JP2774751B2 - 超低発熱量ガス燃焼装置 - Google Patents
超低発熱量ガス燃焼装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化学プラント、食品プラ
ント、塗装プラント及びその他あらゆるプラント（これ
らを総称して本明細書では化学プラント等という）から
排出されるガスの中に含まれる可燃性物質あるいは有臭
成分を反応させる超低発熱量ガス燃焼装置に関する。更
に詳述すると、本発明は、極めて発熱量の低い可燃性物
質を含むガスあるいは有臭成分を含むガス（これらを総
称して本明細書では処理ガスといい、可燃性物質をほと
んど含まない場合には最少限の補助燃料を加えたものを
含む）の燃焼反応や昇温による熱分解反応に用いて好適
な超低発熱量ガス燃焼装置に関する。
ント、塗装プラント及びその他あらゆるプラント（これ
らを総称して本明細書では化学プラント等という）から
排出されるガスの中に含まれる可燃性物質あるいは有臭
成分を反応させる超低発熱量ガス燃焼装置に関する。更
に詳述すると、本発明は、極めて発熱量の低い可燃性物
質を含むガスあるいは有臭成分を含むガス（これらを総
称して本明細書では処理ガスといい、可燃性物質をほと
んど含まない場合には最少限の補助燃料を加えたものを
含む）の燃焼反応や昇温による熱分解反応に用いて好適
な超低発熱量ガス燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】低発熱量のガスを燃焼させる低発熱量ガ
ス燃焼装置は、燃焼によって熱などを得ることを目的と
するのではなく、ガスの中に極めて発熱量の低い可燃性
物質や有臭成分を燃焼させたり熱分解させて清浄化する
ことを目的とするものである。このような燃焼装置とし
ては、図６に示すようなものが従来あり、炉体１０１
と、バーナ１０２と、このバーナ１０２に化学プラント
等から排出される可燃性物質を含む処理ガスを燃料とし
て供給する処理ガス供給系１０３と、バーナ１０２に一
般燃料を補助燃料として供給する補助燃料供給系１０４
と、燃焼排ガスを炉外へ排出する排ガス系１０５と、こ
の排ガス系１０５の途中において燃焼用空気と燃焼排ガ
スとを熱交換させる熱交換器１０６と、予熱された燃焼
用空気をバーナ１０２に供給する燃焼用空気供給系１０
７と、燃焼用空気の予熱に使われた後の燃焼排ガスから
排熱を回収するボイラ１０８及び排気ファン１０９とか
ら構成されている。この低発熱量ガス燃焼装置は、４０
０Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 程度までの低カロリーガスを対象と
したもので、燃焼排ガスの廃熱を回収していても処理ガ
スが燃料としては発熱量不足となることから、この発熱
量不足を補うため、発熱量の高い（８０００〜１０００
０Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 ）一般燃料を補助燃料として供給す
るように設けられている。
ス燃焼装置は、燃焼によって熱などを得ることを目的と
するのではなく、ガスの中に極めて発熱量の低い可燃性
物質や有臭成分を燃焼させたり熱分解させて清浄化する
ことを目的とするものである。このような燃焼装置とし
ては、図６に示すようなものが従来あり、炉体１０１
と、バーナ１０２と、このバーナ１０２に化学プラント
等から排出される可燃性物質を含む処理ガスを燃料とし
て供給する処理ガス供給系１０３と、バーナ１０２に一
般燃料を補助燃料として供給する補助燃料供給系１０４
