JPS638367B2 - - Google Patents

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JPS638367B2
JPS638367B2 JP52103703A JP10370377A JPS638367B2 JP S638367 B2 JPS638367 B2 JP S638367B2 JP 52103703 A JP52103703 A JP 52103703A JP 10370377 A JP10370377 A JP 10370377A JP S638367 B2 JPS638367 B2 JP S638367B2
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JP
Japan
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combustion chamber
combustion
oxygen
gas
chamber
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Application number
JP52103703A
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Japanese (ja)
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JPS5437924A (en
Inventor
Kento Biibon Deibitsudo
Jozefu Jirusu Aaru
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Parsons Government Services Inc
Original Assignee
Ralph M Parsons Co
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Publication date
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  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工場テールガス(排出ガス)を処理
するための方法及び装置に関し、特には、酸素の
限られた雰囲気中で燃料を燃焼させることによつ
て還元ガスを発生させ、その還元ガスと工場排出
ガスとを混合させるための加熱装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for treating factory tail gases (exhaust gases), and in particular to generating reducing gases by burning fuel in an oxygen-limited atmosphere. The present invention relates to a heating device for mixing the reducing gas with factory exhaust gas.

例えば、米国特許第3752877号には、クラウス
プラント等からのテールガスのような工場排出ガ
ス内に存在する硫黄酸化物や窒素酸化物等の化合
物を還元するための方法が開示されている。その
方法によれば、まずテールガスを、慣用のバーナ
により、テールガスと燃焼生成物とが混合しない
ようにする熱交換器を介して高い温度に加熱す
る。加熱後、テールガスを、水素及び一酸化炭素
を含有する還元ガスと混合させる。この還元ガス
は、スチームの存在下で空気と燃料を準化学量論
的燃焼反応の形で燃焼させることによつて生成す
る。炭化水素を化学量論的に、あるいは準化学量
論的に燃焼させた場合、爾後の処理工程にとつて
有害な遊離炭素即ちすすの形成を回避することは
困難である。又、還元ガス内に含まれることが望
ましくない遊離酸素が燃焼によつて完全に費消さ
れるようにすることも困難である。
For example, US Pat. No. 3,752,877 discloses a method for reducing compounds such as sulfur oxides and nitrogen oxides present in industrial exhaust gases such as tail gas from Claus plants and the like. According to that method, the tail gas is first heated to a high temperature by means of a conventional burner via a heat exchanger that prevents mixing of the tail gas and the combustion products. After heating, the tail gas is mixed with a reducing gas containing hydrogen and carbon monoxide. This reducing gas is produced by burning air and fuel in a substoichiometric combustion reaction in the presence of steam. When hydrocarbons are combusted stoichiometrically or substoichiometrically, it is difficult to avoid the formation of free carbon, or soot, which is detrimental to subsequent processing steps. It is also difficult to ensure that the undesirable free oxygen contained in the reducing gas is completely consumed by combustion.

本発明は、還元ガスを発生させ、それと同時に
還元ガスの生成によつて生じる熱を利用して工場
排出ガスを予熱し、次いで該工場排出ガスを還元
ガスと混合させるための新規な方法及び装置を提
供する。従来、還元ガス発生器内の高い作動温度
は、通常の金属の動作温度を越えるので、これを
冷却させなければならないという問題がある。本
発明は、工場排出ガスを燃焼室の壁のための冷却
剤として利用することにより効率を高めるもので
ある。略述すれば、本発明の装置は、好ましくは
2:1の長さ対直径比を有する。耐火材で内張り
した細長い金属製シリンダと、該シリンダを同心
的に囲包し、該シリンダとの間に工場排出ガスを
通流させるための環状通路を形成する外側シリン
ダとから成る。
The present invention provides a novel method and apparatus for generating a reducing gas, simultaneously preheating a factory exhaust gas using the heat generated by the production of the reducing gas, and then mixing the factory exhaust gas with the reducing gas. I will provide a. Conventionally, there is a problem in that the high operating temperatures within the reducing gas generator exceed the operating temperatures of normal metals and must be cooled. The present invention increases efficiency by utilizing factory exhaust gas as a coolant for the walls of the combustion chamber. Briefly, the device of the invention preferably has a length to diameter ratio of 2:1. It consists of an elongated metal cylinder lined with refractory material and an outer cylinder concentrically surrounding the cylinder and defining an annular passage therebetween for passage of factory exhaust gases.

