JPS6027889B2 - 複合多段燃焼方法 - Google Patents
複合多段燃焼方法Info
- Publication number
- JPS6027889B2 JPS6027889B2 JP16128580A JP16128580A JPS6027889B2 JP S6027889 B2 JPS6027889 B2 JP S6027889B2 JP 16128580 A JP16128580 A JP 16128580A JP 16128580 A JP16128580 A JP 16128580A JP S6027889 B2 JPS6027889 B2 JP S6027889B2
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- JP
- Japan
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- primary
- fuel
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- combustion
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は窒素酸化物の発生を効果的に抑制し得る複合
多段燃焼方法に関する。
多段燃焼方法に関する。
窒素酸化物(以下、NOkと託す)は、光化学オキシン
トの起因物質の1つとされるため、その発生を効果的に
抑制できる燃焼方法の開発が要望されている。
トの起因物質の1つとされるため、その発生を効果的に
抑制できる燃焼方法の開発が要望されている。
燃焼炉において発生するNO対こは、【a}各種燃料中
に含まれている窒素成分が酸化されて生じたもの(以下
フュェル(F雌1)N○×と記す)と、(b’特に、重
油、灯油、LPGなどの炭化水素を燃料として燃焼する
際に、空気比約0.5〜1.4の下で、炭化水素が空気
中の窒素と反応し、さらにいくつかの反応を経て迅速に
生成するもの(以下プロンプト(Prompt)N0×
と記す)と、‘c’燃焼に伴い、空気中の窒素と酸素が
高温で反応して生じたもの(以下、サーマル(伍e皿a
l)N0xと託す)とがある。
に含まれている窒素成分が酸化されて生じたもの(以下
フュェル(F雌1)N○×と記す)と、(b’特に、重
油、灯油、LPGなどの炭化水素を燃料として燃焼する
際に、空気比約0.5〜1.4の下で、炭化水素が空気
中の窒素と反応し、さらにいくつかの反応を経て迅速に
生成するもの(以下プロンプト(Prompt)N0×
と記す)と、‘c’燃焼に伴い、空気中の窒素と酸素が
高温で反応して生じたもの(以下、サーマル(伍e皿a
l)N0xと託す)とがある。
窒素成分を多く含む燃料の場合、発生N○×のほとんど
はフュェルN○×であるので、まずこれの発生を抑制し
、ついでサーマルN○×の発生を抑制しなければならな
い。
はフュェルN○×であるので、まずこれの発生を抑制し
、ついでサーマルN○×の発生を抑制しなければならな
い。
フュヱルNO広の抑制に最も効果的なのは、低空気比燃
焼であることから、重質燃料(これは窒素成分を多く含
む)の燃焼に当っては、低空気比燃焼により1段燃焼ゾ
−ンを形成し、このゾーンの後流側に、不足分の空気を
導入して、2段燃焼ゾーンを形成する空気の2段供給燃
焼方法が採用されている。しかしこの方法は、燃焼を極
端に低空気比で行なわせるため、燃焼が不安定なものと
なる上に、媒塵が多量に発生するといった問題があった
。この発明は、上記のような問題を解決すべくなざれた
ものであって、童質燃料の燃焼の場合においてもN○x
特にフュェルN○×の発生を効果的に抑制し得る燃焼方
法を提供するものである。
焼であることから、重質燃料(これは窒素成分を多く含
む)の燃焼に当っては、低空気比燃焼により1段燃焼ゾ
−ンを形成し、このゾーンの後流側に、不足分の空気を
導入して、2段燃焼ゾーンを形成する空気の2段供給燃
焼方法が採用されている。しかしこの方法は、燃焼を極
端に低空気比で行なわせるため、燃焼が不安定なものと
なる上に、媒塵が多量に発生するといった問題があった
