JPH10205734A - ストーカ式燃焼炉における2次空気の供給方法 - Google Patents
ストーカ式燃焼炉における2次空気の供給方法Info
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- JPH10205734A JPH10205734A JP497897A JP497897A JPH10205734A JP H10205734 A JPH10205734 A JP H10205734A JP 497897 A JP497897 A JP 497897A JP 497897 A JP497897 A JP 497897A JP H10205734 A JPH10205734 A JP H10205734A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ストーカ式燃焼炉に於いて、燃焼ガス内の未
燃物等を安定状態下で完全に2次燃焼させることによ
り、排ガス内のCO濃度を引き下げると共に、ダイオキ
シンの発生を押える。 【解決手段】 ストーカの下方より1次空気を供給する
と共に燃焼室の下方部へ2次空気を供給するようにした
ストーカ式燃焼炉に於いて、燃焼室下方の燃料供給口側
の壁面とこれに対向する側の壁面とから、2次空気を夫
々異なる下向き角度でもって燃焼室の下方部内方へ向け
て噴出し、ストーカの上部空間に2次空気と燃焼ガスの
旋回流を形成する。
燃物等を安定状態下で完全に2次燃焼させることによ
り、排ガス内のCO濃度を引き下げると共に、ダイオキ
シンの発生を押える。 【解決手段】 ストーカの下方より1次空気を供給する
と共に燃焼室の下方部へ2次空気を供給するようにした
ストーカ式燃焼炉に於いて、燃焼室下方の燃料供給口側
の壁面とこれに対向する側の壁面とから、2次空気を夫
々異なる下向き角度でもって燃焼室の下方部内方へ向け
て噴出し、ストーカの上部空間に2次空気と燃焼ガスの
旋回流を形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭や木屑等の固
形燃料を燃料とする一般産業用ボイラのストーカ式燃焼
炉や都市ごみや産業廃棄物、汚泥、木屑等(以下、燃料
と総称する)の燃焼に使用するストーカ式燃焼炉の改良
に係り、燃料を高能率でしかも安定に完全燃焼させるこ
とにより、ダイオキシンの発生や排ガス内のCO濃度の
引下げを可能にしたストーカ式燃焼炉における2次空気
の供給方法に関するものである。
形燃料を燃料とする一般産業用ボイラのストーカ式燃焼
炉や都市ごみや産業廃棄物、汚泥、木屑等(以下、燃料
と総称する)の燃焼に使用するストーカ式燃焼炉の改良
に係り、燃料を高能率でしかも安定に完全燃焼させるこ
とにより、ダイオキシンの発生や排ガス内のCO濃度の
引下げを可能にしたストーカ式燃焼炉における2次空気
の供給方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従前から、都市ごみ等は主として燃焼処
理されており、ストーカ式燃焼炉や流動層式燃焼炉が多
く用いられている。図6は、都市ごみ等の燃焼処理に用
いられている階段型ストーカ式燃焼炉の一例を示すもの
であり、図6に於いて1は燃料供給用ホッパー、2はス
トーカ、2aは乾燥ストーカ、2bは燃焼ストーカ、2
cは後燃焼ストーカ、3は灰取出し口、4は燃焼室、5
は定量供給装置、5aは燃料供給口、6はホッパー、7
は2次空気供給口、8は2次空気チャンバである。
理されており、ストーカ式燃焼炉や流動層式燃焼炉が多
く用いられている。図6は、都市ごみ等の燃焼処理に用
いられている階段型ストーカ式燃焼炉の一例を示すもの
であり、図6に於いて1は燃料供給用ホッパー、2はス
トーカ、2aは乾燥ストーカ、2bは燃焼ストーカ、2
cは後燃焼ストーカ、3は灰取出し口、4は燃焼室、5
は定量供給装置、5aは燃料供給口、6はホッパー、7
は2次空気供給口、8は2次空気チャンバである。
【0003】自動クレーン(図示省略)等により燃料供
給用ホッパー1内へ供給された都市ごみ等の燃料Cは、
定量供給装置5によって順次供給口5aから乾燥ストー
カ2a上へ供給され、ここでストーカ2aの下方より供
給される1次空Aと上方の高温燃焼部Hからの輻射熱に
よって乾燥され、水分の他にCOやCm Hn 、NH3等
の還元ガスが放出される。
給用ホッパー1内へ供給された都市ごみ等の燃料Cは、
定量供給装置5によって順次供給口5aから乾燥ストー
カ2a上へ供給され、ここでストーカ2aの下方より供
給される1次空Aと上方の高温燃焼部Hからの輻射熱に
よって乾燥され、水分の他にCOやCm Hn 、NH3等
の還元ガスが放出される。
【0004】乾燥された燃料Cは引き続き燃焼ストーカ
2b上へ移送され、ここで下方より1次空気が供給され
ることによって火炎を上げて燃焼をし、ストーカ2bの
先端部に於いて燃え切り点に達したあと、後燃焼ストー
カ2c上へ送られる。そして、後燃焼ストーカ2c上で
所謂おき燃焼をし、ここでほぼ完全に灰になったあと、
灰出し口3から炉外へ排出されて行く。
2b上へ移送され、ここで下方より1次空気が供給され
ることによって火炎を上げて燃焼をし、ストーカ2bの
先端部に於いて燃え切り点に達したあと、後燃焼ストー
カ2c上へ送られる。そして、後燃焼ストーカ2c上で