燃焼室の終端には、放熱端壁を設け、該端壁に
その約50%までの断面積の出口オリフイスを設け
る。好ましくはスチームと予め混合させた燃料ガ
スを、多数の噴出孔を有するバーナリングを通し
て上記燃焼室内に噴射する。空気又は酸素は、燃
焼部の後方に配置した風箱を通して燃焼帯域内へ
導入する。燃焼帯域へは、酸素源(通常は空気)
を接線方向に導入して燃焼室内に渦流を形成する
ようにする。燃焼室への入口に設けた狭窄喉部に
よつて空気流に比較的高い回転速度を与える。こ
の狭窄喉部は、約50〜150ft/秒の範囲にある風
箱内のガスの流速を2倍にするように構成するこ
とが好ましい。燃焼生成物は、火炎出口オリフイ
スを通過した後工場排出ガスと混合させる。
At the end of the combustion chamber, a heat dissipating end wall is provided, which end wall is provided with an exit orifice of up to about 50% of its cross-sectional area. Fuel gas, preferably premixed with steam, is injected into the combustion chamber through a burner ring having a large number of injection holes. Air or oxygen is introduced into the combustion zone through a wind box located after the combustion section. Oxygen source (usually air) to the combustion zone
is introduced tangentially to form a vortex within the combustion chamber. A narrow throat at the entrance to the combustion chamber imparts a relatively high rotational speed to the airflow. This constriction throat is preferably configured to double the gas flow rate within the windbox, which is in the range of about 50-150 ft/sec. The combustion products are mixed with the plant exhaust gas after passing through the flame exit orifice.

図面を参照すると、耐火材の内張り14を有す
る内側金属製シリンダ12を備えた燃焼及び混合
装置10が示されている。シリンダ12は燃焼室
16を形成するシリンダ12内に開口20を有す
る金属壁18を配設し、該金属壁にも開口20を
囲繞して耐火材22の内張りを施し、燃焼室16
の入口端に狭窄喉部を形成する。燃焼室16の他
端24は、貫通出口開口26を有する耐火材で形
成する。出口開口26は、火炎出口オリフイスを
形成する。
Referring to the drawings, a combustion and mixing device 10 is shown having an inner metal cylinder 12 having a refractory lining 14. The cylinder 12 is provided with a metal wall 18 having an opening 20 inside the cylinder 12 that forms a combustion chamber 16, and the metal wall is also lined with a refractory material 22 surrounding the opening 20.
A constricted throat is formed at the inlet end of the tube. The other end 24 of the combustion chamber 16 is formed of a refractory material having an outlet opening 26 therethrough. Outlet opening 26 forms a flame exit orifice.

金属壁18の開口20の外側を取巻いて環状の
バーナ即ちバーナリング28を配設する。第5図
に明示されるように、バーナリング28は、燃料
ガスを燃焼室内へ噴射させるための複数の等間隔
に配置した孔30を内周縁に有する中空パイプで
形成する。燃料導入パイプ32をバーナ28に接
続し、直角エルボ34を介して金属シリンダ12
の側壁を貫通して外部へ延長させる。パイプ32
は、T字継手36を介してガス状又は液体燃料源
に接続する。燃料源としては、天然ガス、メタン
等の炭化水素、水素、一酸化炭素又はその混合物
を含む燃料ガス、液体炭化水素等が使用される。
T字継手36は又、スチーム源にも接続し、かく
してスチームと燃料とを混合し、その混合物がバ
ーナ28を通して燃焼室内へ噴射されるようにす
る。
An annular burner or burner ring 28 is disposed around the outside of the opening 20 in the metal wall 18. As clearly shown in FIG. 5, the burner ring 28 is formed of a hollow pipe having a plurality of equally spaced holes 30 on its inner periphery for injecting fuel gas into the combustion chamber. A fuel inlet pipe 32 is connected to the burner 28 and connected to the metal cylinder 12 via a right-angled elbow 34.
Penetrate the side wall and extend to the outside. pipe 32
connects to a gaseous or liquid fuel source via a T-joint 36. As the fuel source, natural gas, hydrocarbons such as methane, fuel gases containing hydrogen, carbon monoxide, or mixtures thereof, liquid hydrocarbons, etc. are used.
T-joint 36 also connects to a steam source, thus mixing the steam and fuel and allowing the mixture to be injected through burner 28 and into the combustion chamber.

