JPS6362645B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6362645B2 JPS6362645B2 JP54142120A JP14212079A JPS6362645B2 JP S6362645 B2 JPS6362645 B2 JP S6362645B2 JP 54142120 A JP54142120 A JP 54142120A JP 14212079 A JP14212079 A JP 14212079A JP S6362645 B2 JPS6362645 B2 JP S6362645B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- combustion
- fuel
- burner
- supplied
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、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。
好適な燃焼方法に関するものである。
従来、公害防止の問題から化石燃料燃焼ボイラ
における生成窒素酸化物（以下NOxと称す。）の
低減法として次の手段が施されて来た。
における生成窒素酸化物（以下NOxと称す。）の
低減法として次の手段が施されて来た。
(1) 排ガス混合
(2) 多段燃焼
(3) 火炎の分割
(4) 燃料変換
(5) 触媒による還元
(6) ハイドロカーボン、アンモニア注入による気
相還元 しかし、(1)と(3)によつてNOxを低減させよう
とすると幣害としてCO、ダスト量が増加する傾
向にあり、(2)・(5)〜(6)の方法によると装置が大き
くなりコスト的に不利となる。したがつて理想的
な、NOx低減策としては燃料中に窒素分の少な
いものを使用する(4)がよい。
相還元 しかし、(1)と(3)によつてNOxを低減させよう
とすると幣害としてCO、ダスト量が増加する傾
向にあり、(2)・(5)〜(6)の方法によると装置が大き
くなりコスト的に不利となる。したがつて理想的
な、NOx低減策としては燃料中に窒素分の少な
いものを使用する(4)がよい。
このようにして燃料中に窒素分のないもしくは
少ない燃料にしただけではまだ充分でなく、実際
には(1)〜(4)による燃焼改善が併用して実施されて
いる。
少ない燃料にしただけではまだ充分でなく、実際
には(1)〜(4)による燃焼改善が併用して実施されて
いる。
従つて、社会的NOx規制の要求がさらに高く
なつた場合にも、(5)、(6)などの必要なしに燃焼改
善だけですませることができればそれが最も望ま
しい低NOx燃焼の手段である。
なつた場合にも、(5)、(6)などの必要なしに燃焼改
善だけですませることができればそれが最も望ま
しい低NOx燃焼の手段である。
このため発明者等はさきに第１図に示すような
燃焼方法を実験の結果に基き提案した。即ち排ガ
ス流れについて、上流（図面においては下段）に
主バーナ２を炉壁１に設け、その下流たる中流
（図面においては中段）に副バーナを設け、さら
にその下流（図面においては上段）に空気供給口
４を設け、夫々の空気箱５A，５B，５Cには管路
６A，６B，６Cより燃焼用の空気を供給する。こ
の場合において夫々の管路に設けたダンパ７A，
７B，７Cにより供給する空気量、即ち二次空気量
を制御する。
燃焼方法を実験の結果に基き提案した。即ち排ガ
ス流れについて、上流（図面においては下段）に
主バーナ２を炉壁１に設け、その下流たる中流
（図面においては中段）に副バーナを設け、さら
にその下流（図面においては上段）に空気供給口
４を設け、夫々の空気箱５A，５B，５Cには管路
６A，６B，６Cより燃焼用の空気を供給する。こ
の場合において夫々の管路に設けたダンパ７A，
７B，７Cにより供給する空気量、即ち二次空気量
を制御する。
主バーナ２による燃焼域Ａは空燃比１以下の燃
料過剰燃焼域とし、副バーナ３はさらに空燃比の
低いものにし気相還元域となる燃焼域Ｂを形成さ
せ、空気供給口４から十分な空気量を供給して残
留未燃分を完全燃焼させる燃焼域Ｃを形成するも
のである。これにより排ガス中のNOxはいちぢ
るしく低いものとなることが確められた。
料過剰燃焼域とし、副バーナ３はさらに空燃比の
低いものにし気相還元域となる燃焼域Ｂを形成さ
せ、空気供給口４から十分な空気量を供給して残
留未燃分を完全燃焼させる燃焼域Ｃを形成するも
のである。これにより排ガス中のNOxはいちぢ
るしく低いものとなることが確められた。
このNOx低減の機構を考察すると、燃料過剰
燃焼域Ａにおいては、生成NOxとしてサーマル
NOx（Thermal NOx）のみならず炭化水素燃料
過剰域でのみでてくるプロンプトNOx（Prompt
NOx）、を生ずる。これらの生成反応は次式に代
表される。（枠で囲んだものは中間生成物のラジ
カルであることを示す） O2→２・Ｏ (1) N2＋・Ｏ→・Ｎ＋NO (2) ・Ｎ＋O2→・Ｏ＋NO (3) H2O→・Ｈ＋・OH (4) ・Ｎ＋・OH→・Ｈ＋NO (5) CH4→・CH3＋・Ｈ (6) N2＋・CH3→・NH2＋HCN (7) ・Ｈ＋HCN→・CN＋H2 (8) ・CN＋O2→CO＋NO (9) ・NH2＋O2→H2O＋NO (10) ここで式(1)〜(5)はサーマルNOx、(6)〜(10)はプ
