JPS6023710A - 窒素酸化物低減燃焼方法 - 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、窒素酸化物（Ｎｏ　）低減燃焼法に関し、特
にコンパクトな燃焼炉にて良効率でＮＯｘ低減を図るこ
とができる上記方法に関する。

従来の窒素酸化物（以下ＮＯｘと略称）低減燃焼法の１
例をＮ１図に示す。

第１図中、０１は燃焼炉、０２は燃焼用空気ダクト、０
３は主バーナ、０４は補助空気コンパートメント、０５
はアフターバーナ、０６はアフターバーニング用空気コ
ンハートメント、０７は燃焼用空気、０８は主バーナ燃
焼用空気。

０９は補助空気、１０はアフターバーニング用空気（１
３，１１はアフターバーニング用全ｆｉ　（Ｍ）。

１２は燃料、１５は主バーナ用燃料、１４はアフターバ
ーニング用燃料、１５は主燃焼炎、１６は副燃焼炎、１
７はＡ領域、１８はＢ領域。

１９はＣ領域、２０は煙道である。

Ｎ１図において、図示しない燃料ｊ＃、給設置ｌＩＫよ
って送られて来た燃料１２は、全燃料量の大部分が主バ
ーナ０５から主バーナ用燃料１５として燃焼炉０１内へ
吹込まれ、残りがアフターバーニング用燃料１４として
アフターバーナ０５からｍ焼炉０１内へ吹込まれる。

一方、燃焼用突気０７は１図示しない送Ｊｌ設備から送
り込まれ、主バーナ０３．補助空気コンパートメント０
４．アフターバーナ０５及びアフターバーニング用全気
コンパートメント０６から夫々燃焼炉０１内へ吹込まれ
る。

主バーナ０５から吹込まれる主バーナ燃焼用空気０８ｍ
は主バーナ用燃料１３の理論空気量以下であり、補助空
気コンパートメント０４から吹込まれる補助空気０９量
は主バーナ燃焼用空気０８量との和が主バーナ用燃料１
５の理論空気量と略々等しいか、若干多い量である。

アフターバーナ０５から吹込むアフター／（−゛　ニン
グ用空気（υ１０量、はアフターバーナ用燃料１４の理
論空気量以下で、Ｂ領域１８においてＮＯ還元雰囲気を
形成する。

アフターバーニング用空気コンハートメ−ント０６から
吹込むアフターバーニング用９気＜Ｗ）１１はＮＯｘ還
元雰囲気のＢ領域１８で生ずる未燃分を完全燃焼させる
ためのもので、その吹込み童は燃焼状況に応じた適正量
である。

このような従来の燃焼法によるＮＯｘ低減は次のよう処
して行なわれる。

主バーナ０５から吹込まれた主バーナ用燃料１５は、主
バーナ燃焼用空気ＯＢＫよって燃焼し、主燃焼炎１５を
形成するが、空気不足のため未燃燃料が残存する一方、
低温火灸となってＮＯ発生が抑えられる。未燃焼燃料は
°燃焼炉０１内の表領域１７で、主バーナ０５の燃料噴
出方向と同一中心軸上の上段に設けられた補助空気コン
パートメント０４から吹込まれる補助空気口９によって
燃焼を完結する。この結果。

表領域１７出口部では排ガス中Ｎｏｘ量が減少し。

低度の酸化雰囲気となる。このＮＯｘ低減法は、通常、
オーバー・７アイヤ・エア法（ＯＦＡ法）または二段燃
焼法と呼ばれるものである。

表領域１７において燃焼を完結した主燃焼炎１５の排ガ
スは、補助空気コンパートメント０４の後流に設げられ
たアフターバーナ０５から吹込まれる少量のアフターバ
ーニング用空気（υ１０（アフターバーニング用燃料１
４の理論空気量以下）と、アフターバーニング用燃料１
４とによって、不完全燃焼の副燃焼炎１６を形成して、
燃焼炉０１内のＢ領域１８　Ｋ　ＮＯｘ還元雰囲気を作
って、主燃焼炎１５から発生したＮＯｘを還元する。ま
た、　ＮＯｘ還元雰囲気のＢ領域１８では同時に未燃分
が発生するが、Ｂ領域１８の後流に設けられたアフター
バーニング用空気コンパートメント０６から吹込まれる
アフターバーニング用空気（１７１１により完全燃焼さ
れる。