金属シリンダ12の入口端にフランジ38を設
け、該フランジにボルト又はその他の手段によつ
て端板40を固定する。端板40と内部壁18と
の間のシリンダ12内の空間によつて風箱42を
画定させ、風箱42内へ導入パイプ44を介して
空気、酸素、又はその他の酸素含有ガスの供給源
を接続する。第2図に明示されるように、導入パ
イプ44は、風箱42内への空気流がシリンダ1
2の側壁に対して接続方向になるように、偏心的
に配置してある。かくして、パイプ44からの空
気流により風箱42内の空気に回転運動が付与さ
れる。
A flange 38 is provided at the inlet end of the metal cylinder 12 to which an end plate 40 is secured by bolts or other means. The space within the cylinder 12 between the end plate 40 and the interior wall 18 defines a wind box 42 into which a source of air, oxygen, or other oxygen-containing gas is introduced via a pipe 44. Connect. As clearly shown in FIG.
It is eccentrically arranged in the connection direction with respect to the side wall of No. 2. Thus, the air flow from pipe 44 imparts rotational motion to the air within wind box 42 .

風箱からの空気は、開口20を通して燃焼室1
6に入り、開口20内においてバーナリング28
からの燃料及びスチームと混合する。この混合物
は、パイロツト炎、電気火花等の適当な手段によ
つて点火されるようにする。
Air from the wind box enters the combustion chamber 1 through the opening 20.
6 and the burner ring 28 inside the opening 20.
Mix with fuel and steam from. This mixture is ignited by any suitable means such as a pilot flame, electric spark, or the like.

耐火材22を貫通した開口によつて形成される
喉帯域48内に高い乱流を起させるために、パイ
プ44を通して50〜150ft/秒の速度で空気を導
入し、それによつて風箱42内に高い回転速度を
維持し、喉部48内にはそれより更に高い速度
を、好ましくは約100〜約300ft/秒即ち風箱内の
空気流速度の2倍の速度を維持するようにする。
喉部48によつて形成される狭窄部は、燃焼室1
6の直径の1/2より小さくすることが好ましい。
Air is introduced through the pipe 44 at a rate of 50 to 150 ft/sec to create high turbulence within the throat zone 48 formed by the openings through the refractory material 22, thereby causing air to flow inside the wind box 42. and an even higher velocity within the throat 48, preferably from about 100 to about 300 ft/sec, or twice the airflow velocity within the wind box.
The constriction formed by the throat 48 is the narrowing of the combustion chamber 1
It is preferable to make the diameter smaller than 1/2 of the diameter of 6.

燃焼室16に冷却を施すとともに、工場排出ガ
ス又はテールガスに予熱を施すために、燃焼室に
円筒状の外殻即ちジヤケツト50を設ける。ジヤ
ケツト50は、内部壁18と同一の平面内におい
てシリンダ12を囲繞してそれに溶接した端部リ
ング52によつて支持させる。ジヤケツト50に
環状フランジ54を設け、該フランジを端部リン
グ52にボルト又はその他の手段によつて固定す
る。
The combustion chamber 16 is provided with a cylindrical shell or jacket 50 to provide cooling to the combustion chamber 16 and preheat the plant exhaust or tail gas. The jacket 50 is supported by an end ring 52 surrounding and welded to the cylinder 12 in the same plane as the interior wall 18. Jacket 50 is provided with an annular flange 54 which is secured to end ring 52 by bolts or other means.

外側ジヤケツト50は、燃焼室16のオリフイ
ス付耐火材端壁24を越えて相当長く延長させ端
壁56に終端させる。端壁56は、ジヤケツト5
0の端部に溶接又はその他の手段によつて固定す
る。オリフイス26の断面積は、燃焼ガスの流れ
を妨害することなく、熱の逆輻射を最大限にする
ように端壁24の面積の最大限約1/2までの大き
さとする。工場排出ガスは、導入パイプ分節58
を通して燃焼室16のシリンダ12とジヤケツト
50との間の環状空間内へ導入する。第4図に明
示されるように、パイプ分節58の軸線は、シリ
ンダ12及びジヤケツト50の回転軸線から偏心
させてあり、更に、パイプ分節58の内部にはジ
ヤケツト50の環状空間内への入口に近接させて
一連の反せ板60,62,64を配設し、それに
よつて工場排出ガスをシリンダ12に対して接線
方向に向けるようにする。かくして、燃焼室16
の外面に沿つての工場排出ガスの流れに対して回
転運動成分を与える。
The outer jacket 50 extends a considerable length beyond the orificed refractory end wall 24 of the combustion chamber 16 and terminates in the end wall 56. The end wall 56 has a jacket 5
0 by welding or other means. The cross-sectional area of the orifice 26 is sized to a maximum of about 1/2 the area of the end wall 24 to maximize back radiation of heat without interfering with the flow of combustion gases. Factory exhaust gas is introduced into pipe segment 58.
and into the annular space between the cylinder 12 and the jacket 50 of the combustion chamber 16. As best seen in FIG. 4, the axis of pipe segment 58 is offset from the axis of rotation of cylinder 12 and jacket 50; A series of baffles 60, 62, 64 are disposed in close proximity to direct the factory exhaust gases tangentially to the cylinder 12. Thus, the combustion chamber 16
imparts a rotational motion component to the flow of factory exhaust gases along the outer surface of the

