JPH03502963A - 燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄酸化物の含有量を減少させる反応装置 - 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】 燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄酸化物の含有量を減少させる反応装置 技術分野 本発明は、燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄酸化物の含有量を減少させる反応装置 に関し、この反応装置は、燃焼室と共にまたは燃焼室の後に連結させるあと燃焼 室を有する。

本発明による燃焼装置は、添付の請求の範囲に述べられた型式であり、特徴を有 している。

背景技術 液体と固体燃料の燃焼の主要な問題は、煙道ガスに存在する硫黄酸化物と窒素酸 化物の含有量である。従って、この酸素含有量を減らすために、煙道ガスの浄化 によりおよび排ガスの触媒処理により多くの企てが為された。

本発明は、適当な酸化と温度条件が燃焼室と煙突の間の通路に広がっているよう に確保すれば、窒素酸化物と硫黄酸化物の含有量を相当に減らすことができると いう洞察に基づいている。

スウェーデン特許第７８０４７６１−０　（ＳＥ−Ｂ−４１３，１５８）号明細 書には、ガス状または粒子の可燃性材料と燃焼空気の混合物の燃焼装置が開示さ れている。この装置は、放出される燃焼ガスが煤煙、−酸化炭素および炭化水素 残留物の実質的にないような完全な仕方で、炭素または炭素化合物を含む種々の ガス状または粒子状材料を燃焼させるために用いられる。しかしながら、その特 許明細書には、その装置を、燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄酸化物の含有量を減 少させるため使用できることが記載されていない。

ＵＳ−Ａ−４，４８１，８８９には、不純ガスをバーナを通じてアフタバーナに 導き、アフタバーナで排ガスが燃焼ガスと確実に混合されることにより完全燃焼 される、煙道ガスをあと燃えさせる方法が開示されている。

ＤＥ−Ａ−３，０１４，５９０には、油たきまたはガスだきの、ファン付きバー ナのための予燃焼室が開示されている。この予燃焼室は、発生した火炎を何形し 、かつ火炎が燃焼室に入る前に遅らせるのに役立つ。従って、この装置はバーナ と燃焼室の間の媒介物として役立つが、燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄酸化物の 含有量を減少させるための反応装置としては役立たない。

図面の簡単な説明 さて、以下、本発明による装置の二つの実施例を示す付図を参照して本発明をよ り詳細に述べる。

第１図は本発明による反応装置の実施例を概略的に示す垂直断面であり、第２図 は第１図の線■−■に沿って他の実施例を用いた焼却設備を概略的に示す垂直断 面であり、そして第４図は本発明による反応装置のなお他の実施例を示す。

発明を実施するための最良の形態 第１図に示した配置は、燃焼ガス中の窒素酸化物と硫黄酸化物の含有量を減少さ せるための反応装置を有する。

この反応装置は、はぼ垂直な、大体円筒状の外殻１１およびこれと関連したドー ム状の出口端部１２を有するケーシングまたは壁１０を有する。ドーム状出口端 部は中心の出口開口１３を有する。外殻１１の反対端部は入口端部１４を形成す る。ケーシング１０内には、出口端部１３の方に向けられた頂点を有する円錐状 仕切り１５が設けられ、この円錐状仕切りは、仕切り１５とケーシング１０の間 に環状の間隙１７を区画するように支持部材１６に取り付けられている。環状間 隙の代わりに、ケーシング１０の上部と下部の間の連結は、前述した５Ｅ−Ｂ− ４１３，１５８号明細書に適当に開示されているように、仕切りの外周を周って 分配された少なくとも二つの縁凹部の形でもよい。反応装置の底部には、排ガス を燃焼室（図示省略）から反応装置へ導く入口じょうご状部１８が設けられてい るので、排ガスが適当な高速度で導かれて仕切り１５の円錐状内側へ向けられる 。ケーシング１０の周りには、別のケーシングまたは壁２０が設けられており、 この壁はケーシング１０とほぼ同じ形状を有するが、ケーシング１０と２０の間 に間隙２１を区画するようにより大きな方法を有する。ケーシング１０は、ケー シング２０に偏心して配置されている。ケーシング２０は熱絶縁材料からなるが 、そのような材料により取り囲むこともできる。図示の実施例では、外側の熱絶 縁体２２がケーシング２０のために使われている。二つのケーシングの間の間隙 ２１は、出口管２４、例えば煙突に連結された環状の収集箱２３に底部で連結さ れている。

