WO2003087667A1 - Procede de commande de reacteur de combustion et reacteur - Google Patents

Description

明 細 書

反応炉の燃焼制御方法及び反応炉 技術分野

本発明は、 高温空気燃焼技術を用いた反応炉に関するものである。 背景技術

特開平 1 1— 1 7 9 1 9 1号公報 （特願平 9 _ 3 5 7 2 6 3号） には、 複数の 反応管における反応効率を向上させる技術が開示されている。 この技術では、 複 数の反応管によりそれぞれ構成された複数の反応管列が横に並べられた炉内の温 度を、 高温空気燃焼型蓄熱式燃焼装置を用いて上昇させる。

また特開 2 0 0 1— 1 5 2 1 6 6公報 （特願平 1 1— 3 4 3 6 2 4号） には、 高温空気燃焼技術を用いた反応炉に関する技術が開示されている。 ここで高温空 気燃焼技術とは、 燃焼用空気を 8 0 0 °C以上の高温まで予熱し、 且つ高速で燃焼 室に燃焼用空気を吹き込み、 しかもその燃焼用空気中に燃料を吹き込んで燃焼を 行う技術である。 この技術では、 燃焼室を大型化することなく、 反応管列が配置 される炉内の温度場の温度差をできるだけ小さくすることができる。

高温空気燃焼技術を用いると、 反応炉内の温度差をできるだけ小さくすること ができる。 しかしながら、 反応管の本数や反応管列が多くなると、 反応管それ自 体が伝熱の抵抗となる。 そのため複数の反応管間の空間の温度と、 これらの空間 の外側の空間の温度との差が大きくなる傾向が現れる。 このような温度差は、 反 応管の割れの発生原因や、 コーキングの発生原因となる。 そのため、 このような 温度差を小さくする必要がある。 また反応管に対する伝熱が壁輻射による壁支配 になるため、 反応管自体が自分よりも内側に位置する他の反応管に対して伝熱の 陰となる。 そのため各反応管の加熱に均一性を欠くことになり、 反応管全体でみ たときの受熱量 （伝熱効率） が低下する問題が発生する。

本発明の目的は、 反応管に割れやコーキングを発生させることなく、 反応炉内 の温度差を小さくすることができる高温空気燃焼技術を用いた反応炉の燃焼制御 方法及び反応炉を提供することにある。 本発明の他の目的は、 上記目的に加えて、 複数の反応管のそれぞれの円周方向 の管壁温度分布に大きな不均一が生じるのを防止できる反応炉の燃焼制御方法及 び反応炉を提供することにある。

本発明の他の目的は、 上記目的に加えて、 熱効率を下げることなく、 しかも C o濃度の増加を抑制することができる反応炉の燃焼制御方法及び反応炉を提供す ることにある。

本発明の目的は、 上記目的に加えて、 従来よりも受熱量 （伝熱効率） を大きく することができる反応炉の燃焼制御方法及び反応炉を提供することにある。 発明の開示

高温空気燃焼技術を適用する反応炉は、 内部に炉壁によって囲まれた燃焼室を 有する炉本体を有する。 この炉本体の内部には、 炉壁の対向する一対の壁部間に 設置されて互いに同じ方向に延びるように並設された複数の反応管がある。 また 反応炉は、 複数の反応管の外側に配置され且つ炉本体の炉壁に設けられて燃焼室 内において燃料を燃焼する複数の第 1パーナを備えている。 また反応炉は、 燃焼 室内の排気ガスを通気性を有する蓄熱手段を通して炉外に排出し、 蓄熱手段の顕 熱で高温に加熱した燃焼用空気を燃焼室内に供給する熱交換型燃焼用空気供給装 置を備えている。

一般的に、 複数の反応管は炉本体内の燃焼室を囲む炉壁の対向する一対の炉壁 間 （例えば底壁と天井壁との間） に直接または支持構造を介して取り付けられて いる。 また複数の第 1パーナは、 炉壁の底壁、 天井壁、 側壁のいずれかに取り付 けられる。 燃焼用空気は、 一般的に蓄熱体の顕熱で 8 0 0 °C以上の高温に加熱さ れる。 第 1パーナと第 1パーナ用燃焼用部分空気供給装置とが組み合わされて 1 台の高温空気燃焼型蓄熱式バーナを構成してもよい。 高温空気燃焼型蓄熱式バー ナとしては、 例えば特開平 1 1— 2 2 3 3 3 5号公報及び特開 2 0 0 0— 3 9 1 3 8公報等に示されている周知の連続燃焼式蓄熱パーナシステムを用いることが できる。 この種の連続燃焼式蓄熱パーナシステムでは、 1台のパーナ内部に分割 した蓄熱体を有し、 一部の蓄熱体に燃焼用空気を供給し、 同時に他の部分の蓄熱 体は燃焼ガスを吸引して蓄熱を行う。 空気供給及び燃焼ガス排出の流路は一定周 期で切り換えられ、 1台のパーナシステム内部で蓄熱 Z放熱が繰り返される。 高 温空気の吐出口は切換と共に周方向に移動する。 しかし燃料は 1本のパーナから 連続的に供給できる。

また高温空気燃焼型蓄熱式パーナは、 いわゆる交番式蓄熱パーナを用いて構成 することもできる。 交番式蓄熱パーナは、 1つの蓄熱体全体に燃焼用空気と排気 ガスとを交互に流して、 燃焼用空気を蓄熱体の顕熱で加熱するものである。 交番 式蓄熱パーナには、 大別してパーナの燃焼を連続する連続燃焼タイプと、 パーナ の燃焼を断続する断続燃焼タイプとがある。 連続燃焼タイプのものは、 例えば特 開平 5— 2 5 6 4 2 3号公報ゃ特開平 6— 1 1 1 2 1号公報に示されている。 ま た断続燃焼タイプの一例は、 特開平 1一 2 2 2 1 0 2号公報に示されている。 特に本発明が制御の対象とする反応炉は、 複数の反応管の隣接する 2本以上の 反応管の間に形成される空間に反応管管軸方向に向かって燃料を噴射する 1以上 の第 2パーナを備えている。 1以上の第 2パーナは、 複数の反応管が設置されて いる一対の壁部における一対の固定領域の少なくとも一方に固定されている。 本 発明のように、 複数の反応管の集合体の内部に 1以上の第 2パーナを配置すれば 、 外側に位置する反応管の陰に位置する内側の反応管に対しても第 2パーナから の熱を加えることができる。 そのため、 複数の反応管の集合体の内部における温 度場をコントロ一ルすることができ、 反応炉内の温度差を小さくすることができ る。

