JPH0227562B2 - Teichitsusosankabutsunenshosochi - Google Patents
TeichitsusosankabutsunenshosochiInfo
- Publication number
- JPH0227562B2 JPH0227562B2 JP16315782A JP16315782A JPH0227562B2 JP H0227562 B2 JPH0227562 B2 JP H0227562B2 JP 16315782 A JP16315782 A JP 16315782A JP 16315782 A JP16315782 A JP 16315782A JP H0227562 B2 JPH0227562 B2 JP H0227562B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- burner
- combustion
- stage main
- main burner
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
- F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
- F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
- F23C6/047—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2201/00—Staged combustion
- F23C2201/10—Furnace staging
- F23C2201/101—Furnace staging in vertical direction, e.g. alternating lean and rich zones
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低窒素酸化物燃焼装置に係り、特に排
ガス中の窒素酸化物（以下、NOXと称する）を
低滅するに好適なボイラ装置に関するものであ
る。NOXは光化学オキシダントの原因物質の１
つとされているため、近年、その発生を効果的に
抑制する燃焼法の開発が要望されている。このよ
うな目的に沿つた燃焼法として、(1)排ガス再循環
法、(2)水噴射法、炉内脱硝燃焼法としての(3)二段
燃焼法および(4)同脱硝燃焼法が知られているが、
この内、NOX低減効果および運転性等に優れた
二段燃焼法が特に注目されている。
ガス中の窒素酸化物（以下、NOXと称する）を
低滅するに好適なボイラ装置に関するものであ
る。NOXは光化学オキシダントの原因物質の１
つとされているため、近年、その発生を効果的に
抑制する燃焼法の開発が要望されている。このよ
うな目的に沿つた燃焼法として、(1)排ガス再循環
法、(2)水噴射法、炉内脱硝燃焼法としての(3)二段
燃焼法および(4)同脱硝燃焼法が知られているが、
この内、NOX低減効果および運転性等に優れた
二段燃焼法が特に注目されている。
従来の二段燃焼法に適用される装置は、第１図
に示す通り、火炉１の１側壁である前側壁２にお
いて下方から上方へ向けて順次設けられた第１段
主バーナ３と、第２段主バーナ４と、脱硝バーナ
である副バーナ５と、アフタエア口６とから主に
構成されている。
に示す通り、火炉１の１側壁である前側壁２にお
いて下方から上方へ向けて順次設けられた第１段
主バーナ３と、第２段主バーナ４と、脱硝バーナ
である副バーナ５と、アフタエア口６とから主に
構成されている。
上記構成において、バーナ部では空気比（実際
に供給する空気量／理論的に必要な空気量）が、
例えば第１段主バーナ３では0.8〜1.0、第２段主
バーナ４では0.6〜0.8、副バーナ５では0.4〜0.6
に設定され、このような条件下で燃焼が行われ
る。この場合、相対的に空気の多い第１段主バー
ナ３および第２段主バーナ４の燃焼領域で発生し
たNOXは、燃料が過剰下にある副バーナ５の燃
焼領域で発生する・CN、・NH2および・NH等の
還元ラジカルと接触してN2に急速還元され、こ
れにより低NOX化が達成される。このような利
点がある反面、上記燃焼ガス中にはNH3、HCN
およびCO等の未燃物が過剰に含まれており、こ
れをそのまま排出することは環境保全上および熱
効率上好ましくないので、アフタエア口６から空
気を供給することにより未燃物の完全燃焼化が計
られている。なお、上記完全燃焼後の高温排ガス
７は火炉１の上部煙道を通り、必要により設けら
れる熱交換器（図示省略）で熱回収された後大気
中に排出され、一方、各燃焼により発生する熱は
ボイラ給水の蒸発用熱源として利用されている。
に供給する空気量／理論的に必要な空気量）が、
例えば第１段主バーナ３では0.8〜1.0、第２段主
バーナ４では0.6〜0.8、副バーナ５では0.4〜0.6
に設定され、このような条件下で燃焼が行われ
