JPS58120004A - 二段燃焼方法 - Google Patents
二段燃焼方法Info
- Publication number
- JPS58120004A JPS58120004A JP177082A JP177082A JPS58120004A JP S58120004 A JPS58120004 A JP S58120004A JP 177082 A JP177082 A JP 177082A JP 177082 A JP177082 A JP 177082A JP S58120004 A JPS58120004 A JP S58120004A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- gas
- air
- nox
- furnace
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
- F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
- F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は二段燃焼方法に関し、さらに詳しくは、燃焼用
空気を二段またはそれ以上に分割して供給する窒素酸化
物(NO,)低減を目指した二段燃焼方法に関する。
空気を二段またはそれ以上に分割して供給する窒素酸化
物(NO,)低減を目指した二段燃焼方法に関する。
燃焼排ガス中のNO,@[を低減させる方法は数多く提
案および実施されているが、そのうち、炉内で低減させ
る方法の主なものは次のとおりである。
案および実施されているが、そのうち、炉内で低減させ
る方法の主なものは次のとおりである。
(1)燃焼用空気を分割した二段燃焼法、(2)燃焼用
空気に燃焼排ガスを混ぜた排ガス循環法、(3)高温燃
焼ガスK NE(sを注入する無触媒還元法、(4)超
高温燃焼ガスに燃料の一部を注入する燃料注入法。
空気に燃焼排ガスを混ぜた排ガス循環法、(3)高温燃
焼ガスK NE(sを注入する無触媒還元法、(4)超
高温燃焼ガスに燃料の一部を注入する燃料注入法。
これらの方法は、廃棄物焼却炉、加熱炉、lイラ等にお
い【単独、または組合わせて採用されている。しかし一
般に流動層焼却炉などの流動炉においては、超高温部(
1100℃以上]がないため、燃料注入法は適用するこ
とができない、またバーナ燃焼でないため、排ガス循環
法の効果は非常に少ない、無触媒還元法はSOO〜95
0℃の燃焼ガスに微量のNHsガスを注入する方法であ
るが、燃焼ガスとNEIsガスの混合が重畳であるため
、−特別の注入ノズル等を設けて工夫をこらす必要があ
る。従って、流動層燃焼炉に対しては簡便な二段燃焼法
が現在主流となっている。
い【単独、または組合わせて採用されている。しかし一
般に流動層焼却炉などの流動炉においては、超高温部(
1100℃以上]がないため、燃料注入法は適用するこ
とができない、またバーナ燃焼でないため、排ガス循環
法の効果は非常に少ない、無触媒還元法はSOO〜95
0℃の燃焼ガスに微量のNHsガスを注入する方法であ
るが、燃焼ガスとNEIsガスの混合が重畳であるため
、−特別の注入ノズル等を設けて工夫をこらす必要があ
る。従って、流動層燃焼炉に対しては簡便な二段燃焼法
が現在主流となっている。
本発明者は先に、このような、二段燃焼法において、酸
素11度の低い、または酸素がはとんとない一次燃焼部
でNOxが充分還元されるように一次燃焼部のガス滞留
時間を充分長くとった後に二次空気を供給し、残りの未
燃分を完全燃焼させる低NO。
素11度の低い、または酸素がはとんとない一次燃焼部
でNOxが充分還元されるように一次燃焼部のガス滞留
時間を充分長くとった後に二次空気を供給し、残りの未
燃分を完全燃焼させる低NO。
二段燃焼法を提案したが(轡願1852−141918
号)、NO,低減効果については必らずしも充分ではな
かった。
号)、NO,低減効果については必らずしも充分ではな
かった。
本発明の目的は、前記二段燃焼法を改善し、さらKNO
,を抑制することができる方法を提供するととKある。
,を抑制することができる方法を提供するととKある。
本発明は、燃倫炉Km鉤用空気を二段またはそれ以上に
分割供給して燃焼ガス中のNo、を低減させる二段燃焼
方法において、二段目またはそれ以降に供給する空気中
にアンモニアを供給することを特徴とする。
分割供給して燃焼ガス中のNo、を低減させる二段燃焼
方法において、二段目またはそれ以降に供給する空気中
にアンモニアを供給することを特徴とする。
以下、本発明を図面によって詳細に説明する。
第1図は、本発明の代表的な実施例を説明するための流
動炉の概略図である。図において、燃焼用空気は2段に
分けられ、それぞれ1次空気供給ライン5および2次空
気供給ライン7から流動炉1内に供給される。すなわち
、供給燃料量の理論空気量近辺の量(1次空気比=0.
