온 산화 분위기하에서 연소가스 중의 미연분을 완전히 연소시킴으로써 서멀 NOx의 발생이 억제된다. 본 실시예에 따른 석유 잔류물 연소보일러(1)에서는, 상기와 같은 2단 연소방식을 채용함으로써, 효과적으로 NOx발생량을 저감할 수 있다.
일반적으로, 고온 환원 연소 분위기에서 석유 잔류물 연료를 연소하면, 탄소의 일부가 가스화되지 않고 미연탄소로서 남는다. 이것이, 매진의 양을 증가시킨다. 이에 대해, 본 실시예에 따른 석유 잔류물 연소보일러(1)에서는, 고온 환원 연소실(2)에 어시스트 가스를 공급함과 동시에, 고온 환원 연소실(2)을 1300℃이상(바람직하게는, 1450℃이상)의 고온으로 유지한다. 이로 인해, 고온 환원 연소실(2)에서 수성 가스화 반응이 생기고, 탄화물의 가스화가 촉진된다. 탄화물의 가스화에 의해, 석유 잔류물 연료의 연소에 의해 생기는 매진의 양을 저감할 수 있다.
고온 환원 연소실(2)의 버너(5)로부터, 석유 잔류물 연료와, 어시스트 가스와, 연소용 공기가 분출한다. 석유 잔류물 연료는 난연성이기 때문에, 어시스트 가스가 석유 잔류물 연료보다 먼저 연소를 개시한다. 어시스트 가스가 연소용 공기에 의해 연소하면, 수증기가 생긴다.
Figure pct00002
발생한 H2O가스가 가스화제가 되어, 연소가스 중의 미연탄소가 수성 가스화 반응하여, CO가스와H2가스로 변환된다.
Figure pct00003
또한, 연소가스의 온도가 1300℃미만에서는, 석유 잔류물 연료와 어시스트 가스와의 혼합연소에 있어서, 어시스트 가스의 비율이 증가하면 산소 부족의 상태가 되어, 수성 가스화 반응이 생기지 않는다. 그 결과, 반대로 매진의 양이 증가할 우려가 있다.
고온 환원 연소실(2)에 어시스트 가스를 공급하여, 어시스트 가스의 연소에 의해 수증기를 생기게 하는 경우는, 가스화제로서 로내 온도보다 저온의 수증기를 직접적으로 로내에 공급하는 경우와 비교하여, 로내 온도 저하를 억제할 수 있다. 즉, 로내는 수성 가스화 반응의 진행에 유리한 고온으로 유지된다.
도 3은, 어시스트 가스의 공급과 매진량 및 연소효율과의 관계를 나타내는 도표이다. 도 3의 가로축은 석유 잔류물 연료의 공급량에 대한 어시스트 가스의 공급량을 열량으로 환산한 열량비[％]를 나타내고, 세로축이 (1) 석유 잔류물 연료의 공급량[t]에 대한 매진량[Kg]의 비, 및, (2) 연소효율[％]을 나타낸다. 매진량은, 재배출부(8) 및 재배출구(15)로부터 배출된 보텀애시, 및, 연도(12)에 접속된 후처리 행정에 있어서 집진기로 회수된 플라이애시를 포함한다.
도 3의 도표에 나타내는 바와 같이, 어시스트 가스의 공급량이 증가함에 따라, 매진량이 저하한다. 이 때문에, 어시스트 가스의 공급에 의해 매진량을 저감할 수 있는 것이 명백하다. 또한, 매진량이 저하함에 따라, 연소효율이 증가한다. 이 때문에, 매진량의 저감에 의해 연소효율이 증가하는 것이 명백하다.