所謂おき燃焼をし、ここでほぼ完全に灰になったあと、
灰出し口3から炉外へ排出されて行く。
【0005】一方、主に乾燥ストーカ2aから生じた還
元ガスや燃焼ガス内の未燃焼物は、燃焼室4の下方部に
於いて2次空気Bが混合・攪拌されることにより、燃焼
室4内で所謂2次燃焼をされ、所定の時間燃焼室4内に
滞留することにより燃焼を完結する。
元ガスや燃焼ガス内の未燃焼物は、燃焼室4の下方部に
於いて2次空気Bが混合・攪拌されることにより、燃焼
室4内で所謂2次燃焼をされ、所定の時間燃焼室4内に
滞留することにより燃焼を完結する。
【0006】尚、燃焼室の下方部へ達する燃焼ガス内の
酸素濃度は、乾燥ストーカ2a、燃焼ストーカ2b、後
燃焼ストーカ2cの各ゾーンに於ける燃焼特性が夫々異
なることに起因して、燃焼ガスが通過してきた各ゾーン
に応じてその酸素濃度値が夫々大きく異なったものにな
っている。そのため、ストーカ2の上方部の燃焼室4へ
の入口部を絞る等の方法により、前記各ゾーンから出た
温度や組成、酸素濃度等の異なる燃焼ガスを混合すると
共に、この近傍へ2次空気Bを噴射して燃焼ガスの混
合、攪拌を促進させることにより、燃焼室4内に於ける
良好な燃焼を達成するようにしている。
酸素濃度は、乾燥ストーカ2a、燃焼ストーカ2b、後
燃焼ストーカ2cの各ゾーンに於ける燃焼特性が夫々異
なることに起因して、燃焼ガスが通過してきた各ゾーン
に応じてその酸素濃度値が夫々大きく異なったものにな
っている。そのため、ストーカ2の上方部の燃焼室4へ
の入口部を絞る等の方法により、前記各ゾーンから出た
温度や組成、酸素濃度等の異なる燃焼ガスを混合すると
共に、この近傍へ2次空気Bを噴射して燃焼ガスの混
合、攪拌を促進させることにより、燃焼室4内に於ける
良好な燃焼を達成するようにしている。
【0007】而して、前記燃焼室4の下方部内へ供給さ
れる2次空気Bの量は、通常2次燃焼に必要とする理論
空気量に、2次空気の混合・攪拌や燃焼室内に於ける未
燃焼物の滞留時間等を考慮した空気過剰率を乗じたもの
であり、燃焼室4下方の燃料供給口側壁面4aとこれに
対向する側の壁面4bに夫々設けた2次空気噴出口7
a、7bから、燃焼室4の下部内方へ向けてほぼ水平状
に噴出されている。
れる2次空気Bの量は、通常2次燃焼に必要とする理論
空気量に、2次空気の混合・攪拌や燃焼室内に於ける未
燃焼物の滞留時間等を考慮した空気過剰率を乗じたもの
であり、燃焼室4下方の燃料供給口側壁面4aとこれに
対向する側の壁面4bに夫々設けた2次空気噴出口7
a、7bから、燃焼室4の下部内方へ向けてほぼ水平状
に噴出されている。
【0008】前記図6に示す如きストーカ式燃焼炉は高
含水率の難燃性燃料であっても高能率で焼却することが
でき、優れた実用的効用を有するものである。しかし、
この種のストーカ式燃焼炉にも解決すべき多くの問題が
残されている。その中でも特に重要な問題は、ストーカ
からの燃焼ガス内の未燃物と2次空気とを迅速且つ完全
に混合させることが困難で、結果として未燃焼物を完全
に燃焼さて排ガス内のCO濃度を十分に低い値にまで低
減させることができないと云う点である。
含水率の難燃性燃料であっても高能率で焼却することが
でき、優れた実用的効用を有するものである。しかし、
この種のストーカ式燃焼炉にも解決すべき多くの問題が
残されている。その中でも特に重要な問題は、ストーカ
からの燃焼ガス内の未燃物と2次空気とを迅速且つ完全
に混合させることが困難で、結果として未燃焼物を完全
に燃焼さて排ガス内のCO濃度を十分に低い値にまで低
減させることができないと云う点である。
【0009】より具体的には、例えば2次空気Bを両壁
面4a、4bの2次空気噴出口7a、7bからほぼ水平
方向に衡突状に噴出した場合には、互に衡突した2次空
気が図7に示すように燃焼室の中央部を突き上る状態と
なり、燃焼室4の中央部のガス流速Vが上昇する。その
ため、燃焼室4内に於けるガスの滞留時間が短くなると
共に、燃焼室内の酸素分布Qも不均一になる。また、互
に衡突した2次空気Bが図8に示すように所謂ハンチン
グ状態になることもあり、この場合には燃焼室4内の圧
力が大きく脈動し、燃焼室4内に於ける未燃物の2次燃
焼が不安定となる。更に、2次空気噴出口7a、7bか
ら互に段違い状に2次空気Bを噴出した場合には、図9
に示すように燃焼ガスの主流が燃焼室4内の壁際に沿っ
て上昇することになり、均一な流れの上昇流となり難
い。その結果、燃焼室4内の空間を2次燃焼のために十
分に活用することができず、引いては燃焼室4の小形化
が困難となる。
面4a、4bの2次空気噴出口7a、7bからほぼ水平
方向に衡突状に噴出した場合には、互に衡突した2次空
気が図7に示すように燃焼室の中央部を突き上る状態と
なり、燃焼室4の中央部のガス流速Vが上昇する。その
ため、燃焼室4内に於けるガスの滞留時間が短くなると
共に、燃焼室内の酸素分布Qも不均一になる。また、互
に衡突した2次空気Bが図8に示すように所謂ハンチン
グ状態になることもあり、この場合には燃焼室4内の圧
力が大きく脈動し、燃焼室4内に於ける未燃物の2次燃
焼が不安定となる。更に、2次空気噴出口7a、7bか
ら互に段違い状に2次空気Bを噴出した場合には、図9
に示すように燃焼ガスの主流が燃焼室4内の壁際に沿っ
て上昇することになり、均一な流れの上昇流となり難
い。その結果、燃焼室4内の空間を2次燃焼のために十