。この発明は、上記のような問題を解決すべくなざれた
ものであって、童質燃料の燃焼の場合においてもN○x
特にフュェルN○×の発生を効果的に抑制し得る燃焼方
法を提供するものである。
なお、以下の説明において、空気比とは、燃焼に要する
理論空気量に対する実際の空気量の割合をいい、前後方
向については、第1図を基準として、その左方を前方、
または右方を後方とする。まず、この発明において使用
する燃焼炉の構造について説明する。第1図において、
1は円筒状周壁2とその両端に設けられた前壁3と後壁
とからなる炉本体、4は耐灰材製の前壁3の中央に前方
突出状に設けられたやはり耐灰村製のバーナ開口、5は
同開口4の前端中心部に前方から配された1次燃料供給
ノズル、6は前壁3の前側に設けられた風箱、7は風箱
6からバーナ開口4内部に通じる1次空気供給口、8は
同供給口7に設けられたレジスタ、9はバーナ閉口4の
外周側において風箱6から炉内に通じるように設けられ
た複数の2次空気供給口、1川ま同供給口9のさらに外
周側に設けられた複数の2次燃料供給ノズル、11は炉
内軸心部において外周方向に閉口した3次空気供給口、
12は周壁2の外側に設けられたボィラ水用ジャケット
部である。
理論空気量に対する実際の空気量の割合をいい、前後方
向については、第1図を基準として、その左方を前方、
または右方を後方とする。まず、この発明において使用
する燃焼炉の構造について説明する。第1図において、
1は円筒状周壁2とその両端に設けられた前壁3と後壁
とからなる炉本体、4は耐灰材製の前壁3の中央に前方
突出状に設けられたやはり耐灰村製のバーナ開口、5は
同開口4の前端中心部に前方から配された1次燃料供給
ノズル、6は前壁3の前側に設けられた風箱、7は風箱
6からバーナ開口4内部に通じる1次空気供給口、8は
同供給口7に設けられたレジスタ、9はバーナ閉口4の
外周側において風箱6から炉内に通じるように設けられ
た複数の2次空気供給口、1川ま同供給口9のさらに外
周側に設けられた複数の2次燃料供給ノズル、11は炉
内軸心部において外周方向に閉口した3次空気供給口、
12は周壁2の外側に設けられたボィラ水用ジャケット
部である。
上記構造の燃焼炉において、バーナ関口4の内部に1次
燃料供給ノズル5から1次燃料を噴射供給するとともに
、1次空気供給口7から1次空気を供V給する。
燃料供給ノズル5から1次燃料を噴射供給するとともに
、1次空気供給口7から1次空気を供V給する。
この空気比は1.0以下、好ましくは0.6〜1.0で
ある。こうして、バーナ関口4から炉内にかけて低空気
比の1次燃焼ゾーン13を形成する。また2次空気供V
給口9から炉内に2次空気を供総合する。2次空気は、
1次燃料に対して全空気量が(1次空気+2次空気)が
過剰になるように供給される。
ある。こうして、バーナ関口4から炉内にかけて低空気
比の1次燃焼ゾーン13を形成する。また2次空気供V
給口9から炉内に2次空気を供総合する。2次空気は、
1次燃料に対して全空気量が(1次空気+2次空気)が
過剰になるように供給される。
こうして1次燃料の未燃分やC0、比分解炭化水素、ア
ルデヒド等の分解生成物の燃焼により、1次燃焼ゾーン
13の後流側に高空気比の緩慢な1次燃焼ゾーン14を
形成する。このゾーン14における酸素濃度は、好まし
くは8〜1蟹容量%である。また2次燃料を供給/ズル
10から炉内に高速で噴射供孫合する。その結果2次燃
料は、周囲の不活性ガスを吸引して稀釈され、同時に液
体燃料の場合には高温の雰囲気によって気化され、さら
に分解ガス化されて稀薄燃料となる。2次燃料は、全空
気量(1次空気十2次空気)に対して過剰になるように
供給する。
ルデヒド等の分解生成物の燃焼により、1次燃焼ゾーン
13の後流側に高空気比の緩慢な1次燃焼ゾーン14を
形成する。このゾーン14における酸素濃度は、好まし
くは8〜1蟹容量%である。また2次燃料を供給/ズル
10から炉内に高速で噴射供孫合する。その結果2次燃
料は、周囲の不活性ガスを吸引して稀釈され、同時に液
体燃料の場合には高温の雰囲気によって気化され、さら
に分解ガス化されて稀薄燃料となる。2次燃料は、全空
