JPS5995309A - 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係り、特に排ガス中の窒素酸化
物（以下、ＮＯ工と称する）を低減するに好適なボイラ
装置に関するものである。

Ｎｏ工は光化学オキシダントや酸性雨の原因物質の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。

このような目的に償った燃焼法として、（１）排ガス再
循環法、（２）二段燃焼法および（３）炉内脱硝燃焼法
等が知られているが、この内、ＮＯｘ低減効果および運
転性等に優れた炉内脱硝燃焼法が最近、特に注目されて
いる。

従来の炉内脱硝燃焼法に適用される装置は、第１図およ
びｇ２図に示す通り、火炉１の前側壁（後側壁を含む場
合もある）において下方から上方へ向は順次設けられた
下段主バーナ３、中段主バーナ４および上段脱硝バーナ
５と、上段脱硝バーナ５の上方に設けられた前側アフタ
エアロ６Ａと、火炉１の後側壁に設けられた後側アフタ
エアロ６Ｂと、火炉１の下部に設けられた排ガス調整用
のホッパ１」２とから主に構成されている。なお、各段
バーナ３．４および５の各バーナは、縦方向に順次配列
されて列を形成している。

このような構成の装置において、上段脱硝バーナ５で燃
料大過剰（空気比極度に小）の燃焼領域が形成され、該
領域で発生する還元ラジカルによシ上流側の下段主バー
ナ３および中段バーナ４の燃焼域で発生したＮｏ□の還
元が行われ、一方、未燃分についてはアフタエアロ６Ａ
Ｊ？よび６Ｂから供給される空気の存在下に完全燃焼さ
れ、該燃焼後の高温排ガス７は火炉１上部の煙道を通り
、必要に応じて設け、られる熱交換器（図示省略）で熱
回収された鑞、大気中へ排出される。

上記方法により、排ガス中の未燃分の減少とＮＯ工の低
減化が成る程度達成されるが、従来の炉内脱硝燃・焼失
による場合には、なお下記のような種々の欠点があん。

その１つは、主バーナ層と脱硝バーナ層を火炉の下方か
ら上方へ向は順次積層する構成としているだめ、火炉が
過度に高くなることである。曲の欠点は、上記したごと
く主バーナ１憎と脱硝バーナ層が上下方向に分離されて
いるだめ、主バーナ層の火炎と脱硝バーナ層の火炎との
混合性が充分でなく、従って脱硝効率が低くなることば である。さらに曲の欠点は、脱硝バーナの両端部バーナ
を主バーナのそれと同一列上の火炉側壁部に配設してい
るので、上記火炉側壁部への輻射冷却により脱硝バーナ
火炎の反応速度が低下し、ｃ。

や煤じんが発生し易くなることである。そのため）ＮＯ
工低痕化にとって有利な燃料過剰の燃焼条件を強化する
ことが困難となり、結果的に充分な脱硝効率が得られな
いことになる。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、排
ガス中の煤じんを増加させることなく、Ｎｏ工を大幅に
低減できる脱硝燃焼装置を提供することにある。

上記の目的を達成するだめ、本発明は、対向する一対の
火炉側壁にそれぞれ多段、多列の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、相対量するバ
ーナ段対の少くとも１つを主バーナと脱硝バーナを含む
混合バーナ段対とし、かつ該混合バーナ段対では透視水
平方向に沼って主バーナと脱硝バーナとを交互に配置す
るとともに、両端バーナを主バーナとすることを特徴と
する。

上記混合バーナ段対（おける主バーナと脱硝バーナの配
設け、該バーナ段対の水平方向において主バーナと脱硝
バーナが交互に配設されていれば任意の形態で実施可能
であシ、例えばバーナ段対の一方には主バーナのみを設
け、他方には脱硝バーナのみを設けてもよく、またバー
ナ段対のそれぞれに主バーナと脱硝バーナを一諸に設け
てもよい。