しかしながら第 2パーナの燃焼を燃焼開始当初から積極的に行うと、 燃焼開始 当初に第 2バ一ナからの熱が温度場内に大きな温度差を生じさせたり、 局部過熱 を生じさせる。 また燃焼炉内の温度が高温空気燃焼状態に達した後には、 複数の 第 1パーナからの熱が温度楊内に温度差を生じさせる。 そこで本発明の燃焼制御 方法では、 原則的に、 燃焼室内が高温空気燃焼状態になるまでは複数の第 1パー ナのみを燃焼させて反応炉内の温度を上昇させる。 そして反応炉内が高温空気燃 焼状態になった後に、 1以上の第 2パーナの燃焼を開始し、 以後 1以上の第 2パ ーナの燃焼量の増加に伴って複数の第 1パーナの燃焼量を減少させて必要な燃焼 状態を得る。 なお反応炉内が高温空気燃焼状態になるまでの間、 影響が無い程度 に第 2パーナを燃焼させてもよい。 その場合には、 主として複数の第 1パーナを 燃焼させて反応炉内の温度を上昇させる。 そして反応炉内が高温空気燃焼状態に なった後に、 1以上の第 2パーナの燃焼量を増大させ、 以後 1以上の第 2パーナ の燃焼量の増加に伴って前記複数の第 1パーナの燃焼量を減少させて必要な燃焼 状態を得ればよい。

複数の第 1パーナと 1以上の第 2バ一ナを用いる場合に、 本発明の燃焼制御方 法を採用すると、 反応管に割れを生じさせたり、 コーキングを発生させるほどに 燃焼開始時において反応炉内の温度場の温度差が大きくなるのを防止できる。 ま た反応炉内が高温空気燃焼状態になった後には、 1以上の第 2パーナの燃焼量の 増加に伴って複数の第 1パーナの燃焼量を減少させて必要な燃焼状態を得ること により、 反応炉内の温度場の温度差が、 反応管に割れを生じさせたり、 コーキン グを発生させるほどに大きくなるのを防止できる。

必要な燃焼状態が得られた以降は、 必要な燃焼状態が得られたときの複数の第 1パーナの燃焼量と 1以上の第 2パーナの燃焼量との燃焼割合を維持すればよい 。 これによつて温度差の少ない安定した温度場を提供することができる。

複数の第 1パーナの燃焼量と 1以上の第 2パーナの燃焼量との燃焼割合は、 8 0 ： 2 0〜0 ： 1 0 0の範囲にあることが好ましい。 8 0 : 2 0の燃焼割合では 、 第 1パーナと第 2パーナの配置を可能な範囲で様々に変更した場合でも、 各反 応管の受熱量を大きくすることができる。 8 0 ： 2 0〜5 0 ： 5 0の燃焼割合で も程度の差はあるものの、 受熱量を増大できる。

また複数の第 1パーナの燃焼量と 1以上の第 2パーナの燃焼量との燃焼割合を 、 5 0 : 5 0〜 0 : 1 0 0の範囲にすると、 複数の反応管のそれぞれの円周方向 の管壁温度分布が極端に不均一な状態にならない燃焼状態を得ることができる。 特に、 最終的に燃焼割合を 0 ： 1 0 0にした場合には、 複数の反応管のそれぞれ の円周方向の管壁温度部分の不均一を最も小さくすることができて、 しかも N O X , C Oの発生量を最も低減することができる。 なおこれらの場合において、 排 気ガス中の酸素濃度の平均値が、 3 . 5〜6 %の範囲になるように熱交換型燃焼 用空気供給装置から燃焼室内に供給される空気の量を定めると、 温度差を更に小 さくすることができる。 現時点で判っている範囲では、 高温空気燃焼状態になつ た後に、 最終的に燃焼割合を 0 ： 1 0 0にして酸素濃度を 6 %にするのが最良の 旱 モードである。

本発明の反応炉は、 複数の第 1パーナ用燃焼用部分空気供給装置と 1以上の第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置とを有している。 複数の第 1パーナ用燃焼用 部分空気供給装置は、 燃焼室内の排気ガスを通気性を有する 1以上の蓄熱体を通 して炉外に排出し、 1以上の蓄熱体の顕熱で高温に加熱した燃焼用空気を複数の 第 1パーナに供給するように構成されている。 また 1以上の第 2パーナ用燃焼用 部分空気供給装置は、 燃焼室内の排気ガスを通気性を有する 1以上の蓄熱体を通 して炉外に排出し、 1以上の蓄熱体の顕熱で高温に加熱した燃焼用空気を前記 1 以上の第 2パーナに供給する。 なお燃焼室は 1つであるので、 複数の第 1パーナ 用燃焼用部分空気供給装置から供給された空気の一部が第 2パーナにおける燃焼 にも当然にして用いられ、 第 2バーナ用燃焼用部分空気供給装置から供給された 空気の一部が第 1パーナにおける燃焼にも用いられる。 そして前述の排気ガス中 の酸素濃度の平均値が 3 . 5〜6 %の範囲になるようにするために、 第 1パーナ 用燃焼用部分空気供給装置及び Zまたは第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置か ら燃焼室内に供給される空気の量を定めることになる。

複数の第 1 ーナ及び第 2パーナの配置は種々考えられるが、 特に複数の第 1 バ一ナを一対の壁部の一方に固定し、 複数の第 2バーナを一対の壁部の他方に固 定するのが好ましい。 このようにすると第 1パーナに対する燃焼用空気及び第 1 バ一ナからの熱の一部が第 2パーナの近傍に近付くため、 第 2パーナの近傍に位 置する複数の反応管の加熱を助けることになる。 ただし第 2パーナを一方の壁部 に配置した場合でも、 各反応管を局部過熱することなく、 各反応管の受熱量を大 きくすることが容易になる。