工場排出ガスは、燃焼室の外面から長手方向に
離れると、燃焼室の端部と端壁56との間の領域
に入り、この領域において燃焼室から火炎出口オ
リフイス26を通して噴出する燃焼生成物と混合
する。そしてこの混合物は、導出オリフイス66
を通して導出される。燃焼室からのガス(燃焼生
成物)が比較的高い温度で混合領域に入るので、
導出口66及びジヤケツト50には耐火材68の
層で内張りしてある。この耐火材層は又、熱を燃
焼室16へ逆輻射させる働きもする。ジヤケツト
50の耐火材68は、ジヤケツトの温度がジヤケ
ツトと円筒壁12との間の環状空間内に流れる工
場排出ガスの冷却効果によつて安全なレベルに維
持されている個所にまで後方へ(第3図でみて左
方へ)延長させてある。
As the factory exhaust gases leave the outer surface of the combustion chamber in the longitudinal direction, they enter the region between the end of the combustion chamber and the end wall 56 where they meet the products of combustion that emerge from the combustion chamber through the flame exit orifice 26. Mix. This mixture is then passed through the outlet orifice 66.
derived through. Since the gases (combustion products) from the combustion chamber enter the mixing zone at a relatively high temperature,
Outlet 66 and jacket 50 are lined with a layer of refractory material 68. This layer of refractory material also serves to radiate heat back into the combustion chamber 16. The refractory material 68 of the jacket 50 is retracted rearward to a point where the temperature of the jacket is maintained at a safe level by the cooling effect of the factory exhaust gases flowing in the annular space between the jacket and the cylindrical wall 12. It has been extended (towards the left in Figure 3).

作動において、燃料ガスにスチームを加える
と、実質的にすすを生じない燃焼が得られること
が判明した。炭化水素ガス(燃料)に混合させた
スチームは、炭化水素分子から炭素を遊離させる
熱反応又はクラツキング過程を減少させる効果を
有する。たとえ炭化水素のある程度のクラツキン
グが燃焼室内において生じても、水分子の緊密な
混合体が遊離した炭素の酸素との反応を高め、一
酸化炭素及び二酸化炭素を形成させる。通常、燃
料1ポンド当り最高約5ポンドのスチーム(水蒸
気)を混合させる。
In operation, it has been found that adding steam to the fuel gas results in substantially soot-free combustion. Steam mixed with hydrocarbon gas (fuel) has the effect of reducing the thermal reactions or cracking processes that liberate carbon from hydrocarbon molecules. Even if some cracking of the hydrocarbons occurs within the combustion chamber, the intimate mixture of water molecules enhances the reaction of the liberated carbon with oxygen to form carbon monoxide and carbon dioxide. Typically, up to about 5 pounds of steam are mixed per pound of fuel.