이상으로 설명한 대로, 본 실시예에 따른 석유 잔류물 연소보일러(1)는, 1300℃이상 및 1미만의 공기비로 연소가 행해지는 고온 환원 연소실(2), 및, 고온 환원 연소실(2)과 접속되고, 1300℃미만 및 1이상의 공기비로 연소가 행해지는 저온 산화 연소실(3)이 형성된 로체(20)와, 고온 환원 연소실(2)로 석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기를 공급하는 버너(5)와, 저온 산화 연소실(3)로 2단 연소용 공기를 공급하는 2단 연소용 공기공급노즐(7)과, 고온 환원 연소실(2)로 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스공급노즐(52)을 구비한다. 어시스트 가스는, 연소에 의해 수증기가 생기는 성분을 포함하고, 이 수증기는 석유 잔류물 연료의 연소가스 중의 미연탄소의 가스화제가 된다.
또한, 본 실시예에 따른 석유 잔류물 연소보일러(1)의 연소방법은, 석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기가 공급되고, 1300℃이상 및 1미만의 공기비로 연소가 행해지는 고온 환원 연소실(2), 및, 고온 환원 연소실(2)과 접속되고, 1300℃미만 및 1이상의 공기비로 연소가 행해지는 저온 산화 연소실(3)을 가지는 석유 잔류물 연소보일러(1)에 있어서, 고온 환원 연소실(2)에 어시스트 가스를 공급하고, 어시스트 가스의 연소에 의해 생긴 수증기를 가스화제로서, 석유 잔류물 연료의 연소가스 중의 미연탄소를 수성 가스화 반응에 의해 가스화시키는 것이다.
상기 석유 잔류물 연소보일러(1) 및 그 연소방법에 의하면, 고온 환원 연소실(2)에 공급된 어시스트 가스의 연소에 의해 수증기(H2O가스)가 생기고, 이 수증기를 가스화제로서, 석유 잔류물 연료의 연소가스 중의 미연탄소를 수성 가스화 반응에 의해 가스화시킬 수 있다. 게다가, 가스화제로서 수증기를 직접적으로 로내에 공급하는 경우와 비교하여 로내 온도 저하를 억제할 수 있기 때문에, 로내는 수성 가스화 반응의 진행에 유리한 고온으로 유지된다. 이와 같이, 미연탄소의 가스화가 촉진되므로, 연소에 의해 생기는 매진의 양을 저감할 수 있다. 즉, 가스화제로서 수증기를 직접적으로 로내에 공급하는 경우와 비교하여 수성 가스화 반응을 효과적으로 촉진시키고, 이로 인해, 저매진 연소를 실현하는 석유 잔류물 연소보일러(1) 및 그 연소방법을 제공할 수 있다.
본 실시예에 따른 석유 잔류물 연소보일러(1)에 있어서는, 상기의 버너(5)가, 어시스트 가스공급노즐(52)과, 석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기를 공급하는 주연료 공급노즐(51)을 가지는 동축 혼합연소 버너이다.
마찬가지로, 본 실시예에 따른 석유 잔류물 연소보일러(1)의 연소방법에서는, 어시스트 가스를, 석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기와 함께, 동축상으로 고온 환원 연소실(2)로 공급한다.
이와 같이 어시스트 가스와, 석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기가, 동축상으로 고온 환원 연소실(2)로 공급됨(분출함)으로써, 난연성의 석유 잔류물 연료보다 먼저 1차 연소용 공기와 어시스트 가스를 반응시킬 수 있다. 그리고, 1차 연소용 공기와 어시스트 가스와의 연소반응에 의해 생긴 수증기를, 석유 잔류물 연료의 연소에 의해 생긴 연소가스에 포함되는 미연탄소와 반응시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 석유 잔류물 연소보일러(1) 및 그 연소방법에 있어서, 어시스트 가스가, 석유정제공정에서 발생하는 부생가스여도 좋다.
석유 잔류물 연소보일러(1)는, 석유정제공정에서 생기는 석유 잔류물을 연료로서 이용하기 때문에, 석유정제공장 또는 그것에 인접하여 설치되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 어시스트 가스가 석유정제공정에서 발생하는 부생가스라면, 석유정제공정에서 생기는 석유 잔류물 연료와 부생가스를 함께 유효하게 이용할 수 있으므로 바람직하다.