8〜14)K和尚する空気は、1次空気供給ライン5が
ら空気箱2を介してペッドssに供給され、燃料供給ラ
イン6から供給された燃料はペッドs3で北壁的酸素不
足の条件下で1次燃焼される0次にペッド部3から上昇
する燃焼ガスは、還元部4ムで所定の滞留時間を与えら
れた後、フリーボード部4内で2次空気供給ライン7か
ら2次空気の供給を5ける。ついで酸化54 Bにおい
て燃焼ガス中和残存す−る未燃分が完全燃焼される。こ
の場合、還元部4ムで与える所定のガス滞留時間は、ペ
ッド部3から上昇する燃焼ガス中のNOxが共に含有し
ている未燃分により充分還元されてN!になるのに必要
な時間であり、LO〜3.0秒が適当である。
動炉の概略図である。図において、燃焼用空気は2段に
分けられ、それぞれ1次空気供給ライン5および2次空
気供給ライン7から流動炉1内に供給される。すなわち
、供給燃料量の理論空気量近辺の量(1次空気比=0.
8〜14)K和尚する空気は、1次空気供給ライン5が
ら空気箱2を介してペッドssに供給され、燃料供給ラ
イン6から供給された燃料はペッドs3で北壁的酸素不
足の条件下で1次燃焼される0次にペッド部3から上昇
する燃焼ガスは、還元部4ムで所定の滞留時間を与えら
れた後、フリーボード部4内で2次空気供給ライン7か
ら2次空気の供給を5ける。ついで酸化54 Bにおい
て燃焼ガス中和残存す−る未燃分が完全燃焼される。こ
の場合、還元部4ムで与える所定のガス滞留時間は、ペ
ッド部3から上昇する燃焼ガス中のNOxが共に含有し
ている未燃分により充分還元されてN!になるのに必要
な時間であり、LO〜3.0秒が適当である。
本発明(おいては、上記二段燃焼における2次空気供給
ライン7の途中でライン8から所定量のアンモニア(N
Hs )ガスを注入する。 NHsガスの注入量は多い
椙効釆が大きいが、燃料および1次空気比などKよって
異なる酸化部48に流入する燃焼ガス中のNO,濃度、
NOx抑制目標および経済性等を考慮し【決定される。
ライン7の途中でライン8から所定量のアンモニア(N
Hs )ガスを注入する。 NHsガスの注入量は多い
椙効釆が大きいが、燃料および1次空気比などKよって
異なる酸化部48に流入する燃焼ガス中のNO,濃度、
NOx抑制目標および経済性等を考慮し【決定される。
通常、全燃焼ガス量基準でs o oppt以下、すな
わち全燃焼ガス量の2000分の1より少ない注入量で
十分である。2000分の1以上注入してもその増量効
果は余りない。このアンモニアガスの注入により、還元
部4ムで還元されなかった残存NO,が酸化部4Bで還
元され、ライン9から排出される排ガス中の黒濃度かさ
らに低減される。
わち全燃焼ガス量の2000分の1より少ない注入量で
十分である。2000分の1以上注入してもその増量効
果は余りない。このアンモニアガスの注入により、還元
部4ムで還元されなかった残存NO,が酸化部4Bで還
元され、ライン9から排出される排ガス中の黒濃度かさ
らに低減される。
なお、第1図の破I11?イン7ム、8ムで示す橡に、
2次空気を2分割(又は3分割)して供給する方法を本
発明者が先に提案したが(特願昭52−141915号
)、この方法においてNH,ガスを2次空気に注入する
と、ライン9から排出される排ガス中のNO8#11度
は、前記の2次空気を分割しない方法に比してさらに低
減する。この場合、NHsガスを分割した2次空気の上
段、下段いづれに注入しても効果が岡薯度であることが
実験的に確絃された。
2次空気を2分割(又は3分割)して供給する方法を本
発明者が先に提案したが(特願昭52−141915号
)、この方法においてNH,ガスを2次空気に注入する
と、ライン9から排出される排ガス中のNO8#11度
は、前記の2次空気を分割しない方法に比してさらに低
減する。この場合、NHsガスを分割した2次空気の上
段、下段いづれに注入しても効果が岡薯度であることが
実験的に確絃された。