この結果、０領域１９における排ガス中ＮＯｘ量は、表
領域１７におけるＮ０ｘｊｌｉＫ比べ、更に著しく低下
する。従って、排ガスはＮＯｘ含有量及び未燃分の少な
いクリーンな燃焼排ガスとして煙道２θから炉外へ排出
されることになる。

以上のように、従来のＮＯｘ低減燃焼法は。

ＯＦＡ　法とアフターバーニングによる炉内脱硝法を組
み合せた極めて有効なＮＯｘ低減法であり、このうちア
フターバーニングによる炉内脱硝は還元領域での排ガス
の滞留時間を長（とる程効果があり、ＮＯｘ低減率が高
くなる傾向にある。

ところが、これ迄の試験研究及び実機試験結果から、ア
フターバーニングによるＮＯｘ低減率のピークはＮＯｘ
値レベルの如何にか−わりなく略一定であり、全体とし
てのＮＯ工低減効果を高めるためＫはＯＦム法によるＮ
Ｏｘ低減をできるだけ大きくしてアフターバーニング領
域入口でのＮＯｘの絶対値を低くしておく必要のあるこ
とがわかった。

後述するｇｇｓ図に実験結果よりめた（　ＯＦＡ法によ
る）　ＮＯｘ低減率と、主バーナ０３中心と補助空気コ
ンパートメント０４間距離りとの関係（第５図中のデー
タα）を示したが、９５図よりＯＦＡ法によるＮＯｘ低
減効果を高めるためには主バーナ０３中心と補助空気コ
ンパートメント０４間距１１１ｉＬを大きくとる必要が
ある。

しかし、従来のＮＯｘ低減燃焼法では補助空気コンパー
トメント０４は殆んどが主バーナ０５の燃料噴出方向と
同一軸線上の、しかも主バーナ０３の最上段部よりも上
方へ設けられていた＼め、　ＮＯｘ低減効果をはかる目
的で、主バーナ０５中心と補助突気＝ンバートメント０
４間距ＭＬを太き（とった場合、必然的にボイラ高さが
高くなると云った欠点を有していた。

本発明は、ボイラ高さを高くすることなく。

有効なＮＯｘ低減が図れるＮＯｘ低減燃焼法を提供する
ものである。

すなわち本発明は、主燃焼用、燃料および空気。

補助突気、アフターバーニング用燃料および空気、並び
にアフターバーニング用空気を燃焼炉周壁から燃焼炉内
へ吹込んで燃料を燃焼させる窒１ｇａｔｔ化物低減燃焼
法において、燃焼炉の燃焼ガス流れ方向に見たとき、前
記主燃焼用燃料および空気の吹込み位置と前記補助空気
の吹込み位置とが重なり合わないような位置から補助空
気を吹込むことを特徴とする窒素酸化物低減燃焼方法に
関するものである。

本発明方法は、より具体的には、噴出方向を自在に変え
ることができる補助空気噴出用ノズルを装着した補助空
気コンパートメントを、第２図に示すよ５に、主バーナ
と同一中心軸上以外の火炉壁面で、主バーナ中心からの
高さがＮＯｘ低ａｌｃＲｈ米を損なわない位置に配設す
ることにより、ボイラ高さを高（することなく、有効す
ｔ　ＮＯ′−低減を図るようにしたものである。

本発明方法は、主バーナかもの燃料吹き込みと、補助空
気コンパートメントからの補助堅気吹き込みとは後述の
第３図に←印で示すよ５に炉内で一致しないよ５にする
ものであり、一致するとＮＯｘ低減率が小さくなる。

本発明方法は、ポイッ、各種工業炉等に適用できる。

本発明法の実施態様例の一つなｌ！２〜４図に示す。第
２図は概念図、第４図は第５図の夏−■矢視図である・ 第３図及び第４図において、１０１は燃焼炉、１０２は
燃焼用空気ダク）、１０３は主バーナ。