分に活用することができず、引いては燃焼室4の小形化
が困難となる。
【0010】上述のように、従前のストーカ式燃焼炉の
ように2次空気Bを両側の壁面4a、4bからほぼ水平
に対向状に噴出する方法にあっては、燃焼室4内の酸素
分布が不均一になると共に燃焼ガスと2次空気との完全
な混合が達成できないため、未燃焼物の安定した完全燃
焼が著しく困難となる。
ように2次空気Bを両側の壁面4a、4bからほぼ水平
に対向状に噴出する方法にあっては、燃焼室4内の酸素
分布が不均一になると共に燃焼ガスと2次空気との完全
な混合が達成できないため、未燃焼物の安定した完全燃
焼が著しく困難となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従前の2次
空気Bを両側の壁面4a、4bからほぼ水平方向に対向
状に噴出する構成のストーカ式燃焼炉に於ける上述の如
き問題、即ち、燃焼室内に於ける燃焼ガスの滞留時間
が短かくなるうえ、均一な酸素分布が得られないこと、
燃焼室内に圧力変動を生じて燃焼が不安定になり易い
こと、2次空気と燃焼ガスとが完全に混合せず、未燃
物の完全燃焼が難かしいうえ、空気過剰率も大きくな
り、排ガス内のCO濃度を十分に引下げることができな
いこと、燃焼室内の上昇ガス流が不均一になり易く、
燃焼室内の空間を2次燃焼に十分活用できないこと等の
問題を解決せんとするものであり、燃焼ガスと2次空気
との完全な混合と、燃焼ガスの炉内滞留時間を十分長く
確保することを可能にすることにより、安定した燃料の
完全燃焼と排ガス内CO濃度の大幅な低減を可能とした
ストーカ式燃焼炉に於ける2次空気の供給方法を提供す
るものである。
空気Bを両側の壁面4a、4bからほぼ水平方向に対向
状に噴出する構成のストーカ式燃焼炉に於ける上述の如
き問題、即ち、燃焼室内に於ける燃焼ガスの滞留時間
が短かくなるうえ、均一な酸素分布が得られないこと、
燃焼室内に圧力変動を生じて燃焼が不安定になり易い
こと、2次空気と燃焼ガスとが完全に混合せず、未燃
物の完全燃焼が難かしいうえ、空気過剰率も大きくな
り、排ガス内のCO濃度を十分に引下げることができな
いこと、燃焼室内の上昇ガス流が不均一になり易く、
燃焼室内の空間を2次燃焼に十分活用できないこと等の
問題を解決せんとするものであり、燃焼ガスと2次空気
との完全な混合と、燃焼ガスの炉内滞留時間を十分長く
確保することを可能にすることにより、安定した燃料の
完全燃焼と排ガス内CO濃度の大幅な低減を可能とした
ストーカ式燃焼炉に於ける2次空気の供給方法を提供す
るものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、スト
ーカの下方より1次空気を供給すると共に燃焼室の下方
部へ2次空気を供給するようにしたストーカ式燃焼炉に
於いて、燃焼室下方の燃料供給口側の壁面とこれに対向
する側の壁面とから、2次空気を夫々同じか又は異なる
下向き角度でもって燃焼室の下方部内方へ向けて噴出
し、ストーカの上部空間に2次空気と燃焼ガスの旋回流
を形成するようにしたことを発明の基本構成とするもの
である。
ーカの下方より1次空気を供給すると共に燃焼室の下方
部へ2次空気を供給するようにしたストーカ式燃焼炉に
於いて、燃焼室下方の燃料供給口側の壁面とこれに対向
する側の壁面とから、2次空気を夫々同じか又は異なる
下向き角度でもって燃焼室の下方部内方へ向けて噴出
し、ストーカの上部空間に2次空気と燃焼ガスの旋回流
を形成するようにしたことを発明の基本構成とするもの
である。
【0013】請求項2の発明は、ストーカの下方より1
次空気を供給すると共に燃焼室の下方部へ2次空気を供
給するようにしたストーカ式燃焼炉に於いて、燃焼室下
方の燃料供給口側の壁面とこれに対向する側の壁面とか
ら、2次空気を夫々同じか又は異なる下向き角度でもっ
て燃焼室の下方部内方へ向けて噴出し、ストーカの上部
空間に2次空気と燃焼ガスの旋回流を形成すると共に、
前記下向き角度でもって両壁面から噴出される2次空気
の上方空間部へ、両壁面から2次空気を噴出することを
基本構成とするものである。
次空気を供給すると共に燃焼室の下方部へ2次空気を供
給するようにしたストーカ式燃焼炉に於いて、燃焼室下
方の燃料供給口側の壁面とこれに対向する側の壁面とか
ら、2次空気を夫々同じか又は異なる下向き角度でもっ
て燃焼室の下方部内方へ向けて噴出し、ストーカの上部
空間に2次空気と燃焼ガスの旋回流を形成すると共に、
前記下向き角度でもって両壁面から噴出される2次空気
の上方空間部へ、両壁面から2次空気を噴出することを
基本構成とするものである。
【0014】請求項3の発明は、請求項1又は請求項2
の発明に於いて、上・下方向に間隔を有する複数の2次
空気噴出口から下向き角度で2次空気を噴出するように
したものである。
の発明に於いて、上・下方向に間隔を有する複数の2次
空気噴出口から下向き角度で2次空気を噴出するように
したものである。
【0015】請求項4の発明は、請求項2の発明に於い
て下向き角度で噴出する2次空気の上方空間部へ供給す
る2次空気を、水平状で噴出する2次空気としたもので
ある。
て下向き角度で噴出する2次空気の上方空間部へ供給す
る2次空気を、水平状で噴出する2次空気としたもので
ある。
【0016】請求項5の発明は、請求項1乃至請求項4
の発明に於いて、両壁面の2次空気噴出口から噴出され
