JPS61134515A - 接触燃焼装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は接触燃焼装置に係り、特に液体燃料を効率良く
燃焼させる接触燃焼装置に関する。

〈従来の技術及びその問題点〉 近年、触媒を用いた接触燃焼法は、通常の気相燃焼に比
べて低温燃焼が可能で、排ガス中の窒素酸化物（以下「
ＮＯｘ」と称する）及び−酸化炭素（ａ　Ｏ）等の物質
がほとんど発生しないことから注目されている。

接触燃焼法は、この様に優れた特長を有するため、燃料
資源の多様化、低公害燃焼の要求に伴って石油精製プラ
ント及び製鉄所等のオフガス処理、自動車排ガスの浄化
、加熱装置及びガスタービン等に利用されている。これ
らの臘燃焼に用いている触媒としては、白金、／フラジ
ラム及びロジウム等の貴金属類、または酸化第二鉄、酸
化コバルト及び酸化ニッケル等の金属酸化物を坦持させ
たものである。燃料としてはそのコスト及び取扱いの便
利さがらガス燃料の池に液体燃料が用いられることが多
くなっている。

第３図は、従来の接触燃焼装置を示す。同装置は液体の
燃料タンク１０．燃料ポンプ１１．燃料の霧化室１２：
混合器２０：整流板３０．接触燃焼器４０、熱交換器５
０．空気予熱姦６ｏ及び送風機７゜により構成されてい
る。液体燃料は燃料ポンプ１１で加圧され、霧化室１２
内の噴霧ノズル１３で微粒化を行ない、混合器２ｇ内へ
導びがれや。一方、燃焼用空気は空気予熱器５０で加熱
された後霧化室１２．混合器２０内に導びかれる。混合
器２０′は通常断面が円又は短形となっており、下流に
行くに従って断面積が拡大し、接触燃焼器４ｏに接続さ
れる構造となっている。前記霧化室１２内で微粒化され
た液体燃料は空気予熱器６ｏで加熱された燃焼用空気と
共に旋回しながら混合器２０’浄べ導ひかれ、液体燃料
は蒸発しつつ、燃焼用空気と混合し、整流板３０を経て
接触燃焼装置４゜内の触媒層４１に達し、触媒作用によ
り燃焼して高温燃焼ガスとなり、熱交換器５０．空気予
熱器６０を経て排ガスとして放出される。ここでは図示
してないが燃焼用空気を空気予熱器で予熱するかわりに
、燃焼ガス帰還ダクト及び送風機を設けて燃焼ガスを霧
化室内に帰還させ、廃熱の回収を計る方法もある。

ところで、混合器２０′内では微粒化された液体燃料と
燃焼用空気または燃焼ガスの混合、液体燃料の蒸発が速
やかに行なわれる必要がある。

一般に噴霧ノズル１３としでは圧力噴霧及び二流体噴霧
の方式が採用されているが、噴霧液滴の径は一様でなく
特定の分布をもっており、混合７７５２０の寸法が不適
切であれば大粒径の液滴は蒸発を完了することなく、接
触燃焼器４０内の触媒　　　　　　　１層４１へ飛来す
る。この様な現象が生じると燃焼用空気または燃焼ガス
中における燃料の濃度は不均一となり、触媒層４１の入
口部に付着した液滴が炭化し、目づまりによる流動抵抗
の増大、燃焼効率の低下により未燃分の発生が起こるば
かりでなく、触媒の部分的な過熱を招き、触媒焼損をき
たすことになる。

く本発明の目的〉 本発明は上述した問題点に鑑み構成したものであり液体
燃料を良好に気化させ、触媒の極部的損耗を防止し、燃
焼性が良好でしかも触媒寿命の長い燃焼装置を提供する
ことにある。

く手段の概要〉 要するに本発明は、混合器に対して気体を旋回流として
供給することにより噴霧された液体燃料のうち大径粒子
を遠心分離させて気化までの時間を確保し、触媒層に至
るまでに液体燃料を良好に気化させて燃焼性を向上させ
るよう構成した燃焼装置である。

〈実施例〉 第１図は本発明の第１の実施例を示す。１４は燃焼用空
気又は燃焼ガスＡに旋回流を与える旋回羽根もしくはス
リット状部であり、霧化室１２の周囲に形成されている
。１３は液体燃料を微粒化する噴霧ノズルであり、霧化
室１２の中央部に設ける。

