JP5235081B2 - Radiant tube burner - Google Patents
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Description
本発明はラジアントチューブバーナに係り、特に、燃焼用空気を案内するラジアントチューブの内部に燃料ガスを供給する燃料ガス供給管が設けられ、この燃料ガス供給管の先端にガスを直進方向に噴出させる直進噴出口が設けられると共に、この燃料ガス供給管の先端側に上記の直進噴出口から噴出された燃料ガスと燃焼用空気とを混合させて燃焼させる燃焼筒が設けられたラジアントチューブバーナに関するものである。 The present invention relates to a radiant tube burner, and in particular, a fuel gas supply pipe that supplies fuel gas is provided inside a radiant tube that guides combustion air, and gas is jetted in a straight line direction at the tip of the fuel gas supply pipe. The present invention relates to a radiant tube burner which is provided with a rectilinear jet outlet and a combustion cylinder for mixing and burning the fuel gas jetted from the rectilinear jet nozzle and combustion air at the tip side of the fuel gas supply pipe It is.
本発明の特徴は、上記のラジアントチューブバーナおいて、簡単な構成によって燃焼排ガス中におけるNOxの量を大きく低減できるようにすると共に、上記の燃焼筒の温度が上昇して寿命が低下するのを抑制する点にある。なお、上記の燃焼排ガス中におけるNOxは、特に断らない限り、燃料ガス中の窒素分(N2)が酸化されて発生するNOx(フューエルNOx)と、燃焼用空気中に含まれている窒素(N2)と酸素(O2)とが高温状態で反応して生成するNOx(サーマルNOx)との両方を含んだものを意味する。 The feature of the present invention is that, in the radiant tube burner, the amount of NOx in the combustion exhaust gas can be greatly reduced with a simple configuration, and the life of the combustion cylinder is increased due to the increase in the temperature of the combustion cylinder. It is in the point to suppress. Note that NOx in the above-mentioned combustion exhaust gas is NOx (fuel NOx) generated by oxidation of nitrogen content (N 2 ) in the fuel gas and nitrogen contained in the combustion air (unless otherwise specified). N 2 ) and oxygen (O 2 ) mean those containing both NOx (thermal NOx) produced by reaction in a high temperature state.
従来から様々な種類のラジアントチューブバーナが使用されており、近年においては、環境保護の点から、ラジアントチューブバーナにより燃料ガスの燃焼させた場合において、燃焼後の燃焼排ガス中に含有されるNOxの量を少なくする方法が検討されている。 Various types of radiant tube burners have been used in the past, and in recent years, from the viewpoint of environmental protection, when fuel gas is burned with a radiant tube burner, the NOx contained in the combustion exhaust gas after combustion is reduced. Methods for reducing the amount are being studied.
そして、燃焼排ガス中に含有されるNOxの量を少なくするため、従来においては、特許文献1,2において、ラジアントチューブ内に、燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給管を設けると共に、この燃焼用空気供給管の内部に燃料ガスを供給する燃料ガス供給管を設けたラジアントチューブバーナが示されている。 In order to reduce the amount of NOx contained in the combustion exhaust gas, conventionally, in Patent Documents 1 and 2, a combustion air supply pipe for supplying combustion air is provided in the radiant tube, and this combustion is performed. A radiant tube burner is shown in which a fuel gas supply pipe for supplying fuel gas is provided inside a working air supply pipe.
ここで、このラジアントチューブバーナにおいては、燃焼用空気供給管内を通して供給される一次燃焼用空気と上記の燃料ガス供給管を通して供給される燃料ガスとを燃料ガスが過剰な状態で、燃焼筒内で混合させて不完全燃焼させた後、上記の燃焼用空気供給管の外側を通して供給される二次燃焼用空気を混合させて完全燃焼させるようにしている。そして、このように2段階で燃焼させると、火炎温度が高くなるのが抑制されて、燃焼排ガス中におけるNOxの量を低減されるようになる。 Here, in this radiant tube burner, the primary combustion air supplied through the combustion air supply pipe and the fuel gas supplied through the fuel gas supply pipe in the combustion cylinder in an excess state of the fuel gas. After mixing and incomplete combustion, the secondary combustion air supplied through the outside of the combustion air supply pipe is mixed and completely burned. And if it burns in two steps in this way, it will be suppressed that flame temperature becomes high and the quantity of NOx in combustion exhaust gas will come to be reduced.
