JPS6233213A - 燃焼器 - Google Patents
燃焼器Info
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- JPS6233213A JPS6233213A JP60171016A JP17101685A JPS6233213A JP S6233213 A JPS6233213 A JP S6233213A JP 60171016 A JP60171016 A JP 60171016A JP 17101685 A JP17101685 A JP 17101685A JP S6233213 A JPS6233213 A JP S6233213A
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- JP
- Japan
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- air
- stage
- combustion
- fuel
- mixed
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Gas Burners (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
従来の触媒の燃焼器は予混合気体を触媒燃焼の着火温度
以上に予熱する場合に燃焼器に流す空気の全量を何等か
の手段で予熱していたが、スタートアップの場合に空気
予熱器の熱容量が大きく所定の温度に予熱するまでに時
間がかかり過ぎる不便があった。
以上に予熱する場合に燃焼器に流す空気の全量を何等か
の手段で予熱していたが、スタートアップの場合に空気
予熱器の熱容量が大きく所定の温度に予熱するまでに時
間がかかり過ぎる不便があった。
又、従来のバーナーで高温の燃焼ガスを作り燃焼用空気
に混合して触媒の着火温度以上の予熱空気を得ようとす
るとパーナル燃焼機構上一部の未燃物が発生し、これが
触媒の表面に付着した後に正常な触媒燃焼に成ったとき
に燃焼する。触媒の表面に付着した未燃物が燃焼する場
合に部分的な高温を発生し触媒の劣化が早くなり不都合
であった。この現象は燃焼運転の断続が激しい場合と加
圧下の燃焼をする場合に特に顕著に現れる。又。
に混合して触媒の着火温度以上の予熱空気を得ようとす
るとパーナル燃焼機構上一部の未燃物が発生し、これが
触媒の表面に付着した後に正常な触媒燃焼に成ったとき
に燃焼する。触媒の表面に付着した未燃物が燃焼する場
合に部分的な高温を発生し触媒の劣化が早くなり不都合
であった。この現象は燃焼運転の断続が激しい場合と加
圧下の燃焼をする場合に特に顕著に現れる。又。
バーナーを使用した場合に着火の失敗等もあり安全上か
なりの配慮をしなくてはならない。以上の点を改良した
のが本発明の触媒燃焼器である。
なりの配慮をしなくてはならない。以上の点を改良した
のが本発明の触媒燃焼器である。
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図において１．は燃焼用空気全量を供給する空気の
主管である。２．は第１段触媒燃焼用空気の供給管で、
３．は第１段触媒燃焼器用筒９．内に設けた第１段触媒
燃焼生成ガスと第１段燃焼用空気との熱交換器即ち空気
予熱器である。４．は予熱空気出口管で第１段燃料温合
器６．どの間にスタートアップ用空気加熱器５．が設置
されている。８．は第１段触媒燃焼生成ガス、の第１段
燃焼触媒である。１．の空気主管から分岐した空気は第
１段触媒燃焼用空気の供給管２．がら空気予熱器３．を
通り、予熱空気出口管４．を経てスタートアップ用空気
加熱器５．にて触媒の着火温度以上に加熱されて第１段
燃料温合器６．に入り、第１段燃料供給管７からの燃料
と混合されて第１段燃焼器用筒９．に流れ９．の中に保
持された第１段燃焼触媒８．で燃焼して第１段触媒燃焼
用空気２、に流れる。この場合の燃焼温度は１１００℃
〜１２００℃が一般的な温度で第１段燃焼器合器６．に
入る予熱空気の温度は３００℃〜４５０℃位となる。
主管である。２．は第１段触媒燃焼用空気の供給管で、
３．は第１段触媒燃焼器用筒９．内に設けた第１段触媒
燃焼生成ガスと第１段燃焼用空気との熱交換器即ち空気
予熱器である。４．は予熱空気出口管で第１段燃料温合