本発明によれば、燃料ガスと空気との混合を良
くするための大きな乱流と、燃焼室内の高い温度
と、エネルギーを燃焼室内へ再輻射させるように
耐火材製の端壁24を設けたことと、燃料ガスに
スチームを添加することとが相俟つて、より完全
な酸化を起させ、それにより燃焼によつて生じる
還元ガスからすべての遊離酸素を除去させる。燃
焼室は、0.1〜1秒のガス滞留時間に相当する容
積をもつように長さ対直径の比を約2:1とする
ことが好ましい。燃料ガスが10%又はそれ以上の
プロパン及び比較的重い炭化水素分子を含有する
ものである場合、ガス滞留時間が0.5秒となるよ
うにすることが好ましい。プロパン又は比較的重
い成分の少い燃料ガスの場合は、その燃料ガスに
はごく少量のスチームを予備混合するだけでよ
い。例えば、1ポンド当りの燃料に対して約1ポ
ンドのスチームを混合することが好ましい。比較
的重い成分を有する燃料ガス又は液体燃料の場合
は、スチームの割合を燃料1ポンド当りスチーム
5ポンドにまで増大させることができる。液体燃
料を使用する場合は、燃料を燃焼室内へ噴射させ
るための手段としてバーナリングの代りにスチー
ムによる霧化スプレーノズルを使用することがで
きる。
According to the present invention, an end wall 24 made of refractory material is provided to create a large turbulent flow for better mixing of fuel gas and air, a high temperature in the combustion chamber, and to re-radiate energy into the combustion chamber. This, in combination with the addition of steam to the fuel gas, causes more complete oxidation, thereby removing all free oxygen from the reducing gas produced by combustion. Preferably, the combustion chamber has a length to diameter ratio of about 2:1 so as to have a volume corresponding to a gas residence time of 0.1 to 1 second. If the fuel gas contains 10% or more propane and relatively heavy hydrocarbon molecules, it is preferred that the gas residence time be 0.5 seconds. In the case of propane or a fuel gas that is relatively low in heavy components, the fuel gas only needs to be premixed with a small amount of steam. For example, it is preferred to mix about 1 pound of steam to 1 pound of fuel. For fuel gases or liquid fuels with relatively heavy components, the steam rate can be increased to 5 pounds of steam per pound of fuel. If liquid fuel is used, a steam atomizing spray nozzle can be used instead of a burner ring as a means for injecting the fuel into the combustion chamber.