１０４は補助空気コンパートメント（上下自在に可動の
補助空気噴出用ノズルを装着している。）。

１０５はアフターバーナ、１０６はアフターバーニング
用空気コンバートメン）、１０７は燃焼用空気、１０８
は主バーナ燃焼用空気、１０９は補助空気、１１０はア
フターバーニング用空気（１）、１１１はアフターバー
ニング用空気（１１７゜１１２は燃料、１１３は主バー
ナ用燃料、１１４はアフターバーニング用燃料％　１１
５は主燃焼炎、１１６は副燃焼炎、１１７はム領域、１
１８はＢ領域、１１９は０領域、１２０は煙道、ａは主
バーナ１０３全体の中心、ｂは最上段主バーナの中心、
ＬＢ　が主バーナ高さである。

なお、上記の符号１０１〜１２０で示す部材等は、従来
例を示す第１図中の符号１〜２０で示す部材等に対応し
、はぼ同一の構成である。

上記例が従来例と異なる点は、第２図に示すように補助
空気コンパートメント１０４を主バーナ１０３の燃料噴
出方向軸線部以外の火炉壁面に、主バーナ最上段部と同
等、もしくはそれより低い高さに配設し、上記補助空気
コンパートメント１０４からの補助空気１０９を炉内の
主バーナ燃料吹込み位置と重なり合わない位置へ吹き込
んで、ＮＯｘの低減をはかるようにしたことである。

本発明法のＮＯｘ低減燃焼法の作用は従来のＮＯｘ低減
燃焼法と同じであるが１次のような効果がある。

燃焼炉１０１外部から上下方向へ自在に動かせる補助空
気噴出用ノズルを装着した補助空気コンパートメント１
０４を、主バーナ１０５の燃料噴出方向軸線以外の火炉
壁面に配設し、補助空気コンパートメント１０４から炉
内へ吹き込む補助空気１０９が主燃焼炎１１５からのＮ
Ｏｘ発生を助長することが無いよ５に、該補助空気１０
９の吹込方向をｊｇ４図に←印で示す如く補助空気噴出
用ノズルによって調節することで、主バーナ１０３と補
助空気コンパートメント１０４の中心間距離りを小さく
設定してもＮＯｘ低減効果を損なうことが無い。

第５図は試験炉の燃焼試験結果から得たデータを示す。

Ｍ５図において、　ＮＯｘ、は主バーナのみの燃焼によ
る発生ＮＯｘ量（ｐｐｍ）、ＮＯｘ２　はＯＦム燃焼法
による発生ＮＯｘ量（ｐｐｍ）、Ｌは主バーナと補助空
気コンパートメントの中心間距離（ｍへＬＢ　は主バー
ナ高さくＩＩＪを示し、！！助空気とｌ−て行い、αが
前述した通り第１図に示す従来法によるデータ、βが第
２〜４図に示す本発明法によるデータである。ｏｙム燃
焼によるＮＯｘ低減効果は、従来法の補助空気コンパー
トメント１０４を主バーナ１０３の燃料噴出軸線上に配
設した場合（データα）と本発明法による場合（データ
β）とは、略同等であることがわかる。従って、補助空
気コンパートメント１０４を主バーナ１０５の燃料噴出
方向軸線以外の火炉壁面に設けて、補助空気を主バーナ
からの燃料と重なり合わないように吹込む本発明によれ
ば、従来に比べ、　ＮＯｘ低減効果も遜色ない状態で、
補助空気コンパートメント１０４と主バーナ１０３中心
との距ｊＩＩＬを小さくできるので、ボイラ高さを高く
することな（、ＮＯｘの低減がはかれるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＮＯｘ低減燃焼法を示す図、第２〜４図
は本発明法の一夷Ｍ態様例を示す図、第５図は本発明法
の効果を確認するための実験結果のデータを示す図表で
ある。 復代理人　内　１）　明 復代理人　萩　原　亮　− 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主燃焼用燃料および突気、補助空気、アフターバーニン
   グ用燃料および空気、並びにアフターバーニング用空気
   を燃焼炉周壁から燃焼炉内へ吹込んで燃料を燃焼させる
   窒素酸化物低減燃焼法において、燃焼炉の燃焼ガス流れ
   方向に見たとき、前記主燃焼用燃料および空気の吹込み
   位置と前記補助空気の吹込み位置とが重なり合わないよ
   うな位置から補助空気を吹込むことを特徴とする窒素酸
   化物低減燃焼方法。