JPH03217216A - 燃焼工程の排ガス流中の酸化窒素の濃度低減のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、燃焼工程の排ガス流における酸化窒素の濃
度低減のための方法に関するものであり、それによって
排ガス流へ処理媒体が導入され、追加的、強制的に発生
させた乱流、ならびに濃縮および、引続き膨張および安
定排ガス流が、支配下に置かれる。この発明は、この力
法の実施のための装置に関したものである。

〔従来の技術〕

燃焼工程の排ガス流における酸化窒素濃度の低減に関し
ては、よく知られた種々の化学薬品がある。例えば燃焼
装置の排ガス流へ、アンモニア、塩化アンモニウム、尿
素、石灰窒素が導入されている。これらのすべての方法
により、これまで、所定の温度範囲内における化学薬品
の導入に注目が置かれていた。

これに関して、使用可能な結果に到達するために、より
多くの位置で化学薬品が採用されていた。そこでは、化
学溶液、あるいは化学懸濁液の合成と濃度が、さまざま
な採用範囲内に支配的な温度条件へと同調されていた。

採用された化学薬品の良い配分を達成するために、多数
の導入位置ならびに導入ノズルを配慮していた。これら
の措置は、構造的な浪費であるばかりでなく、また、大
きな制御技術上の浪費の結果となっている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の方法において、それは、ＤＥ３５　１０６６９Ａ
１からよく知られて、いる。記述された条件の改良のた
めに、先ず断面において、円形状の発生室における煙道
ガスの接線状の発生によって、回転形状の流れが惹起さ
れており、内部で確実に乱流が提示されている。この室
に、ベンチュリ装置が接続されており、そのＫＯｎｆｕ
ｓｏｒ　（濃縮器）の中で煙道ガスは濃縮され、そして
垂直に上向きに加速されている。

ベンチュリ装置の頚部を通して形成される最高の加速と
、濃縮の位置で処理媒体が導入され、その上でそれに引
続いて拡散器の中で、混合気が膨張し、そのあとで上方
に向う管状縦穴の方へ導かれ、、その中で本来の反応が
発生する。この濃縮と上方への加速によって、スパイラ
ル状の流れが分散され、ほゾ一様な流れへと導かれる。

それ故になお媒体導入前の確実な乱流発生は、期待通り
の量において最早や作用していない。その濃縮ゾーンは
、非常に短いので，協定通りの安定した流の中で、最初
にスタートとした反応は全く生じない。このよく知られ
た処理法は、炉に無関係な装置の中で行われているので
、追加的な構造上の措置が特に煙道ガス処理に対して必
要である。

この発明の目的は、一方では構造上および制御技術上の
措置を低滅させ、また他方では、酸化窒素の濃度低減を
更に推進することにある。

この目的は、請求項Ｉに記載された方法手段によって解
決される。

この発明によると、直接的に更に上述の既知の方法とは
対照的に、濃縮前および乱流発生前の排ガス中へ処理媒
体が導入される。

比較のために、これに対して、既知の方法の中では先ず
ある適度の乱流が造出され、それは次に更に再び高めら
れ、その際非常に短い濃縮ゾーンの中へ処理媒体が運び
こまれ、そのために反応は先ず安定した排ガス流の中で
行われた。この発明により、酸化窒素の濃度低減は改良
された反応を通して高められる。

これに加えて、一方では処理媒体が濃縮前に排ガス流の
中へ導入される事実を有する。排ガス流の濃縮によって
、気体容積に関して化学薬品により影響を受ける分子の
密度がより高くなり、それにより影響を受ける分子上へ
導入された化学薬品の作用の確率が、より大きくなって
くる。この領域の中で既に処理媒体と排ガス流間での反
応が行われ、そしてなお次に本質的な乱流の増強でもっ
て実施される膨張によって高められる。それ故に、排ガ
ス流の中での強い乱流の発生が特別に大きな構造上の措
置を必要とせず、これは更に下記で詳しく説明されるよ
うに、この特許に基いて導入位置ならびに導入ノズル数
およびそれによって結合された上記に説明した措置が、
低減されている。

濃縮の領域内で、処理媒体と煙道ガスとの間の接触を増
加させるために、この発明の形成の中で側面加速の濃縮
によって、排ガス流か支配下に置かれており、そのため
にこれによって両媒体の強力な混合を生ずることが可能
である。