と、燃焼排ガスを炉外へ排出する排ガス系１０５と、こ
の排ガス系１０５の途中において燃焼用空気と燃焼排ガ
スとを熱交換させる熱交換器１０６と、予熱された燃焼
用空気をバーナ１０２に供給する燃焼用空気供給系１０
７と、燃焼用空気の予熱に使われた後の燃焼排ガスから
排熱を回収するボイラ１０８及び排気ファン１０９とか
ら構成されている。この低発熱量ガス燃焼装置は、４０
０Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 程度までの低カロリーガスを対象と
したもので、燃焼排ガスの廃熱を回収していても処理ガ
スが燃料としては発熱量不足となることから、この発熱
量不足を補うため、発熱量の高い（８０００〜１０００
０Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 ）一般燃料を補助燃料として供給す
るように設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱交換
器１０６を用いて燃焼排ガスと燃焼用空気との間で熱交
換させても、熱交換器の経済的材質等の関係からせいぜ
い４５０℃程度にまでしか予熱できない。このため極め
て低発熱量の可燃性物質を含むガスを処理する場合、多
量の補助燃料を必要とし、処理コストを引き上げてしま
う問題がある。例えば、温度２０℃、発熱量３９３Ｋｃ
ａｌ／Ｎｍ3 の低発熱量ガス７５０Ｎｍ3／ｈを焼却す
るには、５８４Ｎｍ3 ／ｈの燃焼用空気を熱交換器で予
熱してから温度２０℃、発熱量８５７０Ｋｃａｌ／Ｎｍ
3 の補助燃料１２．６Ｎｍ3 ／ｈを加えて燃焼を維持し
ている。しかも、従来の燃焼装置の場合、４００Ｋｃａ
ｌ／Ｎｍ3 程度までの低カロリーガスを対象とし、それ
以下の超低カロリーガス例えば１００〜２００Ｋｃａｌ
／Ｎｍ3 程度のガスを燃焼させることは難しく補助燃料
とは言えない程の多量の燃料を必要とする問題を有す
る。
器１０６を用いて燃焼排ガスと燃焼用空気との間で熱交
換させても、熱交換器の経済的材質等の関係からせいぜ
い４５０℃程度にまでしか予熱できない。このため極め
て低発熱量の可燃性物質を含むガスを処理する場合、多
量の補助燃料を必要とし、処理コストを引き上げてしま
う問題がある。例えば、温度２０℃、発熱量３９３Ｋｃ
ａｌ／Ｎｍ3 の低発熱量ガス７５０Ｎｍ3／ｈを焼却す
るには、５８４Ｎｍ3 ／ｈの燃焼用空気を熱交換器で予
熱してから温度２０℃、発熱量８５７０Ｋｃａｌ／Ｎｍ
3 の補助燃料１２．６Ｎｍ3 ／ｈを加えて燃焼を維持し
ている。しかも、従来の燃焼装置の場合、４００Ｋｃａ
ｌ／Ｎｍ3 程度までの低カロリーガスを対象とし、それ
以下の超低カロリーガス例えば１００〜２００Ｋｃａｌ
／Ｎｍ3 程度のガスを燃焼させることは難しく補助燃料
とは言えない程の多量の燃料を必要とする問題を有す
る。
【０００４】本発明は超低発熱量のガスを焼却ないし熱
分解処理する場合にも補助燃料が全く不要かあるいは極
めて少量にすることができる低処理コストの超低発熱量
ガス燃焼装置を提供することを目的とする。また、本発
明は、超低発熱量ガス燃焼装置外へ他の排熱回収手段を
設けシステム外へ排出する排ガス温度を極度に下げるこ
とのできるシステムを目的とする。
分解処理する場合にも補助燃料が全く不要かあるいは極
めて少量にすることができる低処理コストの超低発熱量
ガス燃焼装置を提供することを目的とする。また、本発
明は、超低発熱量ガス燃焼装置外へ他の排熱回収手段を
設けシステム外へ排出する排ガス温度を極度に下げるこ