なお第 2パーナとしては、 最高ガス温度が 5 0 0で以上となる部分燃焼火炎を 形成する構造を有しているものを用いるのが好ましい。 また第 1パーナと第 1バ ーナ用燃焼用部分空気供給装置とを組み合わせて 1台の高温空気燃焼型蓄熱バー ナを構成し、 第 2パーナと第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置とを組み合わせ て 1台の高温空気燃焼型蓄熱パーナを構成するのが好ましい。 このようにすると 燃焼制御を最も効率的に実施できる。 なお反応管列の内部にはスペースが十分に 確保できない場合が多いので、 第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置は、 複数の 反応管の外側から 1以上の第 2のパーナに燃焼用空気を供給するように配置する のが好ましい。 反応管の長さが短い場合には、 第 1パーナのための燃焼用空気供 給装置を、 第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置として兼用することもできる。 なお複数の反応管を、 隣接する他の反応管との距離が等しくなるように配置し 、 複数の第 2パーナを、 隣接する複数の反応管との間の距離が等しくなるように 配置すると、 複数の反応管の内部の温度場をほぼ均一にすることができる。 - また本発明の方法を実施する場合に、 複数の第 1パーナのみで複数の反応管を 加熱したときの複数の反応管の受熱量 （伝熱効率） を 1としたときに、 複数の反 応管の受熱量が 1より大きくなるように、 複数の第 1パーナと 1本以上の第 2バ —ナの位置関係と、 複数の第 1パーナと 1本以上の第 2パーナの燃焼割合とを定 めることができる。 このようにすると、 従来よりも受熱量 （伝熱効率） を大きく することができる。 ここで伝熱効率とは、 （第 2バ一ナを燃焼させた場合の複数 の反応管の受熱量 複数の第 1パーナのみで複数の反応管を加熱したときの複数 の反応管の受熱量） と定義される。

なお 1以上の第 2パーナ用燃焼用空気供給装置が、 複数の反応管の外側から 1 本以上の第 2パーナに燃焼用空気を供給するように配置されている場合、 第 2バ —ナ用燃焼用空気供給装置から供給される空気量を、 第 2パーナから供給される 燃料流量に対する理論燃料空気量の 3 0 %未満にするのが好ましい。 このように すると、 燃焼効率の高い良好な燃焼を得ることができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明を試験用の反応炉に適用した第 1の実施の形態の概略構成を示 す図である。

図 2は、 図 1の構成において、 高温空気燃焼状態になった後に、 第 1パーナの 燃焼量と第 2パーナの燃焼量との燃焼割合を 0 %〜1 0 0 %まで変化させたとき に各反応管のそれぞれの円周方向の管壁温度分布中の最高温度差の平均値を測定 した結果を示す図である。

図 3は、 第 2バーナを炉本体の底壁 （炉床） に設けた場合と、 後述する別の実 施の形態のように第 2バーナを炉本体の上壁 （炉天井） に設けた場合の第 2パー ナの使用割合と排気ガス中の N O xの排出値の関係を測定した結果を示す図であ る。

図 4は、 高温空気燃焼状態になった後に、 第 1パーナの燃焼量と第 2パーナの 燃焼量との燃焼割合を 0 ： 1 0 0にしたときに、 燃焼室に供給する空気比 （残存 酸素濃度） を変化させたときにおける排気ガス中の N O Xと C Oの量の変化の状 態を示す図である。

図 5は、 高温空気燃焼状態になった後に、 第 1パーナの燃焼量と第 2パーナの 燃焼量との燃焼割合を 4 0 ： 6 0にしたときに、 燃焼室内の残存酸素濃度を変化 させたときにおける各反応管のそれぞれの円周方向の管壁温度分布中の最高温度 差の平均値を測定した結果を示す図である。

図 6は、 第 2パーナの出口部分の構造の一例を示す概略拡大断面図である。 図 7は、 第 2パーナの異なる配置状態を示す図である。

図 8は、 本発明を試験用の反応炉に適用した第 2の実施の形態の概略構成を示 す図である。

図 9は、 本発明を試験用の反応炉に適用した第 3の実施の形態の概略構成を示 す図である。

図 1 0は、 本発明を試験用の反応炉に適用した第 4の実施の形態の概略構成を 示す図である。

図 1 1は、 本発明を試験用の反応炉に適用した第 5の実施の形態の概略構成を 示す図である。

図 1 2は、 本発明を試験用の反応炉に適用した第 6の実施の形態の概略構成を 示す図である。

図 1 3は、 本発明を試験用の反応炉に適用した第 7の実施の形態の概略構成を 示す図である。

図 1 4は、 本発明を試験用の反応炉に適用した第 8の実施の形態の概略構成を 示す図である。

図 1 5は、 本発明を試験用の反応炉に適用した第 9の実施の形態の概略構成を 示す図である。 発明を実施するための最良の形態

以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。 図 1は、 本発明を 試験用の改質用の反応炉に適用した実施の形態の一例の構成を概略的に示す図で ある。 図 1において、 符号 1で示したものは、 内部に燃焼室 2を有する炉本体で ある。 炉本体 1は、 一対の壁部を構成する底壁 （炉床） l a及び上壁 （炉天井） l bと、 幅方向 （図 1の紙面で見た前後方向） に位置する一対の壁部を構成する 側壁 1 c及び 1 dと、 横方向 （図 1の紙面で見た左右方向） の一対の壁部を構成 する側壁 1 e及び 1 f とを備えている。

炉本体 1の底壁 （炉床） l aは、 実際には図示しない支持構造部によって支持 されている。 炉本体 1の上壁 （炉天井） l bには、 それぞれ高温空気燃焼型蓄熱 式パーナを構成する ₄台の連続燃焼式蓄熱パーナ 3乃至 6が固定されている。 そ して炉本体 1の底壁 1 aと上壁 1 bとを貫通するように、 複数本の反応管 7…が 配置されている。

ここで用いる連続燃焼式蓄熱バ一ナ 3乃至 6は、 炉本体 1の炉壁に設けられて いる。 連続燃焼式蓄熱パーナ 3乃至 6は、 燃焼室 2内において燃料を燃焼する第 1バ一ナ 3 a〜6 aと、 第 1パーナ用燃焼用部分空気供給装置 3 b〜 6 bとが組 み合わされて構成されている。 第 1パーナ用燃焼用部分空気供給装置 3 b〜 6 b は、 通気性を有する 1以上の蓄熱体 （図示せず） を有している。 そして第 1バー ナ用燃焼用部分空気供給装置 3 b〜 6 bは、 燃焼室 2内の排気ガスを通気性を有 する 1以上の蓄熱体 （図示せず） を通して炉外に排出し、 1以上の蓄熱体の顕熱 で高温に加熱した燃焼用空気を複数の第 1パーナ 3 a〜6 aに供給するように構 成されている。 このような連続燃焼式蓄熱パーナの構造は、 特開平 1 1一 2 2 3 3 3 5号公報及び特開 2 0 0 0 - 3 9 1 3 8公報等に詳細に開示されているので 説明は省略する。

