JPS6243084B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼方法に係り、特に排ガス中の窒素
酸化物を低減するに好適な燃焼方法に関するもの
である。

最近、燃焼装置排ガス中に含まれる窒素酸化物
による大気汚染が注目され、この排出濃度を低下
させるための方策が種々提案されている。一つは
発生した窒素酸化物を吸収除去あるいは分解させ
るための、いわゆる脱硝装置の設置であり、他の
方法としては、窒素酸化物の発生機構の一部に手
を加えることによつて発生する窒素酸化物の濃度
を下げる、いわゆる低NOx燃焼法である。前者
においては、アルカリなどの高価な吸収剤やアン
モニアなどの還元剤を使用するため運転費が高く
なる欠点がある。したがつて装置上の工夫によつ
て窒素酸化物濃度を下げる後者の方法が多く考案
され、種々実用に供される傾向にある。その方法
も大別すれば、空気中の窒素と酸素が反応して窒
素酸化物になる速度を下げるための反応の場の温
度を下げる２段燃焼法、水注入法、分割火炎法な
どと、燃料中の窒素と空気中の酸素が反応して窒
素酸化物に転換する比率を低くするための燃料転
換法などがある。しかるにこれらの方法ではすで
に限界に達している感があり、さらに燃料中ある
いは空気中の窒素と酸素との反応機構を詳細に解
明し、その反応を抑制するための方策がとられな
ければならない。

本発明の目的は、上記した従来技術の不備な点
をさらに補ない、従来到達不可能と思われていた
低窒素酸化物濃度を達成するための燃焼方法を提
供するものである。

要するにこの発明は空燃比１以下で燃焼する第
１のバーナと、その排ガス流れについて後流で燃
焼しかつその空燃比が第１のバーナの空燃比より
低い第２のバーナとよりなるバーナ組を複数組水
平に配置したバーナ組の段を複数段設けてバーナ
群を形成し、このバーナ群の排ガス後流に全燃料
量について不足する燃料用空気量を補うに十分な
空気量を供給する空気孔とアフタバーナの組の複
数組を設け燃焼させる低NOx燃焼方法である。

本発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。第１図は、本発明を適用した例を示す。１は
火炉でこの中で燃料は空気中の酸素と反応して燃
焼する。燃焼は第１のバーナ（以下主バーナと称
す）２より全燃料量の50〜80％が供給される。こ
のバーナにおける空気供給量は燃料を燃焼させる
に理論的に必要な量の約80％程度である。このバ
ーナでは通常のバーナよりNOxの生成量は少な
いがそれでもなお理論空気量で燃焼させた場合の
70〜80％のNOxを生成する。したがつてこのバ
ーナの直上に全燃料量の10〜40％を投入する第２
のバーナ（以下副バーナと称す）を設け、この副
バーナの燃焼中間生成物でNOを還元する。副バ
ーナにおける空気量は、該バーナに供給される燃
料を燃焼させるに理論的に必要な量の60％程度で
ある。このようにして主バーナと副バーナを１対
とする組合せバーナ即ちバーナ組５によつてNO
を著しく低減することができるが、これらのバー
ナ容量には制限があり、どのように大容量のバー
ナでも製作可能というものではない。またバーナ
が大容量化するに従つて主バーナと副バーナの組
合せによるNOx低減効果も少なくなり、ボイラ
の大容量化に対してバーナの大容量化だけでは対
処できない。そこでこのバーナ組を火炉内に数組
配置してこのバーナ組によるNOx低減効果を最
大限に生かす配置が必要になつてくる。第１図で
は前壁に２段、後壁に２段設置した例を示してい
る。このバーナ配置を火炉前面から見たのが第２
図で所謂千鳥配置である。実線で示したバーナが
前壁に設置したもの、破線で示したバーナが後壁
に設置したものである。このように設置すること
により、それぞれのバーナからの火炎は他の火炎
と干渉することが少なく、火炉内に火炎が充満し
た形になり火炎の最高温度を下げ、NOの生成量
を少なくすることにも効果がある。なおこのまま
では燃料量に対して空気量が不足しているので、
煤塵、一酸化炭素（co）などの量が異常に高くな
る。そこで残りの必要空気量を供給する空気孔を
もつアフタバーナ４から供給して、これら未燃分
の燃焼を行なう。このとき全燃料量の10％程度の
燃料をこのアフタバーナから供給するとNOxの
値は若干高くなるが、煤塵、COの低減には非常
に効果があり、また運転操作も非常に楽になる。
試験データの一例は次の通りである。

炉：巾10m×奥行10m×高さ28.6m 耐火材内張水冷壁 主バーナ：1200Kg／ｈ×16本（LNG） 副バーナ：600Kg／ｈ×16本（LNG） アフタバーナ：200Kg／ｈ×８本（LNG） 空気予熱：300℃ 空燃比：主バーナ：0.79 副バーナ：0.61 アフタバーナ：（１以上測定値なし） NO：7.8ppm CO、煤塵：検出せず 第３図に他の実施例を示す。前の例に比して容
量が小さい場合のバーナ配置例で所謂碁板目配置
である。このように縦方向にバーナを一列に並
べ、となりの列との間に対向面からのバーナ火炎
が入つてくるような配列にすると、炉の奥行方向
が小さい場合にも炉内に火炎を一様に充満させる
ことができ、NOxの低減効果を損なうことがな
い。

本発明を実施することにより、従来不可能と思
われていた低NOx燃焼を可能にすることがで
き、この原理を大容量のボイラにも適用できる。
また火炉構造によつては、従来型のボイラにも一
部改造によつて本発明を適用することができる等
種々の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施にかかるバーナ配置およ
び火炉構造を示す側面図、第２図は前壁における
所謂千鳥配置のバーナ位置を示す正面図、第３図
は第２の実施例を示す所謂碁板目配置のバーナ位
置を示す正面図である。 １……火炉、２……第１のバーナ（主バー
ナ）、３……第２のバーナ（副バーナ）、４……ア
フタバーナ（空気孔を含む）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１のバーナと、この第１のバーナの燃焼ガ
   ス流れについて後流で燃料を燃焼させる第２のバ
   ーナとで１のバーナ組を形成し、このバーナ組を
   複数組有し、しかもこの複数のバーナ組の燃焼ガ
   スの後流でこの燃焼ガス中に含まれる未燃分を燃
   焼させる空気を供給する空気孔を有した燃焼装置
   であつて、前記第１のバーナを空気比１以下で燃
   焼させ、前記第２のバーナを前記第１のバーナの
   空気比よりも低い空気比で燃焼させることを特徴
   とする低NOx燃焼方法。 ２ 第１のバーナと第２のバーナとよりなるバー
   ナ組を碁板目配置にし燃焼させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の低NOx燃焼方
   法。 ３ 第１のバーナと第２のバーナとよりなるバー
   ナ組を千鳥配置にし、燃焼させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の低NOx燃焼方
   法。 ４ 第１のバーナと第２のバーナとよりなるバー
   ナ組を燃焼装置の対向する壁面にそれぞれ複数組
   設け、一の壁面のバーナ組を他の壁面に投影した
   ときバーナ組が重なり合うことのないように配置
   し燃焼させることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第３項のいずれかに記載の低NOx燃
   焼方法。 ５ 第１のバーナ、第２のバーナ、アフタバーナ
   への供給燃料量の合計に対し第１のバーナへはそ
   の約50〜80％、第２のバーナへは約10〜40％、ア
   フタバーナへは約10％の燃料量を供給し燃焼させ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第４項のいずれかに記載の低NOx燃焼方法。