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公開番号2024072933
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-29
出願番号2022183830
出願日2022-11-17
発明の名称蓄熱式燃焼設備
出願人中外炉工業株式会社
代理人個人
主分類F23L 7/00 20060101AFI20240522BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】燃焼動作と蓄熱動作を交互に行う対になった蓄熱式燃焼バーナーを備えた蓄熱式燃焼設備において、燃料ガスを燃焼させた後の燃焼排ガスにCO,CO₂やNOx等が含まれて排出されるのを防止する。
【解決手段】燃焼動作と蓄熱動作を交互に行う対になった蓄熱式燃焼バーナー10a,10bを備えた蓄熱式燃焼設備において、燃焼動作を行う蓄熱式燃焼バーナー10aにおいては、燃料噴出ノズル11aに燃料ガスの水素ガスH₂と支燃ガスGsとを供給すると共に、蓄熱体xが収容された蓄熱部20aに導く燃焼用空気Airに希釈用ガスGiを加えて加熱させ、燃料噴出ノズルから燃料ガスの水素ガスH₂と支燃ガスとを炉1内に噴出させると共に、加熱された燃焼用空気と希釈用ガスを蓄熱式燃焼バーナー10aの給排気口24aから炉内に噴出させるようにした。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された燃焼用空気を給排気口から炉内に噴出させると共に、燃料噴出ノズルから燃料ガスを噴出させて、燃料ガスを燃焼用空気と混合させて燃焼させる燃焼動作を行う蓄熱式燃焼バーナーと、燃料噴出ノズルから燃料ガスを噴出させないようにし、燃料ガスが燃焼された後の燃焼排ガスを炉内から給排気口を通して蓄熱部に収容された蓄熱体に導いて、燃焼排ガスの熱を蓄熱体に蓄熱させる蓄熱動作を行う蓄熱式燃焼バーナーとが対になって設けられ、対になった蓄熱式燃焼バーナーにおいて燃焼動作と蓄熱動作を交互に行う蓄熱式燃焼設備において、燃焼動作を行う前記の蓄熱式燃焼バーナーにおいては、燃料噴出ノズルに水素ガスを用いた燃料ガスと支燃ガスとを供給すると共に、前記の蓄熱体が収容された蓄熱部に導く燃焼用空気に希釈用ガスを加えて加熱させ、前記の燃料噴出ノズルから水素ガスを用いた燃料ガスと支燃ガスとを炉内に噴出させると共に、前記の加熱された燃焼用空気と前記の希釈用ガスを前記の給排気口から炉内に噴出させることを特徴とする蓄熱式燃焼設備。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の蓄熱式燃焼設備において、燃焼動作を行う蓄熱式燃焼バーナーに供給する燃焼用空気に前記の希釈用ガスを加えるにあたり、希釈用ガスとして、不活性ガスを使用することを特徴とする蓄熱式燃焼設備。
【請求項３】
請求項１に記載の蓄熱式燃焼設備において、燃焼動作を行う蓄熱式燃焼バーナーに供給する燃焼用空気に希釈用ガスを加えるにあたり、前記の希釈用ガスとして、蓄熱動作を行う蓄熱式燃焼バーナーの蓄熱部における蓄熱体に熱を蓄熱させた後の燃焼排ガスを使用することを特徴とする蓄熱式燃焼設備。
【請求項４】
請求項１～請求項３の何れか１項に記載の蓄熱式燃焼設備において、燃料ガスの水素ガスを燃料噴出ノズルに供給するにあたり、アンモニア改質分離装置によりアンモニアガスから分離させた水素ガスを燃料噴出ノズルに供給することを特徴とする蓄熱式燃焼設備。
【請求項５】
請求項４に記載の蓄熱式燃焼設備において、アンモニアガスから水素ガスを分離させた後の窒素ガスを含むガスを、前記の希釈用ガスとして使用することを特徴とする蓄熱式燃焼設備。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された燃焼用空気を給排気口から炉内に噴出させ、燃料噴出ノズルから噴出させる燃料ガスを前記の燃焼用空気と混合させて、燃料ガスを炉内で燃焼させる燃焼動作と、燃料供給ノズルからの燃料の供給を停止させ、炉内において燃料ガスが燃焼された後の燃焼排ガスを給排気口から蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作とを交互に行う対になった蓄熱式燃焼バーナーを備えた蓄熱式燃焼設備に関するものである。特に、燃料ガスを燃焼させた後の燃焼排ガスに、ＣＯ，ＣＯ
２