燃焼用空気の加熱温度は、 第 1パーナ用燃焼用部分空気供給装置 3 b〜6 b内 の蓄熱体の切換速度 （または回転速度） 、 蓄熱体の通気性、 蓄熱体の長さ等の要 素によって決まる。 この例では燃焼用空気の温度が 8 0 0 以上になるようにこ れらの要素が決定されている。 勿論このような高温に耐えるように各部の材料も 選択されている。 そして第 1バーナ用燃焼用部分空気供給装置 3 b〜6 bの後方 には、 ダクト構造体が設けられている。 ダクト構造体は、 燃焼用空気を供給する 図示しない空気ダクトと排気ガスを排出する排気ガスダクトとを備えている。 更 にこのダクト構造体の後方には、 燃焼用空気を空気ダク卜に送り込む押し込み送 風機と排気ガスを排気ガスダク卜から引き出す誘引送風機とが配置されている。 本実施の形態のように 4台の連続燃焼式蓄熱パーナ 3乃至 6を用いる場合、 各 連続燃焼式蓄熱パーナのためのダク卜構造体は、 4台のダクト構造体を集合させ て構成した集合構造を有している。 すなわち集合構造のダクト構造体は、 4台の ダクト構造体に対して例えば 1台の押し込み送風機と誘引送風機とを用意し、 こ れらを用いて燃焼用空気の供給と排気ガスの排気とを行う。 この例では、 2台の 連続燃焼式蓄熱バ一ナ 3及び 4を複数の反応管 7の群の片側に、 反応管 7の管軸 方向に沿って燃料を噴射するように配置する。 また 2台の連続燃焼式蓄熱パーナ 5及び 6を、 複数の反応管 7の群の反対側の片側に反応管 7の管軸方向に沿って 燃料を噴射するように配置する。 図 1においては、 連続燃焼式蓄熱パーナ 3乃至 6から出た燃焼用空気の流れを矢印で示している。

7本の反応管 7は、 六角形の各頂点と六角形の中心にそれぞれ反応管が位置す るように配置されている。 そして 7本の反応管 7の隣接する反応管間に形成され る空間に向かって、 第 2パーナ 8が配置されている。

7本の反応管 7中の隣接する 2本以上の反応管の間に形成される空間に反応管 7の管軸方向に向かって燃料を噴射するように、 4本の第 2パーナ 8がそれぞれ 配置されている。 これらの第 2パーナ 8は、 複数の反応管 7が設置されている底 壁 1 aの固定領域にそれぞれ固定されている。

また炉本体 1の側壁 1 cには、 上下方向に間隔をあけて 2台の第 2パーナ用燃 焼用部分空気供給装置 1 0及び 1 1が配置されている。 この 2台の第 2パーナ用 燃焼用部分空気供給装置 1 0及び 1 1は、 前述の連続燃焼式蓄熱パーナ 3乃至 6 のバーナを除いた部分の構成と同様に構成されている。 すなわち 2台の第 2バー ナ用燃焼用部分空気供給装置 1 0及び 1 1は、 蓄熱体と回転機構と送風装置等か ら構成されている。 2台の第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置 1 0及び 1 1は 、 燃焼室 2内の排気ガスを通気性を有する蓄熱体を通して炉外に排出し、 蓄熱体 の顕熱で高温に加熱した燃焼用空気を対応する第 2パーナ 8に供給する構造を有 している。 ここで第 2パーナ用燃焼用部分空気供給'装置 1 0及び 1 1から供給さ れる空気量は、 第 2パーナ 8から供給される燃料流量に対する理論燃料空気量の 5 0 %未満にする。 そして空気量は、 好ましくは 3 0 %未満、 より好ましくは 5 〜2 0 %にすることがよい。

この構造では、 複数の反応管 7は、 各パーナから出る高温燃焼ガスの輻射熱と 炉壁からの輻射熱で加熱される。 この実施の形態において、 燃焼室 2の内部の温 度が 8 0 以上になるように高温空気燃焼を行うと、 燃焼室 2内の温度を高く しても、 燃焼室 2内の反応管 7が配置される温度場の温度差を小さくすることが できる。

なお燃焼開始当初から、 第 2パーナ 8の燃焼を積極的に行うと、 燃焼開始当初 に第 2パーナ 8からの熱が温度場内に大きな温度差を生じさせたり、 局部過熱を 生じせることが発明者の研究により分かっている。 また炉本体 1内が、 高温空気 燃焼状態に達した後に、 複数の第 1パーナ 3 a〜6 aからの熱だけでは、 温度場 内に温度差が生じる。 そこで本発明の燃焼制御方法では、 原則的に、 炉本体 1内 が高温空気燃焼状態になるまでは複数の第 1バ一ナ 3 a〜6 aのみを燃焼させて 炉本体 1内の温度を上昇させる。 なお炉本体 1内が高温空気燃焼状態になるまで の間、 影響が無い程度に第 2パーナ 8を燃焼させてもよい。 具体的には、 局部過 熱が発生しないまたはコーキングが発生しない程度に第 2パーナ 8を燃焼させて おいてもよい。 なおその場合においても、 高温空気燃焼状態になるまでは、 主と して複数の第 1パーナ 3 a〜6 aを燃焼させて炉本体 1内の温度を上昇させるこ とになる。 ちなみに高温空気燃焼状態とは、 本実施の形態では、 炉本体 1内が 8 0 0で以上になった状態と定義される。

炉本体 1内が高温空気燃焼状態になった後は、 第 2パーナ 8の燃焼を開始する か、 または第 2パーナ 8の燃焼量の増加を開始する。 そして以後第 2パーナ 8の 燃焼量の増加に伴って複数の第 1パーナ 3 a〜6 aの燃焼量を減少させて必要な 燃焼状態を得る。 そして必要な燃焼状態が得られた以降は、 必要な燃焼状態が得 られたときの複数の第 1パーナ 3 a〜6 aの燃焼量と第 2パーナ 8の燃焼量との 燃焼割合を維持する。

必要な燃焼状態は、 目標とする運転状態によって変わる。 例えば、 複数の反応 管 7のそれぞれの円周方向の管壁温度分布が極端に不均一な状態にならない燃焼 状態を得るためには、 複数の第 1バ一ナ 3 a〜6 aの燃焼量と第 2パーナ 8の燃 焼量との燃焼割合を、 5 0 ： 5 0〜0 ： 1 0 0の範囲にするのが好ましい。 また 排気ガス中の酸素濃度の平均値は、 3 . 5〜6 %の範囲になるように熱交換型燃 焼用空気供給装置を構成する第 1パーナ用燃焼用部分空気供給装置 3 b〜 6 b及 び 2台の第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置 1 0及び 1 1から燃焼室 2内に供 給される空気の量を定めるのが好ましい。

