JP3020737B2 - 可燃性放散ガスの燃焼処理装置 - Google Patents

可燃性放散ガスの燃焼処理装置

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JP3020737B2
JP3020737B2 JP4187489A JP18748992A JP3020737B2 JP 3020737 B2 JP3020737 B2 JP 3020737B2 JP 4187489 A JP4187489 A JP 4187489A JP 18748992 A JP18748992 A JP 18748992A JP 3020737 B2 JP3020737 B2 JP 3020737B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、可燃成分を含む放散
ガスを燃焼処理する可燃性放散ガスの燃焼処理装置に関
し、コークス乾式消火設備のガス循環系から放出される
放散ガスの燃焼処理に好適であり、環境保全と燃焼炉の
耐火物の寿命延長や費用低減を図るようにしたものであ
る。
【0002】
【従来の技術】可燃成分を含むガスを大気中に放散処理
しなければならない場合の一つに、コークス乾式消火設
備における循環系から放出されるガスがあり、通常運転
においては、循環系内で可燃成分を燃焼させ集塵器を介
して大気へ放散されている。しかし、立ち上げ、立ち下
げの非定常操業時には、大きく変動する可燃成分を循環
系外に配置された燃焼炉で燃焼させたのち、大気に放散
するようにして大気汚染防止などの環境保全を図ってい
る。
【0003】このため従来から用いられているコークス
乾式消火設備における放散ガス燃焼装置では、図3に示
すように、筒状の燃焼炉1の鉄皮2の内側を耐火物3で
覆って保護するようにし、燃焼炉1の底部に放散ガス配
管4を取付けるとともに、その上方に図示しない絞り機
構を備えた燃焼空気吸入口5を形成し、さらに、燃焼空
気吸入口5の上部にパイロットバーナ6を設けるように
してある。
【0004】そして、パイロットバーナ6に燃料と空気
を供給して燃焼炉1内に火炎を形成しておき、放散ガス
配管4から供給される可燃成分を含む放散ガスを、煙突
効果によって燃焼空気吸入口5から吸い込まれる空気で
燃焼するようにし、大気に放出している。
【0005】さらに、最近の技術では、この燃焼ガスを
図示していない集塵器を介して粉コークスなどを除去し
て大気に放出している例もある。
【0006】このような放散ガス燃焼装置で燃焼を継続
するためには、燃焼反応が伝わり得る温度に放散ガスの
火炎自身が保たれる必要があり、一般的な目安として、
断熱燃焼ガス温度が約1100℃以上の放散ガス組成で
あるか、または燃焼炉の温度が約600℃以上に保持さ
れている必要がある。ちなみに希薄一酸化炭素(CO)
ガスの燃焼の場合には、断熱燃焼ガス温度が1100〜
1200℃程度である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、放散ガス配
管4から燃焼炉1に供給される放散ガスの組成は、コー
クス乾式消火設備の運転状態によって変化し、特に非定
常状態である休風のための立下げ、立上げ運転時や、熱
回収用のボイラの検査等のための立下げ、立上げ運転時
などに大きく変化する。
【0008】そして、この放散ガスの発熱量変化によっ
て燃焼炉の温度も変化し、発熱量が低くなると、炉内温
度も低くなって可燃成分が希薄な燃え難いときほど炉内
温度が低くなって希薄一酸化炭素ガスを燃焼し得る温度
を確保することができない。
【0009】たとえばボイラの検査後の立上げ運転の場
合には、図4に示すように、一酸化炭素(CO)や水素
ガス(H2 )等の可燃性ガスの組成が変化し、燃焼炉内
の燃焼ガス温度も変化し燃焼可能な状態と不可能な状態
が生じることが分かる。
【0010】このため、放散ガス中の可燃成分が希薄な
時には、放散ガスが燃焼しないまま、炉外に放出される
という問題があった。
【0011】また、可燃成分が多く発熱量が大きい場合
には、燃焼ガス温度が高くなることから、燃焼炉の耐火
物をこの温度を基準に設計しなければならず、耐火物の
寿命が短くなったり、コスト上昇を招いてしまう。
【0012】この発明はかかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、放散ガス中の可燃成分が変化しても
常に完全に燃焼させることができるとともに、燃焼炉の
最高温度を所定の値に保つことができる可燃性放散ガス
の燃焼処理装置を提供しようとするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めこの発明の可燃性放散ガスの燃焼処理装置は、放散ガ
スが供給されて可燃成分を燃焼させる燃焼炉と、この燃
焼炉出口部に設けられ燃焼ガスの温度を検出する温度検
出器と、前記放散ガスに添加される燃料の添加量を制御
する流量調整弁を備えた燃料添加系と、前記燃焼ガスを
希釈する空気の流量を制御する流量調整弁を備えた希釈
空気系と、前記温度検出器の検出温度に基づき設定温度