しかし、このようにラジアントチューブ内に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給管を別に設ける場合、その製造コストが高くつくと共に、燃焼をさらに多段階で行って燃焼排ガス中におけるNOxの量をさらに低減させることが非常に困難になるという問題があった。 However, when a combustion air supply pipe for supplying combustion air is separately provided in the radiant tube in this way, the manufacturing cost is high, and combustion is further performed in multiple stages to further reduce the amount of NOx in the combustion exhaust gas. There was a problem that it was very difficult to reduce.
また、従来においては、特許文献3,4において、燃料ガスを供給する燃料ガス供給管の先端側に燃焼筒を設け、この燃焼筒の先端部をテーパー状に収縮させると共にこの燃焼筒に複数の穴を設けたラジアントチューブバーナが示されている。 Conventionally, in Patent Documents 3 and 4, a combustion cylinder is provided on the front end side of a fuel gas supply pipe for supplying fuel gas, and the front end portion of the combustion cylinder is contracted into a tapered shape, and a plurality of A radiant tube burner with holes is shown.
そして、このラジアントチューブバーナにおいては、ラジアントチューブ内を通して燃焼筒内に供給される一次燃焼用空気と上記の燃料ガス供給管を通して供給される燃料ガスとを、燃料ガスが過剰な状態でこの燃焼筒内で混合させ、このように混合されたガスの一部をこの燃焼筒のテーパー状に収縮された先端部に導いて燃焼させる一方、上記のテーパー状に収縮された先端部に導かれない余剰のガスを上記の穴を通して燃焼筒の外周側に導き、この燃焼筒の外周側に導かれた二次燃焼用空気と混合させて燃焼させるようにしている。 In this radiant tube burner, the primary combustion air supplied into the combustion cylinder through the radiant tube and the fuel gas supplied through the fuel gas supply pipe are combined with the combustion cylinder in an excessive state. In this case, a part of the gas thus mixed is guided to the tip of the combustion cylinder contracted in a tapered shape and burned, while the surplus that is not guided to the tapered tip of the combustion cylinder This gas is guided to the outer peripheral side of the combustion cylinder through the hole, and is mixed with the secondary combustion air guided to the outer peripheral side of the combustion cylinder for combustion.
しかし、上記のラジアントチューブバーナのように、燃焼筒の先端部をテーパー状に収縮させると共にこの燃焼筒に複数の穴を設ける作業は面倒で、燃焼筒の製造コストが高くつくという問題があった。また、上記のように先端部に導かれない余剰のガスを燃焼筒の外周側に導いて、二次燃焼用空気と混合させて燃焼されると、燃焼筒の温度が大きく上昇して、燃焼筒の寿命が短くなるという問題もあった。
本発明は、従来のラジアントチューブバーナにおける上記のような様々な問題を解決することを課題とするものである。 An object of the present invention is to solve various problems as described above in a conventional radiant tube burner.
すなわち、本発明は、簡単な構成によって燃焼排ガス中におけるNOxの量を大きく低減できるようにすると共に、燃焼筒の温度が上昇して寿命が低下するのを抑制することを課題とするものである。 That is, an object of the present invention is to make it possible to greatly reduce the amount of NOx in combustion exhaust gas with a simple configuration, and to suppress a rise in temperature of the combustion cylinder and a decrease in life. .