図 2は、 図 1の構成において、 高温空気燃焼状態になった後に、 第 1バ一ナ 3 a〜6 aの燃焼量と第 2バ一ナ 8の燃焼量との燃焼割合を 0 %〜1 0 0 %まで変 化させたときに各反応管 7のそれぞれの円周方向の管壁温度分布中の最高温度差 の平均値を測定した結果を示すデータである。 図 2から分かるように、 高温空気 燃焼状態になった後においては、 第 1パーナ 3 a〜6 aの燃焼量を 0 %に向かつ て減少させ、 第 2パーナ 8の燃焼量を 1 0 0 %に向かって増加させると、 管壁温 度分布中の温度差は小さくなる。

図 3は、 本実施の形態のように第 2パーナ 8を炉本体 1の底壁 （炉床） l aに 設けた場合 （A) と、 後述する別の実施の形態のように第 2パーナを炉本体 1の 上壁 （炉天井） l bに設けた場合 （B ) の第 2パーナの使用割合と排気ガス中の N O Xの排出値の関係を測定した結果を示す図である。 この測定結果から分かる ように、 高温空気燃焼状態になった後においては、 第 1パーナ 3 a〜6 aの燃焼 量を 0 %に向かって減少させ、 第 2パーナ 8の燃焼量を 1 0 0 %に向かって増加 させると、 第 2パーナの設置場所の如何にかかわらず、 N O Xを低減できること が分かる。

さらに図 4は、 高温空気燃焼状態になった後に、 第 1パーナ 3 a〜6 aの燃焼 量と第 2バ一ナ 8の燃焼量との燃焼割合を 0 ： 1 0 0にしたときに、 燃焼室 2に 供給する空気比 （残存酸素濃度） を変化させたときにおける排気ガス中の N O X と C Oの量の変化の状態を示している。 図 4からは、 空気比を増加させると （酸 素残留濃度を増加させると） 、 C Oは漸次低減するものの、 N O xは増加する傾 向を示すことが分かる。

また図 5は、 高温空気燃焼状態になった後に、 第 1パーナ 3 a〜6 aの燃焼量 と第 2パーナ 8の燃焼量との燃焼割合を 4 0 ： 6 0にしたときに、 燃焼室 2内の 残存酸素濃度を変化させたときにおける各反応管 7のそれぞれの円周方向の管壁 温度分布中の最高温度差の平均値を測定した結果を示すデータである。 この図 5 から分かるように、 高温空気燃焼状態になった後においては、 燃焼室 2内の酸素 濃度を増加させるほど、 管壁温度差は小さくなる。 しかしながら図 4に示される N O Xの増加傾向と C Oの増加傾向を考慮すると、 好ましい酸素残留濃度は 3〜 6 %である。 なお本実施の形態では、 最終的に燃焼割合を 0 ： 1 0 0にして酸素 濃度を 6 %にするのが最良の運転モードであると考える。

高温空気燃焼状態になった後に、 温度塲中の温度差'をあまり大きくすることな く、 受熱量または伝熱効率をできるだけ大きくするためには、 第 1パーナ 3 a〜 6 aの燃焼量を第 2パーナの燃焼量よりも大きくするのが好ましいことが分かつ ている。

本実施の形態においては、 4台の連続燃焼式蓄熱パーナ （第 1パーナ） 3乃至 6のみで 7本の反応管 7を加熱したときの 7本の反応管の受熱量を 1としたとき に、 7本の反応管 7…の受熱量が 1より大きくなるように、 連続燃焼式蓄熱パー ナ （第 1パーナ） 3乃至 6と 8本の第 2パーナ 8…及び 9…の位置関係と、 4台 の連続燃焼式蓄熱バ一ナ （第 1パーナ） 3乃至 6と 8本の第 2パーナ 8…及び 9 …の燃焼割合とを定めている。 後に効果を説明するように、 この例では、 連続燃 焼式蓄熱バ一ナ （第 1パーナ） 3乃至 6と 8本の第 2パーナ 8…及び 9…の燃焼 割合を、 8 0 : 2 0にしている。

ちなみに 8 0 ： 2 0の燃焼割合では、 第 1パーナ 3 a〜 6 aと第 2パーナ 8の 配置を可能な範囲で様々に変更した場合でも、 各反応管の受熱量を大きくするこ とができる。 また 8 0 : 2 0〜 5 0 : 5 0の燃焼割合でも程度の差はあるものの 、 受熱量を増大できる。

複数の第 1パーナ 3 a〜6 a及び第 2パーナ 8の配置は種々考えられるが、 本 実施の形態のように、 複数の第 1パーナ 3 a〜6 aを底壁 （炉床） l aに固定し 、 複数の第 2パーナ 8を上壁 （炉天井） 1 bに固定するのが好ましい。 このよう にすると、 第 1パーナ 3 a〜6 aに対する燃焼用空気及び第 1パーナ 3 a〜6 a からの熱の一部が第 2パーナ 8の近傍に近付くため、 第 2パーナ 8の近傍に位置 する複数の反応管 7の加熱を助けることにより、 第 2パーナを一方の壁部に配置 した場合でも、 各反応管を局部過熱することなく、 各反応管の受熱量を大きくす ることが容易になる。

なお第 2パーナ 8としては、 最高ガス温度が 5 0 O t:以上となる部分燃焼火炎 を形成する構造を有しているものを用いるのが好ましい。 例えば、 図 6に概念的 に示すように、 第 2パーナ 8を炉壁 1 Xの壁面よりも所定の距離下げて、 第 2パ ーナ 8の前方に燃料と空気の混合室 1 2を形成することにより、 部分燃焼火炎を 形成することができる。

また第 2バ一ナ 8の配置は、 均等配置である必要はなく、 図 7に示すように第 2パーナを配置してもよい。

また図 8乃至図 1 5に示すように、 第 2のパーナの配置は任意である。 なお図 8乃至図 1 5は、 本発明が適用できる他の実施の形態における第 1パーナと第 2 パーナの配置態様を示している。 これらの図には、 図 1に示した実施の形態で用 いる部材と同様の部材には、 図 1に付した符号と同じ符号を付して説明を省略す る。