上記のように2次空気中KN)1mガスを注入すること
は、燃焼ガスとの混合が嵐いために残存No8と注入N
H,との反応が早く、また次式に示すNO。
は、燃焼ガスとの混合が嵐いために残存No8と注入N
H,との反応が早く、また次式に示すNO。
とNHsの反応に必要な酸素も充分与えられるので効果
が大きい。
が大きい。
ガスの他に、NH,ガス成分を含む廃ガスでもよく、ま
たNHmガスの代りKHCNガスを用いることも可能で
ある。
たNHmガスの代りKHCNガスを用いることも可能で
ある。
次に第2図は、第1図に示す流動炉を用い、総括空気比
を1.23(すなわち空気過剰率23嘔)と一定にした
条件下で1次空気供給量(すなわち1次空気比)を減少
させて燃料(石庚)の二段燃焼を行なった場合の洲、ガ
ス注入結果を示したものである。横軸の1次空気比は2
段燃焼の度合を示し、縦軸のNO,濃度は燃焼ガス中の
値である。
を1.23(すなわち空気過剰率23嘔)と一定にした
条件下で1次空気供給量(すなわち1次空気比)を減少
させて燃料(石庚)の二段燃焼を行なった場合の洲、ガ
ス注入結果を示したものである。横軸の1次空気比は2
段燃焼の度合を示し、縦軸のNO,濃度は燃焼ガス中の
値である。
図中、−纏ムは、二段燃焼単独の場合、−−Bは二段燃
焼で2次空気中に洲、を110WIp注入した場合、S
aCは同様にNHsを460簿注入した場合をそれぞれ
示す。二段燃焼を行なわない場合(1次および総括空気
比が共K 1.2 B )は270−のNO!濃度であ
ったものが、二段燃焼を行ない、1次空気比を下げるこ
とによってNO,は110jP近くまで低下することが
分る(曲線ム)、これに対して一1i1B%Cの場合は
、例えば1次空気比を0.9とした二段燃焼単独条件下
で130pであったNo、ls1度が、金燃焼ガス量に
対して110−ないしく6Gwes@轟のNEl、ガス
を2次空気に注入することによって約80〜6o−まで
低下することが分る。
焼で2次空気中に洲、を110WIp注入した場合、S
aCは同様にNHsを460簿注入した場合をそれぞれ
示す。二段燃焼を行なわない場合(1次および総括空気
比が共K 1.2 B )は270−のNO!濃度であ
ったものが、二段燃焼を行ない、1次空気比を下げるこ
とによってNO,は110jP近くまで低下することが
分る(曲線ム)、これに対して一1i1B%Cの場合は
、例えば1次空気比を0.9とした二段燃焼単独条件下
で130pであったNo、ls1度が、金燃焼ガス量に
対して110−ないしく6Gwes@轟のNEl、ガス
を2次空気に注入することによって約80〜6o−まで
低下することが分る。
なお、NHsガスの注入位置として、2次空気以外に、
第1図で示す還元部4ムやベッド部3に損hガスを注入
してみたが、効果はあまりなかった。
第1図で示す還元部4ムやベッド部3に損hガスを注入
してみたが、効果はあまりなかった。
%にベッド部3に注入した場合は全く効果がない。
本発明は、misに示した燃焼炉以外に、第3図に示す
ようなバーナ13を用いたガス燃料、油、微粉炭、廃棄
物の燃焼炉にも適用することができる。この燃焼炉11
は、1次燃焼室11Aおよび2次燃焼1!IIBとに区
分され、燃料15が供給されるバーナ13が貫通する空
気箱14にはツイン16から1次空気が供給される。ま
た2次燃焼室11BKはライン17から2次空気が供給
され、該ライン17にはライン18からNHsガスが注
入される。この場合、例えばライン16から供給する1
次空気量を、ライン15から供給する燃料量の理論空気
量近辺とし、1次燃焼1111ム内で比較的酸素不足の
状態で1次燃焼させ、2次燃焼室11B内に供給する2
次空気に所定量の洲、ガスを注入することにより、2段
燃焼単独の効果以上に排ガス19中のNOx磯度濃度減
させることができる。
ようなバーナ13を用いたガス燃料、油、微粉炭、廃棄