る2次空気流の軸芯位置を、水平方向及び又は垂直方向
に相互にづらすようにしたものである。
の発明に於いて、両壁面の2次空気噴出口から噴出され
る2次空気流の軸芯位置を、水平方向及び又は垂直方向
に相互にづらすようにしたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施態様を説明する。図1は本発明の第1実施態様を示す
ものであり、本発明を階段型ストーカ式燃焼炉へ適用し
た場合を示すものである。図1に於いて、1は燃料供給
ホッパー、2はストーカ、2aは乾燥ストーカ、2bは
燃焼ストーカ、2Cは後燃焼ストーカ、3は灰出し口、
4は燃焼室、5は定量供給装置、5aは燃料供給口、6
はホッパー、7は2次空気噴出口、8は2次空気チャン
バであり、定量供給装置5から燃料供給口5aを通して
ストーカ2上へ供給された燃料Cは、ストーカ2上で順
次燃焼され、更にストーカ2上に於ける1次燃焼により
生じた燃焼ガス等は、2次空気Bの混合攪拌により燃焼
室4内で2次燃焼される。
施態様を説明する。図1は本発明の第1実施態様を示す
ものであり、本発明を階段型ストーカ式燃焼炉へ適用し
た場合を示すものである。図1に於いて、1は燃料供給
ホッパー、2はストーカ、2aは乾燥ストーカ、2bは
燃焼ストーカ、2Cは後燃焼ストーカ、3は灰出し口、
4は燃焼室、5は定量供給装置、5aは燃料供給口、6
はホッパー、7は2次空気噴出口、8は2次空気チャン
バであり、定量供給装置5から燃料供給口5aを通して
ストーカ2上へ供給された燃料Cは、ストーカ2上で順
次燃焼され、更にストーカ2上に於ける1次燃焼により
生じた燃焼ガス等は、2次空気Bの混合攪拌により燃焼
室4内で2次燃焼される。
【0018】本発明に於いては、燃焼室4下方の燃料供
給口5a側の壁面4aとこれに対向する側の壁面4b
に、下向き角度θ1 で2次空気B1 を噴出する2次空気
噴出口7aと、下向き角度θ2 で2次空気B2 を噴出す
る2次空気噴出口7bとが夫々設けられており、2次空
気チャンバー8から2次空気B1 、B2 として、ストー
カ2の上方の空間内(即ち、燃焼室4の下方空間内)へ
噴出される。
給口5a側の壁面4aとこれに対向する側の壁面4b
に、下向き角度θ1 で2次空気B1 を噴出する2次空気
噴出口7aと、下向き角度θ2 で2次空気B2 を噴出す
る2次空気噴出口7bとが夫々設けられており、2次空
気チャンバー8から2次空気B1 、B2 として、ストー
カ2の上方の空間内(即ち、燃焼室4の下方空間内)へ
噴出される。
【0019】前記2次空気B1 、B2 の噴出時の下向き
角度θ1 、θ2 は、ストーカ式燃焼炉の形状やストーカ
式燃焼炉の容量(大きさ)によって適宜に選定され、通
常θ1 は30°〜65°の間の、またθ2 は15°〜4
0°の間の角度に夫々選定される。尚、本実施態様では
θ1 を約45°、θ2 を約30°としている。
角度θ1 、θ2 は、ストーカ式燃焼炉の形状やストーカ
式燃焼炉の容量(大きさ)によって適宜に選定され、通
常θ1 は30°〜65°の間の、またθ2 は15°〜4
0°の間の角度に夫々選定される。尚、本実施態様では
θ1 を約45°、θ2 を約30°としている。
【0020】尚、図1に於いては、燃料供給口側の壁面
4aの噴出口7aから噴出する2次空気B1 の下向き角
度θ1 を、対面の壁面4bの噴出口7bから噴出する2
次空気B2 の下向き角度θ2 より大きくし、ストーカ2
の上方空間に反時計方向の空気・燃焼ガスの旋回流Dを
形成するようにしているが、これとは逆に、θ2 >θ 1
となるように2次空気B1 、B2 を噴出し、空気・燃焼
ガスの旋回流の方向を時計方向とすることも可能であ
る。
4aの噴出口7aから噴出する2次空気B1 の下向き角
度θ1 を、対面の壁面4bの噴出口7bから噴出する2
次空気B2 の下向き角度θ2 より大きくし、ストーカ2
の上方空間に反時計方向の空気・燃焼ガスの旋回流Dを
形成するようにしているが、これとは逆に、θ2 >θ 1
となるように2次空気B1 、B2 を噴出し、空気・燃焼
ガスの旋回流の方向を時計方向とすることも可能であ
る。
【0021】また、図1に於いては、燃料供給口側の壁
面4aの噴出口7aと対面の壁面4bの噴出口7bを、
図2に示す如く、ほぼ同じ高さ位置に対称状に形成して
いるが、図3に示す如く、両噴出口7a、7bの配列位
置(噴出口数)を変えたり、或いは高さ位置(図示省
略)を変えてもよいことは勿論である。
面4aの噴出口7aと対面の壁面4bの噴出口7bを、
図2に示す如く、ほぼ同じ高さ位置に対称状に形成して
いるが、図3に示す如く、両噴出口7a、7bの配列位
置(噴出口数)を変えたり、或いは高さ位置(図示省
略)を変えてもよいことは勿論である。
【0022】更に、図1に於いては、2次空気B1 、B
2 を夫々2段に配列した噴出口7a、7bから噴出する
ようにしているが、ストーカ式燃焼炉の構造や2次空気
Bの供給量によっては噴出口7a及び噴出口7bを1段
に配列し、1段(即ち1列)の噴出口7a及び噴出口7
bから2次空気B1 、B2 を噴出することも可能であ
る。
2 を夫々2段に配列した噴出口7a、7bから噴出する
ようにしているが、ストーカ式燃焼炉の構造や2次空気
Bの供給量によっては噴出口7a及び噴出口7bを1段
に配列し、1段(即ち1列)の噴出口7a及び噴出口7