図 8は、 本発明の反応炉の他の実施の形態を示している。 この実施の形態では 、 7本の反応管 7…の隣接する 2本以上の反応管の間に形成される空間に反応管 7が延びる方向に向かって燃料を噴射するように、 4本の第 2パーナ 8が底壁 1 aの固定領域に固定され、 4本の第 2パーナ 9が上壁 1 bの固定領域に固定され ている。 また炉本体 1の側壁 1 cには、 上下方向に間隔をあけて 2台の第 2パー ナ用燃焼用空気供給装置 1 0及び 1 1が配置されている。 この 2台の第 2パーナ 用燃焼用空気供給装置 1 0及び 1 1は、 前述の連続燃焼式蓄熱パーナ 3乃至 6か らパ一ナを除いた部分の構成と同様に構成されている。 すなわち 2台の第 2バー ナ用燃焼用空気供給装置 1 0及び 1 1は、 蓄熱体と回転機構と送風装置等から構 成されている。 2台の第 2パーナ用燃焼用空気供給装置 1 0及び 1 1は、 燃焼室 2内の排気ガスを通気性を有する蓄熱体を通して炉外に排出し、 蓄熱体の顕熱で 高温に加熱した燃焼用空気を対応する第 2パーナ 8または 9に供給する構造を有 している。 ここで第 2パーナ用燃焼用空気供給装置 1 0及び 1 1から供給される 空気量は、 第 2パーナ 8及び 9から供給される燃料流量に対する理論燃料空気量 の 3 0 %未満にするのが好ましい。

図 9は、 本発明の反応炉の更に他の実施の形態の概略構成を示す図である。 こ の例では、 上壁 1 b側にのみ 4本の第 2パーナ 9を配置している点で、 図 8の実 施の形態と相違する。

図 1 0は、 本発明の反応炉の更に他の実施の形態の概略構成を示す図である。 この例では、 底壁 1 a側にのみ 4本の第 2バ一ナ 8を配置している点で、 図 8の 実施の形態と相違する。

図 1 1は、 本発明の反応炉の更に他の実施の形態の概略構成を示す図である。 この例では、 炉本体 1の底壁 1 a側にのみ 4本の第 2パーナ 8を配置している点 と、 4台の連続燃焼式蓄熱バ一ナ 3乃至 6を炉本体 1の上壁 1 bに固定している 点で図 8に示した実施の形態とは相違する。 なお図 1 1においては、 図 8に示し た 2台の第 2パーナ用燃焼用空気供給装置 1 0及び 1 1の図示を省略してある。 図 1 1の実施の形態においては、 2台の連続燃焼式蓄熱パーナ 3及び 4を反応管 7の群の片側に反応管 7に沿って燃料を噴射するように配置し、 2台の連続燃焼 式蓄熱パーナ 5及び 6を反応管 7の群の反対側の片側に反応管 7に沿って燃料を 噴射するように配置している。

図 1 2は、 本発明の反応炉の更に他の実施の形態の概略構成を示す図である。 この例では、 炉本体 1の上壁 1 b側にのみ 4本の第 2パーナ 9を配置している点 と、 4台の連続燃焼式蓄熱パーナ 3乃至 6を炉本体 1の底壁 1 aに固定している 点で図 8に示した実施の形態とは相違する。 なお図 1 2においても図 1 1と同様 に、 図 8に示した 2台の第 2バ一ナ用燃焼用空気供給装置 1 0及び 1 1の図示を 省略してある。 図 1 2の実施の形態においては、 2台の連続燃焼式蓄熱パーナ 3 及び 4を反応管 7の群の片側に反応管 7に沿って燃料を噴射するように配置し、 2台の連続燃焼式蓄熱パーナ 5及び 6を反応管 7の群の反対側の片側に反応管 7 に沿って燃料を噴射するように配置している。

下記の表は、 図 8乃至図 1 2に示した実施の形態について、 連続燃焼式蓄熱パ ーナ 3乃至 6と第 2パーナ 8又は 9の燃焼割合を変えた場合の各反応管 7の受熱 量または伝熱効率の変化を示すものである。 実施の場合 図 8 図 9 図 10 図 1 1 図 12 燃焼割合 伝熱効率

100% : 0% 0.83 0.83 0.83 0.98 1.00

80% : 20% 1.09 0.90 0.92 1.03 1.05

50% : 50% 0.90 0.84 0.92 0.93 0.93

20% : 80% 0.87 0.80 0.93 0.92 0.93 上記の結果は、 図 1 2に示した実施の形態において、 第 2パーナ 9を利用しな いで連続燃焼式蓄熱パーナ 3乃至 6のみで加熱を行つた場合における全反応管 7 …の受熱量を便宜的に 1とした場合における各燃焼割合における図 8乃至図 1 2 の実施の形態の全反応管 7の受熱量を示したものである。 従って表 1中の数字は 伝熱効率を示すものである。 燃焼割合の欄には、 「連続燃焼式蓄熱パーナ （第 1 パーナ） 3乃至 6 ：第 2パーナ （8 , 9 ) 」 の燃焼割合を示している。 上記表か らは、 図 8、 図 1 1及び図 1 2の実施の形態において、 燃焼割合を 8 0 ： 2 0に すると、 燃焼効率が 1以上になることが分かる。 また各実施の形態における燃焼 割合 「1 0 0 % : 0 %」 の受熱量をそれぞれ 1とすれば、 燃焼割合を 8 0 : 2 0 にしたときに、 図 8乃至図 1 2の実施の形態における燃焼効率は 1以上の最大値 となる。 したがっていずれの実施の形態においても、 燃焼割合を 8 0 ： 2 0にす るのが好ましい。

図 1 3乃至図 1 5は、 更に他の実施の形態における連続燃焼式蓄熱パーナ 3乃 至 5と第 2パーナ （8 , 9 ) の位置関係の異なる例を示している。 これらの実施 の形態においても、 上記に説明したように、 燃焼割合を 8 0 ： 2 0にすると燃焼 効率を最大にすることができる。

上記の各実施の形態では、 第 2パーナと第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置 とを別個に設けているが、 これらを一つのパーナシステムとした連続燃焼式蓄熱 パーナを用いて、 第 2パーナと第 2パーナ用燃焼用空気供給装置とを集中配置す るようにしてもよいのは勿論である。