とのできるシステムを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の超低発熱量ガス燃焼装置は、化学プラント
等から排出されるガスの中に含まれる可燃性物質あるい
は有臭成分を反応させる超低発熱量ガス燃焼装置におい
て、蓄熱体を備えると共に該蓄熱体を通して燃焼用空気
の供給及び燃焼ガスの排出を行い蓄熱体に対する燃焼排
ガス及び燃焼用空気の流れを相対的に切り替えることに
よって燃焼排ガスの熱で加熱された蓄熱体を通して燃焼
排ガスの温度に近い高温の燃焼用空気を供給する蓄熱型
バーナシステムを炉体に少なくとも１システム設置する
と共に処理ガスをバーナシステムに燃料として切り替え
に応じて相対的に供給する処理ガス供給システムを設
け、かつ起動用燃料を各バーナに供給する起動用燃料供
給系を設け、処理ガスの燃焼により発生した燃焼排ガス
の一部を蓄熱体を経て排出し、蓄熱体に捨てられた燃焼
排ガスの熱を拾って燃焼排ガスと同程度の高温に燃焼用
空気を予熱してから供給することによって、超低発熱量
の処理ガスを補助燃料なしであるいは僅かの補助燃料で
反応させるようにしている。
め、本発明の超低発熱量ガス燃焼装置は、化学プラント
等から排出されるガスの中に含まれる可燃性物質あるい
は有臭成分を反応させる超低発熱量ガス燃焼装置におい
て、蓄熱体を備えると共に該蓄熱体を通して燃焼用空気
の供給及び燃焼ガスの排出を行い蓄熱体に対する燃焼排
ガス及び燃焼用空気の流れを相対的に切り替えることに
よって燃焼排ガスの熱で加熱された蓄熱体を通して燃焼
排ガスの温度に近い高温の燃焼用空気を供給する蓄熱型
バーナシステムを炉体に少なくとも１システム設置する
と共に処理ガスをバーナシステムに燃料として切り替え
に応じて相対的に供給する処理ガス供給システムを設
け、かつ起動用燃料を各バーナに供給する起動用燃料供
給系を設け、処理ガスの燃焼により発生した燃焼排ガス
の一部を蓄熱体を経て排出し、蓄熱体に捨てられた燃焼
排ガスの熱を拾って燃焼排ガスと同程度の高温に燃焼用
空気を予熱してから供給することによって、超低発熱量
の処理ガスを補助燃料なしであるいは僅かの補助燃料で
反応させるようにしている。
【０００６】また、本発明の超低発熱量ガス燃焼装置
は、蓄熱体を備えると共に該蓄熱体を通して処理ガスの
供給及び燃焼ガスの排出を行い蓄熱体に対する燃焼排ガ
ス及び処理ガスの流れを相対的に切り替えることによっ
て燃焼排ガスの熱で加熱された蓄熱体を通して燃焼排ガ
スの温度に近い高温の処理ガスを供給する蓄熱型バーナ
システムを炉体に少なくとも１システム設置すると共
に、燃焼用空気をバーナシステムに切り替えに応じて相
対的に供給する燃焼用空気供給システムを設け、かつ起
動用燃料を前記各バーナに供給する起動用燃料供給系を
設け、処理ガスの燃焼により発生した燃焼排ガスの一部
を蓄熱体を経て排出し、蓄熱体に捨てられた燃焼排ガス
の熱を拾って燃焼排ガスと同程度の高温に処理ガスを予
熱してから供給することによって、超低発熱量の処理ガ
スを補助燃料なしであるいは僅かの補助燃料で反応させ
るようにしている。
は、蓄熱体を備えると共に該蓄熱体を通して処理ガスの
供給及び燃焼ガスの排出を行い蓄熱体に対する燃焼排ガ
ス及び処理ガスの流れを相対的に切り替えることによっ
て燃焼排ガスの熱で加熱された蓄熱体を通して燃焼排ガ
スの温度に近い高温の処理ガスを供給する蓄熱型バーナ
システムを炉体に少なくとも１システム設置すると共
に、燃焼用空気をバーナシステムに切り替えに応じて相