る。この場合、相対的に空気の多い第１段主バー
ナ３および第２段主バーナ４の燃焼領域で発生し
たNOXは、燃料が過剰下にある副バーナ５の燃
焼領域で発生する・CN、・NH2および・NH等の
還元ラジカルと接触してN2に急速還元され、こ
れにより低NOX化が達成される。このような利
点がある反面、上記燃焼ガス中にはNH3、HCN
およびCO等の未燃物が過剰に含まれており、こ
れをそのまま排出することは環境保全上および熱
効率上好ましくないので、アフタエア口６から空
気を供給することにより未燃物の完全燃焼化が計
られている。なお、上記完全燃焼後の高温排ガス
７は火炉１の上部煙道を通り、必要により設けら
れる熱交換器（図示省略）で熱回収された後大気
中に排出され、一方、各燃焼により発生する熱は
ボイラ給水の蒸発用熱源として利用されている。
しかし、上記の従来燃焼装置では、火炎のター
ンダウン（降下）を広くとり易いという理由から
拡散形式のバーナを採用していること、バーナ用
の燃焼空気はエアレジスタにより旋回がかけられ
ているので、第２図からも明らかなように火炎形
成域である低O2分圧域８と高O2分圧域９とに分
離され易いこと、副バーナで発生する燃焼ガスの
質量が小さいので上昇性が強いこと、および伝熱
効率を含む設備上の制約からバーナ間距離の拡大
には制限があること等が原因して各バーナの火炎
は干渉し易く、そのため、未燃物の増大が避けら
れない上、特に、副バーナ５では該バーナで発生
する火炎に前記高O2分圧域９のガスが直接干渉
するので、空気比を設定値の0.6以下に保持でき
なくなり、そのためNOXが抑制できないという
欠点がある。
ンダウン（降下）を広くとり易いという理由から
拡散形式のバーナを採用していること、バーナ用
の燃焼空気はエアレジスタにより旋回がかけられ
ているので、第２図からも明らかなように火炎形
成域である低O2分圧域８と高O2分圧域９とに分
離され易いこと、副バーナで発生する燃焼ガスの
質量が小さいので上昇性が強いこと、および伝熱
効率を含む設備上の制約からバーナ間距離の拡大
には制限があること等が原因して各バーナの火炎
は干渉し易く、そのため、未燃物の増大が避けら
れない上、特に、副バーナ５では該バーナで発生
する火炎に前記高O2分圧域９のガスが直接干渉
するので、空気比を設定値の0.6以下に保持でき
なくなり、そのためNOXが抑制できないという
欠点がある。
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点をな
くし、排ガス中の煤じんを増加させることなく、
NOXを一段と低滅することができる燃焼装置を
提供することにある。
くし、排ガス中の煤じんを増加させることなく、
NOXを一段と低滅することができる燃焼装置を
提供することにある。
本発明者らは、各バーナ間距離が排ガス中の
NOX濃度に与える影響について種々検討した結
果、排ガス中のNOX濃度は、アフタエア口６と
第１段主バーナ３との距離（後記各相対距離の分
母となる）および第２段主バーナ４と第１段主バ
ーナ３との距離を一定とした場合、副バーナ（以
下、Ｐと称することがある）５と第２段主バーナ
（以下M2と称することがある）４との相対距離
δM2/Pが増大すると約20％増加し（第３図参照）、
一方、アフタエア口（以下、Ａと称することがあ
る）６と副バーナ５との相対距離δP/Aが増大する
と約50％減少すること（第４図参照）、すなわち、
副バーナ５と第２段主バーナ４との距離を拡大す
るよりもアフタエア口６と副バーナ５との距離を
拡大した方が低NOX化にとつて有効であること
を見出した。
NOX濃度に与える影響について種々検討した結
果、排ガス中のNOX濃度は、アフタエア口６と
第１段主バーナ３との距離（後記各相対距離の分
母となる）および第２段主バーナ４と第１段主バ
ーナ３との距離を一定とした場合、副バーナ（以
下、Ｐと称することがある）５と第２段主バーナ
（以下M2と称することがある）４との相対距離
δM2/Pが増大すると約20％増加し（第３図参照）、
一方、アフタエア口（以下、Ａと称することがあ
る）６と副バーナ５との相対距離δP/Aが増大する
と約50％減少すること（第４図参照）、すなわち、
副バーナ５と第２段主バーナ４との距離を拡大す
るよりもアフタエア口６と副バーナ５との距離を
拡大した方が低NOX化にとつて有効であること
を見出した。
本発明は、上記知見に基づいてなされたもの
で、火炉の一方の側壁に下方から上方へ向けて順
次第１段主バーナ、第２段主バーナ、アフタエア
口を備えた燃焼装置において、副バーナを上記側
壁の対向側壁に設け、かつその位置を第２段主バ
ーナの設置高さ以下としたことを特徴とする。
で、火炉の一方の側壁に下方から上方へ向けて順
次第１段主バーナ、第２段主バーナ、アフタエア
口を備えた燃焼装置において、副バーナを上記側
壁の対向側壁に設け、かつその位置を第２段主バ
ーナの設置高さ以下としたことを特徴とする。
本発明においては、副バーナを対向側壁に設け