この噴霧ノズル１３から液体燃料を噴射する角度θは、
分散噴射された燃料の外周縁部が前記部　　−回羽根も
しくはスリット等の旋回機構１４の中央部より後流側と
なるよう設定する。２０は燃焼用空気又は燃焼ガスと微
粒化された液体燃料の混合及び液体燃料を気化させるサ
イクロン方式の混合器である。８０は混合器２０の中央
部に設けた固定もしくは上下移動可能なラバール管状の
スリーブであり、前記スリーブ８０の管壁の周囲には燃
焼用空気又は燃焼ガスＡの一部が旋回流となる様に接線
状に複数個の穴８１を設けである。

３０は燃焼用空気および燃焼ガスと気化した液体燃料の
混合流体が旋回流となっている状態のガス流を抑制する
整流板である。４０は接触燃焼器であり、その接触燃焼
ｇ３４ｏ内に燃焼触媒４１が配置されている。なお符号
９０は装置外面を覆う断熱材層である。

次に作動状態について説明すると、液体燃料ａは噴霧ノ
ズル１３により霧化室１２内に噴射され微粒化される。

一方、燃焼用空気又は燃焼ガスＡは霧化室１２の周囲に
設けた旋回羽根もしくは接線方向のスリット等旋回機購
１４により強い旋回流Ａｔとなり、前記微粒化した液体
燃料のうちに良好に混合する。前記混合器２０内に導ひ
かれた液体燃料のうち強い旋回流へによって粗粒子の液
滴すが混合器２０の内壁に分離され、かつ分離された粗
粒子自体も旋回しながら気化する。

一方微細な液滴は直ちに気化し、これらの気化した液体
燃料は混合器２０の中央部に設けられたラバール管状の
スリーブ８０内へ導ひかれる。前記スリーブ８０は混合
器２０内において分離した粗粒子の液滴すの滞留時間を
調節するために混合器２０及びスリーブ８０の中心軸線
に沿って上流側又は下流側へ移動調整することによって
粗粒子の液滴すの気化を促進させる。つまりスリーブ８
０を上流側に移動させるとスリーブの小口径端縁部が混
合器２０内に突出位置するため、遠心分離された大径粒
子は混合器の内壁面に滞留しかつ一旦上流側に戻る経路
を経て同スリーブの小口径端縁部に流入するので全体と
しての滞留時間は長くなり、反対に下流側にスリーブを
移動じた場合には粒子は円滑に流れ滞留時間は短くなる
。

次に前記スリーブ８０の周壁には、霧化室１２の周囲に
設けた旋回方向と同一になるように接線方向に六８１を
設け、その六８１から燃焼用空気又は燃焼ガスへの一部
を噴出させ、旋回流Ａｘとすることによってざらに液体
燃料の気化及び燃焼用空気又は燃焼ガスの混合を促進す
る。気化しだ液体と燃焼用空気又は燃焼ガスとが十分混
合されて混合気となり、接触燃焼器４０人口部の整流板
３０を通り、接触燃焼触媒層４１に至る。混合気は接触
燃焼触媒層４１内で燃焼した後、例えば第３図で示した
従来装置と同様な糸路を通り系　　　　　　　　［外に
排出される。

第２図は第２の実施例を示す。この実施例においては、
混合室２０のコーン状壁面を断面段状に形成して段状部
２１を形成し、旋回流をこの段状部により安定化させる
と共に、壁面の伝熱面積を増加させて液体燃料の気化を
促進する。

く効果〉 本発明を実施することにより触媒層に至る前に液体燃料
を良好に気化できるので、燃焼性を　　・向上させるこ
とができると共に、触媒層の詰りか生ぜず、動力費を低
減でき、かつ触媒の部分的過熱による触媒寿命の低下を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる接触燃焼装置の実施例を示す側面
図、第２図は他の実施例を示す混合器の断面図、第３図
は従来の接触燃焼装置の系統図である。 １３・・・・・・噴霧ノズル　　１４・旧・・旋回機構
２０・・・・・・混合器　　　　２１・・・・・・段状
部４０・・・・・・燃焼器　　　　８ｏ・・・・・・ス
リーブ８１・・・・・・不乱 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体燃料を微粒化しかつ気化させた後触媒に供給し
   て燃焼を行うものにおいて、燃焼器上流側に混合器を位
   置させ、かつこの混合器に対して燃焼用空気、燃焼用ガ
   ス等の気体を旋回して供給する旋回機構を設け、混合器
   と燃焼器との間にスリーブを介在配置させたことを特徴
   とする接触燃焼装置。 ２、前記スリーブを混合器の軸心方向に移動可能なよう
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   接触燃焼装置。 ３、スリーブに対して旋回流形成用の小孔を形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の接触燃焼装置。 ４、混合器のコーン状壁面の内面部に段状部を形成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の
   いづれかに記載の接触燃焼装置。