器６．どの間にスタートアップ用空気加熱器５．が設置
されている。８．は第１段触媒燃焼生成ガス、の第１段
燃焼触媒である。１．の空気主管から分岐した空気は第
１段触媒燃焼用空気の供給管２．がら空気予熱器３．を
通り、予熱空気出口管４．を経てスタートアップ用空気
加熱器５．にて触媒の着火温度以上に加熱されて第１段
燃料温合器６．に入り、第１段燃料供給管７からの燃料
と混合されて第１段燃焼器用筒９．に流れ９．の中に保
持された第１段燃焼触媒８．で燃焼して第１段触媒燃焼
用空気２、に流れる。この場合の燃焼温度は１１００℃
〜１２００℃が一般的な温度で第１段燃焼器合器６．に
入る予熱空気の温度は３００℃〜４５０℃位となる。
燃焼が開始されると空気予熱器３．から出てくる空気の
温度は上昇し３００℃〜４５０℃となった時にスタート
アップ用の空気加熱器５．の運転は停止する。スタート
アップ用の空気加熱器５゜は通常電気ヒーターを使用す
るが燃焼ガスによる間接型の空気加熱器を使用しても良
い。この場合に重要な事は第１段燃焼器を出来る限り小
さくし、スタートアップ用の空気加熱器の熱容量も小さ
くしてスタートアップに要する時間を出来るだけ短くす
ることである。第１段触媒燃焼器量口の燃焼生成ガス温
度は燃焼温度よりも約４００℃位低くなる。これは燃焼
用空気を予熱する為に熱量を消費される為である。例え
ば燃焼温度１２００℃で空気予熱温度４００℃であれば
燃焼生成ガス出口温度は約８５０°Ｃとなる。
温度は上昇し３００℃〜４５０℃となった時にスタート
アップ用の空気加熱器５．の運転は停止する。スタート
アップ用の空気加熱器５゜は通常電気ヒーターを使用す
るが燃焼ガスによる間接型の空気加熱器を使用しても良
い。この場合に重要な事は第１段燃焼器を出来る限り小
さくし、スタートアップ用の空気加熱器の熱容量も小さ
くしてスタートアップに要する時間を出来るだけ短くす
ることである。第１段触媒燃焼器量口の燃焼生成ガス温
度は燃焼温度よりも約４００℃位低くなる。これは燃焼
用空気を予熱する為に熱量を消費される為である。例え
ば燃焼温度１２００℃で空気予熱温度４００℃であれば
燃焼生成ガス出口温度は約８５０°Ｃとなる。
第１段燃焼器用筒９．から第２段触媒燃焼器用筒１２．
に入った燃焼生成ガスと第２段燃焼器用空気の供給管１
１．からの空気と混合して触媒着火温度以上で燃料混合
物の燃焼温度以下となるように混合空気量を調節する。
に入った燃焼生成ガスと第２段燃焼器用空気の供給管１
１．からの空気と混合して触媒着火温度以上で燃料混合
物の燃焼温度以下となるように混合空気量を調節する。
第１段の燃焼生成ガスを主燃焼器用空気に混合せず第２
段の燃焼器を用いる意味はスタートアップ用燃焼器を小
さくする目的で第１段目は自己の空気を予熱する為に出
口ガスの温度が低くなり混合空気量が減少する為であり
、例を上げると次の如くなる。
段の燃焼器を用いる意味はスタートアップ用燃焼器を小
さくする目的で第１段目は自己の空気を予熱する為に出
口ガスの温度が低くなり混合空気量が減少する為であり
、例を上げると次の如くなる。
触媒の着火温度が３００℃以下の場合、予熱空気の温度
３００℃で触媒燃焼温度１２００℃とすると第１段目の
燃焼量を１に対し第２段目は３゜３第３段目は１５．７
となる。一方空気の供給量は第１段目を１とすると第２
段目は２．３第３段目は１２．１となる。
３００℃で触媒燃焼温度１２００℃とすると第１段目の
燃焼量を１に対し第２段目は３゜３第３段目は１５．７
となる。一方空気の供給量は第１段目を１とすると第２
段目は２．３第３段目は１２．１となる。
第２段燃焼器用筒１２．内に燃焼生成ガスと空気とを混
合する燃焼ガス／空気混合器１０．が設置されており充
分に混合されたガス中に第１段燃焼器合器１４．で第２
段燃料供給管１３．からの燃料を混合し第２段触媒１５
．で燃焼し第３段触媒燃焼器用＠ｉｆ ６．に入り空気
の主管１．からの空気と混合し第３段燃料供給管１７．
からの燃料を第１段燃焼器合器１８．にて混合し第３段
触媒にて燃焼する。
合する燃焼ガス／空気混合器１０．が設置されており充
分に混合されたガス中に第１段燃焼器合器１４．で第２
段燃料供給管１３．からの燃料を混合し第２段触媒１５
．で燃焼し第３段触媒燃焼器用＠ｉｆ ６．に入り空気
の主管１．からの空気と混合し第３段燃料供給管１７．
からの燃料を第１段燃焼器合器１８．にて混合し第３段