排ガス流の濃縮は、好都合な方法において、それの絞り
ならびに狭窄によって、特別簡単な方法で達成される。

ある高乱流を達成するための特別に好都合な措置は、こ
の発明に従うと乱流が排ガス流全体の２つの方向変換に
よって、発生ゾーンから出発して膨張ゾーンに至るまで
呼び起されること、第２の方向変換前に排ガス流の濃縮
が行われること、および処理媒体の導入が第２の方向変
換前に行われるということの中に存在する。排ガス流の
方向変換は、燃焼室ならびに排ガス煙道のそれに応じた
形成によって簡単な方法で達成されるので、特別に強力
な乱流の達成措置はきわめて減少する。

しかしまた排ガス流への追加ガスの導入による乱流を発
生させることも可能である。

更に簡単な手段でもって、排ガスの流路内の構成要素に
よって乱流を発生することが可能である。

もしも更にこの発明の形態の中で水溶液中の処理媒体が
、一成分系ノズルによって導入されるならば、それによ
る処理媒体の導入に対するエネルギ消費は、２成分系ノ
ズルを用いた処理媒体の導入に対して低下する。そこで
は追加的な搬送および撒布媒体の必要がないので、その
用意に対しては対応するエネルギ措置を必要とする。

処理媒体の作用を、減少していく分子上で高めるために
、もしも排ガス流中の処理媒体が水滴のような大きさで
導入されるならば、溶剤ならびに搬送媒体の爆発的気化
を可能にすることが好都合である。

装置すなわちこの方法の実施における燃焼装置は、燃焼
材供給とクリンカー放出を有する燃焼格子上で上方に向
う煙道と排ガス流に対する反転室および、下方に向う排
ガス煙道を有し、上向きの排ガス煙道は３つの部分に下
位分割され、それによってクリンカー除去に向う境界壁
が、最初の部分では垂直線ではじまってクリンカー放出
の方に傾斜し、第２部分では、本質的に垂直線で実施さ
れており、そして、第３部分では垂直線からはじまって
燃焼材供給の方へ傾斜し、第１部分の断面は、第２部分
の方向へやや拡大されており、また第３部分の断面は、
第２部分の断面に対して強く狭められており、また第３
部分の領域内では、処理媒体の導入に対する噴霧ノズル
が配置されているという特徴をもっている。

この簡単な構造によって、燃焼格子にはじまり、下方に
向う排ガス煙道に至るまで、本質的にはＳ字状の排ガス
流の流れ過程が達成されており、それによって排ガス煙
道の下方領域における方向変換が、反転室内で降下する
よりも、更に格段に弱まる結果となる。排ガス煙道の第
３部分の強力な狭窄との結合の中で、方向反転により強
力な乱流と、排ガス流の強力な混合およびそれと共に、
化学薬品の作用に対する好都合なκ１提条件が、酸化窒
素上に造出されている。

もしも前記の壁すなわち排ガス煙道の燃焼材供給に向う
壁が、建設の簡素化のために垂直線で実施されるならば
、この発明の引続く形成の中で排ガス煙道の第１部分の
入口に、少くとも１つのバイパス用空気の吹出し開口を
、燃焼材供給に向う境界壁の方に向って計画することを
推奨する。

それによって、本質的に排ガス流のＳ字状流れ過程が支
援される。

この発明は図面に示された実施例に基いて、ある燃焼装
置が更に詳しく説明されており、それは添付の各図の中
で示されている。

第１図には、かなり簡略化した形でこの発明の燃焼装置
１の断面が示されており、それは、供給ホッパ−２、供
給台３およびその上であちらこちらへ移動可能な供給プ
ランジャ４を包含している。供給プランジャ４により、
燃焼材、例えば下方から燃焼空気と共に供給されるくず
が、燃焼格子上へ装入され、その空気は格子上へ送風機
６を用いて供給管７を越えて補給される。

８で示される燃焼材の燃焼は、同時にそれ自体が低減す
べき酸化窒素の発生域である格子５の上で行なわれ、ほ
Ｓ′格子長さの半分に亘って広がっている。燃焼格子の
残りの部分は、クリンカーの冷却用に使用され、燃焼格
子の末端ではクリンカー放出部９へと降下している。