たことにより、該副バーナとアフタエア口との実
質的な距離は第２段主バーナとアフタエア口との
距離（以下、δA/P相当距離と称する）とすること
ができるが、この距離は従来の副バーナとアフタ
エア口との距離に比して大幅に拡大されるので、
アフタエア口から供給される空気が、副バーナで
発生したのち第２段主バーナの燃焼領域を通過す
る還元性ガスに対して干渉することはなくなり、
従つて該干渉によりNOXの発生が促進されると
いつた欠点はなくなる。
たことにより、該副バーナとアフタエア口との実
質的な距離は第２段主バーナとアフタエア口との
距離（以下、δA/P相当距離と称する）とすること
ができるが、この距離は従来の副バーナとアフタ
エア口との距離に比して大幅に拡大されるので、
アフタエア口から供給される空気が、副バーナで
発生したのち第２段主バーナの燃焼領域を通過す
る還元性ガスに対して干渉することはなくなり、
従つて該干渉によりNOXの発生が促進されると
いつた欠点はなくなる。
本発明において、副バーナでの燃焼ガス発生量
は従来の副バーナの場合と同程度でよいが、第１
段主バーナでの燃焼ガス発生量については副バー
ナのそれと同程度の少量とすることが望ましい。
このようにすれば、第１段主バーナの空気比は、
火炉下部のホツパ口から供給される空気の影響を
受けて1.0以上となり、これにともない該第１段
主バーナで形成される火炎は短炎化する。その結
果、上記火炎と副バーナ火炎との直接接触が軽減
され、NOX発生が抑制されることとなる。
は従来の副バーナの場合と同程度でよいが、第１
段主バーナでの燃焼ガス発生量については副バー
ナのそれと同程度の少量とすることが望ましい。
このようにすれば、第１段主バーナの空気比は、
火炉下部のホツパ口から供給される空気の影響を
受けて1.0以上となり、これにともない該第１段
主バーナで形成される火炎は短炎化する。その結
果、上記火炎と副バーナ火炎との直接接触が軽減
され、NOX発生が抑制されることとなる。
以下、図面に示す実施例により本発明をさらに
詳しく説明する。
詳しく説明する。
第５図に示す装置は、第１図に示す符号１〜４
および６〜７並びにそれらの説明が同様に参照さ
れる部分と、前側壁２に対向する後側壁２１にお
いて第１段主バーナ３と同一の高さ位置に設けら
れた副バーナ５１とから主に構成される。
および６〜７並びにそれらの説明が同様に参照さ
れる部分と、前側壁２に対向する後側壁２１にお
いて第１段主バーナ３と同一の高さ位置に設けら
れた副バーナ５１とから主に構成される。
前記構成の装置において、副バーナ５１の燃焼
域で発生した還元性ガスは、第１段主バーナ３お
よび第２段主バーナ４の燃焼域で発生するNOX
と接触し、これを還元しながら上昇して第２段主
バーナ４の位置に達するが、該位置とアフタエア
口６との距離（δA/P相当距離）１０が大きいの
で、アフタエア口６から供給される空気の干渉に
よりNOXが発生することなく、そのため、排ガ
ス中のNOX濃度を大幅に減少させることができ
る。
域で発生した還元性ガスは、第１段主バーナ３お
よび第２段主バーナ４の燃焼域で発生するNOX
と接触し、これを還元しながら上昇して第２段主
バーナ４の位置に達するが、該位置とアフタエア
口６との距離（δA/P相当距離）１０が大きいの
で、アフタエア口６から供給される空気の干渉に
よりNOXが発生することなく、そのため、排ガ
ス中のNOX濃度を大幅に減少させることができ
る。
第６図は、上記した本発明実施例の効果を確認
するため、副バーナの燃焼条件である空気比λPと
排ガス中のNOX相対濃度との関係を、それぞれ
副バーナの設置位置およびTSC（アフタエア量を
理論空気量で除して得られる値で、二段燃焼比率
を意味する）について求めた結果を示すものであ
るが、本発明の実施例の場合１４（TSC＝0.4）
では、比較例の場合１１，１２および１３のいず
れよりも大幅に低いNOX濃度を示すことが分る。
なお、前記比較例の内、１１は副バーナを第１図
と同様に設けかつTSC＝０とした場合、１２は
TSC＝0.4とする以外は上記１１の場合と同様な
構成とした場合であり、また、１３はバーナ等を
設置する側壁の対向壁において、従来副バーナと
同一高さ位置に副バーナを設けかつTSC＝0.4と
した場合である。
するため、副バーナの燃焼条件である空気比λPと
排ガス中のNOX相対濃度との関係を、それぞれ
副バーナの設置位置およびTSC（アフタエア量を
理論空気量で除して得られる値で、二段燃焼比率
を意味する）について求めた結果を示すものであ
るが、本発明の実施例の場合１４（TSC＝0.4）
では、比較例の場合１１，１２および１３のいず
れよりも大幅に低いNOX濃度を示すことが分る。
なお、前記比較例の内、１１は副バーナを第１図
と同様に設けかつTSC＝０とした場合、１２は
TSC＝0.4とする以外は上記１１の場合と同様な
構成とした場合であり、また、１３はバーナ等を
設置する側壁の対向壁において、従来副バーナと