本発明においては、上記のような課題を解決するため、燃焼用空気を案内するラジアントチューブの内部に燃料ガスを供給する燃料ガス供給管が設けられ、この燃料ガス供給管の先端に燃料ガスを直進方向に噴出させる直進噴出口が設けられると共に、この燃料ガス供給管の先端側に上記の直進噴出口から噴出された燃料ガスと燃焼用空気とを混合させて燃焼させる燃焼筒が設けられたラジアントチューブバーナにおいて、上記の直進噴出口より後方における燃料ガス供給管の先端部に燃料ガスを放射方向に噴出させる放射噴出口を設け、この放射噴出口の後方近傍における燃料ガス供給管の外周に抑止板を設けると共に、この抑止板よりも後方の位置における燃料ガス供給管に、燃焼用空気を案内するラジアントチューブの内部に直接燃料ガスを放射方向に噴出させる一次噴出口を設けた。 In the present invention, in order to solve the above-described problems, a fuel gas supply pipe for supplying fuel gas is provided inside a radiant tube for guiding combustion air, and the fuel gas is supplied to the tip of the fuel gas supply pipe. A rectilinear jet port for jetting in the straight direction is provided, and a combustion cylinder for mixing and burning the fuel gas jetted from the straight jet port and the combustion air is provided on the tip side of the fuel gas supply pipe. In the radiant tube burner, a radiation outlet for ejecting fuel gas in the radial direction is provided at the tip of the fuel gas supply pipe at the rear of the straight jet outlet, and on the outer periphery of the fuel gas supply pipe in the vicinity of the rear of the radiation outlet. provided with a suppression plate, to the fuel gas supply pipe in the suppression plate rearward position than directly inside the radiant tube for guiding the combustion air fuel The scan provided primary ejection port for ejecting a radial direction.
ここで、上記のラジアントチューブバーナにおいて、燃料ガス供給管に設けられた上記の一次噴出口から燃料ガスを放射方向に噴出させるにあたっては、この一次噴出口から噴出された燃料ガスが適切に燃焼されて炉内に導かれるようにするため、この一次噴出口から放射方向に噴出される燃料ガスを前方に傾斜するようにして噴出させることが好ましい。 Here, in the radiant tube burner, when the fuel gas is ejected in the radial direction from the primary ejection port provided in the fuel gas supply pipe, the fuel gas ejected from the primary ejection port is appropriately burned. Therefore, it is preferable that the fuel gas ejected in the radial direction from the primary ejection port is ejected so as to be inclined forward.
また、燃焼排ガス中におけるNOxの量を低減させると共に、燃焼筒の温度が大きく上昇するのを防止するためには、この一次噴出口から噴出させる燃料ガスの量を全燃料ガスの5〜30vol%の範囲にすることが好ましい。 In addition, in order to reduce the amount of NOx in the combustion exhaust gas and prevent the temperature of the combustion cylinder from rising significantly, the amount of fuel gas ejected from the primary jet port is set to 5 to 30 vol% of the total fuel gas. It is preferable to be in the range.
また、上記のラジアントチューブバーナにおいて、上記の放射噴出口と一次噴出口とから噴出された燃料ガスの燃焼がラジアントチューブの内部において均一に行われるようにするためには、燃料ガス供給管に放射噴出口と一次噴出口とをそれぞれ複数個設けると共に、放射噴出口と一次噴出口との周方向の位置を異ならせることが好ましい。 In the radiant tube burner, in order to ensure that the combustion of the fuel gas ejected from the radiant outlet and the primary outlet is uniformly performed inside the radiant tube, the radiant tube burner radiates to the fuel gas supply pipe. It is preferable to provide a plurality of jet outlets and a plurality of primary jet outlets, and to make the circumferential positions of the radiation jet outlet and the primary jet outlet different.
また、本発明のラジアントチューブバーナにおいては、従来のように燃焼筒内において混合させた燃料ガスと燃焼用空気とを燃焼筒の外周側に導く必要がないため、従来のように燃焼筒の先端部をテーパー状に収縮させたり、この燃焼筒に複数の穴を設けたりする必要がなく、燃焼筒を一定径の筒状に形成することができる。 Further, in the radiant tube burner of the present invention, it is not necessary to guide the fuel gas mixed in the combustion cylinder and the combustion air to the outer peripheral side of the combustion cylinder as in the prior art. It is not necessary to shrink the portion in a tapered shape or to provide a plurality of holes in the combustion cylinder, and the combustion cylinder can be formed into a cylinder having a constant diameter .