このようなバーナ＾己＋Ｒとすることにより、１ｒＩＡ
々の主バーナ火炎毎に脱硝バーナ火炎を接触させ得ると
ともに接触距離を大きくとることができるので、主バー
ナ火炎中に含まれるＮＯ工を効率よく還元することが可
能となる。上記の混合バーナ段対は、低減すべきＮＯｘ
の水準が比較的低い場合、または部分負荷燃焼時には一
段対でもよいが、高水準のＮＯ！低減を望む場合には二
段以上とすることが好ましい。なお、混合バーナ段対の
数が少ない場合には、残余のバーナ段対は一般に主バー
ナのみで構成してもよい。なお、混合バーナ段対を含む
バーナ段対は通常、同一水平面内に配設されるが、段方
向に沿って互いに段差状に設けてもよい。

また多段バーナの上方に設けられるアフタエアロ・　の
膜内エアロの故は、バーナ部で発生する未燃分の完全燃
焼が可能な限り特に制限はない。一般にはバーナ列と同
一個数のエアロを設ければよいが、バーナ全体の空気比
を低くする場合にはその数を増ｖ口し、逆に該空気比を
高くする場合にはその数を減少させることが好ましい。

各アフタエアロおよび各段バーナには、それぞれ独立に
仕切られた風箱を設けることが１ましいが、勿論、それ
らに共通しだ風箱を適用することも同様に可能である。

本発明において、混合バーナ段対の両端バーナを主バー
ナとする（主バーナ数をルとすると脱硝バーナ敢はルー
ｌとなる）理由は、火炉側壁部への輻射冷却により脱硝
バーナ火炎の反応速度が低トするのを防止するためであ
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。

第３図および第４図に示す装置は、火炉ｌの前側壁にお
いて下方から上方へ向は順次設けられた、それぞれ５列
の股肉バーナからなる前側下段主バーナ３Ａ、前側中段
主バーナ４Ａおよび前側上段主バーナ５Ａと、前側上段
主バーナ５Ａの上方に設けられた、９個の役向エアロを
有する前側アフタエアロ６Ａと、上記前側壁に対向する
後Ｉｎ！Ｉ　璧において下方から上方へ向は順次設けら
れた、それぞれ４列の股肉バーナからなる後側下段脱硝
ツク−す３　Ｂ　、　’　７１　側中段脱硝バーナ４Ｂ
および後側上段脱硝バーナ５Ｂと、後側上段脱硝バーナ
５Ｂの上方に設けられた、９個の役向エアロを有する後
側アフタエアロ６Ｂと、火炉１の下部に設けられた排ガ
ス調整用のホッパ口２とから主に構成される。

上記前側下段主バーナ３Ａと後側下段脱硝ノ（−す３Ｂ
、前側中段主バーナ４Ａと後側中段脱硝ツク−す４Ｂ、
訃よび前側上段主バーナ５Ａと後側上段脱硝バーナ５Ｂ
からそれぞれ形成される）（−太股対では、前側壁の前
方から後側壁方向へ透視する際の水平方向に宿って主バ
ーナと脱硝バーナが交互Ｋ　ＬＥ　ａされ、しかもそれ
らの一端部は主バーナが設けられている。なお、第３図
中、８Ａ、９Ａ。

１０Ａ、ＩＩＡ、８Ｂ、９Ｂ、ＩＯＢおよび１１Ｂは、
それぞれ前側下段主バーナ３Ａ１＠側中段主バーナ４Ａ
、前側上段主バーナ５Ａ、前側アフタエアロ６Ａ、後側
下段脱硝）く−ナ３Ｂ、後側中段脱硝バーナ４Ｂ、後側
上段脱硝ノく−ナ５Ｂおよび後側アフタエアロ６Ｂに対
応して互いに独立または共通して設けられた、前側下段
風箱、前ｆｌｌｌ中段風箱、前側上段風箱、前側アフタ
エア風箱、後側下段風箱、後側中段風箱、後側上段風箱
および後側アフタエア風箱である。このような構成の装
置において、前側の各段主ノ（−す３Ａ、４Ａおよび５
Ａでは一般に空気比０．８〜１．０、燃料使用率８０％
の下に通常の燃焼が行われ、一方、後側の各段脱硝バー
ナ３Ｂ、４Ｂおよび５Ｂでは空気比０．４〜０．６、燃
料便用率２０チの下に脱硝・燃焼力；行われる。上記主
バーナ３Ａ、４Ａおよび５Ａの各膜内主バーナの火炎は
、対応する脱硝）（−す３Ｂ、４Ｂおよび５Ｂの各膜内
脱硝）（−す火炎と個々に接触し、また該接触距離は対
向接触であるだめ長くなること等が原因し、主）（−す
火炎中に含まれるＮＯ，をＮ２へ効率よく還元される。