やＮＯｘ等が含まれて排出され、環境を害するのを防止するようにした点に特徴を有するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼材などの各種の被処理物を加熱処理する工業炉などにおいては、炉内において燃料を燃焼させた燃焼排ガスの熱を有効に利用するように、特許文献１、２等に示されるように、蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された燃焼用空気を給排気口から炉内に噴出させ、燃料噴出ノズルから噴出させる燃料ガスを前記の燃焼用空気と混合させて、燃料ガスを炉内で燃焼させる燃焼動作と、燃料供給ノズルからの燃料の供給を停止させ、炉内において燃料ガスが燃焼された後の燃焼排ガスを給排気口から蓄熱部に導いて、蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を交互に行う対になった蓄熱式燃焼バーナーを備えた蓄熱式燃焼設備が広く利用されている。
【０００３】
ここで、前記のような蓄熱式燃焼設備においては、燃料ガスとして、一般に都市ガス等の炭化水素系ガスが広く使用されている。
【０００４】
しかし、都市ガス等の炭化水素系ガスを燃焼用空気と混合させて燃焼させた場合、温暖化の原因とされているＣＯ，ＣＯ
２
等が発生し、このような燃焼排ガスをそのまま排気すると環境を害するという問題があった。
【０００５】
また、従来からＣＯ，ＣＯ
２
等を発生しない燃料ガスとしては、燃焼性の高い水素ガスＨ
２
が知られている。
【０００６】
しかし、前記のような蓄熱式燃焼バーナーの燃料ガスに燃焼性の高い水素ガスを使用し、加熱された燃焼用空気と混合させて燃焼させた場合、燃焼時における火炎の温度が高くなってＮＯｘが多く発生しやすくなり、このようなＮＯｘを多く含む燃焼排ガスをそのまま排気させた場合にも環境を害するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第６５４５７３９号公報
特許第４６０２８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された燃焼用空気を給排気口から炉内に噴出させ、燃料噴出ノズルから噴出させる燃料ガスを前記の燃焼用空気と混合させて、燃料ガスを炉内で燃焼させる燃焼動作と、燃料供給ノズルからの燃料の供給を停止させ、炉内において燃料ガスが燃焼された後の燃焼排ガスを給排気口から蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を交互に行う対になった蓄熱式燃焼バーナーを備えた蓄熱式燃焼設備における前記のような問題を解決することを課題とするものである。
【０００９】
すなわち、本発明においては、前記のような蓄熱式燃焼設備において、蓄熱式燃焼バーナーの燃料ガスに、燃焼時にＣＯ，ＣＯ
２
等を発生しない水素ガスを使用して、加熱された燃焼用空気と混合させて燃焼させる場合に、燃焼時における火炎の温度が高くなってＮＯｘが発生するのを抑制し、蓄熱式燃焼設備から排気される燃焼排ガスによって環境が害されることがないようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る蓄熱式燃焼設備においては、前記のような課題を解決するため、蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された燃焼用空気を給排気口から炉内に噴出させると共に、燃料噴出ノズルから燃料ガスを噴出させて、燃料ガスを燃焼用空気と混合させて燃焼させる燃焼動作を行う蓄熱式燃焼バーナーと、燃料噴出ノズルから燃料ガスを噴出させないようにし、燃料ガスが燃焼された後の燃焼排ガスを炉内から給排気口を通して蓄熱部に収容された蓄熱体に導いて、燃焼排ガスの熱を蓄熱体に蓄熱させる蓄熱動作を行う蓄熱式燃焼バーナーとが対になって設けられ、対になった蓄熱式燃焼バーナーにおいて燃焼動作と蓄熱動作を交互に行う蓄熱式燃焼設備において、燃焼動作を行う前記の蓄熱式燃焼バーナーにおいては、燃料噴出ノズルに水素ガスを用いた燃料ガスと支燃ガスとを供給すると共に、前記の蓄熱体が収容された蓄熱部に導く燃焼用空気に希釈用ガスを加えて加熱させ、前記の燃料噴出ノズルから水素ガスを用いた燃料ガスと支燃ガスとを炉内に噴出させると共に、前記の加熱された燃焼用空気と前記の希釈用ガスを前記の給排気口から炉内に噴出させるようにした。
（【００１１】以降は省略されています）

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