JPS5924105A - 脱硝燃焼装置 - 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】 本発明は脱硝燃焼装置に関し、特に二段燃焼、炉内脱硝
燃焼等の窒素酸化物（ＮＯ，）低減対策を施したボイラ
等の燃焼装置に関するものである。

従来、排ガス中のＮＯ工な低減するために、第１図に示
すように、前壁６および後壁７に対向する多段バーナ３
を備え、かつその上部にエアポート４を備えたボイラ装
＃１が知られている。なお、図中２は風箱、５は火炉で
ある。このような装置において、各段バーナＡ、Ｂ、Ｃ
およびアフターエアボー）（Ｄ段）の燃料または空気は
、第２図ないし第５図（平面図）の矢印に示すように炉
内に供給される。また各段バーナの火炎の安定化と混合
の促進という面から、旋回式（サーキュラ）エアレジス
タを用いて、バーナ部およびエアポートの空気に旋回を
与えることが行われている。この場合、第６図に示すよ
うに旋回を持つ空気流９は、下方からの上昇ガス流１０
との相互作用により、Ｋ、Ｌｔｔａ　−ＪｏＬＬｌｏ；
ｓｋｉの法則に従って水平力１１が与えられ、火炎や空
気流が湾曲することが確められている。

上記多段燃焼法において、良好な脱硝燃焼を行なうこと
は可能であるが、上記のような火炎または空気流の湾曲
現象等により火炉の両側壁で燃焼用空気の不足部分を生
じ、多量の一酸化炭素を生じるという問題がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点、すなわち二
段燃焼、炉内脱硝燃焼等の低Ｎｏ工燃焼を行なう際に問
題となる火炉側壁近傍の高濃度ＣＯを、ＮＯ，＠度を増
加させることなく低減することができる燃焼装置を提供
することにある。

上記目的を達成するため、本発明者らは、各段バーナの
火炎に旋回流を与えて燃焼させた場合の燃焼状態および
ＣＯの発生状況について種々の検討を行なった。すなわ
ち、第７図および第８図は、エアレジスタによって空気
流に右旋回を与えた場合の火炎および第２段空気流の平
面形状を示したものである。第７図のバーナ域において
は、両側壁８に向う端部の２つの火炎を除く全ての火炎
は、向い側および両側の火炎（空気含む）との混合が促
進されるため、未燃分（主にＣＯ）の発生は比較的低く
抑えられるが、両側壁８へ向う２つの火炎は、炉内にお
いて燃焼用空気不足と混合不良によって比較的多量のＣ
Ｏを発生していることが分った。この結果、第７図の両
側壁近傍に高ＣＯ領域が存在し、また上部のエアポート
では、第８図の両側壁近傍１３への第２段空気の供給が
少なく、またその混合も十分でないために、バーナゾー
ンで発生した高濃度ＣＯは十分に酸化されず、この領域
での００分布を残したまま冷却域（ボイラのコイル部）
Ｋ突入し、それ以後はほとんど酸化されずに節炭器出口
まで層流状態で流れるので、火炉出口とほとんど同じ０
０分布が保たれ、全体として高いＣＯレベルとなってい
ることが分った。

第９図は、前述のように各バーナの直上部にエアポート
を持ち、空気の旋回方向はバーナおよびエアポート共同
−右旋回とした実機ボイラにおいて、節炭器出口ダクト
の００分布（図中の数字はｐＩ′ｎ）を測定した結果を
示すものであるが両側壁近傍で高いＣＯ濃度を示してい
る。

本発明は、上記知見に基いてなされたもので、前壁およ
び後壁に対向するバーナおよびその上部にエアポートを
備えた燃焼装置において、上記エアポートを備えた燃焼
装置において、上記エアポートの端部よりさらに側壁近
傍に補助エアポートを設け、該補助エアポートの空気供
給口を側壁に向けて配置したことを特徴とする。典型的
には、・ｋ発明は、エアポートの両端よりさらに側壁近
傍に、油と同口径または他より小口径の４つの補助エア
ポートを設け、かつその空気の旋回方向が側壁方向へ曲
るようにノズルを配置して側壁近傍への空気の供給と混
合を改善したものである。