触媒にて燃焼する。
以上の様な方法の燃焼器とするとスタートアップに要す
る時間は１０〜２０分間位で主燃焼器の正常運転に入る
事が可能である。第１段燃焼器の後流側に取付ける燃焼
生成ガスと第１段燃焼用空気との熱交換器即ち空気予熱
器３．は第２図に示す如く熱の移動を多くする為に二重
管内の外側に粒子を充填したものが最適である。空気の
加熱温度が高くなる程粒子を充填する事が有効で空気と
粒子の接触面積を増大させ空気への熱移動量を多くする
。燃焼生成ガスから二重管の外管２１．の管壁への熱移
動は第１段燃焼器用筒９．の内部に張付けられた耐火材
２０．の表面が燃焼生成ガスの温度となっているので、
耐火材表面からの熱放射が大きくなりこれが燃焼生成ガ
スからの対流伝熱に加算されるので燃焼生成ガス側の受
熱面積はかなり小さくする事が出来る。−カニ重管内部
の伝熱は空気と二重管外管の内面の面積での伝熱で対流
伝熱のみとなる。この為に空気予熱器３．を小さくし燃
焼器全体を小型にする為には空気との接触面積を増大さ
せる必要がある。この目的で二重管内部のドーナツリン
グ状の場所に全屈又はセラミックの粒子を充填し空気と
の接触面積を大きくするのが有効である。二重管外管の
内面から粒子への熱移動と粒子間の熱移動は接触してい
る面積の熱伝導と放射伝熱による。特に放射伝熱に関係
する粒子の表面積が非常に大きく空気予熱器３゜を小型
化する事が可能である。
る時間は１０〜２０分間位で主燃焼器の正常運転に入る
事が可能である。第１段燃焼器の後流側に取付ける燃焼
生成ガスと第１段燃焼用空気との熱交換器即ち空気予熱
器３．は第２図に示す如く熱の移動を多くする為に二重
管内の外側に粒子を充填したものが最適である。空気の
加熱温度が高くなる程粒子を充填する事が有効で空気と
粒子の接触面積を増大させ空気への熱移動量を多くする
。燃焼生成ガスから二重管の外管２１．の管壁への熱移
動は第１段燃焼器用筒９．の内部に張付けられた耐火材
２０．の表面が燃焼生成ガスの温度となっているので、
耐火材表面からの熱放射が大きくなりこれが燃焼生成ガ
スからの対流伝熱に加算されるので燃焼生成ガス側の受
熱面積はかなり小さくする事が出来る。−カニ重管内部
の伝熱は空気と二重管外管の内面の面積での伝熱で対流
伝熱のみとなる。この為に空気予熱器３．を小さくし燃
焼器全体を小型にする為には空気との接触面積を増大さ
せる必要がある。この目的で二重管内部のドーナツリン
グ状の場所に全屈又はセラミックの粒子を充填し空気と
の接触面積を大きくするのが有効である。二重管外管の
内面から粒子への熱移動と粒子間の熱移動は接触してい
る面積の熱伝導と放射伝熱による。特に放射伝熱に関係
する粒子の表面積が非常に大きく空気予熱器３゜を小型
化する事が可能である。
第２図において第１段燃焼用空気の供給管２゜から入っ
た常温の空気は二重管外管２１．と二重管内管２２．と
で形成されるドーナツリング状の空間に流れる。この空
間には粒子２３．が充填されていて、空気は粒子の間隙
を上昇し受熱し金網２４、の場所を通過し二重管内管２
２．の内部を流れ熱風函２８．に入り予熱空気出口管４
．に出ていく。２５．は粒子を受ける金網で、２Ｇ、は
常温空気入口面で２７．は蓋である。
た常温の空気は二重管外管２１．と二重管内管２２．と
で形成されるドーナツリング状の空間に流れる。この空
間には粒子２３．が充填されていて、空気は粒子の間隙
を上昇し受熱し金網２４、の場所を通過し二重管内管２
２．の内部を流れ熱風函２８．に入り予熱空気出口管４
．に出ていく。２５．は粒子を受ける金網で、２Ｇ、は
常温空気入口面で２７．は蓋である。
予熱空気並びに燃焼生成ガスと空気との混合物に燃料を
混合する場合に流路の長さを出来るだけ短くして充分な
混合を得る為には第３図に示した如く、多管式熱交換器
の伝熱管に相当するパイプに多孔質材料、即ち焼結金属
製のパイプを使用してこのパイプの肉厚部に燃料ガスを
浸透させて予熱空気に混合するのが良い。この事は部分
的な燃料濃度の高い場所を作らない為であり燃料濃度の
高い場合に触媒によらずに燃焼が始まり装置に不具合を
生ずる事がある為である。
混合する場合に流路の長さを出来るだけ短くして充分な
混合を得る為には第３図に示した如く、多管式熱交換器
の伝熱管に相当するパイプに多孔質材料、即ち焼結金属
製のパイプを使用してこのパイプの肉厚部に燃料ガスを