と比較して燃焼炉出口温度を設定温度にするよう前記2
つの流量調整弁を制御して燃料添加量および希釈空気量
を調整する制御器とを備えたことを特徴とするものであ
る。
【0014】
【作用】この可燃性放散ガスの燃焼処理装置によれば、
燃焼炉の燃焼ガス出口に温度検出器を設け、温度検出結
果によって制御器で、放散ガスに添加する燃料や燃焼ガ
スを希釈する空気の流量を制御するようにしており、可
燃成分が少なく、従来燃焼させることができない状態の
ときには燃料を添加して燃焼できるようにし、逆に炉内
燃焼温度が高くなる場合には希釈用の空気を流入させて
炉内最高温度を所定値以下に保つようにしている。
【0015】これにより、放散ガスによる大気汚染防止
などの環境保全を図るとともに、燃焼炉の耐火物の寿命
増大と耐熱温度の低いものの使用によるコスト低減を可
能とする。
【0016】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図1はこの発明の可燃性放散ガスの燃焼
処理装置をコークス乾式消火設備における放散ガス燃焼
装置に適用した一実施例にかかる概略構成図である。
【0017】この可燃性放散ガスの燃焼処理装置10で
は、筒状の燃焼炉11を備えており、燃焼炉11の鉄皮
12の内側に耐火物13が取付けられて鉄皮12を保護
するようになっている。この場合の耐火物13は燃焼炉
出口の燃焼ガス温度Tを、後述するように、たとえば9
50℃の設定温度T1 に制御することから、従来の燃焼
炉の場合に比べて最高温度が抑えられ、これまでに使用
されていたものよりもグレードの低いものが使用され
る。
【0018】この燃焼炉11の底部には、放散ガス配管
14が取付けられ、コークス乾式消火設備のガス循環系
から放出される可燃成分を含む放散ガスGが供給される
ようになっている。そして、この放散ガス配管14に隣
接して燃焼空気供給配管15が設けられ、オリフィス1
6および流量調整弁17を介して燃焼に必要な空気Aが
供給される。
【0019】また、この放散ガス配管14の上方には、
パイロットバーナ18が設けられ、独立した燃料供給系
19と空気供給系20によって燃料C1 と空気A1 を供
給して放散ガス配管14の上方に火炎を形成することが
できるようになっている。
【0020】このような燃焼炉11の上端部には、燃焼
ガスを集塵器(図示せず)に導く排気ダクト21が形成
されており、この排気ダクト21に温度検出器22が取
付けられ、燃焼炉出口部の燃焼ガスの温度Tを検出する
ようになっている。
【0021】また、排気ダクト21の基端部には、燃焼
炉11の燃焼ガスを放散する非常用放散ダクト23が設
けられ、上端に非常放散弁24が設けてある。
【0022】さらに、この可燃性放散ガスの燃焼処理装
置10では、放散ガス配管14から供給される放散ガス
Gの組成や発熱量の変化にかかわらず燃焼状態を保持し
たり、燃焼ガスの出口温度Tを一定以下に保つため、燃
料添加系25が設けられ、流量調整弁26を介して放散
ガス配管14内に燃料Cを添加するようになっている。
また、燃焼炉11の上端部に希釈用空気ダクト27が
設けられ、希釈空気系28の流量調整弁29を介して希
釈用空気Bを供給するようになっている。
【0023】そして、燃焼ガス温度Tによって燃料Cの
添加量QC と希釈用空気Bの供給量QB を制御するた
め、制御器30が設けられており、温度検出器22の検
出信号Tが入力されるとともに、設定燃焼ガス温度T1
に基づいて流量調整弁26,29に制御信号を出力する
ようになっている。
【0024】このように構成された可燃性放散ガスの燃
焼処理装置10による燃焼の制御は、たとえば図2に示
すようにして行われる。
【0025】この可燃性放散ガスの燃焼処理装置10で
は、燃焼空気供給配管15から放散ガスGの燃焼に必要
な空気Aを、その必要最大量QA で常に一定供給(吸
引)し、安全のため空気過剰状態を常に確保するように
している。
【0026】また、パイロットバーナ18には火炎を形
成するのに必要な燃料C1 と空気A1 とがそれぞれ一定
量QC1,QA1ずつ供給されている。
【0027】そして、燃焼炉11の出口部での燃焼ガス
温度Tの設定温度T1 を950℃にするとともに、放散
ガス配管14から供給される放散ガスGがある流量QG
であるときに発熱量が変化した場合を想定して制御する
ものとする。
【0028】(1) 放散ガスGの発熱量Hが低い場合 この放散ガスGの発熱量Hが低い場合には、燃焼炉11
内での燃焼による燃焼ガスの温度検出器22での検出温
度Tが設定温度T1 =950℃より低くなる。
【0029】すると、制御器30から燃料添加系25の
流量調整弁26に燃料添加量QC を増大する制御信号が
出力され、放散ガスG中に燃料Cが添加され、燃焼ガス
温度Tを上昇させ、設定温度T1 =950℃にするよう
にする。
【0030】そして、放散ガスGの発熱量Hがさらに低
下する場合には、さらに燃料添加系25の流量調整弁2
6が徐々に開かれ、逆に発熱量Hが高くになるにしたが
って流量調整弁26が徐々に閉じられ、設定温度T1 =
950℃に保たれる。
【0031】これにより、放散ガスG中の可燃性ガスが