気量(1次空気十2次空気)に対して過剰になるように
供給する。
こうして稀薄な2次燃料の燃焼によって、2次燃焼ゾー
ン14の外周にやはり緩慢な低空気比の3次燃焼ゾーン
15を形成する。さらに3次空気供給口11から炉内に
3次空気を供給して、2次燃料の未燃分や分解生成物の
燃焼を行う。3次空気は、生成排ガス中の酸素濃度が0
.5〜数容量%となるように供V給する。
ン14の外周にやはり緩慢な低空気比の3次燃焼ゾーン
15を形成する。さらに3次空気供給口11から炉内に
3次空気を供給して、2次燃料の未燃分や分解生成物の
燃焼を行う。3次空気は、生成排ガス中の酸素濃度が0
.5〜数容量%となるように供V給する。
燃料および空気の供給位置は、第1図のものに限定され
ない。
ない。
たとえば、第7図に示すように、第1図の燃料炉におけ
る2次空気口11を、前壁3における2次燃料供給ノズ
ル10の外周側に配設してもよく、さらに周壁2に配設
してもよい。また炉の前壁3において1次燃料および1
次空気を供給し、2次空気を周壁の前端部において供給
し、2次燃料を2次空気供給位置より後流側周壁にて供
給し、3次空気を2次燃料供聯合位置より後流側周壁に
て供給してもよい。なお、第7図における各符号は、第
1図において説明した同符号の都材と同じ部材を意味す
る。つぎに、第1図に示す燃焼炉において、3次空気の
供給位置すなわちバーナ関口4の直径Dに対する同関口
4から3次空気供V給口1 1までの距離その比(Z/
D)を変化させて、N○×の発生量(酸素4%換算値)
を測定した。
る2次空気口11を、前壁3における2次燃料供給ノズ
ル10の外周側に配設してもよく、さらに周壁2に配設
してもよい。また炉の前壁3において1次燃料および1
次空気を供給し、2次空気を周壁の前端部において供給
し、2次燃料を2次空気供給位置より後流側周壁にて供
給し、3次空気を2次燃料供聯合位置より後流側周壁に
て供給してもよい。なお、第7図における各符号は、第
1図において説明した同符号の都材と同じ部材を意味す
る。つぎに、第1図に示す燃焼炉において、3次空気の
供給位置すなわちバーナ関口4の直径Dに対する同関口
4から3次空気供V給口1 1までの距離その比(Z/
D)を変化させて、N○×の発生量(酸素4%換算値)
を測定した。
燃料条件:燃料=C重油、燃料の全流量=100k9ノ
h、炉内温度=1150oo、総合空気比=1.1ふ結
果を第4図に示す。同図からわかるように、比そ/D=
約5以上においてN0×の発生が効果的に抑制される。
またそ/D=15C重油中の窒素分=0.25%、1次
燃料5の重量%、2次燃料5の重量%、1次空気4庇容
量%、2次空気3彼容量%、3次空気3舷容量%の場合
、N0×(4%酸素換算)の発生量は10の磯こ過ぎな
かった。つぎに第7図に示す燃焼炉において、(1次空
気+2次空気)比および2次燃料比を変化させて、N○
×の発生量(酸素3%換算値)および煤塵の発生量をそ
れぞれ測定した。
h、炉内温度=1150oo、総合空気比=1.1ふ結
果を第4図に示す。同図からわかるように、比そ/D=
約5以上においてN0×の発生が効果的に抑制される。
またそ/D=15C重油中の窒素分=0.25%、1次
燃料5の重量%、2次燃料5の重量%、1次空気4庇容
量%、2次空気3彼容量%、3次空気3舷容量%の場合
、N0×(4%酸素換算)の発生量は10の磯こ過ぎな
かった。つぎに第7図に示す燃焼炉において、(1次空
気+2次空気)比および2次燃料比を変化させて、N○
×の発生量(酸素3%換算値)および煤塵の発生量をそ
れぞれ測定した。
燃焼条件は前記と同じとした(ただし後者の場合、炉内
温度を100030とした)。結果を第5図および第6
図にそれぞれ示す。第2図、第3はこの発明の変形例を
示すものである。
温度を100030とした)。結果を第5図および第6
図にそれぞれ示す。第2図、第3はこの発明の変形例を
示すものである。
第2図においては、炉本体21の周壁22に設けられた
2次燃料供給ノズル23から2次燃料を噴射供給し、ま
たやはり周壁22において同ノズル23の後流側に設け
られた3次空気供給口24から3次空気を供給する。な
