JPS5977209A - 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）を低減するに好適なボイラ装
置に関するものである。

ＮＯ，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った燃焼法
として（１）排ガス再循環法、（２）二段燃焼法および
（３）還元燃焼法（脱硝燃焼法）が知られている。排ガ
ス再循環法は、排ガスを混入することによりＯ３分圧を
低下させた空気を燃焼用ガスとして使用し、緩やかな燃
焼を行うことによりＮＯｘを低減する方法であるが、　
ＮＯｘ低減効果に限界がある。一般に二段燃焼法は、第
１図および第２図に示すような装置を用いて行われる。

この装置は、下戸ｌの前側壁において下方から上方へ向
は順次設けられかつそれぞれ６列からなる下段バーナ３
、中段バーナ４および上段バーナ５と、上段バーナ５の
上方に設けられた前側アフタエアロ６と、火炉１の後側
壁に設けられた後側アフタエアロ７とから主に構成され
ている。なお、上記の各バーナおよびアフタエアロには
、それぞれに対応１７て下段風箱８中段風箱９、上段風
箱１０、前側アフタエア風箱１１および後側アフタエア
風箱１２が設けられており、また２は火炉ｌの下部に設
けられたホッパ口である。

とのような構成の装置において、各段バーナ３．４およ
び５をＮＯ，低減化にとって有利な低空気比（燃料過剰
）に保ちながら第１次の燃焼を行い、次いで該燃焼によ
り生じた未燃分をアフタエアロ６および７から供給され
る空気の存在下で再燃焼させるものであるが、バーナ部
での燃焼反応は緩やかであるためＮＯｘの発生は良好に
抑制される。

次に、還元燃焼法も上記二段燃焼法と同様な装置で行わ
れるが、この方法は多段バーナ内の下流側に燃料大過剰
の燃焼領域を形成し、該領域で発生する還元ラジカルに
より上流側のバーナ部で発生ずるＮＯ，をＮ２に還元し
、一方、未燃分については上記二段燃焼法の場合と同様
にしてアフタエアロから供給される空気の存在下で完全
燃焼させるものである。

このように、従来溶焼法のうちでも特に二段燃焼法と還
元燃焼法が優れた低ＮＯｘ燃焼法といえるが、これらの
燃焼法による場合でも末だ下記の欠点が避けられない。

その１つは、環境規制値を満足する程度才でＮＯｘを低
減することができないことである。他の欠点は、低Ｔ’
ＴＯ，化を一段と進めるにつれて煤じんの発生が増加し
、しかもその際発生する煤じんは電気抵抗値が低いので
、電気集じん機による捕集効率が低下することである。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点をなりシ、排
ガス中の煤じんを増加させることなく、ＮＯ，を一段と
低減できる燃焼装置を提供することにある。

上舵の目的を達成するだめ、本発明は、多段、多列に設
けたバーナとその上方のアフタエアロとを備えた燃焼装
置において、少くとも最−Ｌ段以外の各役向の複数のバ
ーナを、燃料噴出口の両側において燃料噴出量は異るが
その投影噴出方向は略同−線上とされる一対の燃料噴出
流を形成可能な燃料噴出構造とし、かつ該構造のバーナ
を燃料投影噴出方向が交互に水平または（および）垂直
方向となるように配設したことを特徴とする。

本発明に督いて、最上段のバーナは、所望によシそれ以
外の段のバーナと同様な構造および配置とし、特に二段
燃焼法に適用することもできる。

また、最−に段バーナを均一な燃料噴出構造とすること
もできるが、との場合には下方のノ（−すで発生する燃
焼ガスとの混合性が向上するので、これを燃料大過刊下
で使用するととにより還元燃焼法に適用することが可能
となる。

不均一噴出構造とされた各段バーナの配置は、火炉側壁
や火炉下部のホッパ部のような輻射冷却の原因となる部
分に対して燃料噴出量の小さい噴出流が向かうように行
なうことが望ましい。このような構造とすることにより
、−上記燃料噴出流に基づく火炎の温度を上昇させるこ
とができ、これにより過度に未燃物が発生する不利を改
善することが可能となる。一方、火炉中心部の輻射冷却
の原因とはなゆにくり、高温状態となる領域に対１７て
は、燃料噴出邦の大きい噴出流を向けることが望ましい
。すなわち、かくすることにより、上記高温領域で発生
１〜九ＮＯ，の還元を良好に行うことが可能となる。な
お、火炉中心部に分割水冷壁を設けるような場合にも、
前記した）（−す配置の原則を同様に適用することがで
きる。との場合、分割水冷壁とその両側に設けるバーナ
との距離は、バーナから噴出された燃料が該分割水冷壁
に衝突して燃焼不良を生ずることがないように）く−ナ
列間距離と同一の距離に保つべきである。