また上記の実施の形態では、 高温空気燃焼型蓄熱式燃焼パーナとして連続燃焼 式蓄熱バーナを用いたが、 回転式蓄熱パーナ及び交番式蓄熱パーナ等のその他の 形式の高温空気燃焼型蓄熱式燃焼バーナを用いてもよいのは勿論である。 産業上の利用可能性

本発明によれば、 燃焼開始時において反応炉内の温度場の温度差が、 反応管に 割れを生じさせたり、 コーキングを発生させるほどに大きくなるのを防止できる 利点がある。 また反応炉内が高温空気燃焼状態になった後には、 1以上の第 2バ ーナの燃焼量の増加に伴って複数の第 1パーナの燃焼量を減少させて必要な燃焼 状態を得ることにより、 反応炉内の温度場の温度差が、 反応管に割れを生じさせ たり、 コーキングを発生させるほどに大きくなるのを防止できる利点がある。

Claims

請求の範囲

1 . 炉壁によって囲まれた燃焼室を内部に有する炉本体と、

前記炉本体の前記炉壁の対向する一対の壁部間に設置されて同じ方向に延びる ように並設された複数の反応管と、

前記複数の反応管の外側に配置され且つ前記炉本体の前記炉壁に設けられて前 記燃焼室内において燃料を燃焼する複数の第 1パーナと、

前記複数の反応管の隣接する 2本以上の前記反応管の間に形成される空間に反 応管管軸方向に向かって燃料を噴射するように、 前記一対の壁部の前記複数の反 応管が設置されている一対の固定領域の少なくとも一方に固定された 1以上の第 2パーナと、

前記燃焼室内の排気ガスを通気性を有する蓄熱手段を通して炉外に排出し且つ 前記蓄熱手段の顕熱で高温に加熱した燃焼用空気を前記燃焼室内に供給する熱交 換型燃焼用空気供給装置とを備えた反応炉の燃焼制御方法であって、

前記燃焼室内が高温空気燃焼状態になるまでは前記複数の第 1パーナのみを燃 焼させて前記燃焼室内の温度を上昇させる工程と、

前記燃焼室内が高温空気燃焼状態になった後に、 前記 1以上の第 2パーナの燃 焼を開始する工程と、

以後前記 1以上の第 2パーナの燃焼量の増加に伴って前記複数の第 1パーナの 燃焼量を減少させて必要な燃焼状態を得る工程とからなることを特徵とする反応 炉の燃焼制御方法。

2 . 前記必要な燃焼状態が得られた以降は、 前記必要な燃焼状態が得られた ときの前記複数の第 1バ一ナの燃焼量と前記 1以上の第 2パーナの燃焼量との燃 焼割合を維持することを特徴とする請求項 1に記載の反応炉の燃焼制御方法。

3 前記複数の第 1パーナの燃焼量と前記 1以上の第 2パーナの燃焼量との燃 焼割合が、 8 0 : 2 0〜0 ： 1 0 0の範囲にあることを特徴とする請求項 2に記 載の反応炉の燃焼制御方法。

4 . 前記複数の反応管のそれぞれの円周方向の管壁温度分布が極端に不均一 な状態にならない前記燃焼状態を得ることを特徴とする請求項 1に記載の反応炉 の燃焼制御方法。

5 . 前記複数の第 1パーナの燃焼量と前記 1以上の第 2パーナの燃焼量との 燃焼割合が、 5 0 ： 5 0〜0 ： 1 0 0の範囲にあることを特徴とする請求項 4に 記載の反応炉の燃焼制御方法。

6 . 前記排気ガス中の酸素濃度の平均値が、 3 . 5〜6 %の範囲になるよう に前記熱交換型燃焼用空気供給装置から前記燃焼室内に供給される空気の量が定 められていることを特徴とする請求項 5に記載の反応炉の燃焼制御方法。

7 . 炉壁によって囲まれた燃焼室を内部に有する炉本体と、

前記炉本体の炉壁の対向する一対の壁部間に設置されて同じ方向に延びるよう に並設された複数の反応管と、

前記複数の反応管の外側に配置され且つ前記炉本体の炉壁に設けられて前記燃 焼室内において燃料を燃焼する複数の第 1パーナと、

前記複数の反応管の隣接する 2本以上の前記反応管の間に形成される空間に反 応管管軸方向に向かって燃料を噴射するように、 前記一対の壁部の前記複数の反 応管が設置されている一対の固定領域の少なくとも一方に固定された 1以上の第 2パーナと、

前記燃焼室内の排気ガスを通気性を有する蓄熱手段を通して炉外に排出し且つ 前記蓄熱手段の顕熱で高温に加熱した燃焼用空気を前記燃焼室内に供給する熱交 換型燃焼用空気供給装置とを備えた反応炉の燃焼制御方法であって、

前記燃焼室内が高温空気燃焼状態になるまでは主として前記複数の第 1パーナ を燃焼させて前記燃焼室内の温度を上昇させる工程と、

前記燃焼室内が高温空気燃焼状態になった後に、 前記 1以上の第 2パーナの燃 焼量を増大させる工程と、

以後前記 1以上の第 2パーナの燃焼量の増加に伴つて前記複数の第 1パーナの 燃焼量を減少させて必要な燃焼状態を得る工程とからなることを特徴とする反応 炉の燃焼制御方法。

8 . 前記必要な燃焼状態が得られた以降は、 前記必要な燃焼状態が得られた ときの前記複数の第 1パーナの燃焼量と前記 1以上の第 2パーナの燃焼量との燃 焼割合を維持することを特徴とする請求項 7に記載の反応炉の燃焼制御方法。

9 . 前記複数の第 1パーナの燃焼量と前記 1以上の第 2パーナの燃焼量との 燃焼割合が、 8 0 ： 2 0〜0 ： 1 0 0の範囲にあることを特徴とする請求項 8に 記載の反応炉の燃焼制御方法。

1 0 . 前記複数の反応管のそれぞれの円周方向の管壁温度分布が極端に不均 一な状態にならない前記燃焼状態を得ることを特徴とする請求項 7に記載の反応 炉の燃焼制御方法。

1 1 . 前記複数の第 1パーナの燃焼量と前記 1以上の第 2パーナの燃焼量と の燃焼割合が、 5 0 ： 5 0〜 0 : 1 0 0の範囲にあることを特徴とする請求項 1 0に記載の反^炉の燃焼制御方法。

1 2 . 前記排気ガス中の酸素濃度の平均値が、 3 . 5〜6 %の範囲になるよ うに前記熱交換型燃焼用空気供給装置から前記燃焼室内に供給される空気の量が 定められていることを特徴とする請求項 1 1に記載の反応炉の燃焼制御方法。