以上の説明では燃焼過程が還元ガスを創生する
ものとして説明したが、中性ガスを必要とする場
合にもこの同じ装置を使用することができる。還
元ガスが得られるか、中性ガスが得られるかは、
燃料ガスに対して供給される酸素の量によつてき
まることはいうまでもない。
Although the combustion process has been described above as producing reducing gas, this same device can be used where neutral gas is required. Whether reducing gas or neutral gas is obtained is determined by
Needless to say, it depends on the amount of oxygen supplied to the fuel gas.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の装置の側立面図、第2図は同
装置の端面図、第3図は第2図の線3−3に沿つ
てみた断面図、第4図は第3図の線4−4に沿つ
てみた部分断面図、第5図はバーナを示す部分図
である。 図面中、主要な符号は以下の通りである。1
0:燃焼及び混合装置、12:内側シリンダ、1
4:内張り、16:燃焼室、18:内部金属壁、
20:開口、狭窄喉部、22:耐火材、24:端
壁、26:出口開口、火炎出口オリフイス、2
8:バーナ、42:風箱、44:空気導入パイ
プ、48:喉帯域、50:ジヤケツト、56:端
壁、58:パイプ分節、60,62,64:反せ
板、66:導出パイプ、68:耐火材。
1 is a side elevational view of the apparatus of the present invention; FIG. 2 is an end view of the apparatus; FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3--3 of FIG. 2; and FIG. FIG. 5 is a partial cross-sectional view taken along line 4--4 of FIG. In the drawings, main symbols are as follows. 1
0: Combustion and mixing device, 12: Inner cylinder, 1
4: Lining, 16: Combustion chamber, 18: Internal metal wall,
20: Opening, narrow throat, 22: Refractory material, 24: End wall, 26: Exit opening, flame exit orifice, 2
8: Burner, 42: Wind box, 44: Air introduction pipe, 48: Throat band, 50: Jacket, 56: End wall, 58: Pipe segment, 60, 62, 64: Reversing plate, 66: Outlet pipe, 68: Fireproof material.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 炭化水素燃料を燃焼させることによつて分子
状酸素及びすすのない高温ガスを発生させ、該高
温ガスを工場排出ガスと混合させるための燃焼及
び混合装置において、 内側耐火表面を有する円筒状の燃焼室を設け、
該燃焼室の一端に喉部を形成する細長い入口開口
を設け、該室の他方の端壁に該入口開口と軸方向
に整列する出口開口を形成し、該他方の出口端壁
は、第1輻射表面の一部分を形成する耐火表面を
有するものとし、該入口開口及び出口開口は、い
ずれも燃焼室の断面積より小さい断面積を有する
ものとし、前記出口端壁を同軸的に囲包し、燃焼
室の出口開口に対面する第2の平面状の輻射性耐
火端表面を備えた円筒状ジヤケツトを設け、該ジ
ヤケツトの一部分によつて燃焼室の円筒状部分を
囲繞させて両者の間に環状の通路を形成し、該ジ
ヤケツトを燃焼室の出口端壁を越えて延長させる
ことによつて混合帯域を形成し、酸素含有ガスを
導入するための風箱を、燃焼室の前記入口開口を
囲包するようにして配設し、前記酸素含有ガスが
前記喉部を通過する際回転運動をしながら通過す
るように該ガスを燃焼室の軸線に対して接線方向
をなして前記風箱内へ導くための酸素含有ガス導
入手段を設け、前記喉部を回転運動をしながら通
過する前記酸素含有ガスと共に、該喉部を通して
燃焼室内へ向けられる燃料及びスチームの複数の
噴流を形成するための燃料・スチーム噴射手段を
該喉部のところに配設し、工場排出ガスを前記ジ
ヤケツト内へ導入するための工場排出ガス導入口
を前記環状通路に接続し、該工場排出ガス及び燃
焼室からの燃焼生成物を排出させるための導出口
を前記第2輻射端表面の近くにおいて該ジヤケツ
トに形成したことを特徴とする燃焼及び混合装
置。 2 特許請求の範囲第1項記載の装置において、
酸素含有ガスを前記風箱内へ導入するための前記
酸素含有ガス導入手段は、前記喉部内において
100〜300ft/秒の回転速度のガス流を創生するよ
うにしたことを特徴とする燃焼及び混合装置。 3 特許請求の範囲第2項記載の装置において、
前記喉部は、前記風箱内のガス流の回転速度を少
くとも2倍にするように構成したことを特徴とす
る燃焼及び混合装置。 4 特許請求の範囲第1項記載の装置において、
燃料の噴流を形成する前記手段は、前記燃焼室の
喉部を形成する前記入口開口の周りに延在させ前
記風箱内に配置した環状管を含み、該環状管は、
燃料およびスチームを前記喉部へ噴射させるため
の複数の孔を備えていることを特徴とする燃焼及
び混合装置。 5 特許請求の範囲第4項記載の装置において、
予め混合したスチームと燃料の混合物を前記環状
管へ導くための燃料・スチーム導入手段を設けた
ことを特徴とする燃焼及び混合装置。 6 特許請求の範囲第1項記載の装置において、
前記工場排出ガスが前記燃焼室とジヤケツトとの
間の前記環状通路内を円周方向に回りながら流れ
るように、前記工場排出ガス導入口を該円筒状ジ
ヤケツトに対して接線方向に延長させたことを特
徴とする燃焼及び混合装置。 7 特許請求の範囲第1項記載の装置において、
前記円筒状燃焼室の前記他方の端壁の出口開口の
断面積を燃焼室の断面積の50%までとしたことを
特徴とする燃焼及び混合装置。 8 工場排出ガスを、炭化水素燃料の燃焼によつ
て形成される分子状酸素及びすすのない燃焼生成
ガスと混合させることにより加熱するための、工
場排出ガスの回収等に用いる加熱装置において、 内側耐火表面を有する細長い円筒状の燃焼室を
設け、該燃焼室の一端に細長い喉部を形成する入
口開口を設け、該室の他方の端部において前記内
側耐火表面の一部を形成する平面状の壁に出口開
口を設け、該入口開口及び出口開口は、いずれも
燃焼室の軸方向の断面積の50%の断面積を有する
ものとし、燃焼室の入口開口へ燃料及びスチーム
の複数の噴流を導入するための燃料・スチーム噴
射手段を設け、該入口開口を通して酸素含有ガス
の流れを導入するための酸素含有ガス導入手段を
前記燃料・スチーム導入手段の後方に配設し、該
酸素含有ガス導入手段は、燃焼室内に渦流を生じ
させるべく該酸素含有ガス流に回転運動成分を付
与するように構成し、前記燃焼室を囲包して該燃
焼室との間に環状通路を形成し、かつ、該燃焼室
の出口端を囲包して混合帯域を形成する環状の室
を設け、該環状室は、燃焼室の前記出口開口に対
面する平面状の耐火表面を呈するように構成し、
工場排出ガスを前記環状室の一方の側において前
記燃焼室の長手軸線に対して横断方向に該環状室
内へ導くための工場排出ガス導入手段を設け、前
記燃焼室の出口端の近くにおいて前記環状室から
ガスを導出するための手段を設けたことを特徴と
する加熱装置。 9 特許請求の範囲第8項記載の装置において、
前記燃料を前記燃焼室へ導入する前に該燃料にス
チームを混合するための混合手段を設けたことを
特徴とする加熱装置。 10 工場排出ガスを、炭化水素燃料の燃焼によ
つて形成される分子状酸素のない燃焼生成ガスと
混合させることにより加熱するための、工場排出
ガスの回収等に用いる加熱装置において、2:1
の長さ/直径比を有し、内側耐火表面を有する細
長い燃焼室を設け、該燃焼室の一端に入口開口を
形成し、燃焼室の他端において前記内側耐火表面
の一部を形成する平面状の壁に出口開口を設け、
該入口開口及び出口開口は、いずれも燃焼室の軸
方向の断面積より小さい断面積を有するものと
し、該入口開口は狭窄喉部を形成するように構成
し、前記出口開口を第1の輻射端壁によつて形成
し、該出口開口の断面積を該端壁の断面積の50%
までとし、炭化水素燃料をスチームと混合させ、
複数の孔を通して前記燃焼室内へ導入するための
環状の燃料・スチーム噴射手段を設け、前記入口
開口を通して酸素含有ガスの流れを導入するため
の酸素含有ガス導入手段を配設し、該酸素含有ガ
ス導入手段は、該ガス流を燃焼室の内表面に対し
て接線方向に通すことによつて燃焼室内に渦流を
生じさせるべく該酸素含有ガス流に回転運動成分
を付与するように構成し、前記燃焼室を囲包して
該燃焼室との間に環状通路を形成し、かつ、該燃
焼室の出口端を囲包する環状の室を設け、該環状
