JPS6023711A - 窒素酸化物の低減燃焼法 - 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（ＮＯｘ）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
例を第１図に示す。

第１図中、０１は燃焼炉、０２は燃焼用空気ダク）、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
ンパートメント、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（ｘ
＞ｔ　１１はアフターバーニング用空気（Ｉれ１２は燃
料、１３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、１７はム領域、１８はＢ領域。

１９はＣ領域、２０は煙道である。

第１図において１図示しない燃料供給設備によって送ら
れて来た燃料１２は、全燃料量の大部分が主バーナ０３
から燃焼炉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から燃焼炉０
１内へ吹込まれる。

一方、燃焼用窒気０７は図示しない送風設備から送り込
まれ、主バーナ０３、補助空気コンパートメント０４、
アフターバーナ０５及びアフターバーニング用空気コン
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０３から吹込まれる主バーナ燃焼用空気０８量
は、主バーナ用燃料１ｓの理論空気量以下であり、補助
突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１３の理論空気量と略々等しいか、若干多い量であ
るＯ アフターバーナ０５から吹込むアフターバーニング用空
気（Ｉ）１０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″ｃＮＯｘ還元雰囲気を
形成する。

アフターバーニング用空気コンパートメント０６から吹
込むアフターバーニング用空気（１）１１は、　Ｎｏ　
還元雰囲気の８領域１８で生ずる未燃分を完全燃焼させ
るためのもので、その吹込み量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。

°次のようにして行なわれる。

主バーナ０３から吹込まれた主バーナ用燃料１３は、主
バーナ燃焼用突気０８によって燃焼し、主燃焼炎１５を
形成するが％空気不足のため未燃焼料が残存する一方、
低温火炎となってＮＯｘ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０３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から吹込筐れる補助空気０９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・ファイヤ・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１７ＩＣ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の後流に設けら
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（１）ｔｏ（アフターバーニング層撚
、＄４１４の理論空気量以下）と、アフターバーニング
用燃料１４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８領域１８にＮＯｘ還元雰囲気な作
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８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（１）　１１　Ｋより、完
全燃焼される。

この結果、Ｃ領域１９における排ガス中ＮＯｘ量は、表
領域１７におけるＮＯｘ量に比べ、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２０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
の滞留時間を長くとる程効来があり、　）ＪＯｘ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低減率のビークは％ＮＯ
ｘ値レベルの如何にか＼わりな（略一定であり、全体と
してのＮＯｘ低減効果を高めるためには、ＯＦＡ法によ
るＮＯｘ低減をできるだけ太き（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。

後述する第５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図のデータα
）を示したが、第５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０５中心と補助空気コンパ
ートメント０４間距離り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０３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中心と補助空気コンパートメン
ト０４間距離りを太き（とった場合、必然的にボイラ高
さが高（なると云った欠点を有していた。

本発明は、ディ２高さを高くすることなく、有効なＮＯ
ｘ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、複数の主燃焼用燃料および空気吹込
みノズルより主燃焼用燃料および空気を吹込み、補助空
気、アフターバーニング用燃料および空気、並びに７７
ターパーニング用空気を夫々の吹込みノズルより吹込ん
で燃料を燃焼させる麿素酸化物低減燃焼法において、＋
１ｒ記複数の主燃焼用燃料および空気吹込みノズルのう
ち最も後流側のノズルより上流から前記補助空気を主燃
焼用燃料および空気の吹込み方向と異なる方向に吹込む
ことを特徴とする窒素酸化物低減燃焼法に関するもので
ある。

本発明方法は、より具体的には、＊出方向を上下左右に
自在に動かす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（ＡＪとその
断面図である第２図（８）に示すように、最上段主バー
ナ上下部間に配設し、補助空気の吹き込み方向を、主バ
ーナからの燃料吹き込み方向と一致しないよう、補助空
気噴出用ノズルを燃焼炉外部から調節できるよう和した
ものである。この結果、従来に比ベボイラ高さを高くす
ることなく、有効なＮＯｘ低減を図ることができる。