1 3 . 内部に燃焼室を有する炉本体と、

前記炉本体の炉壁の対向する一対の壁部間に設置されて互いに同じ方向に延び るように並設された複数の反応管と、

前記炉本体の炉壁に設けられて前記燃焼室内において燃料を燃焼する複数の第 1バ一ナと、

前記複数の反応管の外側に配置され且つ前記燃焼室内の排気ガスを通気性を有 する 1以上の蓄熱体を通して炉外に排出し、 前記 1以上の蓄熱体の顕熱で高温に 加熱した燃焼用空気を前記複数の第 1パーナに供給するように構成された複数の 第 1パーナ用燃焼用部分空気供給装置と、

前記複数の反応管の隣接する 2本以上の前記反応管の間に形成される空間に反 応管管軸方向に向かって燃料を噴射するように、 前記一対の壁部の前記複数の反 応管が設置されている一対の固定領域の少なくとも一方に固定された 1本以上の 第 2パーナと、

前記燃焼室内の排気ガスを通気性を有する 1以上の蓄熱体を通して炉外に排出 し、 前記 1以上の蓄熱体の顕熱で高温に加熱した燃焼用空気を前記 1本以上の第 2パーナに供給する 1以上の第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置とを具備し、 前記燃焼室内が高温空気燃焼状態にあるときの前記複数の第 1パーナの燃焼量 と前記 1以上の第 2パーナの燃焼量との燃焼割合が、 5 0 : 5 0〜 0 : 1 0 0の 範囲にあることを特徴とする反応炉。

1 4 . 前記排気ガス中の酸素濃度の平均値が、 3 . 5〜6 %の範囲になるよ うに前記第 1パーナ用燃焼用部分空気供給装置及び または第 2パーナ用燃焼用 部分空気供給装置から前記燃焼室内に供給される空気の量が定められていること を特徴とする請求項 1 3に記載の反応炉。

1 5 . 前記複数の第 1パーナが前記一対の壁部の一方に固定され、 複数の前 記第 2パーナが前記一対の壁部の他方に固定されていることを特徴とする請求項 1 3に記載の反応炉。

1 6 . 前記第 2バーナは、 最高ガス温度が 5 0 0 °C以上となる部分燃焼火炎 を形成する構造を有している請求項 1 5に記載の反応炉。

1 7 . 前記第 1パーナと前記第 1パーナ用燃焼用部分空気供給装置とが組み 合わされて 1台の高温空気燃焼型蓄熱パーナが構成されており、

前記第 2パーナと前記第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置とが組み合わされ て 1台の高温空気燃焼型蓄熱パーナが構成されている請求項 1 3に記載の反応炉

1 8 . 内部に燃焼室を有する炉本体と、

前記炉本体の炉壁に設けられて前記燃焼室内において燃料を燃焼する複数の第 1パーナと、

前記燃焼室内の排気ガスを通気性を有する 1以上の蓄熱体を通して炉外に排出 し、 前記 1以上の蓄熱体の顕熱で高温に加熱した燃焼用空気を前記複数の第 1バ ーナに供給するように構成された複数の第 1パーナ用燃焼用部分空気供給装置と 前記炉壁の対向する一対の壁部間に固定されて互いに同じ方向に延びるように 並設された複数の反応管とを備え、

前記複数の反応管の外側に複数の前記第 1パーナが、 前記反応管が延びる方向 または前記反応管が延びる方向と交差する方向に燃料を噴射するように前記炉壁 に固定されている反応炉であって、

前記複数の反応管の隣接する 2本以上の前記反応管の間に形成される空間に前 記反応管が延びる方向に向かって燃料を噴射するように、 前記一対の壁部の前記 複数の反応管が固定されている一対の固定領域の少なくとも一方に固定された 1 本以上の第 2パーナと、

前記燃焼室内の排気ガスを通気性を有する 1以上の蓄熱体を通して炉外に排出 し、 前記 1以上の蓄熱体の顕熱で高温に加熱した燃焼用空気を前記 1本以上の第 2バ一ナに供給する 1·以上の第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置とを更に備え 前記複数の第 1パーナのみで前記複数の反応管を加熱したときの前記複数の反 応管の受熱量を 1としたときに、 前記複数の反応管の伝熱効率が 1より大きくな るように、 前記複数の第 1パーナと前記 1本以上の第 2パーナの位置関係と、 前 記複数の第 1パーナと前記 1本以上の第 2パーナの燃焼割合とを定めたことを特 徵とする反応炉。

1 9 . 前記複数の第 1パーナが前記一対の壁部の一方に固定され、 前記 1本 以上の第 2パーナが前記一対の壁部の他方に固定され、

前記複数の第 1パーナは前記複数の反応管を間に挟む位置関係になるように分 散して配置されている請求項 1 8に記載の反応炉。

2 0 . 前記一対の壁部にそれぞれ前記 1本以上の第 2パーナが固定されてお り、

前記炉壁の前記一対の壁部とは異なる他の対向する一対の壁部に前記複数の第 1パーナが、 前記複数の反応管を間に挟む位置関係になるように分散して配置さ れている請求項 1 8に記載の反応炉。

2 1 . 前記複数の第 1パーナと前記 1本以上の第 2パーナの燃焼割合が 8 0 ： 2 0である請求項 1 8に記載の反応炉。

2 2 . 1以上の前記第 2バーナ用燃焼用部分空気供給装置が、 前記複数の反 応管の外側から前記 1本以上の第 2パーナに前記燃焼用空気を供給するように配 置され、 前記第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置から供給される空気量は、 前 記第 2パーナから供給される燃料の量に対する理論燃料空気量の 3 0 %未満であ る請求項 1 8に記載の反応炉。

2 3 . 前記複数の反応管は、 隣接する他の反応管との距離が等しくなるよう に配置され、

複数の前記第 2パーナは、 隣接する複数の前記反応管との間の距離が等しくな るように配置されている請求項 2 2に記載の反応炉。

2 4 . 前記第 1パーナと前記第 1パーナ用燃焼用部分空気供給装置とが組み 合わされて 1台の高温空気燃焼型蓄熱パーナが構成されており、

前記第 2パーナと前記第 2パーナ用燃焼用部分空気供給装置とが組み合わされ て 1台の高温空気燃焼型蓄熱バ一ナが構成されている請求項 1 8に記載の反応炉