お、同図において25は前壁26に設けられた1次燃料
供給ノズル、27は1次空気供給口、28は2次空気供
給口、29は周壁22の内面に螺線状に配された吸熱管
である。第3図においては、燃焼炉は箱状の堅型のもの
である。そしてその前壁31において、最下部に設けら
れた複数の1次燃料供給ノズル32とその周囲の1次空
気供給口33からそれぞれ1次燃料と1次空気を供給す
る。同ノズル32の上方に設けられた2次空気供給口3
4から2次空気を供給する。同供給口34の上方に設け
られた複数の2次燃料供給ノズル35から2次燃料を噴
射供給する。そして同ノズル35の上方に設けられた複
数の3次空気供給口36から3次空気を供給する。この
発明の複合多段燃焼方法によれば、つぎの効果が奏され
る。
2次燃料供給ノズル23から2次燃料を噴射供給し、ま
たやはり周壁22において同ノズル23の後流側に設け
られた3次空気供給口24から3次空気を供給する。な
お、同図において25は前壁26に設けられた1次燃料
供給ノズル、27は1次空気供給口、28は2次空気供
給口、29は周壁22の内面に螺線状に配された吸熱管
である。第3図においては、燃焼炉は箱状の堅型のもの
である。そしてその前壁31において、最下部に設けら
れた複数の1次燃料供給ノズル32とその周囲の1次空
気供給口33からそれぞれ1次燃料と1次空気を供給す
る。同ノズル32の上方に設けられた2次空気供給口3
4から2次空気を供給する。同供給口34の上方に設け
られた複数の2次燃料供給ノズル35から2次燃料を噴
射供給する。そして同ノズル35の上方に設けられた複
数の3次空気供給口36から3次空気を供給する。この
発明の複合多段燃焼方法によれば、つぎの効果が奏され
る。
ィ 炉内に1次燃料と1次空気とを空気比1.0以下で
供給して低空気比の1次燃焼を行なわせるので、形成さ
れた1次燃焼ゾーンではフュェルN○×の多くはN2に
還元され、N○k特にフュェルNO戊の発生を抑制する
ことができる。
供給して低空気比の1次燃焼を行なわせるので、形成さ
れた1次燃焼ゾーンではフュェルN○×の多くはN2に
還元され、N○k特にフュェルNO戊の発生を抑制する
ことができる。
ロ 1次燃料供給位置から所定距離離れた位置にて2次
空気を1次燃料に対して全空気量が過剰になるように供
V給して高空気比の2次燃焼を行なわせるので、1次燃
焼で生じた燃料分解生成物(C0,日2、炭化水素、ア
ルデヒド類等)を過剰の2次空気で燃焼させることによ
り、フュェルN○×のみならずプロンプトN○×および
サーマルNOKの発生も抑制することができる。
空気を1次燃料に対して全空気量が過剰になるように供
V給して高空気比の2次燃焼を行なわせるので、1次燃
焼で生じた燃料分解生成物(C0,日2、炭化水素、ア
ルデヒド類等)を過剰の2次空気で燃焼させることによ
り、フュェルN○×のみならずプロンプトN○×および
サーマルNOKの発生も抑制することができる。
ハ 1次燃料供給位置から2次空気供給位置よりさらに
離れた位置にて2次燃料を供給して、2次燃焼における
残存酸素によって低空気比の3次燃焼を行なわせるので
、上記1次燃焼ゾ−ンの場合と同じくフュェルN○×の
発生を抑制することができる上に、1次燃焼および2次
燃焼で発生したN○×を燃料の分解生成物(C0,比、
炭化水素等.によってN2に還元することができ、N○
×を一層低減化することができる。ニ 1次燃料供給位
置から2次燃料供給位置よりさらに離れた位置にて3次
空気を供給するので、3次空気によって上記分解生成物
(C○,比、炭化水素等)が燃焼されても、1次燃焼か
ら3次燃焼までの過程ですでに多量の熱が放散して、3
次燃焼ゾーンの可燃ガス含有ガスは低温になっており、
また可燃ガスは1次燃焼から3次燃焼までの排ガスで希
薄化されているため、3次空気による燃焼ゾーンではサ
ーマルN0kおよびプロンプトN○×(特に後者)の発
生は著しく少ない。
離れた位置にて2次燃料を供給して、2次燃焼における
残存酸素によって低空気比の3次燃焼を行なわせるので
、上記1次燃焼ゾ−ンの場合と同じくフュェルN○×の