室は、燃焼室の前記第1輻射端壁に対して平行
な、かつ、それから離隔した第2の耐火表面を呈
するように構成し、工場排出ガスを前記環状室内
へ導入するための工場排出ガス導入手段を設け、
該導入手段には、該環状室の一方の側において前
記燃焼室の長手軸線に対して横断方向に前記工場
排出ガスを向けるための反せ部材を設け、前記燃
焼室の出口端の近くにおいて前記環状室からガス
を導出するためのガス導出手段を設けたことを特
徴とする加熱装置。
[Scope of Claims] 1. A combustion and mixing device for generating molecular oxygen and soot-free hot gas by burning hydrocarbon fuel and mixing the hot gas with factory exhaust gas, comprising: A cylindrical combustion chamber having a surface is provided,
An elongated inlet opening forming a throat is provided at one end of the combustion chamber, and an outlet opening is formed in the other end wall of the chamber in axial alignment with the inlet opening; a refractory surface forming part of a radiating surface, the inlet opening and the outlet opening both having a cross-sectional area less than the cross-sectional area of the combustion chamber, coaxially surrounding the outlet end wall; A cylindrical jacket having a second planar radiant refractory end surface facing the outlet opening of the combustion chamber is provided, a portion of the jacket surrounding the cylindrical portion of the combustion chamber to form an annular portion therebetween. a mixing zone by forming a passageway and extending the jacket beyond the outlet end wall of the combustion chamber, and a windbox for introducing oxygen-containing gas surrounding said inlet opening of the combustion chamber. The oxygen-containing gas is arranged so as to be wrapped around the throat, and the oxygen-containing gas is directed into the wind box in a tangential direction to the axis of the combustion chamber so that the gas passes through the throat while rotating. means for introducing an oxygen-containing gas for guiding the fuel to form a plurality of jets of fuel and steam directed into the combustion chamber through the throat, with the oxygen-containing gas passing in a rotational motion through the throat; - A steam injection means is disposed at the throat, and a factory exhaust gas inlet for introducing factory exhaust gas into the jacket is connected to the annular passage, so that the factory exhaust gas and combustion from the combustion chamber are A combustion and mixing device characterized in that an outlet for discharging the products is formed in the jacket near the second radiating end surface. 2. In the device according to claim 1,
The oxygen-containing gas introducing means for introducing the oxygen-containing gas into the wind box is arranged in the throat.
A combustion and mixing device characterized in that it creates a gas flow with a rotational speed of 100 to 300 ft/sec. 3. In the device according to claim 2,
Combustion and mixing device, characterized in that the throat is configured to at least double the rotational speed of the gas flow in the wind box. 4. In the device according to claim 1,
The means for forming a jet of fuel includes an annular tube extending around the inlet opening forming the throat of the combustion chamber and disposed within the windbox, the annular tube comprising:
A combustion and mixing device characterized in that it is provided with a plurality of holes for injecting fuel and steam into the throat. 5. In the device according to claim 4,
A combustion and mixing device characterized in that a fuel/steam introduction means is provided for introducing a premixed mixture of steam and fuel into the annular tube. 6. In the device according to claim 1,
The factory exhaust gas inlet is extended in a tangential direction to the cylindrical jacket so that the factory exhaust gas flows circumferentially within the annular passage between the combustion chamber and the jacket. A combustion and mixing device characterized by: 7. In the device according to claim 1,