対的に供給する燃焼用空気供給システムを設け、かつ起
動用燃料を前記各バーナに供給する起動用燃料供給系を
設け、処理ガスの燃焼により発生した燃焼排ガスの一部
を蓄熱体を経て排出し、蓄熱体に捨てられた燃焼排ガス
の熱を拾って燃焼排ガスと同程度の高温に処理ガスを予
熱してから供給することによって、超低発熱量の処理ガ
スを補助燃料なしであるいは僅かの補助燃料で反応させ
るようにしている。
【０００７】また、本発明の超低発熱量ガス燃焼装置
は、燃焼用空気の供給及び燃焼ガスの一部の排出を行う
ための蓄熱体と可燃性物質を含む処理ガスの供給及び燃
焼ガスの残りの排出を行うための蓄熱体との複式蓄熱体
を備えかつこれら蓄熱体における流体の流れを相対的に
切り替えることによって燃焼排ガスの熱で加熱された蓄
熱体を通して燃焼排ガスの温度に近い高温の燃焼用空気
及び処理ガスを供給する複式の蓄熱型バーナシステムを
炉体に少なくとも１システム設置し、かつ起動用燃料を
各バーナに供給する起動用燃料供給系を設け、切り替え
に応じて相対的にバーナを燃焼させて、燃焼させていな
い方のバーナから蓄熱体を経て燃焼ガスの一部を排出さ
せ、処理ガスの燃焼により発生した燃焼ガスの一部を蓄
熱型バーナシステムの２系統の蓄熱体を経て排出する一
方、各蓄熱体に捨てられた燃焼排ガスの熱を拾って燃焼
ガスと同程度の高温に燃焼空気及び処理ガスを予熱して
から供給し、補助燃料なしでまたは僅かの補助燃料で反
応させるようにしている。
は、燃焼用空気の供給及び燃焼ガスの一部の排出を行う
ための蓄熱体と可燃性物質を含む処理ガスの供給及び燃
焼ガスの残りの排出を行うための蓄熱体との複式蓄熱体
を備えかつこれら蓄熱体における流体の流れを相対的に
切り替えることによって燃焼排ガスの熱で加熱された蓄
熱体を通して燃焼排ガスの温度に近い高温の燃焼用空気
及び処理ガスを供給する複式の蓄熱型バーナシステムを
炉体に少なくとも１システム設置し、かつ起動用燃料を
各バーナに供給する起動用燃料供給系を設け、切り替え
に応じて相対的にバーナを燃焼させて、燃焼させていな
い方のバーナから蓄熱体を経て燃焼ガスの一部を排出さ
せ、処理ガスの燃焼により発生した燃焼ガスの一部を蓄
熱型バーナシステムの２系統の蓄熱体を経て排出する一
方、各蓄熱体に捨てられた燃焼排ガスの熱を拾って燃焼
ガスと同程度の高温に燃焼空気及び処理ガスを予熱して
から供給し、補助燃料なしでまたは僅かの補助燃料で反
応させるようにしている。
【０００８】また、本発明の超低発熱量ガス燃焼装置
は、処理ガスと燃焼用空気とを予混合する予混合手段
と、蓄熱体を備えると共に該蓄熱体を通して燃焼用空気
と処理ガスとの予混合ガスの供給及び燃焼ガスの排出を
行い蓄熱体に対する燃焼排ガス及び予混合ガスの流れを
相対的に切り替えることによって燃焼排ガスの熱で加熱
された蓄熱体を通して燃焼排ガスの温度に近い高温の予
混合ガスを供給する蓄熱型バーナシステムを炉体に少な
くとも１システム設置し、かつ起動用燃料を各バーナに
供給する起動用燃料供給系を設け、燃焼排ガスの一部を
蓄熱体を経て排出し、蓄熱体に捨てられた燃焼排ガスの
熱を拾って燃焼排ガスと同程度の高温に予混合ガスを予
熱してから供給することによって、超低発熱量の処理ガ
スを補助燃料なしであるいは僅かの補助燃料で反応させ
るようにしている。
は、処理ガスと燃焼用空気とを予混合する予混合手段
と、蓄熱体を備えると共に該蓄熱体を通して燃焼用空気
と処理ガスとの予混合ガスの供給及び燃焼ガスの排出を
行い蓄熱体に対する燃焼排ガス及び予混合ガスの流れを
相対的に切り替えることによって燃焼排ガスの熱で加熱