発生を抑制することができる上に、1次燃焼および2次
燃焼で発生したN○×を燃料の分解生成物(C0,比、
炭化水素等.によってN2に還元することができ、N○
×を一層低減化することができる。ニ 1次燃料供給位
置から2次燃料供給位置よりさらに離れた位置にて3次
空気を供給するので、3次空気によって上記分解生成物
(C○,比、炭化水素等)が燃焼されても、1次燃焼か
ら3次燃焼までの過程ですでに多量の熱が放散して、3
次燃焼ゾーンの可燃ガス含有ガスは低温になっており、
また可燃ガスは1次燃焼から3次燃焼までの排ガスで希
薄化されているため、3次空気による燃焼ゾーンではサ
ーマルN0kおよびプロンプトN○×(特に後者)の発
生は著しく少ない。
ホ 以上のとおり、この発明は、全体として、燃料と空
気とを前壁の中心から外周側に向ってまたは後流側に向
って交互の位置において供給し、燃焼が不安定化しない
程度において低空気比燃焼すなわち還元燃焼を行うもの
であるので、燃焼は全体的に緩慢なものとなり、N○×
特にフュェルN○×および媒塵の発生を効果的に抑制す
ることができる。
気とを前壁の中心から外周側に向ってまたは後流側に向
って交互の位置において供給し、燃焼が不安定化しない
程度において低空気比燃焼すなわち還元燃焼を行うもの
であるので、燃焼は全体的に緩慢なものとなり、N○×
特にフュェルN○×および媒塵の発生を効果的に抑制す
ることができる。
また還元燃焼城において、N○xはC0,日2等の還元
性ガスによってN2に還元され、この点でもN○×の発
生を抑制する効果がある。
性ガスによってN2に還元され、この点でもN○×の発
生を抑制する効果がある。
第1図はこの発明の燃焼方法で使用する燃焼炉の水平縦
断面図、第2図は変形例を示す燃焼炉の水平縦断面図、
第3図はやはり変形例を示す燃焼炉の正面図、第4図は
3次空気供給口の位置とN○kの発生量との関係を示す
グラフ、第5図は2次燃料比とN0×の発生量との関係
を示すグラフ、第6図は2次燃料比と媒塵量との関係を
示すグラフ、第7図は変形例を示す燃焼炉の水平縦断面
図である。 1,21・・・・・・炉本体、2,22…・・・周壁、
3,26,31・・・・・・前壁、4・・・・・・バー
ナ閉口、5,25,32・・・・・・1次燃料供給ノズ
ル、6・・…・風箱、7,27,33・・・・・・1次
空気供給ロン8・・・・・・レジスタ、9,28,34
……2次空気供給口、10,23,35・・・・・・2
次燃料供給ノズル、11,24,36・・・・・・3次
空気供給口、12・・・・・・ジャケット部、13・・
・・・・1次燃焼ゾーン、14・・・…2次燃焼ゾーン
、15…・・・3次燃焼ゾーン。 第1図第3図 第2図 第7図 図 寸 船 第5図 第6図
断面図、第2図は変形例を示す燃焼炉の水平縦断面図、
第3図はやはり変形例を示す燃焼炉の正面図、第4図は
3次空気供給口の位置とN○kの発生量との関係を示す
グラフ、第5図は2次燃料比とN0×の発生量との関係
を示すグラフ、第6図は2次燃料比と媒塵量との関係を
示すグラフ、第7図は変形例を示す燃焼炉の水平縦断面
図である。 1,21・・・・・・炉本体、2,22…・・・周壁、
3,26,31・・・・・・前壁、4・・・・・・バー
ナ閉口、5,25,32・・・・・・1次燃料供給ノズ
ル、6・・…・風箱、7,27,33・・・・・・1次
空気供給ロン8・・・・・・レジスタ、9,28,34
……2次空気供給口、10,23,35・・・・・・2
次燃料供給ノズル、11,24,36・・・・・・3次
空気供給口、12・・・・・・ジャケット部、13・・
・・・・1次燃焼ゾーン、14・・・…2次燃焼ゾーン
、15…・・・3次燃焼ゾーン。 第1図第3図 第2図 第7図 図 寸 船 第5図 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 炉内に1次燃料と1次空気とを空気比1.0以下で
供給して低空気比の1次燃焼を行なわせ、1次燃料供給
装置から所定距離離れた位置にて2次空気を1次燃料に
対して全空気量が過剰になるように供給して高空気比の
2次燃焼を行なわせ、1次燃料供給位置から2次空気供