物の燃焼炉にも適用することができる。この燃焼炉11
は、1次燃焼室11Aおよび2次燃焼1!IIBとに区
分され、燃料15が供給されるバーナ13が貫通する空
気箱14にはツイン16から1次空気が供給される。ま
た2次燃焼室11BKはライン17から2次空気が供給
され、該ライン17にはライン18からNHsガスが注
入される。この場合、例えばライン16から供給する1
次空気量を、ライン15から供給する燃料量の理論空気
量近辺とし、1次燃焼1111ム内で比較的酸素不足の
状態で1次燃焼させ、2次燃焼室11B内に供給する2
次空気に所定量の洲、ガスを注入することにより、2段
燃焼単独の効果以上に排ガス19中のNOx磯度濃度減
させることができる。
さらに第4図は、バーナ回りから供給する燃焼用空気を
分割した通常の二段燃焼法に本発明を適用した例を示す
。炉壁IK挿入されたバーナ130回り忙は1次空気箱
14Aと2次空気箱14Bが設けられ、ライン16およ
び17からそれぞれ1次空気および2次空気が供給され
、2次空気にはライン18から所定量のN1(sガスが
供給される。
分割した通常の二段燃焼法に本発明を適用した例を示す
。炉壁IK挿入されたバーナ130回り忙は1次空気箱
14Aと2次空気箱14Bが設けられ、ライン16およ
び17からそれぞれ1次空気および2次空気が供給され
、2次空気にはライン18から所定量のN1(sガスが
供給される。
なお、図中、20は火炎、21は’NHsガスを含む2
次空気を示す、上記のような炉構成においても、2次空
気にライン18から麗、ガスを注入することにより、単
なる二段燃焼以上に排ガス中のNO。
次空気を示す、上記のような炉構成においても、2次空
気にライン18から麗、ガスを注入することにより、単
なる二段燃焼以上に排ガス中のNO。
濃度を低減させることができる。
本発明の効果を列挙すれば下肥のようである。
(1)2段燃焼の度合をやわらげることができる。すな
わち、2段燃焼I)度合を強める(1次空気比を下げる
)K従つcNo、a度は低下するが、わずかな量の洲、
ガスを2次空気に注入するととによって、緩慢な二段燃
焼条件下(例えば、1次空気比= 1.15 ) K、
おいても、度合の強い二段燃焼条件下(例えば1次空気
比=0.*)と同稠度のNO8濃i!を達成することが
できる。
わち、2段燃焼I)度合を強める(1次空気比を下げる
)K従つcNo、a度は低下するが、わずかな量の洲、
ガスを2次空気に注入するととによって、緩慢な二段燃
焼条件下(例えば、1次空気比= 1.15 ) K、
おいても、度合の強い二段燃焼条件下(例えば1次空気
比=0.*)と同稠度のNO8濃i!を達成することが
できる。
(2)上記α)Kより高い燃焼効率を得ることができる
。
。
一般に1次空気比の低下に伴なって炉外に排出する未燃
分が増加するので、1次空気比を高くできることは高燃
焼効率につながる。
分が増加するので、1次空気比を高くできることは高燃
焼効率につながる。
(3)上記(1)により1次空気比が高くなると、ベッ
ド部で燃える割合が増加し、フリーボード部で燃える後
燃焼の割合が減少するため、炉容積を小さくすることが
できる。これは流動層焼却炉や流動層ボイラ勢の大型炉
において有利である。また流動層ボイラの場合、1次空
気比が高くなると、伝熱係数の大きいベッド部での燃焼
割合が増加するので伝熱面積を減少させることかできる
。また流動(倫 層焼却の場合には、ベッド部での燃焼割合が増加するの
で、補助燃料を削減することができる。
ド部で燃える割合が増加し、フリーボード部で燃える後
燃焼の割合が減少するため、炉容積を小さくすることが
できる。これは流動層焼却炉や流動層ボイラ勢の大型炉
において有利である。また流動層ボイラの場合、1次空
気比が高くなると、伝熱係数の大きいベッド部での燃焼
割合が増加するので伝熱面積を減少させることかできる
。また流動(倫 層焼却の場合には、ベッド部での燃焼割合が増加するの