また、各段バーナ対の両端部を主）く−ナとしたことに
より、火炉側壁１２Ｃおよび１２Ｄへの輻射冷却に起因
し脱硝バーナ火炎の反応速度が低下してＣＯや煤じんを
発生するという不利はなくなり、そのためＮｏ工低減化
にとって有利な燃料過剰の燃焼条件を強化することがで
きる。本実施例゛では上述のような効果が相乗的に寄与
し、格別火炉を高くしなくても、排ガス中の煤じんを増
加させることなく、かつ後流に脱硝装置を必要としない
程度までＮＯｘを大幅に低減することが可能となる。

以上は本発明の典型的な実施列について説明したものそ
あるが、本発明は勿論、これに限定されるものではなく
、本発明思想の範囲内で曲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、バーナ段対のそれぞれに主バーナと脱硝バーナ
を同時に設けても同様な効果を達成することができる。

以上、本発明によれば、相べ向するバーナ段対の少くと
も１つを主バーナと脱硝バーナを含む混合バーナ段対と
し、かつ該混合バーナ段対では透視水平方向に活って主
バーナと脱硝バーナを交互に配置し、かつ両端バーナを
主バーナとしたことにより、各混合バーナ段対の膜内主
バーナ火炎を膜内脱硝バーナ火炎と個々に、かつ長い接
触距離の下に接触させることが可能となり、これにより
主バーナ火炎中に含まれるＮＯｘを効率よ＜Ｎ２に還元
することができる。また、各段バーナ対の両端部を主バ
ーナとしたことにより、１火炉側壁への輻射冷却に基す
き脱硝バーナ火炎の反応速度が低下してＣＯや煤じんが
発生するという不利はなくなり、そのためＮＯ，低減化
にとって有利な燃料過剰の燃焼条件を強化することがで
きる。そして、これらの相乗効果により、排ガス中の煤
じんを増加させることなく、Ｎｏ工を大幅に低減するこ
とが可ｉｉヒとなる。

【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方向視図、第３図は、本発明実施例に係る脱
硝燃焼装置の側断面図、第４図は、第３図のＢ−Ｂ線に
沿った矢視方向断面図である。 １・・・火炉、３Ａ・・・前側下段主バーナ、４Ａ・・
・前側中段主バーナ、５Ａ・・・前側上段主バーナ、６
Ａ・・・前側アフタエアロ、３Ｂ・・・後側下段脱硝バ
ーナ、４Ｂ・・・後側中段脱硝バーナ、５Ｂ・・・後側
上段脱硝バーナ、６Ｂ・・・後側アフタエアロ、８Ａ・
・・前側下段風雨、９Ａ・・・前側中段風市、１０Ａ・
・・前側、上段ｊ虱’、ｔｍ、１１　Ａ・・・前側アフ
タエア風雨、８Ｂ・・・後側Ｆ段風雨、９Ｂ・・・後ｆ
ｉｌｌ中段１虱箱、１０Ｂ・・・後側上段風雨、１１Ｂ
・・・後側アフタエア風箱、１２Ｃ１１２Ｄ・・・火炉
側壁。 代理人　弁理士　　川　北　武　長

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向する一対の火炉側慎にそれぞれ多段、多列の
   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、相対向するバーナ段対の少くとも１つを主バー
   ナと脱硝バーナを含む混合バーナ段対とし、かつ該混合
   バーナ段対では透視水平方向に浴って主バーナと脱硝バ
   ーナを交互に配置するとともに、両端バーナを主バーナ
   としたことを特徴とする脱硝燃焼装置。