二つのケーシングの間の間隙２１には、二次空気を予熱するための熱交換器（よ り詳細には示していない）を設けることができる。第１図による実施例では、し かしながら、二次空気が、ケーシング２０と外側の熱絶縁体２２の間に形成され た環状空間４０を通って供給される。

予熱された二次空気は、二次空気取り入れ口２５を通って、出口開口１３からい くらか距離を置いた二つのケーシングの間の空間に供給される。

入口ケーシング１０の入口端部１４の下縁と入口じょうご状部１８の間に、あと 燃焼室１０で分離されたまたはそこで燃焼中形成された灰粒子の分離のための環 状間隙１９が区画されている。

第１図と第２図による配置を用いるときに、燃焼室からの排ガスを最大速度２■ ／Ｓで入口じょうご状部１８に到着させるのが有利である。入口じょうご状部の 円錐形状により、ガス速度が増加されて、ガスが円錐状仕切り１５の内側の方へ 向けられる。円錐状仕切りの下の空間に激しい乱流が起こる結果として、残余の 一酸化炭素が酸化して二酸化炭素になり、この酸化は仕切りの上の空間で続行す る。出口開口１３から、煙道ガスがケーシング１０と２０の間の間隙に入り、そ こで硫黄酸化物と窒素酸化物のあと燃えと処理が、二次空気取り入れ口２５を通 して供給される予熱された二次空気の作用の下に行われるが、二次空気は約７０ ０℃の温度に加熱されるのが好ましい。偏心配置により、激しい混合が、煙道ガ スの膨張と交互する圧縮と同様に達成され、煙道ガスは、約９００℃の温度で出 口管または煙突２４へ通って出る前に収集箱２３へ下方に螺旋状に移動している 。

本発明の装置の原理は、ガス相における制御された低い部分圧力で全ての炭化水 素材料を最終的に酸化する理想的な乱流が熱い触媒接触面との十分な接触時間を 達成する実験に基づいている。熱い接触面は、初めに仕切り１５の材料からなる 。このくぼんだ仕切りの後には、例えば燃焼ガス中の硫黄含有量を減らす過程の 間−酸化炭素の必要な発生を得るために減少する大気中に比較的ゆっくりした乱 流がある。化学量論的燃焼中および次の公式に従って、硫黄が、冷却中昇華され た硫黄小滴として９０％以上も沈殿する。あと燃焼室は垂直に取り付けられてい るので、昇華した硫黄が他の粒子と共に、入口じょうご状部１８と入口端部１４ の間の間隙を通って灰床へ自動的に進む。

あと燃焼室が大規模の設備で使用されるときに、公式２式％ 過度の化学量論的燃焼を有する設備には、公式ＣＯ＋ＯＣＯ＋ＣＯ２および Ｓｏ　　＋ＣＯ＋Ｈ２０，Ｈ２Ｓ＋ＣＯおよびＳＯ２＋Ｈ２Ｓ７Ｓ＋Ｈ２０が当 てはまる。

あと燃焼室に入るガスが９００℃の温度と多くて２ｉ／ｓの流速を有する場合に 、触媒作用面が円錐状仕切り１５の上におよび燃焼ガスに影響を与える他の接触 面の上に存在するときに実質的に煤煙や粒子のない排ガスを得ることができる。

燃焼室に関連する種々の公式は、次のことから出て来る。

第３図に示した本発明による装置は、第１図の装置と実質的に同じ設計を有する 。第３図の装置は、スウェーデン特許第７８０４７６１−０　（ＳＥ−Ｂ−４１ ３゜１５８）号明細書に開示された型式の焼却設備と共に示されている。この配 置は前記した特許明細書により詳細に述べられている。第３図の装置は、全体的 に３０で示しである。この焼却装置の後に、有害な廃物または固体燃料を例えば 燃焼させることができる別の燃焼室３１がある。この燃焼室または炉３１から、 燃焼ガスが間隙３２を通って入口じょうご状部１８間で流れ、そして本発明によ るあと燃焼室の中に入る。間隙３２は、焼却装置３０と熱絶縁炉壁３３の間に形 成されている。炉壁３３により区画された空間の下端に、灰出口３４がある。第 ３図のあと燃焼室または反応装置の主要構成は第１図に示されているので、均等 な部品には同じ参照数字を付けである。第３図に示した実施例では、仕切り１５ が円筒状外殻面１１の内側まで延びており、そして外殻面に隣接して仕切り１５ を通って斜めに延びる縁凹部が設けられていることにより、仕切りの下の区間と 仕切りの上の空間の間の通路は、煙道ガスが仕切り１５の上の室に入るときに螺 旋運動を与える。