で、補助燃料を削減することができる。
(4)上記(1) Kより、流動層ボイ2の場合、炉内
で高度のNO,抑制と石灰石による脱硫を同時に達成す
ることができる。1次空気比を低くすると炉内脱硫率が
悪くなるので、炉内脱硫率の高い1次空気比の高い条件
下(緩慢な2段燃焼条件)で運転し、1次空気比の増加
に伴なうNO□抑制効果の低下を、2次空気への洲、ガ
ス注入で補なうことができるので、高度のNoX抑制と
高度の炉内脱硫を同時に達成することができ、また脱硫
剤を節約することができる。
で高度のNO,抑制と石灰石による脱硫を同時に達成す
ることができる。1次空気比を低くすると炉内脱硫率が
悪くなるので、炉内脱硫率の高い1次空気比の高い条件
下(緩慢な2段燃焼条件)で運転し、1次空気比の増加
に伴なうNO□抑制効果の低下を、2次空気への洲、ガ
ス注入で補なうことができるので、高度のNoX抑制と
高度の炉内脱硫を同時に達成することができ、また脱硫
剤を節約することができる。
(5)非常に簡便な方法である。すなわち、2次空気が
炉内に入る前にNHsガスを注入するだけで喪く、また
2次空気と共に炉内に注入するので、燃焼ガスとの混合
性が非常に良く、無触還元法のように特別な注入ノズル
等を設ける必要がない。
炉内に入る前にNHsガスを注入するだけで喪く、また
2次空気と共に炉内に注入するので、燃焼ガスとの混合
性が非常に良く、無触還元法のように特別な注入ノズル
等を設ける必要がない。
第1図は、本発明が適用されると燃焼炉の概略を示す断
面図、第2図は、本発明の燃焼方法の効(1G) 果を説明する図、第31aおよび第4図は、本発明が適
用される他の燃焼炉のアンモニア注入方法を示す図であ
る。 1・・・炉、3−ベッド部、4・−・クリ−ボード部、
4A・・・還元部、4B・・・酸化部、7・・・2次空
気供給ライン、8・・・損0ガス注入ライン。 代理人 弁理士 川 北 武 長 筒1図 第2図 第3図 手続補正書 昭和i7年4月7日 特許庁長官 島田春樹殿 1、事件の表示 昭和s7年 轡許願第17フO号 2、発明の1称 二段燃情方法 3 補正をする者 事件との関係 善許出原人 4 代 理 人 〒lHI 3″′ (マ5is)弁理士 用北武長5、 補正命令
の日付 自発6、 補正により増加する発
明の数 7、補正の対象 に改める。 (乃@綱書嬉5頁第13行の「上段、下段」を「上段(
7ム)、下段(η」に改める。 (3)図面第2図および第4図をそれぞれ別紙のよ5に
改める。 以上
面図、第2図は、本発明の燃焼方法の効(1G) 果を説明する図、第31aおよび第4図は、本発明が適
用される他の燃焼炉のアンモニア注入方法を示す図であ
る。 1・・・炉、3−ベッド部、4・−・クリ−ボード部、
4A・・・還元部、4B・・・酸化部、7・・・2次空
気供給ライン、8・・・損0ガス注入ライン。 代理人 弁理士 川 北 武 長 筒1図 第2図 第3図 手続補正書 昭和i7年4月7日 特許庁長官 島田春樹殿 1、事件の表示 昭和s7年 轡許願第17フO号 2、発明の1称 二段燃情方法 3 補正をする者 事件との関係 善許出原人 4 代 理 人 〒lHI 3″′ (マ5is)弁理士 用北武長5、 補正命令
の日付 自発6、 補正により増加する発
明の数 7、補正の対象 に改める。 (乃@綱書嬉5頁第13行の「上段、下段」を「上段(
7ム)、下段(η」に改める。 (3)図面第2図および第4図をそれぞれ別紙のよ5に
改める。 以上
Claims (1)
- (1)燃焼炉に燃焼用空気を二段またはそれ以上に分割
供給して燃焼ガス中のNO,を低減させる二段燃焼方法
において、二段目またはそれ以降に供給する空気中にア