バーナの配置は、バーナ列が偶数の場合と奇数の場合と
で若干異る。バーナ列が偶数の場合には、火炉内の左右
方向における燃料噴出のノくランスをとるため、いずれ
かのバーブ段において、両端ノく−ナを除く任意の対称
バーナを燃料噴出量が左右同一のものとするととが望ま
しい。一方、ノ（−す列が奇数の場合には、上記対称）
（−すに替え中心部のバーナのみを燃料噴出量が左右同
一のものとすればよい。

本発明において、バーナを燃料投影噴出方向が交互に水
平および垂直方向となるように配設する理由は、隣接す
る火炎間の相互干渉がなくなるので火炎長さが短縮され
、とれにともカい排ガス中の煤じん量を低減できるから
である。以下、図面に示す実施例により本発明をさらに
詳１．＜説明する。

第５３図は、本発明実施例に係るバーナ部を示すもので
、第７．′Ｌ図に示す装置のＢ方向視図に相当する。

この装置１ｄ：、第１図の下段バーナ３に代えて段山に
順次配設された第１列下段バーナ３０Ａ１第２列下段バ
ーナ３０Ｂ１第３列下段バーナ３０Ｃ。

第４列下段バーナ３０Ｄ、第５列下段バーナ３０Ｅおよ
び第６列下段バーナ３０Ｆを有する下段バーナ３０と、
同中段バーナ４に代えて段山に１０次配設さノ１．だ第
１列中段バーナ４０Ａ１第２列中段バーナ４０Ｂ１第３
列中段バーナ４０Ｃ１第４列中段バーナ４ｏＤ１第５列
中段バーナ４０Ｅおよび第６列中段バーナ４０Ｆを有す
る中段バーナ４０と、同中段バーナ５に代えて段山に順
次配設されたｆｆ１１列十段バーナ５０Ａ％第２列上段
ノく−ナ５０Ｂ１第３列上段バーナ５０Ｃ，第４列上段
バーナ５０Ｄ１第５列上段バーナ５０Ｂおよび第６列上
段バーナ５０Ｆとから主として構成される。

そして、下段バーナ３０と中段バーナ４０の各役向バー
ナは、燃料噴出口を中心として投影面内で互いに逆方へ
向けられる一対の燃料噴出流を形成可能な構造となって
す？す、それらの内、第２列下段バーナ３０Ｂと第５列
下段バーナ４３０　Ｅについては上記一対を形成する各
燃料噴出流１４が互いに同一燃料噴出量とｈつておシ、
イーナしら以外の役向バーナについては互いに異なる燃
料噴出量となるように構成されている。一方、上段バー
ナ５０の役向バーナは全て、多量の燃料が均一に噴出さ
れる（燃料噴出流１１参照）構造となっている。

上記下段バーナ３０と中段バーナ４０の各役向バーナけ
、燃料投影噴出方向が交互に水平および垂直方向となる
ように配設されており、その際、輻射冷却の原因となる
火炉側壁や火炉下部のホッパ部方向に対しては燃料噴出
量の小さい噴出流１５が向けられ、逆に火炉中心部の高
温部に対しては燃料噴出量の大きい噴出流１６が向けら
れる。

なお、１８け火炉中心線を兼ねた分割水冷壁であり、こ
れを挾む各役向バーナとの距離は各段ノ々−ナ間距離と
同一に保たれている。

上記構成の装置において、輻射冷却の原因となる火炉側
壁、火炉下部のホッパ部および分割水冷壁１８等に対し
ては、下段バーナ３０および中段バーナ４０から燃料噴
出量の小さい噴出流１５が向けられるので、該噴出流１
５に基づく火炎の温度は上昇し、過度に未燃分を発生す
るととはなくなる。また、下段バーナ３０と中段バーナ
４０の役向バーナでは、燃料投影噴出方向が交互に水平
および垂直方向となるように配設されているので、長炎
化原因となる隣接火炎間の相互干渉はなくなり、これに
ともなって煤じんを含む未燃分の発生を大幅に低減する
ことができる。

一方、火炉中心部の高温部に対しては燃料噴出量の大き
い噴出流１６が向けられるので、該高温部で発生し、た
ＮＯ，を良好に還元することができる。

下段バーナ３０および中段バーナ４０の燃焼域で発生し
た燃焼ガスは上昇して上段バーナ５０に達するが、該上
段バーナ５０の役向バーナは多量の燃料が均一に噴出さ
れる構造となっているので、上記上昇燃焼ガスとの混合
は良好となる。これにより、上記上昇燃焼ガス中に残存
するＮＯ，は上段バーナ５０の燃焼領域で生成する還元
ラジカルにより良好に還元され、ＮＯｘの低減が一段と
促進されＡｏ なお、下段バーナ３０には、分割水冷壁１８を中心とす
る左右の対称位置に、同一燃料噴出量の噴出流対を与え
るバーナ３ＯＢおよび３０Ｅが配設されているので、火
炉内の左右燃焼バランスは良好に保たれる。