bから2次空気B1 、B2 を噴出することも可能であ
る。
【0023】加えて、図1の実施態様では、両側の噴出
口7a、7bからの2次空気B1 、B2 の噴出量をほぼ
同量としているが、両側からの2次空気B1 、B2 の噴
出量を夫々調整して旋回流Dの状態を調整することも可
能である。
口7a、7bからの2次空気B1 、B2 の噴出量をほぼ
同量としているが、両側からの2次空気B1 、B2 の噴
出量を夫々調整して旋回流Dの状態を調整することも可
能である。
【0024】前記図1に於いては、ストーカ上の燃焼ガ
スと2次空気Bとがよりよく混合するように燃焼室4の
下方部を絞った構造のストーカ式燃焼炉としているが、
燃焼室4の下方部を絞らずに同じ断面積を有する燃焼室
4を備えたストーカ式燃焼炉であっても、本発明を適用
できることは勿論である。また、図1では所謂発電を目
的としない都市ごみ等のストーカ式燃焼炉を例として挙
げているが、廃熱ボイラや発電設備を付設したストーカ
炉であってもよいことは勿論である。即ち、燃焼室4の
構造が耐火壁構造であっても或いは水冷壁構造であって
も、本発明は適用可能なものである。また、都市ごみ等
の燃焼炉のみならず、石炭や木屑、バガス等の固形燃料
を燃料とし、鎖床式ストーカ、移床式ストーカ、固定火
格子等を使用する一般産業用ボイラにも、本発明は適用
可能なものである。
スと2次空気Bとがよりよく混合するように燃焼室4の
下方部を絞った構造のストーカ式燃焼炉としているが、
燃焼室4の下方部を絞らずに同じ断面積を有する燃焼室
4を備えたストーカ式燃焼炉であっても、本発明を適用
できることは勿論である。また、図1では所謂発電を目
的としない都市ごみ等のストーカ式燃焼炉を例として挙
げているが、廃熱ボイラや発電設備を付設したストーカ
炉であってもよいことは勿論である。即ち、燃焼室4の
構造が耐火壁構造であっても或いは水冷壁構造であって
も、本発明は適用可能なものである。また、都市ごみ等
の燃焼炉のみならず、石炭や木屑、バガス等の固形燃料
を燃料とし、鎖床式ストーカ、移床式ストーカ、固定火
格子等を使用する一般産業用ボイラにも、本発明は適用
可能なものである。
【0025】図4は本発明の第2実施態様を示すもので
あり、図1の階段型ストーカ式燃焼炉に於いて、2次空
気の噴出口7a、7bを燃料供給口5a側の壁面4aと
その対面側の壁面4bとに、夫々三段に亘って設けたも
のである。即ち、図4及び図5に示す如く両壁面4a、
4bには上・中・下の3段に噴出口7a、7bが配列さ
れており、且つ上段の各噴出口7a1 、7b1 からは水
平方向に夫々2次空気B11、B21が、また中段及び下段
の各噴出口7a2 、7a3、7b2 、7b3 からは、下
向き角度θ12、θ13、θ22、θ23をもって2次空気
B12、B13、B22、B23が夫々噴出される。
あり、図1の階段型ストーカ式燃焼炉に於いて、2次空
気の噴出口7a、7bを燃料供給口5a側の壁面4aと
その対面側の壁面4bとに、夫々三段に亘って設けたも
のである。即ち、図4及び図5に示す如く両壁面4a、
4bには上・中・下の3段に噴出口7a、7bが配列さ
れており、且つ上段の各噴出口7a1 、7b1 からは水
平方向に夫々2次空気B11、B21が、また中段及び下段
の各噴出口7a2 、7a3、7b2 、7b3 からは、下
向き角度θ12、θ13、θ22、θ23をもって2次空気
B12、B13、B22、B23が夫々噴出される。
【0026】前記両壁面4a、4bの各噴出口は、図5
に示す如くほぼ同じ高さ位置に一列状に形成されてい
る。しかし、各噴出口7a1 と各噴出口7b1 とは真正
面に対向するのではなく、相互に横方向位置がづらされ
ている。また、このことは中段及び下段の噴出口7
a2 、7a2 の列に於いても同様である。また、各段の
噴出口の列の高さ方向の間隔は、炉の形状や容量等によ
って適宜に決められるが、本実施態様では上段の噴出口
の列と中段の噴出口の列との間隔を、中段と下段の噴出
口の列の間隔と同じにしている。
に示す如くほぼ同じ高さ位置に一列状に形成されてい
る。しかし、各噴出口7a1 と各噴出口7b1 とは真正
面に対向するのではなく、相互に横方向位置がづらされ
ている。また、このことは中段及び下段の噴出口7
a2 、7a2 の列に於いても同様である。また、各段の
噴出口の列の高さ方向の間隔は、炉の形状や容量等によ
って適宜に決められるが、本実施態様では上段の噴出口
の列と中段の噴出口の列との間隔を、中段と下段の噴出
口の列の間隔と同じにしている。
【0027】前記中段及び下段の各噴出口の下向き角度
θ12、θ13、θ22、θ23は、炉の形状及び炉の大きさ等
によって適宜に選定されるが、本実施態様では下向き角
度θ 12=θ13=約45°、下向き角度θ22=θ23=約3
0°としている。
θ12、θ13、θ22、θ23は、炉の形状及び炉の大きさ等
によって適宜に選定されるが、本実施態様では下向き角
度θ 12=θ13=約45°、下向き角度θ22=θ23=約3
0°としている。
【0028】尚、本実施態様では上述の如く、θ12=θ
13及びθ22=θ23としているが、θ 12≠θ13及びθ22≠
θ23としてもよい。また、本実施態様ではθ12=θ13>
θ22=θ23としているが、θ12=θ13<θ 22=θ23とし
て、燃焼ガス・空気の循環方向を図4と逆向にすること