ンモニアを供給することを特徴とする二段燃焼方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP177082A JPS58120004A (ja) | 1982-01-11 | 1982-01-11 | 二段燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP177082A JPS58120004A (ja) | 1982-01-11 | 1982-01-11 | 二段燃焼方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58120004A true JPS58120004A (ja) | 1983-07-16 |
Family
ID=11510806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP177082A Pending JPS58120004A (ja) | 1982-01-11 | 1982-01-11 | 二段燃焼方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58120004A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5131335A (en) * | 1989-12-27 | 1992-07-21 | Saarbergwerke Aktiengesellschaft | Process for reducing nitric oxide emission during the combustion of solid fuels |
EP0512156A1 (en) * | 1991-05-07 | 1992-11-11 | Ente Nazionale Per L'energia Elettrica - (Enel) | A process for reducing nitric oxides in a flue gas |
EP0581850A1 (en) * | 1991-03-22 | 1994-02-09 | Energy & Environ Res Corp | ADVANCED REBURN TO REDUCE NO X? EMISSIONS IN COMBUSTION SYSTEMS. |
-
1982
- 1982-01-11 JP JP177082A patent/JPS58120004A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5131335A (en) * | 1989-12-27 | 1992-07-21 | Saarbergwerke Aktiengesellschaft | Process for reducing nitric oxide emission during the combustion of solid fuels |
EP0581850A1 (en) * | 1991-03-22 | 1994-02-09 | Energy & Environ Res Corp | ADVANCED REBURN TO REDUCE NO X? EMISSIONS IN COMBUSTION SYSTEMS. |
EP0581850A4 (en) * | 1991-03-22 | 1994-05-18 | Energy And Environmental Research Corporation | Advanced reburning for reduction of no x? emissions in combustion systems |
EP0512156A1 (en) * | 1991-05-07 | 1992-11-11 | Ente Nazionale Per L'energia Elettrica - (Enel) | A process for reducing nitric oxides in a flue gas |
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