以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。

第１０図は、本発明の＝実施例を示す火炉バーナ部の断
面図、第１１図は、その直上部のエアポート部の断面図
である。この装置は、従来の火炉のバーナ部Ａ、Ｂ、Ｃ
段上部、火炉前後壁のバーナ直上部に、２段空気注入口
（エアポート）４を設けたものにおいて、エアポート４
０両外側と火炉両側壁８の間に更に４個の補助エアポー
ト１４．１５を配し、これらの口径をエアポート４０口
径と同一またはこれより小さくし、かつ、２段空気注入
口旋回流を与え得るエアレジスタ構造とすることによっ
て、注入空気に任意の旋回を与えて、下方から上昇して
来る燃焼ガス流との相互作用により両側壁側へ注入空気
流の方向を曲げて側壁近傍への空気の供給と混合を改善
する１≠４５力ｉ分半肴箋、すなわち、各バーナ３には
エアレジスタが装備され、空気の旋回方向が全て右向き
になるように調整される。またこれらのバーナの直上部
のエアポート４も同じ空気の旋回方向になるように調整
される。本発明においては、さらに両側壁８側のエアポ
ートの側壁近傍に補助エアポート（以下、追加エアポー
トということがある）１４．１５が設げられ、その一方
のエアポート１５のみに対向する他のエアポート１４と
逆の左旋回を与えて追加エアポートの空気流は全て側壁
８側へ曲進するように構成されている。

第１２図は、追加エアポートロ径とエアレジスタ開度が
ＣＯ低減率に与える効果を、第１０図および第１１図に
示すようなバーナ及びエアポートの配置と旋回方向を持
つモデル炉において調べた結果を示すものである。図中
、１６．１７および１８は、それぞれエアレジスタ開度
３０，５０および１００％の場合のＣＯ低減率を示す。

この結果から、全てのエアレジスタ開度において、（追
加エアポート１４．１５０口径）／（従来ノエアポート
４０口径）が１以下で良好なＣＯ低減率が得られること
が分る。このとき、炉出ロＮｏ工濃度は８０〜８３泗と
ほとんど変化がなかった。従って、追加エアポート１４
．１５０口径は、従来のエアポート４０口径と同一また
はそれより小さいときにその機能を最も発揮することが
できるといえる。また、エアレジスタ開度については、
５０チ近辺にＣＯ低減率最高を示す最適値が存在するが
、実機においては、状況に合せて調節することができる
。

上記実施例によ−れば、火炉側壁近傍に他のエアポート
と同一またはこれより小さな口径の、追加エアポートを
設け、かつエアレジスタによる旋回方向に工夫を施して
、これらの追加エアポートからの空気は全て側壁方向に
供給し、また混合の促進を図ることによって、ＮＯニレ
ベルを変えることなく、Ｃｏ（未燃分）レベルを低減す
ることができる。

以上、本発明によれば、従来ＣＯ濃度が高かった火炉側
壁近傍へ積極的な空気の供給が行われ、かつ混合が促進
されることによってこの部分の高レベルのＣＯが抑制さ
れ、ＮＯ工のレベルには影響を与えずに全体として排出
ＣＯ濃度を従来の方法に比べて例えば約５０チ以上に低
減することができる。なお、本発明装置は、従来装置と
同様に製造することができ、また現在の装置を改造する
場合も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の多段バーナを備えた燃焼装置（ボイラ
装置）の断面図、第２図、第３図、第４図および第５図
は、第１段の燃焼装置における各段の燃料または空気の
供給方向を示す平面断面図、第６図は、上記燃焼装置に
おけるガス流の状態を示す平面図、第７図および第８図
は、それぞれ従来の燃焼状態を示す平面図、第９図は、
ボイラ装置の節炭器出口のＣｏ濃度分布を示す断面図、
第１０図および第１１図は、それぞれ本発明の一実施例
における燃焼装置のバーナ部およびエアポート部の断面
図、第１２図は、本発明の効果の一例を説明するエアポ
ートロ径比とＣＯ低減率との関係を示すグラフである。 １・・・ボイラ装置、２・・・風箱、３・・・バーナ（
部）、４・・・エアポート（部）、５・・・火炉、６・
・・火炉前壁、７・・・火炉後壁、８・・・火炉側壁、
１４．１５・・・補助エアポート。 代理人　弁理士　　川　北　武　長 篇１図　　第２図 第３図　第４図　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前壁および後壁に対向するバーナおよびその上部
   にエアポートを備えた燃焼装置において、ヨＥ妻か１、
   　　　、　　　　、上ｌ己エアポートの端部よりさらに
   側壁近傍に補助エアポートを設け、該補助エアポートσ
   空気供給口を側壁に向けて配置したことを特徴とする脱
   硝燃焼装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、対向する補助エ
   アポートがエアポートの両壁近傍に設けられ、かつその
   空気供給口が相互に逆の旋回方向を与えるように配置さ
   れていることを特徴とする脱硝燃焼装置。