本発明におけるラジアントチューブバーナにおいては、ラジアントチューブ内に導かれた燃焼用空気が上記の燃料ガス供給管に設けられた一次噴出口からラジアントチューブの内部に直接噴出された燃料ガスと混合されて燃焼し、上記の燃焼用空気における酸素濃度が低下する。そして、このように酸素濃度が低下した燃焼用空気が抑止板を超えて燃料ガス供給管の先端の外周側に導かれ、燃料ガス供給管に設けられた上記の放射噴出口から噴出された燃料ガスと混合されて燃焼筒の外周側で燃焼し、さらに酸素濃度が低下した燃焼用空気が燃焼筒の先端側に導かれるようになる。次いで、上記の燃焼筒内に導入される燃焼用空気が少ない状態で、この燃焼筒内に燃料ガス供給管の先端に設けられた直進噴出口から燃料ガスが導入され、燃料ガスが不完全燃焼の状態でこの燃焼筒の先端に導かれ、この燃料ガスが燃焼筒の外周側から導かれた燃焼用空気と混合されて燃焼されるようになる。 In the radiant tube burner according to the present invention, the combustion air introduced into the radiant tube is mixed with the fuel gas directly injected into the radiant tube from the primary injection port provided in the fuel gas supply pipe and burned. In addition, the oxygen concentration in the combustion air decreases. Then, the combustion air in which the oxygen concentration is reduced in this way is guided to the outer peripheral side of the tip of the fuel gas supply pipe beyond the suppression plate, and is ejected from the above-described radiation jet port provided in the fuel gas supply pipe Combustion air mixed with gas and combusted on the outer peripheral side of the combustion cylinder and further reduced in oxygen concentration is led to the tip side of the combustion cylinder. Next, in a state where the combustion air introduced into the combustion cylinder is small, the fuel gas is introduced into the combustion cylinder from the straight jet outlet provided at the tip of the fuel gas supply pipe, and the fuel gas is incompletely combusted. In this state, the fuel gas is introduced to the tip of the combustion cylinder, and the fuel gas is mixed with the combustion air introduced from the outer peripheral side of the combustion cylinder and burned.
このように、本発明におけるラジアントチューブバーナにおいては、一次噴出口から噴出された燃料ガスと、放射噴出口から噴出された燃料ガスと、直進噴出口から噴出された燃料ガスとを3段階で燃焼させるようにしたため、従来のラジアントチューブバーナに比べて、火炎温度が高くなるのが一層抑制され、燃焼排ガス中におけるNOxの量がさらに低減される。また、燃焼筒の外周側において燃焼させる燃料ガスの量を調整して、燃焼筒の温度が上昇するのを抑制することもでき、燃焼筒の寿命を高めることができる。 As described above, in the radiant tube burner according to the present invention, the fuel gas ejected from the primary ejection port, the fuel gas ejected from the radiation ejection port, and the fuel gas ejected from the rectilinear ejection port are burned in three stages. Therefore, as compared with the conventional radiant tube burner, the increase in the flame temperature is further suppressed, and the amount of NOx in the combustion exhaust gas is further reduced. Further, the amount of fuel gas burned on the outer peripheral side of the combustion cylinder can be adjusted to suppress the temperature of the combustion cylinder from rising, and the life of the combustion cylinder can be increased.
以下、この発明の実施形態に係るラジアントチューブバーナを添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係るラジアントチューブバーナは下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。 Hereinafter, a radiant tube burner according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. The radiant tube burner according to the present invention is not limited to the one shown in the following embodiment, and can be implemented with appropriate modifications within a range not changing the gist of the invention.