も可能である。更に、本実施態様では2次空気噴出口を
上・中・下の3段に配列しているが、上・下の二段の配
列にして上段を水平状の噴出口に、下段を下向き状の噴
出口としてもよく、或いは上・中段を水平状の噴出口
に、下段を下向き状の噴出口にするようにしてもよい。
13及びθ22=θ23としているが、θ 12≠θ13及びθ22≠
θ23としてもよい。また、本実施態様ではθ12=θ13>
θ22=θ23としているが、θ12=θ13<θ 22=θ23とし
て、燃焼ガス・空気の循環方向を図4と逆向にすること
も可能である。更に、本実施態様では2次空気噴出口を
上・中・下の3段に配列しているが、上・下の二段の配
列にして上段を水平状の噴出口に、下段を下向き状の噴
出口としてもよく、或いは上・中段を水平状の噴出口
に、下段を下向き状の噴出口にするようにしてもよい。
【0029】加えて、本実施態様では、水平状に噴出す
る2次空気B11、B21の量を全2次空気量の約40%、
下向き状に噴出する2次空気B12、B13、B22、B23の
量を全2次空気量の約60%としているが、ストーカ式
燃焼炉の形状、容量に応じて前者は20〜70%の範囲
で、また後者は80〜30%の範囲で調整される。ま
た、本実施態様では、両壁面からの2次空気噴出量をほ
ぼ等量に設定しているが、噴出量の割合を調整すること
も可能である。
る2次空気B11、B21の量を全2次空気量の約40%、
下向き状に噴出する2次空気B12、B13、B22、B23の
量を全2次空気量の約60%としているが、ストーカ式
燃焼炉の形状、容量に応じて前者は20〜70%の範囲
で、また後者は80〜30%の範囲で調整される。ま
た、本実施態様では、両壁面からの2次空気噴出量をほ
ぼ等量に設定しているが、噴出量の割合を調整すること
も可能である。
【0030】図4を参照して、ストーカ2上で燃料Cが
乾燥、燃焼及び後燃焼されることにより発生した未燃物
を含む燃焼ガスは、燃焼室4の下方部に於いて下向き角
度θ 1 で噴出される2次空気B12、B13と下向き角度θ
2 で噴出される2次空気B22、B23とによって生じた循
環流Dに巻き込まれ、2次空気流と均一に攪拌混合され
乍ら反時計方向に循環する。これにより、燃焼ガスの炉
内滞留時間が相当に延伸されると共に、燃焼ガスと2次
空気とが均一に混合される。前記2次空気と均一に混合
された燃焼ガスは、更にこれに水平状に噴出される2次
空気B11、B21が混合されることにより、燃焼室4内で
所謂完全に燃焼される。その結果、燃焼排ガス内のCO
濃度は大幅に減少されることになり、また、必要とする
過剰空気量も最小限に押えることが可能となる。更に、
燃焼室の下方部で発生するダイオキシンの量も減少する
ことになる。
乾燥、燃焼及び後燃焼されることにより発生した未燃物
を含む燃焼ガスは、燃焼室4の下方部に於いて下向き角
度θ 1 で噴出される2次空気B12、B13と下向き角度θ
2 で噴出される2次空気B22、B23とによって生じた循
環流Dに巻き込まれ、2次空気流と均一に攪拌混合され
乍ら反時計方向に循環する。これにより、燃焼ガスの炉
内滞留時間が相当に延伸されると共に、燃焼ガスと2次
空気とが均一に混合される。前記2次空気と均一に混合
された燃焼ガスは、更にこれに水平状に噴出される2次
空気B11、B21が混合されることにより、燃焼室4内で
所謂完全に燃焼される。その結果、燃焼排ガス内のCO
濃度は大幅に減少されることになり、また、必要とする
過剰空気量も最小限に押えることが可能となる。更に、
燃焼室の下方部で発生するダイオキシンの量も減少する
ことになる。
【0031】試験の結果によれば、第1実施態様のスト
ーカ式燃焼炉(図1)に於いて都市ごみを焼却した場
合、燃焼室4の2次空気投入位置より約2.5m上方の
位置に於けるO2 濃度の最大値は約11.8%、最低値
は9.0%であり、両者の差は約2.8%以下であっ
た。これに対して、従前の図6のストーカ式燃焼炉に於
けるO2 濃度の最大値は13.6%、最低値は7.0%
となり、両者の差6.6%に比較してO2 の濃度分布が
大幅に均一化されることが確認されている。尚、前記各
試験時に於ける炉出口の平均O2 濃度は約10.5%で
あった。同様に、第1実施例態様のストーカ式燃焼炉に
於いて、燃焼室上部の排出口に於けるCO濃度を測定し
たところ、CO濃度は約40〜65ppmであった。こ
れに対して図6の場合の排出口に於けるCO濃度は約8
0〜150ppmであり、これに比較して排ガス内のC
O濃度が大幅に低下していることが確認されている。
ーカ式燃焼炉(図1)に於いて都市ごみを焼却した場
合、燃焼室4の2次空気投入位置より約2.5m上方の
位置に於けるO2 濃度の最大値は約11.8%、最低値
は9.0%であり、両者の差は約2.8%以下であっ
た。これに対して、従前の図6のストーカ式燃焼炉に於
けるO2 濃度の最大値は13.6%、最低値は7.0%
となり、両者の差6.6%に比較してO2 の濃度分布が
大幅に均一化されることが確認されている。尚、前記各
試験時に於ける炉出口の平均O2 濃度は約10.5%で
あった。同様に、第1実施例態様のストーカ式燃焼炉に
於いて、燃焼室上部の排出口に於けるCO濃度を測定し
たところ、CO濃度は約40〜65ppmであった。こ
れに対して図6の場合の排出口に於けるCO濃度は約8