希薄な場合であっても完全に燃焼させることができ、希
薄一酸化炭素ガス(CO)等が燃焼されずにそのまま大
気中に放出されることがなく、大気汚染を防止すること
ができる。
【0032】(2) 放散ガスGの発熱量Hが高い場合 この放散ガスGの発熱量Hが高い場合には、燃焼炉11
内での燃焼による燃焼ガスの温度検出器22での検出温
度Tが設定温度T1 =950℃より高くなる。
【0033】すると、制御器30から希釈空気系28の
流量調整弁29に希釈空気Bの供給量QB をを増大する
制御信号が出力され、燃焼ガス中に空気Bが供給され、
燃焼ガス温度Tを下降させ、設定温度T1 =950℃に
するようにする。
【0034】そして、放散ガスGの発熱量Hがさらに上
昇する場合には、さらに希釈空気系28の流量調整弁2
9が徐々に開かれ、逆に発熱量Hが低くになるにしたが
って流量調整弁29が徐々に閉じられ、設定温度T1 =
950℃に保たれる。
【0035】これにより、放散ガスG中の可燃性ガスが
濃厚な場合であっても燃焼ガスの最高温度を従来より低
く抑えることができるとともに、温度変化を小さくする
ことができ、耐火物13のグレードをさげてコスト低減
を図ることができるとともに、耐火物13の寿命の延長
をはかることができる。
【0036】なお、上記実施例では、コークス消火設備
における放散ガス燃焼処理装置とする場合で説明した
が、これに限らず、プロセス上、可燃成分を含んだ余剰
ガスをプロセス外へ放散し、かつその余剰ガスの組成が
その燃焼限界の下限を行き来する場合に広く適用ること
ができ、環境対策を行うことができる。
【0037】また、この発明は、上記実施例に限定する
ものでなく、この発明の要旨を変更しない範囲で各構成
要素に変更を加えるようにしても良い。
【0038】
【発明の効果】以上、一実施例とともに具体的に説明し
たようにこの発明の可燃性放散ガスの燃焼処理装置によ
れば、燃焼炉の燃焼ガス出口に温度検出器を設け、温度
検出結果によって制御器で、放散ガスに添加する燃料や
燃焼ガスを希釈する空気の流量を制御するようにしたの
で、可燃成分が少なく、従来燃焼させることができない
状態のときには燃料を添加して燃焼させることができる
とともに、逆に炉内燃焼温度が高くなる場合には希釈用
の空気を流入させて炉内最高温度を所定値以下に保つこ
とができる。
【0039】これにより、放散ガス中の可燃成分が燃焼
せずにそのまま大気に放出されることがなく、大気汚染
防止などの環境保全を図るとともに、燃焼ガスの最高温
度を低くできるとともに温度変化を小さくすることがで
き、燃焼炉の耐火物の寿命増大と耐熱温度の低いものの
使用によるコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の可燃性放散ガスの燃焼処理装置をコ
ークス乾式消火設備における放散ガス燃焼装置に適用し
た一実施例にかかる概略構成図である。
【図2】この発明の可燃性放散ガスの燃焼処理装置をコ
ークス乾式消火設備における放散ガス燃焼装置に適用し
た一実施例の運転状態の説明図である。
【図3】従来のコークス乾式消火設備の放散ガス燃焼装
置の概略構成図である。
【図4】コークス乾式消火設備の放散ガスの組成の時間
変化と燃焼ガス温度の時間変化の説明図である。
【符号の説明】
10 可燃性放散ガスの燃焼処理装置 11 燃焼炉 12 鉄皮 13 耐火物 14 放散ガス配管 15 燃焼空気供給配管 18 パイロットバーナ 21 排気ダクト 22 温度検出器 25 燃料添加系 26 流量調整弁 27 希釈用空気ダクト 28 希釈空気系 29 流量調整弁 30 制御器 G 放散ガス B 希釈用空気 C 添加燃料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−9988(JP,A) 特開 昭56−64226(JP,A) 特開 昭53−58173(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23G 7/06 C10B 39/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放散ガスが供給されて可燃成分を燃焼さ
    せる燃焼炉と、この燃焼炉出口部に設けられ燃焼ガスの
    温度を検出する温度検出器と、前記放散ガスに添加され
    る燃料の添加量を制御する流量調整弁を備えた燃料添加
    系と、前記燃焼ガスを希釈する空気の流量を制御する流
    量調整弁を備えた希釈空気系と、前記温度検出器の検出
    温度に基づき設定温度と比較して燃焼炉出口温度を設定
    温度にするよう前記2つの流量調整弁を制御して燃料添
    加量および希釈空気量を調整する制御器とを備えたこと
    を特徴とする可燃性放散ガスの燃焼処理装置。
JP4187489A 1992-06-22 1992-06-22 可燃性放散ガスの燃焼処理装置 Expired - Fee Related JP3020737B2 (ja)

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