燃焼格子５は燃焼材供給からはじまってクリンカー放出
部９の方向に傾斜しており、そして優先的に逆供給格子
として設計されている。

燃焼格子５の燃焼域に亘って、排ガス煙道１０が上向き
に延長されており、それは反転室１１の中へ流れこみ、
そこで下方に向う排ガス煙道１２と接続している。この
排ガス煙道に再び上方に向う排ガス煙道ｌ３が接続し、
そこでは強力な反転に基いて、最も粗いちりが下方に向
って格子上へ送付されてくる。

第１上向煙道１０は、その下方領域で燃焼によって生ず
る火焔を受け入れ、同時に燃焼室として役立っており、
また本質的に、３つの部分＋４．　１５．　１６に下位
区分されていて、線１７，１８．　１９で境界が設けら
れている。燃焼材供給ｌに向う排ガス煙道の境界壁は２
０で示され、また後方のクリンカー放出部９に向う境界
壁は２】で示されている。

排ガス煙道の後方境界壁は、排ガス煙道の第１部分１４
の中で２２でもって示され、垂直線ではじまってクリン
カー放出部９の方向に向って傾斜し、それ故に第１部分
１４の断面拡大は、第２部分Ｉ５の方向に向って生じて
いる。

第２部分１５は、本質的に平行な壁によって境界が設け
られているが、一方第３部分１６の後壁は２３で示され
、比較的強く垂直線から燃焼材供給１の方向に向って傾
斜し、それ故に、第３部分１６の断面の狭窄は次第に強
まっている。第３部分１６の断而は第２部分１５の断面
に比べて狭められている。これによって排ガス流の強力
な濃縮か生じている。後方の境界壁２３の端部は、反転
室ｌ１の中に突入している。

この排ガス流はそこで鋭いカーブで境界壁２３の角２６
４のまわ９ノで回転し、そして下方に向う煙道１２に入
る。それ故に、後方境界壁２３は同時にまた下方に向う
排ガス煙道１２のための境界壁でもあり、これはそのも
っと下部よりも更に上部において、排ガス煙道ｌ２の上
部領域が上方に向う排ガス煙道の第３部分１６の領域よ
りも断面か大きい。これによって角２４に沿った流れは
、排ガス流の膨張と安定に入る。

上記の建設上の形状に基いて、本質的に排ガス流のＳ字
状の流れ過程は、燃焼格子からはじまって下方に向けら
れた排ガス煙道１２の方に至るまでとなり、そこではそ
の流れは、破線で描かれた線２５を通って示されている
。

そこでは排ガス流のこのＳ字状過程に基いて、２つの方
向変換が支配下におかれており、第■の方向変換は、第
１＠分１４から第２部分１５への移行によって生じてお
り、一方第２の方向変換は既に第３部分１６の中で開始
され、そして次に鋭いカーブで反転室ｌ１の中に続いて
いる。この流れの過程は、それ故に上部領域よりも、更
に少い方向変換の下方領域の中で支配下に置かれている
。

第３部分１６の下方領域において、排ガス流の濃縮は傾
斜した境界壁２３によって生じて噴霧ノズル２６が配置
され、それによって水溶液ならびに懸濁液の中に存在す
る化学薬品が、排ガス煙道へ微細に分散した形状で撒布
され、１成分系ノズルとして噴霧ノズルが優先的に設計
されている。ノズルによって作用された水溶性化学薬品
溶液ならびに懸濁液が、爆発的な水の気化へと導かれ、
そのために直接的に噴霧の後で導入された化学薬品が、
より速やかな形で煙道ガス中に存在する。既に前述した
ように、アンモニア、塩化アンモニウム、尿素あるいは
、石灰窒素は、一酸化窒素の低鍼を招来するために、水
溶液ならびに懸濁液の中で噴霧可能である。第３部分１
６の中で起された方向変換に基いて、排ガス流の強力な
濃縮と、角２４のまわりの非常にはげしい方向変換か結
合して、排ガス流に特別に強い乱流が押込まれ、その中
で一酸化窒素減少のための条件が良好となり、その際部
分１６の中で濃縮によって、ガス容積に関連して影響を
受ける分子の密度が、その他の排ガス流よりも大きくな
り、同時に一酸化窒素の低減に対する条件の改善へと導
かれる。部分１５において流路２５のカーブ形成過程に
基いて、ガス分子は境界壁２３の方向に向って加速され
、加速に対してこの境界壁２３によって招来された方向
変換と結合して、ガスの小部分は反対方向へと導かれ、
それによって強力に導入された化学薬品のガス分子の混
合か招来される。ガス流の濃縮およひ特別に強力な乱流
の造出は、これまでに通常の方法によって可能であった
ものよりも、なお一層強力に排ガス流中の酸化窒素含有
量の濃縮へと導いている。