本発明方法は、ポイン、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を第２〜４図に示す。Ｍ２
図（ＡＪは概念図、第２図（ＢＪは第２図（ム）の断面
図、８ｇ４図は第３図のｍＶ−ＩＶ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）、１０５は主バーナ、１０４
は補助空気コンパートメント（上下左右自在に可動の補
助空気噴出用ノズルを装着している）、１０５はアクタ
−バーナ、１ｏ６はアフターバーニング用空気コンパー
トメント、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はアフターバーエン
ｌ’　Ｍ　空ｆｉ　（１）％１１１はアフターバーニン
グ用空気（旬、１１２は燃料％１１５は主バーナ用燃料
、１１４はアフターバーニング用燃料、１１５は主燃焼
炎、１１６は副燃焼炎、１１７は真領域、１１８はＢ領
域、１１９はＣ領域。

１２０は煙道である。

なお、上記符号１０ｉ〜１２０で示す部材等は従来例を
示す第１図中の符号１〜２ｏで示す部材等に対応し、は
ソ同一の構成である。

上記例が従来例と興なる点は、上下左右に自在に動かす
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１０４を、第２図（ム）％（Ｂ）に示
すようＫｉＩｋ上段主バーナと次の段の主バーナ間に配
設し、上記補助空気コンパートメント１０４からの補助
空気１０５１を、炉内の主燃ｍ炎１１５と干渉せぬよう
にしてム領＠１１７へ吹き込ｉ　＊　ＮＯｘの低減をは
かるようＫ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、次のような幼果がある。

燃焼炉１０１外部から上下左右へ自任に動かせる補助空
気噴出用ノズルを装着した補助空気コンバートメン）１
０４を、最上段主バーナと次の段の主バーナ間に配設し
、上記補助突気コンバートメン）１０４から炉内へ吹き
込む補助空気１０９が、主燃焼炎１１５からのＮＯｘ発
生を助長することが無いように、該補助空気１０９の吹
込み方向を、第４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
心開路Ｉ１ｗＩＬを小さく設定しても、ＮＯｘ低減効果
を損なうことが無い。

Ｉ＠５図は試験炉の燃焼試験結果から得たものである。

第５図において１Ｍｏｘ、は主バーナのみの燃焼による
発生ＮＯｘ量（ｐ　ｐ”）　＊　ｕｏＸ　２　はＯＦム
燃焼法による発生ＮＯｘ量（ｐｐｍ）　、　ｚ、は主バ
ーナと補助空気コンパートメントの中心間距離（ｒａ）
−ＬＢ　は主バーナ高さくｔｏ）を示し、補助空気０９
．１０９量は。

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。第５
図よりＯＦム燃焼によるＮＯ工低減効果は、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
軸線上で且つ。

最上段主バーナ１０３上部に配設した場合が。

若干高い傾向を示していることがわかるが、しかしそれ
もさはどの差は無い。従って、補助空気コンパートメン
ト１０４を、最上段主バーナと次の段の主バーナ間忙配
設した場合は、前者に比べ、ＮＯｘ低減効釆４遜色ない
状態で主バーナ１０５中心との距＠Ｌを小さくできるの
で。

ボイラ高さを高くすることなく　＊　ＮＯＨの低減がは
かれる。

【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、ｊｇ２〜４
図は本発明法の一笑施態様例を示す図。 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　ＥＢ　明 復代理人　萩　原　亮　− 毘４図 第５図 ５Ｉ Ｌ／ＬＢ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の主燃焼用燃料および空気吹込みノズルより主燃焼
   用燃料および空気を吹込み、補助空気、７７ターバー二
   ング用燃料および空気、並びにアフターバーニング用空
   気を夫々の吹込みノズルより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、前記複数の主燃焼用燃
   料および空気吹込みノズルのうち最も後流側のノズルよ
   り上流から前記補助空気を主燃焼用燃料および９気の吹
   込み方向と異なる方向に吹込むことを特徴とする窒素酸
   化物低減燃焼法。