减少NOx的燃烧方法及其装置制造方法及图纸

一种减少ＮＯｘ的燃烧方法，其特征在于，通过ＮＯｘ减少型燃烧器（２）使ＮＯｘ生成值达到６０ｐｐｍ（按０％Ｏ↓［２］换算）以下的ＮＯｘ第一减少化同利用将该ＮＯｘ减少型燃烧器（２）的废气再循环到由该ＮＯｘ减少型燃烧器形成的燃烧反应区中而实现的ＮＯｘ第二减少化及利用向该燃烧反应区添加水或蒸汽而实现的ＮＯｘ第三减少化组合来实施该方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适用于水管锅炉、吸收式制冷机的再热器等中的减少NOx的燃烧方法及其装置。
技术介绍
通常，作为抑制NOx产生的原理，人们知道了①抑制火焰(燃烧气体)温度的方法；②缩短高温燃烧气体的滞留时间的方法；③降低氧气分压的方法等。因此，存在着采用这些原理的各种减少NOx的技术。例如，有人提出并实施了两级燃烧法、浓淡燃烧法、废气再循环燃烧法、加水燃烧法、蒸汽喷射燃烧法、借助水管群的火焰冷却燃烧法(水管群冷却燃烧法)等。可是，人们对小型直通锅炉提出了这样的限制条件，即目前在东京等地，燃气锅炉的NOx排放值被定为60ppm(按0％O2换算，在以下说明中，如不事先指明，则ppm指按0％O2换算)以下，而燃油锅炉的NOx排放值在用A重油的情况下定为80ppm以下并且在用煤油的情况下定为60ppm以下。包括本申请在内的众多厂家都清楚这些规定值。但是，在美国的加里佛尼亚州，已经规定了12ppm以下(按3％O2换算)的排放值。考虑到在日本日趋严格的规定例如正在规定30ppm以下，中请人近年来在研究如何进一步减少NOx。过去的减少NOx的技术是以组合上述各种抑制原理来实现的方式提出的(例如参见专利文献1，特开平7-103411，第3页和图1)。这种现有技术组合了废气再循环技术和蒸汽喷雾。可是，根据这种减少NOx的技术，NOx排放值很难达到30ppm以下(以下称为NOx目标排放值)。就是说，本申请的专利技术人进行了各种实验，结果发现，为了在上述现有技术中达到小于NOx目标排放值，存在以下课题。首先，在现有技术中，在通过借助废气再循环的燃烧气体温度抑制功能强化而降低NOx排放值的场合下，这种功能强化是使废气循环量增加。可是，如果进行这种功能强化，则加剧了废气再循环特有的不稳定性。就是说，废气再循环具有这样的特性，即因燃烧量变化及负荷变化而造成废气的流量和温度的变化。如果废气再循环量增大，则这些不稳定性加剧，结果，无法实现稳定的NOx减少化。而且，如果废气再循环量增大，则因燃烧空气中的氧浓度降低而导致出现氧气不足的燃烧状态，结果，不充分燃烧和未燃烧部分的排出造成无法继续燃烧。再有，由于废气循环量体积的增加增大了在送风管路内的压力损失，结果，不得不提高鼓风机功率而导致成本提高。另外，借助添加蒸汽的NOx减少化的功能强化是增加所加入的水量。这样的功能强化导致热损失增加以及结露量增加，因而存在着由结露引起的机器组成部分被腐蚀的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决上述问题并提供一种能够容易地实现NOx减少化的减少NOx的燃烧方法及其装置，所谓的NOx减少化是使NOx排放值降低到30ppm以下。为解决上述问题而制定了本专利技术。如权利要求1所述的专利技术涉及一种减少NOx的燃烧方法，其特点是，通过NOx减少型燃烧器使NOx生成值达到60ppm(按0％O2换算)以下的NOx第一减少化同利用将该NOx减少型燃烧器的废气再循环到由该NOx减少型燃烧器形成的燃烧反应区中而实现的NOx第二减少化以及利用向该燃烧反应区添加水或蒸汽而实现的NOx第三减少化的组合来实施该方法。如权利要求2所述的专利技术的特点是，在权利要求1中，该NOx第二减少化是这样进行的，NOx目标排放值被定为30ppm(按0％O2换算)以下且废气再循环量被定为该NOx减少型燃烧器的稳定燃烧范围，通过该NOx第三减少化来降低超过该NOx目标排放值的NOx值。