された蓄熱体を通して燃焼排ガスの温度に近い高温の予
混合ガスを供給する蓄熱型バーナシステムを炉体に少な
くとも１システム設置し、かつ起動用燃料を各バーナに
供給する起動用燃料供給系を設け、燃焼排ガスの一部を
蓄熱体を経て排出し、蓄熱体に捨てられた燃焼排ガスの
熱を拾って燃焼排ガスと同程度の高温に予混合ガスを予
熱してから供給することによって、超低発熱量の処理ガ
スを補助燃料なしであるいは僅かの補助燃料で反応させ
るようにしている。
【０００９】更に、本発明の超低発熱量ガス燃焼装置に
おいて、燃焼排ガスの一部を排気可能な温度まで利用し
て炉体外へ排出する排熱回収装置を設け、蓄熱型バーナ
システムの蓄熱体を経て排気される燃焼排ガスと排熱回
収装置を経て排気される燃焼排ガスとの分配比を可変に
している。また、本発明において蓄熱型バーナシステム
の蓄熱体に対する流れの切り替えは約１５秒から２分の
極めて短時間で行うことが好ましい。
おいて、燃焼排ガスの一部を排気可能な温度まで利用し
て炉体外へ排出する排熱回収装置を設け、蓄熱型バーナ
システムの蓄熱体を経て排気される燃焼排ガスと排熱回
収装置を経て排気される燃焼排ガスとの分配比を可変に
している。また、本発明において蓄熱型バーナシステム
の蓄熱体に対する流れの切り替えは約１５秒から２分の
極めて短時間で行うことが好ましい。
【００１０】
【作用】この超低発熱量ガス燃焼装置は、起動時には一
般燃料を使って高温の燃焼ガスを得、これを用いて炉内
及び蓄熱体を温める。そして、立ち上げ完了後には、起
動用燃料の供給を停止して処理ガスを燃料として燃焼さ
せる。このとき、燃焼用空気あるいは処理ガス若しくは
燃焼用空気と処理ガスの双方あるいはこれらの予混合ガ
スは、蓄熱体との短時間の直接熱交換によって極めて高
い温度効率で蓄熱体に捨てられた燃焼排ガスの熱を拾っ
て燃焼排ガスと同程度の高温に予熱されて供給される。
したがって、この高温の燃焼用空気あるいは処理ガス若
しくは燃焼用空気と処理ガスの双方あるいはこれらの予
混合ガスが保有するエンタルピーによって火炎を維持す
るために必要な熱量の大部分を補って、極めて低い発熱
量の処理ガス中の可燃性物質の燃焼あるいは有臭成分の
熱分解を維持する。また、処理ガスの燃焼により発生し
た燃焼排ガスの一部は蓄熱型バーナシステムの蓄熱体を
経て排出され、先程の予熱に使われて冷えた蓄熱体を再
び加熱する。これによって、高温予熱を維持する。
般燃料を使って高温の燃焼ガスを得、これを用いて炉内
及び蓄熱体を温める。そして、立ち上げ完了後には、起
動用燃料の供給を停止して処理ガスを燃料として燃焼さ
せる。このとき、燃焼用空気あるいは処理ガス若しくは
燃焼用空気と処理ガスの双方あるいはこれらの予混合ガ
スは、蓄熱体との短時間の直接熱交換によって極めて高
い温度効率で蓄熱体に捨てられた燃焼排ガスの熱を拾っ
て燃焼排ガスと同程度の高温に予熱されて供給される。
したがって、この高温の燃焼用空気あるいは処理ガス若
しくは燃焼用空気と処理ガスの双方あるいはこれらの予
混合ガスが保有するエンタルピーによって火炎を維持す
るために必要な熱量の大部分を補って、極めて低い発熱
量の処理ガス中の可燃性物質の燃焼あるいは有臭成分の
熱分解を維持する。また、処理ガスの燃焼により発生し
た燃焼排ガスの一部は蓄熱型バーナシステムの蓄熱体を
経て排出され、先程の予熱に使われて冷えた蓄熱体を再
び加熱する。これによって、高温予熱を維持する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す蓄熱交番燃