ロンプトNOxの生成について示している。
燃焼域Ａにおいては、生成NOxとしてサーマル
NOx（Thermal NOx）のみならず炭化水素燃料
過剰域でのみでてくるプロンプトNOx（Prompt
NOx）、を生ずる。これらの生成反応は次式に代
表される。（枠で囲んだものは中間生成物のラジ
カルであることを示す） O2→２・Ｏ (1) N2＋・Ｏ→・Ｎ＋NO (2) ・Ｎ＋O2→・Ｏ＋NO (3) H2O→・Ｈ＋・OH (4) ・Ｎ＋・OH→・Ｈ＋NO (5) CH4→・CH3＋・Ｈ (6) N2＋・CH3→・NH2＋HCN (7) ・Ｈ＋HCN→・CN＋H2 (8) ・CN＋O2→CO＋NO (9) ・NH2＋O2→H2O＋NO (10) ここで式(1)〜(5)はサーマルNOx、(6)〜(10)はプ
ロンプトNOxの生成について示している。
本発明者等は、これらの生成反応および分解反
応を種々検討したところCOガスのごとき還元性
ガスではO2により妨害されほとんどその効力を
発揮できず、燃焼火炎内に生成するラジカルに代
表される中間生成物が還元能力を有しているもの
であることがわかつた。
応を種々検討したところCOガスのごとき還元性
ガスではO2により妨害されほとんどその効力を
発揮できず、燃焼火炎内に生成するラジカルに代
表される中間生成物が還元能力を有しているもの
であることがわかつた。
また副バーナの部分酸化、熱分解反応としては
CH4→・CH3＋・Ｈ (11)
N2＋CH3→・NH2＋HCN (12)
・Ｈ＋HCN→・CN＋H2 （13）
気相還元として
NO＋・NH2→N2＋H2O （14）
NO＋・CN→N2＋CO （15）
NO＋CO→N2＋O2 （16）
特に注目されるのは（14）、（15）式による分解
であつて、(9)、(10)式のプロントNOxの生成反応
と比較して明らかなごとく・NH2、・CN等のラ
ジカルと反応するNOおよびO2の競合反応となる
点にある。
であつて、(9)、(10)式のプロントNOxの生成反応
と比較して明らかなごとく・NH2、・CN等のラ
ジカルと反応するNOおよびO2の競合反応となる
点にある。
この発明はこのような低NOx燃焼方法をさら
に改善する燃焼方法を提案することを目的とす
る。
に改善する燃焼方法を提案することを目的とす
る。
要するにこの発明はバーナを３段に配置し排ガ
ス流れについて上流に主バーナで燃料過剰域を、
中流に副バーナで気相還元域を、下流にアフタバ
ーナで完全燃焼域を形成させることを特徴とする
低NOx燃焼方法である。
ス流れについて上流に主バーナで燃料過剰域を、
中流に副バーナで気相還元域を、下流にアフタバ
ーナで完全燃焼域を形成させることを特徴とする
低NOx燃焼方法である。
さきに説明した燃焼域Ａ，Ｂ，ＣによるNOx
低減燃焼の実験をし、採取ガス分析等を行なつた
結果では空気供給口４から過剰な空気を供給して
未燃成分を完全燃焼させようとしてもこの空気供
給のみでは燃焼たる酸化反応が充分に行なはれな
いことが確められた。これは供給空気が予熱して
あつても第１図の燃焼域Ｃにおいて温度降下あり
反応即ち残留未燃分の焼却が充分に行なわれない
ことによるものと推定される。
低減燃焼の実験をし、採取ガス分析等を行なつた
結果では空気供給口４から過剰な空気を供給して
未燃成分を完全燃焼させようとしてもこの空気供
給のみでは燃焼たる酸化反応が充分に行なはれな
いことが確められた。これは供給空気が予熱して
あつても第１図の燃焼域Ｃにおいて温度降下あり
反応即ち残留未燃分の焼却が充分に行なわれない
ことによるものと推定される。
そのためこの発明においては空気供給口４の部
分にアフタバーナを設けることとしたものであ
る。第２図はこの発明にかかる装置を示す燃焼装
置部分の縦断面図を示すものである。主バーナ２
の上方に副バーナ３を位置させ、そのさらに上方
にアフタバーナ８を位置させるものである。
分にアフタバーナを設けることとしたものであ
る。第２図はこの発明にかかる装置を示す燃焼装
置部分の縦断面図を示すものである。主バーナ２
の上方に副バーナ３を位置させ、そのさらに上方
にアフタバーナ８を位置させるものである。
この場合主バーナ２の空燃比は0.4乃至0.9好ま
しくは約0.6、副バーナ３の空燃比を0.2乃至0.8好
ましくは約0.4、アフタバーナ８の空燃比は１以
上好ましくは1.3として燃焼させることがNOx低
減効果が大であつた。燃焼用空気の供給は風箱５
Ａ，５B，５Cに接続する空気供給の管路６A，６B，
６Cに設けたダンパ７A，７B，７Cにより行なうこ
とができる。更に詳しくはバーナを中心とする筒
状体２A，３Aの空気供給口を覆いかつその開口面
積を調節するスライドダンパ９A，９Bによりする
ことができる。
しくは約0.6、副バーナ３の空燃比を0.2乃至0.8好
ましくは約0.4、アフタバーナ８の空燃比は１以
上好ましくは1.3として燃焼させることがNOx低
減効果が大であつた。燃焼用空気の供給は風箱５
Ａ，５B，５Cに接続する空気供給の管路６A，６B，
６Cに設けたダンパ７A，７B，７Cにより行なうこ
とができる。更に詳しくはバーナを中心とする筒
状体２A，３Aの空気供給口を覆いかつその開口面
積を調節するスライドダンパ９A，９Bによりする
ことができる。
また各バーナに供給する燃料の供給量の比率は
主バーナ２については全供給燃料量の約65％、副
バーナ３については約30％、アフタバーナ８につ