A combustion and mixing device characterized in that the cross-sectional area of the outlet opening of the other end wall of the cylindrical combustion chamber is up to 50% of the cross-sectional area of the combustion chamber. 8 In a heating device used for recovery of factory exhaust gas, etc., for heating the factory exhaust gas by mixing it with molecular oxygen formed by combustion of hydrocarbon fuel and soot-free combustion gas, an elongated cylindrical combustion chamber having a refractory surface, an inlet opening forming an elongated throat at one end of the chamber, and a planar shape forming part of the inner refractory surface at the other end of the chamber; An outlet opening is provided in the wall, the inlet opening and the outlet opening each having a cross-sectional area of 50% of the axial cross-sectional area of the combustion chamber, and a plurality of jets of fuel and steam are provided into the inlet opening of the combustion chamber. a fuel/steam injection means for introducing the oxygen-containing gas; an oxygen-containing gas introducing means for introducing a flow of oxygen-containing gas through the inlet opening; The introducing means is configured to impart a rotational motion component to the oxygen-containing gas flow to generate a vortex flow within the combustion chamber, and surrounds the combustion chamber to form an annular passage between the combustion chamber and the oxygen-containing gas flow. and an annular chamber surrounding the outlet end of the combustion chamber to form a mixing zone, the annular chamber configured to present a planar refractory surface facing the outlet opening of the combustion chamber;
Means for introducing factory exhaust gas into the annular chamber in a direction transverse to the longitudinal axis of the combustion chamber is provided on one side of the annular chamber; A heating device characterized in that it is provided with means for extracting gas from a chamber. 9. In the device according to claim 8,
A heating device characterized in that a mixing means is provided for mixing steam with the fuel before introducing the fuel into the combustion chamber. 10 In a heating device used for recovery of factory exhaust gas, etc., for heating factory exhaust gas by mixing it with combustion product gas, which is formed by combustion of hydrocarbon fuel and is free of molecular oxygen, 2:1
an elongated combustion chamber having a length/diameter ratio of and having an inner refractory surface, a plane forming an inlet opening at one end of the combustion chamber and forming a portion of the inner refractory surface at the other end of the combustion chamber; An exit opening is provided in the shaped wall,
The inlet opening and the outlet opening both have a cross-sectional area smaller than the axial cross-sectional area of the combustion chamber, the inlet opening being configured to form a constricted throat, and the outlet opening being configured to form a narrow throat. formed by an end wall, and the cross-sectional area of the outlet opening is 50% of the cross-sectional area of the end wall.
and mix the hydrocarbon fuel with steam,
an annular fuel/steam injection means for introducing the oxygen-containing gas into the combustion chamber through a plurality of holes; an oxygen-containing gas introduction means for introducing a flow of oxygen-containing gas through the inlet opening; The introducing means is configured to impart a rotational motion component to the oxygen-containing gas stream to create a vortex flow within the combustion chamber by passing the gas stream tangentially to the inner surface of the combustion chamber; An annular chamber is provided that surrounds the combustion chamber to form an annular passage between the combustion chamber and the outlet end of the combustion chamber, and the annular chamber is configured to provide the first radiation of the combustion chamber. factory exhaust gas introduction means configured to present a second refractory surface parallel to and spaced from the end wall and for introducing factory exhaust gas into the annular chamber;
The introduction means is provided with a deflector for directing the factory exhaust gases on one side of the annular chamber in a direction transverse to the longitudinal axis of the combustion chamber, and near the outlet end of the combustion chamber the annular A heating device characterized by being provided with gas derivation means for deriving gas from a chamber.
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