この実施形態におけるラジアントチューブバーナにおいては、図1に示すように、ラジアントチューブ10の後部側に燃焼用空気をラジアントチューブ10内に供給する燃焼用空気供給口11が設けられると共に、このラジアントチューブ10の中心部に燃料ガスを供給する燃料ガス供給管20が設けられている。
In the radiant tube burner in this embodiment, as shown in FIG. 1, a combustion
そして、上記の燃料ガス供給管20の先端に燃料ガスを直進方向に噴出させる直進噴出口21が設けられると共に、この直進噴出口21より後方における燃料ガス供給管20の先端部に燃料ガスを放射方向に噴出させる放射噴出口22が複数設けられている。なお、上記の放射噴出口22から放射方向に噴出させる燃料ガスを、放射方向に対して前後方向に適当な角度傾斜させて噴出させるようにすることも可能である。
A
また、この放射噴出口22の後方近傍における燃料ガス供給管20の外周に、燃焼用空気が放射噴出口22に直接導かれるのを抑止する抑止板23が設けられると共に、スパークプラグ又はパイロットバーナ等の着火手段12が、この抑止板23から前方に突出して上記の放射噴出口22の近傍に位置するように設けられている。なお、上記の抑止板23に穴(図示せず)を設け、少量の燃焼用空気を導くようにすることも可能である。
In addition, a
さらに、上記の抑止板23よりも後方の位置における燃料ガス供給管20に、若干径大になった膨出部24が設けられ、この膨出部24に燃料ガスを放射方向において前方に傾斜して噴出させる一次噴出口25が複数設けられている。この結果、燃料ガスが一次噴出口25に沿って適切に噴出されるようになる。
Furthermore, a bulging
なお、この実施形態においては、上記のように一次噴出口25から噴出された燃料ガスを適切に前方に送るために、一次噴出口25を放射方向において前方に傾斜させるようにしたが、必ずしも前方に傾斜させて噴出させる必要はなく、後方に傾斜させて噴出させるようにすることも可能である。また、上記のような膨出部24を設けずに、燃料ガス供給管20に直接一次噴出口25を設けるようにすることも可能である。
In this embodiment, in order to appropriately send the fuel gas ejected from the
また、この実施形態におけるラジアントチューブバーナにおいては、図1及び図2に示すように、上記の燃料ガス供給管20の先端側に、上記の直進噴出口21から噴出された燃料ガスが導入される円筒状になった燃焼筒30を、上記の抑止板23から先端側に延出された複数の取付部材26によって保持させて、抑止板23とこの燃焼筒30との間に十分な空間部を設けるようにしている。なお、この実施形態においては、抑止板23から延出された3本のフラットバーからなる取付部材26によって燃焼筒30を保持させるようにしたが、燃焼筒30を保持させる取付部材26の数や種類は特に限定されず、他の形態のものであってもよい。
Further, in the radiant tube burner in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the fuel gas ejected from the
なお、この実施形態においては、上記の燃焼筒30として、一定径の円筒状になったものを用いている。
In this embodiment, the
そして、上記のように構成されたラジアントチューブバーナを加熱炉1内に突出させるようにして、このラジアントチューブバーナを加熱炉1の壁面1aに取り付けている。 Then, this radiant tube burner is attached to the wall surface 1 a of the heating furnace 1 such that the radiant tube burner configured as described above protrudes into the heating furnace 1.