給位置よりさらに離れた位置にて2次燃料を供給して、
2次燃焼焼における残存酸素によつて低空気比の3次燃
焼を行なわせ、1次燃料供給位置から1次燃料供給位置
よりさらに離れた位置にて3次空気を供給することを特
徴とする複合多段燃焼方法。 2 炉の前壁において1次燃料および1次空気を供給し
、1次燃料供給位置を中心としてその周囲にて2次空気
を供給し、2次空気供給位置の外周側にて2次燃料を供
給する特許請求の範囲第1項の記載の方法。 3 炉内後流部にて3次空気を供給する特許請求の範囲
第2項記載の方法。 4 前壁において2次燃料供給位置の外周側にて3次空
気を供給する特許請求の範囲第2項記載の方法。 5 周壁にて3次空気を供給する特許請求の範囲第2項
記載の方法。 6 炉の前壁において1次燃料および1次空気を供給し
、1次燃料供給位置を中心としてその周囲にて2次空気
を供給し、周壁の前端部において2次燃料を供給し、2
次燃料供給位置より後流側周壁にて3次空気を供給する
特許請求の範囲第1項記載の方法。 7 炉の前壁において1次燃料および1次空気を供給し
、周壁の前端部において2次空気を供給し、2次空気供
給位置より後流側周壁にて2次燃料を供給し、2次燃料
供給位置よりさらに後流側周壁にて3次空気を供給する
特許請求の範囲第1項記載の方法。 8 炉の前壁の最下部にて1次燃料および1次空気を供
給し、1次燃料供給位置の上方にて2次空気を供給し、
2次燃料供給位置の上方にて3次空気を供給する特許請
求の範囲第1項記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16128580A JPS6027889B2 (ja) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | 複合多段燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16128580A JPS6027889B2 (ja) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | 複合多段燃焼方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5784905A JPS5784905A (en) | 1982-05-27 |
JPS6027889B2 true JPS6027889B2 (ja) | 1985-07-02 |
Family
ID=15732196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16128580A Expired JPS6027889B2 (ja) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | 複合多段燃焼方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6027889B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990002907A1 (en) * | 1988-09-02 | 1990-03-22 | American Combustion, Inc. | Method and apparatus for generating highly luminous flame |
ITMI20060155A1 (it) * | 2006-01-31 | 2007-08-01 | Techint Spa | Bruciatore di volta a fiamma piatta a basse emissioni inquinanti |
-
1980
- 1980-11-14 JP JP16128580A patent/JPS6027889B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5784905A (en) | 1982-05-27 |
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