第４図は、本発明による反応装置の別の実施例を示す。

対応する部品には同じ参照数字を付けである。第１図と第４図の実施例の間の本 質的な差異は、二次空気を二次空気取り入れ口４５を通して供給する方法である 。この実施例では、二次空気取り入れ口４５は、二つの円錐状壁４０．４１の間 の間隙からなる。この間隙には、適当な仕方で予熱された二次空気が供給される 。空気が間隙４５を通って吹き込まれるか、または入口じょうご状部１８を通っ て反応装置に入る排ガスにより発生した排出器効果の結果として間隙４５を通っ て吸い込まれる。

第４図の実施例では、円錐形仕切り１５が、前述した５Ｅ−Ｂ−４１３，１５８ に示された仕方で記載されており、すなわち、仕切りの円周を周って分配されか つそこを通って斜めに延びている縁凹部で形成された少なくとも二つの貫通路１ ７が設けられていて、煙道ガスが入口室と出口室の間を通るときに煙道ガスに乱 流効果を与える。

本発明による反応装置は、流動化された燃料床で作用する焼却設備でも有利に使 用できる。

油、ガス　　　　　酸素　　　　　　二酸化炭素　　水蒸気水素ガス　　　　　 酸素　　　　　水蒸気２ＣＯ＋５Ｏ−８＋２ＣＯ２ 余分のＯおよびＨ２Ｏとの上記に代わる反応ｃ＋ｏ　　＝→ＣＯ＋ＣＯＳｏ　　 ＋ＣＯ＋ＨＯシ品ＨＳ＋Ｃ０２Ｓｏ　＋ＨＳ−”Ｓ＋Ｈ２０ 工 ■ 国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．燃焼室と共にまたは燃焼室の後に連結されるあと燃焼室を備えた、燃焼ガス 中の窒素酸化物と硫黄酸化物の含有量を減少させる反応装置において、反応装置 は、燃焼室に連結された入口端部（１８）と、ほぼドーム状でありかつ中心ので 出口開口（１３）を有する反対側の出口端部（１２）とを有するほぼ垂直の、ほ ぼ円筒状の外殻（１１）をもったケーシング（１０）を有し、さらに前記ケーシ ング（１０）には、貫通路（１７）を備えていてかつケーシングの内部を入口室 と出口室に分割する仕切り（１５）が設げられ、前記仕切り（１５）の中心部分 は円錐形外殻として設計され、その外側が前記出口室に面しかつその内側が前記 入口室に面しており、仕切り（１５）の貫通路（１７）は仕切りと円筒状外殻（ １１）の間の間隙（１７）の形をしているか、または仕切りの外周を周って分配 された少なくとも二つの縁凹部の形をしており、さらに前記反応装置は、前記ケ ーシング（１０）を囲んでいてかつケーシングから間隔を置いた熱絶縁壁（２０ ）と、出口室の中心出口開口（１３）から間隔を置いて前記熱絶縁壁（２０）と 前記ケーシング（１０）の間の空間（２１）に開口するかまたはケーシング（１ ０）の入口室に開口する二次空気取り入れ口（２５，４５）とを有し、ケーシン グ（１０）と熱絶縁壁（２０）の間の空間（２１）がケーシング（１０）の入口 端の範囲で出口管（２４）に連結され、燃焼室と反応装置の入口室の間の連結が 、入口室に突出する円錐状に先細になる入口じょうご状筒（１８）の形をしてお り、環状間隙が灰粒子を分離するために前記入口じょうご状筒とケーシング（１ ０）の入口端（１４）との間に区画されていることを特徴とする反応装置。
2. ２．仕切り（１５）の縁凹部が、前記円筒状外殻に隣接する仕切りを通って斜め に延びていることを特徴とする、請求の範囲１に記載された反応装置。
3. ３．円筒状外殻（１１）、ドーム状出口端部（１２）および仕切り（１５）のう ちの少なくとも一つが、炭素と炭素化合物の酸化の触媒作用をする能力を有する 材料を含むことを特徴とする、請求の範囲１または２に記載の装置。
4. ４．二次空気ヒータ（４０）が、二次空気取り入れロへ供給される二次空気を予 熱するために設けられていることを特徴とする、請求の範囲１乃至３のうちのい ずれか一つに記載された反応装置。
5. ５．二次空気取り入れ口（４５）が、入口室の円錐形に先細になる入口じょうご 状筒（１８）の口部で開口することを特徴とする、請求の範囲１乃至４のうちの いずれか一つに記載された反応装置。