0〜150ppmであり、これに比較して排ガス内のC
O濃度が大幅に低下していることが確認されている。
【0032】前記第2実施態様のストーカ式燃焼炉(図
4)に於いても、都市ごみ廃棄物を燃料として同様の試
験を行なった。尚、この場合、水平方向噴出の2次空気
量は全2次空気の40%とし、残りの60%を下向き噴
出とした。試験の結果によれば、O2 濃度分布の最大値
が約11.0%、最低値が約8.6%となり、両者の差
が約2.4%以下であった。前記第1実施態様の場合と
同様に従前のストーカ式燃焼炉の場合に比較してO2 の
濃度分布が著しく改善されることが判る。また、燃焼室
上部の排ガス出口に於ける排ガス内のCO濃度は約30
ppm〜50ppmとなり、従前の炉に比較して大幅に
CO濃度を引き下げ得ることが確認されている。
4)に於いても、都市ごみ廃棄物を燃料として同様の試
験を行なった。尚、この場合、水平方向噴出の2次空気
量は全2次空気の40%とし、残りの60%を下向き噴
出とした。試験の結果によれば、O2 濃度分布の最大値
が約11.0%、最低値が約8.6%となり、両者の差
が約2.4%以下であった。前記第1実施態様の場合と
同様に従前のストーカ式燃焼炉の場合に比較してO2 の
濃度分布が著しく改善されることが判る。また、燃焼室
上部の排ガス出口に於ける排ガス内のCO濃度は約30
ppm〜50ppmとなり、従前の炉に比較して大幅に
CO濃度を引き下げ得ることが確認されている。
【0033】
【発明の効果】本発明に於いては、2次空気を燃焼室下
方の燃料供給口側の壁面とこれに対向する側の壁面とか
ら、夫々異なる下向き角度でもって燃焼室下部内方へ向
けて噴出し、ストーカの上部空間(即ち、燃焼室の下方
部空間)に燃焼ガス・2次空気の循環流を形成するよう
にしている。その結果、燃焼ガスと2次空気との攪拌混
合が促進されて両者がより完全に混合されると共に、燃
焼室下部空間内に於ける燃焼ガスの停滞時間が増加し、
燃焼ガスの完全燃焼が可能となる。これにより、排ガス
内のCO濃度の低減や燃焼室下部に於けるダイオキシン
の生成量の低減、過剰空気量の引き下げ等が達成され
る。
方の燃料供給口側の壁面とこれに対向する側の壁面とか
ら、夫々異なる下向き角度でもって燃焼室下部内方へ向
けて噴出し、ストーカの上部空間(即ち、燃焼室の下方
部空間)に燃焼ガス・2次空気の循環流を形成するよう
にしている。その結果、燃焼ガスと2次空気との攪拌混
合が促進されて両者がより完全に混合されると共に、燃
焼室下部空間内に於ける燃焼ガスの停滞時間が増加し、
燃焼ガスの完全燃焼が可能となる。これにより、排ガス
内のCO濃度の低減や燃焼室下部に於けるダイオキシン
の生成量の低減、過剰空気量の引き下げ等が達成され
る。
【0034】また、粒状の可燃物を持つ燃料の場合に
は、これらが浮遊燃焼をして完全に燃え切れないまま残
り、未燃分やCO濃度の増加をもたらすことになる。し
かし、本願発明ではこれらの未燃分は旋回流に巻き込ま
れて完全燃焼をし、未燃分やCO濃度の大幅な低減が可
能となる。本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏す
るものである。
は、これらが浮遊燃焼をして完全に燃え切れないまま残
り、未燃分やCO濃度の増加をもたらすことになる。し
かし、本願発明ではこれらの未燃分は旋回流に巻き込ま
れて完全燃焼をし、未燃分やCO濃度の大幅な低減が可
能となる。本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏す
るものである。
【図1】本発明の第1実施態様を示す説明図である。
【図2】図1のストーカ式燃焼炉に於ける2次空気噴出
口の配列状態を示す説明図である。
口の配列状態を示す説明図である。
【図3】2次空気噴出口の他の配列状態を示す説明図で
ある。
ある。
【図4】本発明の第2実施態様を示す説明図である。
【図5】図4のストーカ式燃焼炉に於ける2次空気噴出
口の配列状態を示す説明図である。
口の配列状態を示す説明図である。
【図6】従前のストーカ式燃焼炉の横断面概要図であ
る。
る。
【図7】従前のストーカ式燃焼炉に於ける2次空気のガ
ス流速に与える影響の説明図である。
ス流速に与える影響の説明図である。
【図8】2次空気の供給によるハンチングの発生機構の
説明図である。
説明図である。
【図9】2次空気を両側壁面から段違い状に対向せしめ
て放出した場合の燃焼室内を流れるガス流の状態を示す
説明図である。
て放出した場合の燃焼室内を流れるガス流の状態を示す
説明図である。
Aは1次空気、Bは2次空気、B1 は燃料供給口側の壁
面から供給する2次空気、B2 は対向する側の壁面から
供給する2次空気、Cは燃料、Vはガス流速、Dは燃焼
ガス・空気の旋回流、Hは高温燃焼部、1は燃料供給用
ホッパー、2はストーカ、2aは乾燥ストーカ、2bは
燃焼ストーカ、2cは後燃焼ストーカ、3は灰出し口、
4は燃焼室、4aは燃料供給口側の壁面、4bは燃料供
給口側の壁面と対抗する面、5は定量供給装置、5aは
燃料供給口、6はホッパー、7は2次空気噴出口、8は
2次空気チャンバ。
面から供給する2次空気、B2 は対向する側の壁面から
供給する2次空気、Cは燃料、Vはガス流速、Dは燃焼
ガス・空気の旋回流、Hは高温燃焼部、1は燃料供給用
ホッパー、2はストーカ、2aは乾燥ストーカ、2bは