前記の上段バーナ５０を通道ｉ−た燃焼ガスは、第１図
に示す従来装置の場合と同様にして、アフタエアロ６お
よびツから供給される空気の存在下で完全燃焼されて高
温の排ガス１３となり、必要に応じて設けられる熱交換
器群で熱回収されたのち電気集じん機（ともに図示省略
）で処理され、大気中へ排出される。

以上は主として還元燃焼法を対象に本発明の典型的な実
施例について説明したものであるが、本発明は勿論これ
に限定されることはなく、他に種々の態様や変形が存在
することはいうまでもない。

例えば、バーナ列数は奇数の場合であっても同様にして
実施することができる。ただし、この場合には、同一燃
料噴出量の噴出流対を与えるバーナを火炉中心部に配設
する必要がある。また、第３図において、下段バーナ３
０と中段バーナ４０を入れかえることもできるが、この
場合には、入れかえ後の第２列下段バーナ３ＯＢおよび
第５列下段バーナ３０Ｅを燃料噴出量の小さい噴出流が
下向きとなるように変更して設けることが必要である。

さらに、上段バーナは、下段バーナや中段バーナと同様
な不均一燃料噴出構造とすることもできる。この場合に
は特に二段燃焼法に適したものとなるが、同様な効果が
達成される。

以上、本発明によれば、少くとも最上段以外の各段バー
ナの大部分を、燃料噴出口を中心とする左右間において
燃料噴出量は異るが、その投影噴出方向は互いに逆方向
となる燃料噴出流対を形成可能な構造とし、かつ該構造
のバーナを燃料投影噴出方向が交互に水平および垂直に
なるように配設するとともに、輻射冷却の原因となる部
分に対しては燃料噴出量の小さい噴出流を対応させ、輻
射冷却の原因となり難い高温部分釦対しては燃料噴出量
の大きい噴出流を対応させるようにしたことにより、火
炎干渉による未燃分の発生を防止するとともに輻射冷却
の原因部分であ過度な未燃分発生を抑制し、まだ、高温
部分でのＮＯ，発生を好適に抑制するととが可能となる
。以上の総合効果により、排ガス中の煤じんを増加させ
ることなくＮＯ，を一段と低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の燃焼装置を示す側断面図、第２図は、
第１図のＡ−Ａ線に沿った矢視方向断面図、第３図は、
第１図に示す装置に本発明を適用した際のＢ方向部分視
図である。 １・・・・・・火炉、３・・・・・・下段バーナ、４・
・・・・・中段バーナ、５・・・・・・上段バーナ、６
・・・・・・前側アフタエア１コ、マ・・・・・・後側
アフタエアロ、１４，１５．１６゜１′７・・・・・燃
料噴出流、１Ｂ・聞・分割水冷壁、３ｏ１・・・・・　
下段どく−ナ、３ＯＡ・・１第１列下段バーナ、３０Ｂ
・・・・・第２列下段バーナ、３０Ｃ・・四相３列下段
バーナ、３０Ｊ）・曲・第４列下段バーナ、３０Ｅ・・
・・・・第５列下段バーナ、３０Ｆ・・四相６列下段バ
ーナ、４０・・・・・・中段バーナ、４０Ａ・曲・第１
列中段バーナ、４０Ｂ・・・・・・第２列中段バーナ、
４０Ｃ・・・・・・第３列中段バーナ、４．０Ｄ・・同
第４伺中段バーナ、４０Ｂ・・・用箔５列中段バーナ、
４０Ｆ・・・・・・第６列中段バーナ、５０・曲・上段
バーナ、５０Ａ・・・・・・第１列上段バーナ、５０Ｂ
・・曲筆２列上段バーナ、５ｏＣ・・四相３列上段バー
ナ、５０Ｄ・・・・・・第４列上役バーナ、５０Ｅ・・
曲用５到上段バーナ、５０Ｆ・・・・・・第６列上段バ
ーナ。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第　１　図　　　第　２　図 １１Ｅ３図 ８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （，１）多段、多列に設けたバーナとその上方のアフタ
   エアロとを備ぐ−た燃焼装置において、少くとも最上段
   以外の各役向の複数のバーナを、燃料噴出口の両側間に
   おいて燃料噴出量は異るがその投影噴出方向は略同−線
   上とされる一対の燃料噴出流を形成可能な燃料噴出構造
   とし、かつ該構造のバーナを燃料投影噴出方向が交互に
   水平または垂直方向となるように配設したことを特徴と
   する燃焼装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、輻射冷却の原因
   となる部分に対しては燃料噴出量の小さい噴出流を対応
   させることを特徴とする燃焼装置。 （３）特許請求の範１１ｇ−１項において、輻射冷却の
   原因となり可ｔい部分に対しては燃料噴出量の大きい噴
   出流を対応させることを特徴とする燃焼装置。