JP7320917B2 - 脱硝装置を備えた燃焼炉 - Google Patents
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Description
すなわち、一般に、液体燃料はガス燃料と比較して燃焼速度が遅く、火炎が長炎化するため、筒状体内で脱硝を行う場合、筒状体内の脱硝温度領域が狭くなるという問題があり、脱硝効率の低下が生じるものであった。
また、上記筒状体の形状としては、円筒型であることが好ましい。また、上記脱硝装置としては、無触媒脱硝反応用の装置であることが好ましい。
また、本発明は、上記の燃焼炉を使用し、液体燃料燃焼用バーナから吹込まれる液体燃料のザウター平均粒子径を110μm以下とし、筒状体の内部に設けた還元剤吹込み用ノズル先端から還元剤を炎との非接触部に吹き付けて脱硝することを特徴とする燃焼方法である。
本発明の燃焼炉は、液体燃料の燃焼を行う炉内に液体燃料燃焼用バーナ及び還元剤吹込み用ノズルを設置してなる脱硝装置を備えており、筒状体を当該液体燃料燃焼用バーナから発生する炎又は炎に続く高温燃焼ガスの側面周囲を取り囲むように設置し、還元剤吹込み用ノズル先端を筒状体の内部に設け、前記炎の非接触部に還元剤を吹き付ける構造を有する脱硝装置を備えている。
この筒状体は炎又は炎に続く高温燃焼ガスの温度を担保し、脱硝温度領域を構築する為に設けられる。温度を担保するとは、具体的には対流による低温排ガスの混入又は輻射による熱放散を抑制することなどである。
燃焼炉は、燃焼部10と燃焼部からの排ガス又は熱によって加熱される加熱室を有する。燃焼部10は、バーナ15を有し、そこに液体燃料が供給される。バーナ15の周囲からは酸素含有ガス、有利には空気14が供給され、燃焼が生じ、燃焼炎とそれに続く高温燃焼ガスが生じる。一方、脱硝用の還元剤ガスは、高温燃焼ガスと接触して、混合するように管16から吹き込まれる。バーナ15の先端は、炉壁12より下部に設けられているが、それと同じ高さであってもよいし、上部であってもよい。好ましくは、脱硝温度領域確保という観点から、炉壁12より下部に設ける。図面ではバーナ15の先端は、炉壁12より下部に設けられており、炉壁12とバーナ15の先端の間の側壁はバーナタイル13で構成されている。高温排ガスは開口部17から加熱室内に流入する。筒状体11内に流入する高温排ガスは、燃焼炎部分を含んでもよく、それに続く高温燃焼ガスだけでもよく、両方を含んでもよい。なお、前記側壁を構成する材料は、バーナタイル以外の公知の材料を使用出来る。
図1に示す構造の液体燃料燃焼炉を使用して、脱硝試験を行った。この燃焼炉は、油滴を微粒化させるための噴霧孔を有する液体燃料燃焼用バーナ1本及びアンモニア吹込み用ノズルを備え、液体燃料燃焼用バーナの開口部17の開口部直径は600mmである。この液体燃料燃焼用バーナの上部に、円筒型の筒状体(内径=1400mm、高さ=2500mm、厚さ=100mm、キャスタブル製)を設置した。
上記燃焼炉中のNOx濃度が安定した後に、燃焼炉中のNOx濃度を測定したところ、439ppm(vol)であった。
次に、上記アンモニア吹込み用ノズルから、空気及びアンモニアの混合ガスを、アンモニアとして1.2Nm3/hの速度で導入した。尚、噴出した混合ガスは火炎の非接触領域(炎の接触部から、0.1m離れた位置)に吹き付けた。燃焼炉中のNOx濃度が安定した後に、再び燃焼炉中のNOx濃度を測定したところ、146ppm(vol)であった。アンモニアガスの導入による脱硝率は67%と計算される。
実施例1と同じ燃焼炉に、同様にして液体燃料を吹き込んで、NOx濃度が安定した後に、燃焼炉中のNOx濃度を測定したところ、401ppm(vol)であった。
次に、上記アンモニア吹込み用ノズルから、空気及びアンモニアの混合ガスを、アンモニアとして1.2Nm3/hの速度で導入した。尚、噴出した混合ガスは火炎の接触領域に吹き付けた。上記燃焼炉中のNOx濃度が安定した後に、再び燃焼炉中のNOx濃度を測定したところ、337ppm(vol)であった。アンモニアガスの導入による脱硝率は16%と計算される。
11 筒状体
12 炉壁
13 バーナタイル
14 空気
15 バーナ
16 還元剤導入管
17 開口部
Claims (3)
- 液体燃料燃焼用バーナ及び還元剤吹込み用ノズルを設置してなる脱硝装置を備えた液体燃料燃焼炉において、筒状体を当該液体燃料燃焼用バーナから発生する炎又は炎に続く高温燃焼ガスの側面周囲を取り囲むように、そしてこの筒状体の高さを、還元剤を吹き付ける前の炎の高さの1.5倍以上となるように設置し、還元剤吹込み用ノズル先端を筒状体の内部に設け、前記炎の非接触部に還元剤を吹き付ける構造とした脱硝装置を備えた燃焼炉(但し、ロータリーキルン型の回転炉を除く。)を使用し、前記液体燃料燃焼用バーナから吹込まれる液体燃料のザウター平均粒子径を110μm以下とし、前記還元剤吹込み用ノズル先端から還元剤を炎から0.1m以上離れた位置に吹込んで脱硝することを特徴とする燃焼方法。
- 前記筒状体が、円筒型である請求項1に記載の燃焼方法。
- 前記脱硝装置が、無触媒脱硝反応用装置である請求項1又は2に記載の燃焼方法。
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