燃焼ストーカ、2cは後燃焼ストーカ、3は灰出し口、
4は燃焼室、4aは燃料供給口側の壁面、4bは燃料供
給口側の壁面と対抗する面、5は定量供給装置、5aは
燃料供給口、6はホッパー、7は2次空気噴出口、8は
2次空気チャンバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23G 5/16 ZAB F23G 5/16 ZABE F23L 9/02 F23L 9/02
Claims (5)
- 【請求項1】 ストーカの下方より1次空気を供給する
と共に燃焼室の下方部へ2次空気を供給するようにした
ストーカ式燃焼炉に於いて、燃焼室下方の燃料供給口側
の壁面とこれに対向する側の壁面とから、2次空気を夫
々同じか又は異なる下向き角度でもって燃焼室の下方部
内方へ向けて噴出し、ストーカの上部空間に2次空気と
燃焼ガスの旋回流を形成するようにしたことを特徴とす
るストーカ式燃焼炉に於ける2次空気の供給方法。 - 【請求項2】 ストーカの下方より1次空気を供給する
と共に燃焼室の下方部へ2次空気を供給するようにした
ストーカ式燃焼炉に於いて、燃焼室下方の燃料供給口側
の壁面とこれに対向する側の壁面とから、2次空気を夫
々同じか又は異なる下向き角度でもって燃焼室の下方部
内方へ向けて噴出し、ストーカの上部空間に2次空気と
燃焼ガスの旋回流を形成すると共に、前記下向き角度で
もって両壁面から噴出される2次空気の上方空間部へ、
両壁面から2次空気を噴出することを特徴とするストー
カ式燃焼炉に於ける2次空気の供給方法。 - 【請求項3】 上・下方向に間隔を有する複数の2次空
気噴出口から下向き角度で2次空気を噴出するようにし
た請求項1又は請求項2に記載のストーカ式燃焼炉にお
ける2次空気の供給方法。 - 【請求項4】 下向き角度で噴出する2次空気の上方空
間部へ供給する2次空気を、水平状で噴出する2次空気
とした請求項2に記載のストーカ式燃焼炉における2次
空気の供給方法。 - 【請求項5】 両壁面の2次空気噴出口から噴出する2
次空気流の軸芯位置を、水平方向及び又は垂直方向に相
互にづらすようにした請求項1、請求項2、請求項3又
は請求項4に記載のストーカ式燃焼炉における2次空気
の供給方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP497897A JPH10205734A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | ストーカ式燃焼炉における2次空気の供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP497897A JPH10205734A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | ストーカ式燃焼炉における2次空気の供給方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10205734A true JPH10205734A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=11598698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP497897A Pending JPH10205734A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | ストーカ式燃焼炉における2次空気の供給方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10205734A (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2006003074A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | General Electric Co <Ge> | 上部炉アーチを通しての煙道ガスへの貫入と混合のためのオーバファイア空気の噴射 |
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CN102506432A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-06-20 | 华南理工大学 | 一种垃圾焚烧炉前拱二次风布置装置 |
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CN103148501A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-06-12 | 福建绿源新能源科技有限公司 | 一种燃烧生物质成型燃料锅炉的二次风结构 |
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-
1997
- 1997-01-14 JP JP497897A patent/JPH10205734A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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