ここで、上記のラジアントチューブバーナにおいて燃料ガスを燃焼用空気と混合させて燃焼させるにあたっては、上記の燃焼用空気供給口11を通して燃焼用空気をラジアントチューブ10内に導入させると共に、上記の燃料ガス供給管20を通して導かれた燃料ガスを上記の一次噴出口25と放射噴出口22と直進噴出口21とからラジアントチューブ10内に噴出させて、この燃料ガスを上記の燃焼用空気と混合させる。そして、放射噴出口22の近傍に設けられた上記の着火手段12により着火させて燃焼させる。
Here, when the fuel gas is mixed with the combustion air and burned in the radiant tube burner, the combustion air is introduced into the
ここで、上記の燃料ガスを燃焼用空気と混合させて燃焼させる当初は、このラジアントチューブ10内の温度が低いが、上記のように燃焼させてラジアントチューブ10内の温度が上昇すると、上記の一次噴出口25から噴出された燃料ガスと燃焼用空気とが混合された位置において燃焼が行われ、上記の燃焼用空気における酸素濃度が低下する。
Here, when the fuel gas is mixed with the combustion air and burned, the temperature in the
そして、このように酸素濃度が低下した燃焼用空気が上記の抑止板23を超えて燃料ガス供給管20の先端の外周側に導かれ、この燃料ガス供給管20の先端部に設けられた上記の放射噴出口22から噴出された燃料ガスと混合されて燃焼筒30の外周側で燃焼され、さらに酸素濃度が低下した燃焼用空気が燃焼筒30の先端側に導かれる。
Then, the combustion air whose oxygen concentration is reduced in this way is guided to the outer peripheral side of the tip of the fuel
一方、上記の燃焼筒30においては、上記の抑止板23により燃焼用空気が抑止されて、この燃焼筒30内に導入される燃焼用空気が少なくなる。そして、このように燃焼用空気が少ない状態で、この燃焼筒30内に燃料ガス供給管20の先端に設けられた直進噴出口21から燃料ガスが導入されて、燃料ガスが不完全燃焼の状態で燃焼筒30の先端に導かれ、この不完全燃焼の状態の燃料ガスが燃焼筒30の外周側から導かれた上記の燃焼用空気と混合されて燃焼される。
On the other hand, in the
そして、このように燃料ガスが3段階で燃焼される結果、火炎温度が高くなるのが抑制され、燃焼排ガス中におけるNOxの量が低減される。 As a result of the fuel gas being combusted in three stages as described above, the flame temperature is prevented from increasing, and the amount of NOx in the combustion exhaust gas is reduced.
ここで、上記の実施形態におけるラジアントチューブバーナにおいて、燃料ガス供給管20に設ける放射噴出口22や一次噴出口25の数やその周方向の位置については特に限定されない。例えば、燃料ガス供給管20に放射噴出口22と一次噴出口25とをそれぞれ3個設ける場合、図3に示すように、燃料ガス供給管20の周方向における放射噴出口22と一次噴出口25との位置を異ならせることが好ましい。すなわち、このように燃料ガス供給管20の周方向における放射噴出口22と一次噴出口25との位置を異ならせると、一次噴出口25から噴出された燃料ガスが燃焼される周方向の位置と、放射噴出口22から噴出された燃料ガスが燃焼される周方向の位置とが異なり、周方向の広い位置で燃焼が行われて、ラジアントチューブ10の内部の周方向における温度の格差が少なくなる。この結果、ラジアントチューブ10内の一部の温度が大きく上昇してNOxの発生量が増加したり、燃焼筒30が劣化したりするのが防止される。
Here, in the radiant tube burner in the above embodiment, the number of
また、上記のように燃料ガス供給管20に設けられた一次噴出口25と放射噴出口22と直進噴出口21とから燃料ガスを噴出させるにあたり、一次噴出口25や放射噴出口22から噴出させる燃料ガスの割合が多くなりすぎると、燃焼筒30の温度が高くなりすぎて、燃焼筒30が劣化しやすくなる。一方、一次噴出口25や放射噴出口22から噴出させる燃料ガスが少なく、多くの燃料ガスが直進噴出口21から噴出されて燃焼筒30の先端において燃焼されるようになると、この燃焼による火炎温度が非常に高くなって、NOxが発生しやすくなる。
Further, when the fuel gas is ejected from the
このため、上記の一次噴出口25から噴出させる燃料ガスの全燃料ガスに対する体積比率を5〜30vol%の範囲、放射噴出口22から噴出させる燃料ガスの全燃料ガスに対する体積比率を5〜30vol%の範囲に調整して、その残りを上記の直進噴出口21から噴出させることが好ましい。
Therefore, the volume ratio of the fuel gas ejected from the