同一高さ位置に副バーナを設けかつTSC＝0.4と
した場合である。
以上、本発明によれば、副バーナを従来の設置
側壁からこれに対向する側壁へ移設し、かつその
位置を第２段主バーナの設置高さ以下としたこと
により、副バーナで発生する還元性ガスは、第２
段主バーナの設置位置まで上昇する間は第１段主
バーナおよび第２段主バーナの燃焼域で発生する
NOXと良好に接触してこれを充分に還元し、第
２段主バーナの設置位置に達した後はアフタエア
口から供給される空気の直接干渉を受けることが
ないのでNOXを生成することはなく、その結果、
排ガス中のNOXを一段と低滅させることが可能
となる。
側壁からこれに対向する側壁へ移設し、かつその
位置を第２段主バーナの設置高さ以下としたこと
により、副バーナで発生する還元性ガスは、第２
段主バーナの設置位置まで上昇する間は第１段主
バーナおよび第２段主バーナの燃焼域で発生する
NOXと良好に接触してこれを充分に還元し、第
２段主バーナの設置位置に達した後はアフタエア
口から供給される空気の直接干渉を受けることが
ないのでNOXを生成することはなく、その結果、
排ガス中のNOXを一段と低滅させることが可能
となる。
第１図は、従来の燃焼装置を示す側面図、第２
図は、副バーナ近傍の酸素分圧状態を説明する部
分拡大側面図、第３図および第４図は、各バーナ
間距離が排ガス中のNOX濃度に与える影響を説
明する図、第５図は、本発明実施例に係る燃焼装
置の側面図、第６図は、本発明実施例のNOX低
減化効果を比較例とともに示す図である。 ２……前側壁、３……第１段主バーナ、４……
第２段主バーナ、５，５１……副バーナ、６……
アフタエア口、２１……後側壁、１１，１２，１
３……比較例、１４……本発明実施例。
図は、副バーナ近傍の酸素分圧状態を説明する部
分拡大側面図、第３図および第４図は、各バーナ
間距離が排ガス中のNOX濃度に与える影響を説
明する図、第５図は、本発明実施例に係る燃焼装
置の側面図、第６図は、本発明実施例のNOX低
減化効果を比較例とともに示す図である。 ２……前側壁、３……第１段主バーナ、４……
第２段主バーナ、５，５１……副バーナ、６……
アフタエア口、２１……後側壁、１１，１２，１
３……比較例、１４……本発明実施例。
Claims (1)
- １ 一方の側壁に下方から上方へ向けて順次第１
段バーナ、第２段主バーナ、アフタエア口を備え
た燃焼装置において、副バーナを上記側壁の対向
側壁に設け、かつその位置を第２段主バーナの設
置高さ以下としたことを特徴とする低窒素酸化物
燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16315782A JPH0227562B2 (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | Teichitsusosankabutsunenshosochi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16315782A JPH0227562B2 (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | Teichitsusosankabutsunenshosochi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956008A JPS5956008A (ja) | 1984-03-31 |
| JPH0227562B2 true JPH0227562B2 (ja) | 1990-06-18 |
Family
ID=15768307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16315782A Expired - Lifetime JPH0227562B2 (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | Teichitsusosankabutsunenshosochi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0227562B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100593671C (zh) | 2007-12-28 | 2010-03-10 | 上海电力学院 | 燃煤锅炉分级再燃时降低烟气中单质汞、氮氧化物排放的方法 |
-
1982
- 1982-09-21 JP JP16315782A patent/JPH0227562B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5956008A (ja) | 1984-03-31 |
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