如权利要求3所述的专利技术的特点是，在权利要求1或2中，该NOx第三减少化是通过直接将水雾喷到该燃烧反应区里来进行的。如权利要求4所述的专利技术涉及一种减少NOx的燃烧装置，它的特征是，该装置包括使NOx生成值达到60ppm(按0％O2换算)以下的NOx减少型燃烧器、将该NOx减少型燃烧器的废气再循环到由该NOx减少型燃烧器形成的燃烧反应区中的废气再循环装置、向该燃烧反应区添加水或蒸汽的添加装置。此外，如权利要求5所述的专利技术涉及一种减少NOx的燃烧装置，它的特征是，该装置包括使NOx生成值达到60ppm(按0％O2换算)以下的NOx减少型燃烧器、将该NOx减少型燃烧器的废气再循环到由该NOx减少型燃烧器形成的燃烧反应区中的废气再循环装置、直接将水雾喷入该燃烧反应区中的喷雾装置。根据本专利技术，能够容易地实现使NOx排放值降低到30ppm以下的NOx减少化，这具有很高的工业利用价值。附图说明图1是本专利技术的一个实施例所适用的蒸汽锅炉的纵截面图。图2是表示图1局部的截面放大图。图3是表示图2局部的仰视图。图4表示根据该实施例的、NOx减少特性与水喷雾量的关系。图5表示根据该实施例的、NOx减少特性与水喷雾量的关系。图6表示风箱压力特性与水喷雾量的关系。具体实施例方式在描述本专利技术的实施形式之前，要说明本专利技术所用的一些用语。燃烧气体包括在燃烧反应(燃烧过程)中的燃烧气体以及燃烧结束后的燃烧气体。因此，燃烧反应中气体意味着在燃烧反应中的燃烧气体，燃后气体意味着在燃烧反应结束后的燃烧气体。而且，尽管燃烧反应中气体是物质概念，但一般在包括可见火焰的火焰状态中，它也能作为状态概念地称为火焰。因而，在说明书中也存在着燃烧反应中气体被称为火焰或燃烧火焰的情况。此外，燃烧反应区是指燃烧反应中气体所存在的区域，废气是指因受到传热管等的吸热作用而温度降低的燃后气体。另外，如果没有预先说明，则燃烧气体温度意味着燃烧反应中气体的温度，它与燃烧温度或燃烧火焰温度有相同意义。另外，燃烧气体温度的抑制是指降低燃烧气体(燃烧火焰)温度的最高值。通常，即便是在燃后气体中，燃烧反应仍极微弱地继续进行，因此，燃烧结束不意味着燃烧反应100％结束。而且，NOx目标排放值意味着从该减少NOx的燃烧装置中排出的NOx值的目标值。以下，说明本专利技术的实施形式。本专利技术适用于小型直通锅炉等水管锅炉、热水供应装置、吸收式制冷机的再热器等热力机(也称为燃烧机器)。该热力机包括利用燃烧器和来自燃烧器的燃烧气体被加热的吸热部分。本专利技术方法的一个实施例的特点是，组合实施通过NOx减少型燃烧器使NOx生成值达到60ppm以下且最好是50ppm以下的NOx第一减少化、利用将该NOx减少型燃烧器的废气再循环到由该NOx减少型燃烧器形成的燃烧反应区中而实现的NOx第二减少化、利用向该燃烧反应区添加水或蒸汽而实现的NOx第三减少化。实现上述NOx第一减少化的手段、实现上述NOx第二减少化的手段以及实现上述NOx第三减少化的手段分别被称为NOx第一减少装置、NOx第二减少装置和NOx第三减少装置。上述NOx第一减少装置是上述NOx减少型燃烧器。该NOx减少型燃烧器可以是通过联合使用火焰分割燃烧法、自身再循环法、分级燃烧法、浓淡燃烧法等技术中的一项或多项技术而使NOx生成值达到60ppm以下的燃烧器。而且，尽管该NOx减少型燃烧器最好是燃气型燃烧器，但根据应用场合，它也能是燃油型燃烧器。因此，在该NOx减少型燃烧器的前面进行燃烧反应并由此形成燃烧反应区。上述NOx第二减少装置是被称为所谓的废气再循环法的装置，它使在因受到该吸热部分的吸热作用而降低温度之后被排入大气中的废气的一部分通过构成外部通道的废气再循环通道并借助外部再循环而混入燃烧用空气中。由于利用所混入的废气抑制了燃烧气体温度并且降低了氧浓度等，所以降低了NO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：茅原敏广，馆野一博，田洼升，松成健司，大久保恭铺，
申请(专利权)人：三浦工业株式会社，
类型：发明
国别省市：