いては約５％とするのが気相還元によるNOx低
減よりして効果の大なる条件である。
主バーナ２については全供給燃料量の約65％、副
バーナ３については約30％、アフタバーナ８につ
いては約５％とするのが気相還元によるNOx低
減よりして効果の大なる条件である。
この発明は、従来の空気供給口につき、アフタ
バーナを設けるだけでよいことからその実施は極
めて容易である。またこの発明は広く一般用工業
炉、ガスタービン等にも適用でき、いちぢるしく
NOxを低減するという効果を奏するものである。
バーナを設けるだけでよいことからその実施は極
めて容易である。またこの発明は広く一般用工業
炉、ガスタービン等にも適用でき、いちぢるしく
NOxを低減するという効果を奏するものである。
第１図は空気供給口を有する低NOx燃焼装置
の縦断面図、第２図はこの発明の実施にかかる装
置の縦断面図である。 １……炉壁、２……主バーナ、３……副バー
ナ、５A，５B，５C……風箱、６A，６B，６C……
空気を供給する管路、７A，７B，７C……ダンパ、
８……アフタバーナ、９A，９B……スライドダン
パ、Ａ，Ｂ，Ｃ、……燃焼域。
の縦断面図、第２図はこの発明の実施にかかる装
置の縦断面図である。 １……炉壁、２……主バーナ、３……副バー
ナ、５A，５B，５C……風箱、６A，６B，６C……
空気を供給する管路、７A，７B，７C……ダンパ、
８……アフタバーナ、９A，９B……スライドダン
パ、Ａ，Ｂ，Ｃ、……燃焼域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 空燃比を１以下で燃焼させる主バーナの燃焼
ガス中の窒素酸化物を、燃料を空気と共に炉内に
供給ししかも前記主バーナの空燃比よりも低い空
燃比の副バーナの燃焼ガスで気相還元し残余未燃
分をアフタバーナを備えた空気供給口から供給す
る空気により完全燃焼させることを特徴とする低
NOx燃焼方法。 ２ 主バーナの空燃比を0.4乃至0.9好ましくは約
0.6、副バーナの空燃比を0.2乃至0.8好ましくは約
0.4、アフタバーナの空燃比を１以上好ましくは
1.3として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 主バーナへの燃料供給量を燃焼させる全供給
燃料量の約65％、副バーナへの燃料供給量を約30
％、アフタバーナへの燃料供給量を約５％とする
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
項記載の低NOx燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14212079A JPS5666608A (en) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | Combustion method with low nox |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14212079A JPS5666608A (en) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | Combustion method with low nox |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5666608A JPS5666608A (en) | 1981-06-05 |
| JPS6362645B2 true JPS6362645B2 (ja) | 1988-12-05 |
Family
ID=15307859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14212079A Granted JPS5666608A (en) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | Combustion method with low nox |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5666608A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5825926B2 (ja) * | 1975-03-14 | 1983-05-31 | 太平洋セメント株式会社 | セメント焼成装置の燃焼排ガス中のＮＯｘを低減する方法および装置 |
| JPS54105328A (en) * | 1978-02-06 | 1979-08-18 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Method and device for burning ultra-low nox in fuels containing organic nitrogen |
-
1979
- 1979-11-05 JP JP14212079A patent/JPS5666608A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5666608A (en) | 1981-06-05 |
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