ここで、上記のラジアントチューブバーナにおいて、燃料ガスとして、水素が50Vol%,メタンが20Vol%の割合で含まれる模擬COG(コークスガス)を用い、燃焼容量137000kcal/h,炉内温度約940℃,空気比1.15の条件で、上記の放射噴出口22から噴出させる燃料ガスの体積比率を17.5vol%にし、上記の一次噴出口25と直進噴出口21とから噴出させる燃料ガスの体積比率を変更させて燃焼させる実験を行った。なお、上記の模擬COGには窒素分が含まれていないため、前記のフューエルNOxの生成量は0vol%である。このため、この実験において生成されるNOxの量は、燃焼により発生したサーマルNOxの量である。
Here, in the radiant tube burner described above, a simulated COG (coke gas) containing 50 vol% hydrogen and 20 vol% methane is used as the fuel gas, the combustion capacity is 137000 kcal / h, the furnace temperature is about 940 ° C., Under the condition of air ratio 1.15, the volume ratio of the fuel gas ejected from the
そして、上記の一次噴出口25から噴出させる燃料ガスの体積比率の変化に伴う燃焼排ガス中におけるNOxの濃度変化及び燃焼筒の温度変化を調べ、その結果を図4に示した。なお、図4においては、NOxの濃度変化を実線で、燃焼筒の温度変化を破線で示した。また、燃焼排ガス中におけるNOxの濃度については、酸素濃度を11vol%になるように換算した値で示した。
Then, changes in the concentration of NOx in the combustion exhaust gas and changes in the temperature of the combustion cylinder accompanying changes in the volume ratio of the fuel gas ejected from the
この結果、一次噴出口25から噴出させる燃料ガスの体積比率が大きくなるに従って、燃焼排ガス中におけるNOxの濃度が減少する一方、燃焼筒の温度が上昇した。そして、一次噴出口25から噴出させる燃料ガスの体積比率を5〜30vol%の範囲にした場合においては、NOxの濃度が減少すると共に燃焼筒の温度の上昇が特に問題になるということはなく、特に、一次噴出口25から噴出させる燃料ガスの体積比率を8〜18vol%の範囲にすることが好ましかった。
As a result, the NOx concentration in the combustion exhaust gas decreased while the temperature of the combustion cylinder increased as the volume ratio of the fuel gas ejected from the
また、燃料ガスとして、水素が50Vol%,メタンが20Vol%の割合で含まれる上記の模擬COG(コークスガス)を用いた場合、従来のラジアントチューブバーナにおいては、通常NOx濃度が120〜150volppmであるのに対して、本発明のラジアントチューブバーナにおいては、NOx濃度を約52volppmまで低減できたという大きな効果を奏した。 Further, when the above-mentioned simulated COG (coke gas) containing 50% by volume of hydrogen and 20% by volume of methane is used as the fuel gas, the conventional radiant tube burner usually has a NOx concentration of 120 to 150 volppm. On the other hand, the radiant tube burner of the present invention has a great effect that the NOx concentration can be reduced to about 52 volppm.
なお、フューエルNOxについては、「燃焼装置の技術」(日刊工業新聞社発行、日本バーナー研究会編、P211〜213)において、2段階燃焼がフューエルNOxの抑制に有効であることが記載されており、本発明のラジアントチューブバーナにおいても、フューエルNOxの抑制に有効であることは明らかである。 Regarding fuel NOx, “Combustion technology” (published by Nikkan Kogyo Shimbun, edited by Japan Burner Research Society, P211 to 213) describes that two-stage combustion is effective in suppressing fuel NOx. It is clear that the radiant tube burner of the present invention is also effective in suppressing fuel NOx.
1 加熱炉
1a 壁面
10 ラジアントチューブ
11 燃焼用空気供給口
12 着火手段
20 燃料ガス供給管
21 直進噴出口
22 放射噴出口
23 抑止板
24 膨出部
25 一次噴出口
26 取付部材
30 燃焼筒
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