浸透させて予熱空気に混合するのが良い。この事は部分
的な燃料濃度の高い場所を作らない為であり燃料濃度の
高い場合に触媒によらずに燃焼が始まり装置に不具合を
生ずる事がある為である。
第３図において予熱空気管２９．から入った予熱空気は
焼結金属管３２．内を流れ燃料は燃料供給管３３．から
入り缶板３０．と胴３４．にて形成された空間を経て焼
結金属管３２．の肉厚部を浸透して予熱空気中に分散混
合された後に燃料空気混合物管３１．に流れる。多管式
にする意味は混合を早く完了させる為であり、これによ
り混合完了する流路の長さが短くなる。
焼結金属管３２．内を流れ燃料は燃料供給管３３．から
入り缶板３０．と胴３４．にて形成された空間を経て焼
結金属管３２．の肉厚部を浸透して予熱空気中に分散混
合された後に燃料空気混合物管３１．に流れる。多管式
にする意味は混合を早く完了させる為であり、これによ
り混合完了する流路の長さが短くなる。
第１図は本考案の構成図、第２図は空気予熱器の説明図
、第３図は第２段燃料混合器の説明図である。 第１図の図面の説明 １、空気の主管 ２、第１段燃焼用空気の供給管 ３、空気予熱器 ４、予熱空気出口管 ５、空気加熱器 ６、第１段燃料混合器 ７、第１段燃料供給管 ８、第１段燃焼触媒 ９、第１段燃焼器用筒 １０、燃焼ガス／空気混合器 １１、第２段燃焼用空気の供給管 １２、第２段燃焼器用筒 １３、第２段燃料供給管 １４、第２段燃料混合器 １５、第２段触媒 １６、第３段燃焼器用筒 １７、第３段燃料供給管 １８、第３段燃料混合器 １９、第３段触媒 第２図の図面の説明 ２０、耐火材 ２．第１段燃焼用空気の供給管２１
、二重管外管 ４．予熱空気出口管２２、二重管内管
９．第２段燃焼器用筒２３、粒子 １０．燃焼ガス
／空気混合器２４、金網 １１．第２段燃焼用空気
の供給管２５、粒子受金４！ｌｑ １２．第１段燃焼器
用筒２６、常温空気入口面 ２７、蓋 １３．第２段燃料供給管２８、熱風函
１４．第２段燃料混自器第３図の図面の説明 ２９．予熱空気主管 ３０、缶板 ３１、燃料空気混合物管 ３２、焼結全屈管 ３３、燃料供給管 出願人 株式会社 日本ケミカル・プラント・コンサル
タント
、第３図は第２段燃料混合器の説明図である。 第１図の図面の説明 １、空気の主管 ２、第１段燃焼用空気の供給管 ３、空気予熱器 ４、予熱空気出口管 ５、空気加熱器 ６、第１段燃料混合器 ７、第１段燃料供給管 ８、第１段燃焼触媒 ９、第１段燃焼器用筒 １０、燃焼ガス／空気混合器 １１、第２段燃焼用空気の供給管 １２、第２段燃焼器用筒 １３、第２段燃料供給管 １４、第２段燃料混合器 １５、第２段触媒 １６、第３段燃焼器用筒 １７、第３段燃料供給管 １８、第３段燃料混合器 １９、第３段触媒 第２図の図面の説明 ２０、耐火材 ２．第１段燃焼用空気の供給管２１
、二重管外管 ４．予熱空気出口管２２、二重管内管
９．第２段燃焼器用筒２３、粒子 １０．燃焼ガス
／空気混合器２４、金網 １１．第２段燃焼用空気
の供給管２５、粒子受金４！ｌｑ １２．第１段燃焼器
用筒２６、常温空気入口面 ２７、蓋 １３．第２段燃料供給管２８、熱風函
１４．第２段燃料混自器第３図の図面の説明 ２９．予熱空気主管 ３０、缶板 ３１、燃料空気混合物管 ３２、焼結全屈管 ３３、燃料供給管 出願人 株式会社 日本ケミカル・プラント・コンサル
タント
Claims (3)
- （１）第一段目の触媒燃焼器の上流側にスタートアップ
用の空気予熱器を設置し、予熱空気中に燃料を混合し触
媒層を通過させて燃焼を行い触媒層の下流側に燃焼生成
ガスと燃焼用空気との熱交換器を設置し熱交換を行い燃
焼用空気を触媒燃焼開始温度以上に加熱し、燃焼開始後
はスタートアップ用空気加熱器を停止することと、第一
段目の燃焼生成ガス中に酸素含有ガスを増量する目的で
空気を混合する場合に燃焼生成ガスと空気の混合物が触
媒燃焼開始温度よりも高く燃料を混合した場合の発火温
度よりも低い温度に保つ様混合空気量を制御した後に燃
料を混合し第二段目の触媒層を通過させ燃焼する事を特
徴とする燃焼器。 - （２）特許請求範囲第１の第１段燃焼器の下流側に設置
する燃焼ガスと空気の熱交換器において空気の流路を形
成する二重管内の外側のドーナツリング状の空間に粒子
を充填し空気との接触面積を増加させた空気予熱器を使
用することを特徴とする特許請求範囲第１項の燃焼器。 - （３）特許請求範囲第１項の燃焼器に使用する燃料混合