이상으로 본 발명의 적절한 실시예를 설명했지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위에서 상기 실시예의 구체적인 구조 및/또는 기능의 상세한 내용을 변경한 것도 본 발명에 포함될 수 있다. 상기의 구성은, 예를 들어, 이하와 같이 변경할 수 있다.
예를 들어, 상기 실시예에 있어서 버너(5)는, 석유 잔류물 연료와 어시스트 가스와의 동축 혼합연소 버너이다. 단, 버너(5)는, 석유 잔류물 연료의 전소 버너여도 좋다. 이 경우, 석유 잔류물 연료의 전소버너로부터 분출하는 석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기와 혼합하도록 어시스트 가스를 분출하는 어시스트 가스공급노즐(52)이, 버너(5)로부터 독립하여 설치되어 있어도 좋다.
1 석유 잔류물 연소보일러 2 고온 환원 연소실
3 저온 산화 연소실 4 조리개부
5 버너 6 내화재
7 2단 연소용 공기공급노즐 8 재배출부
9 냉각부 10 2단 연소부
11 가스 유출구 12 연도
13 증기과열기관 14 이코노마이저
15 재배출구 20 로체
51 주연료 공급노즐 52 어시스트 가스공급노즐
53 공기공급장치 54 석유 잔류물 연료 공급장치
55 어시스트 가스공급장치

Claims (6)

1300℃이상 및 1미만의 공기비로 연소가 행해지는 고온 환원 연소실 및 상기 고온 환원 연소실과 접속되어 1300℃미만 및 1이상의 공기비로 연소가 행해지는 저온 산화 연소실이 형성된 로체와,
상기 고온 환원 연소실로 석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기를 공급하는 버너와,
상기 저온 산화 연소실로 2단 연소용 공기를 공급하는 2단 연소용 공기공급노즐과,
연소에 의해 상기 석유 잔류물 연료의 연소가스 중의 미연탄소의 가스화제가 되는 수증기가 생기는 성분을 포함하는 어시스트 가스를, 상기 고온 환원 연소실로 공급하는 어시스트 가스공급노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 석유 잔류물 연소보일러.
제1항에 있어서,
상기 버너가, 상기 어시스트 가스공급노즐과, 상기 석유 잔류물 연료 및 상기 1차 연소용 공기를 공급하는 주연료 공급노즐을 가지는 동축 혼합연소 버너인 것을 특징으로 하는 석유 잔류물 연소보일러.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 어시스트 가스는, 석유정제공정에서 발생하는 부생가스인 것을 특징으로 하는 석유 잔류물 연소보일러.
석유 잔류물 연료 및 1차 연소용 공기가 공급되고, 1300℃이상 및 1미만의 공기비로 연소가 행해지는 고온 환원 연소실, 및, 상기 고온 환원 연소실과 접속되고, 1300℃미만 및 1이상의 공기비로 연소가 행해지는 저온 산화 연소실을 가지는 석유 잔류물 연소보일러에 있어서,
상기 고온 환원 연소실에 어시스트 가스를 공급하고, 상기 어시스트 가스의 연소에 의해 생긴 수증기를 가스화제로서 상기 석유 잔류물 연료의 연소가스 중의 미연탄소를 수성 가스화 반응에 의해 가스화시키는 것을 특징으로 하는 석유 잔류물 연소보일러의 연소방법.
제4항에 있어서,
상기 어시스트 가스를 상기 석유 잔류물 연료 및 상기 1차 연소용 공기와 함께 동축상으로 상기 고온 환원 연소실로 공급하는 것을 특징으로 하는 석유 잔류물 연소보일러의 연소방법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 어시스트 가스는, 석유정제공정에서 발생하는 부생가스인 것을 특징으로 하는 석유 잔류물 연소보일러의 연소방법.
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