排ガス流を直接的に燃焼格子５上で所望の方向へすなわ
ち境界壁２１の方向に向って導くために、ｉ？ｊ述の境
界壁２０の最下端で吹き出しノズル２７かバイパス空気
として計画されており、これによって境界壁２０は簡単
な垂直線境界壁として実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の縦断正面図である。 １・・・燃焼装置 １０・・・排ガス煙道 １５・・・第２部分 ２０・・境　界　壁 ２７・・・吹き出しノズル ９・・・クリンカー放出部 １４・・第１部分 １６・・・第３部分 ２１・・・後方境界壁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃焼工程の排ガス流中の酸化窒素濃度低減方法であ
   って、その中で、処理媒体が排ガス流中へ導入され、ま
   た付加的に強制的に造出した乱流、ならびに濃縮および
   それに続く膨張および安定排ガス流が支配下に置かれて
   おり、それによって排ガス流が、まず最初に濃縮され、
   処理媒体が直接的に濃縮前に排ガス流中へ導入され、ま
   た最高度の乱流の発生が既に処理媒体でもって載荷され
   た排ガス流の濃縮のあとで、はじめて同時にはじまる膨
   張によって造出されることを特徴とする酸化窒素濃度低
   減方法。 ２、請求項１による方法であって、それにより、排ガス
   流が、側面加速の濃縮によって支配下に置かれているこ
   とを特徴とする。 ３、請求項１あるいは２による方法であって、それによ
   り排ガス流の濃縮がそれの絞りこみ、ならびに狭窄によ
   って達成されていることを特徴とする。 ４、請求項１ないし３のいずれか１つによる方法であっ
   て、全体排ガス流の２つの方向変換によって、乱流が発
   生ゾーンからはじまって、膨張ゾーンへまで招来されて
   おり、排ガス流の濃縮が第２の方向変換の前で生じ、ま
   た処理媒体の導入が第２の方向変換前に実施されること
   を特徴とする。 ５、請求項１ないし３のいずれか１項による方法であっ
   て、それにより乱流が排ガス流に対して、補助（ブース
   ター）ガスの導入によって造出されることを特徴とする
   。 ６、請求項１ないし５のいずれか１項による方法であっ
   て、それにより乱流が排ガス流の流路内部に建造された
   ものによって造出されていることを特徴とする。 ７、請求項１ないし６のいずれか１項による方法であっ
   て、それにより一成分系ノズルを用いて水溶液中の処理
   媒体が導入されることを特徴とする。 ８、請求項１ないし７のいずれか１項による方法であっ
   て、それにより排ガス流への処理媒体が水滴のような大
   きさで導入され、溶媒ならびに搬送媒体の爆発的な気化
   が可能となることを特徴とする。 ９、燃焼工程の排ガス中の酸化窒素濃度低減装置であっ
   て、燃焼格子上に燃焼材供給とクリンカー放出をもって
   配置され、上向きに方向付けられた排ガス煙道、排ガス
   流に対する反転室および下方に方向づけられた排ガス煙
   道を有し、それにより上昇する排ガス煙道が３部分（１
   ４）（１５）（１６）に下位区分され、そこではクリン
   カー放出（９）に向う境界壁（２１）が、第１部分（１
   ４）の中で垂直線からはじまってクリンカー（９）の方
   向に向って傾斜し、第２部分（１５）の中では垂直に施
   工され、そして第３部分の中では、垂直線からはじまっ
   て燃焼材供給（１）の方向に向って傾斜し、第１部分（
   １４）の断面が、第２部分（１５）の方向に向ってやゝ
   拡大され、また第３部分（１６）の断面が、第２部分（
   １５）の断面に対して強く狭められており、また第３部
   分（１６）の下方領域において、処理媒体の導入に対す
   る噴霧ノズルが配置されていることを特徴とする窒素濃
   度低減装置。 １０、請求項９による装置であって、それにより排ガス
   煙道（１０）の第１部分（１４）の入口で、燃焼材供給
   （１）に向う境界壁（２０）に、少くとも１箇のバイパ
   ス用空気の吹き出し開口（２７）が計画されていること
   を特徴とする。