器において多孔質材料製の管を複数使用し、混合する燃
料を多孔質材料製の管の肉厚部を浸透させて空気と混合
する燃料混合器を使用する事を特徴とする特許請求範囲
第１項の燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171016A JPS6233213A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171016A JPS6233213A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 燃焼器 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12394087A Division JPS62294805A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 燃焼器における燃料混合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233213A true JPS6233213A (ja) | 1987-02-13 |
| JPH0220890B2 JPH0220890B2 (ja) | 1990-05-11 |
Family
ID=15915532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60171016A Granted JPS6233213A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6233213A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2661481A1 (fr) * | 1990-04-27 | 1991-10-31 | Ca Atomic Energy Ltd | Dispositif de chauffage catalytique. |
| US5203690A (en) * | 1988-07-08 | 1993-04-20 | Nippon Chemical Plant Consultant Co., Ltd. | Combustion apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57210205A (en) * | 1981-06-22 | 1982-12-23 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Manufacture of inert gas through catalytic combustion |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP60171016A patent/JPS6233213A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57210205A (en) * | 1981-06-22 | 1982-12-23 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Manufacture of inert gas through catalytic combustion |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5203690A (en) * | 1988-07-08 | 1993-04-20 | Nippon Chemical Plant Consultant Co., Ltd. | Combustion apparatus |
| FR2661481A1 (fr) * | 1990-04-27 | 1991-10-31 | Ca Atomic Energy Ltd | Dispositif de chauffage catalytique. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0220890B2 (ja) | 1990-05-11 |
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