焼の実施例に基づいて詳細な説明する。
焼の実施例に基づいて詳細な説明する。
【００１２】図１に本発明の超低発熱量ガス燃焼装置を
インシネレータに適用した一実施例を示す。この超低発
熱量ガス燃焼装置は、炉体１５に少なくとも１組の蓄熱
型バーナシステム１を設置して成る。この実施例の場
合、炉体１５の同じ炉壁に設置された少なくとも２基の
バーナ２，３と４個の蓄熱体４，５，６，７を組合せる
ことによって１組の蓄熱型バーナシステム１を構成し、
バーナ２，３を交互に燃焼させ、その燃焼ガスの一部を
停止中の他方のバーナ３（あるいはバーナ２）に付帯す
る蓄熱体５，７（あるいは４，６）を通して排出させる
ようにしている。
インシネレータに適用した一実施例を示す。この超低発
熱量ガス燃焼装置は、炉体１５に少なくとも１組の蓄熱
型バーナシステム１を設置して成る。この実施例の場
合、炉体１５の同じ炉壁に設置された少なくとも２基の
バーナ２，３と４個の蓄熱体４，５，６，７を組合せる
ことによって１組の蓄熱型バーナシステム１を構成し、
バーナ２，３を交互に燃焼させ、その燃焼ガスの一部を
停止中の他方のバーナ３（あるいはバーナ２）に付帯す
る蓄熱体５，７（あるいは４，６）を通して排出させる
ようにしている。
【００１３】ここで、バーナ２，３は、その構造及び燃
焼方式に特に限定を受けるものではないが、例えばバー
ナ本体８，９に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給系
１０と燃焼ガスを排出する燃焼ガス排気系１１と処理ガ
スを燃料として供給する処理ガス供給系１２と切替手段
１８，１９並びに蓄熱体４，５，６，７を介して選択的
に接続可能とされている。
焼方式に特に限定を受けるものではないが、例えばバー
ナ本体８，９に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給系
１０と燃焼ガスを排出する燃焼ガス排気系１１と処理ガ
スを燃料として供給する処理ガス供給系１２と切替手段
１８，１９並びに蓄熱体４，５，６，７を介して選択的
に接続可能とされている。
【００１４】また、蓄熱体４，５，６，７は、燃焼ガス
の顕熱を回収して蓄えるためのものであり、一般には燃
焼ガスと反応したり燃焼用空気に悪影響を与えない材質
から成るハニカム状セラミックス等の使用が好ましい。
蓄熱体４，５，６，７は、例えばバーナ本体８，９内に
設置したり、場合によってはバーナ本体８，９の外に設
置されている。この蓄熱体４，５，６，７としては、例
えばコージライト、ムライト等を材料とし、押出し成形
によって成形された四角穴のハニカム体が好適なものの
１つとして挙げられる。そして、このハニカムのセル壁
厚さＴとセル壁ピッチＰとの関係は、例えばＰ／Ｔが５
〜１０、より好ましくは６〜８、最も好ましくは約７．
５に設定される。また、この蓄熱体への流れの切り替え
は、約１５秒〜２分、好ましくは２０秒〜９０秒、最も
好ましくは２０秒〜４０秒程度に設定されている。この
とき、最も温度効率が高くなり蓄熱体を経て排出される
燃焼排ガスの温度に近い温度に処理ガスや燃焼用空気な
どを予熱できる。
の顕熱を回収して蓄えるためのものであり、一般には燃
焼ガスと反応したり燃焼用空気に悪影響を与えない材質
から成るハニカム状セラミックス等の使用が好ましい。
蓄熱体４，５，６，７は、例えばバーナ本体８，９内に
設置したり、場合によってはバーナ本体８，９の外に設
置されている。この蓄熱体４，５，６，７としては、例
えばコージライト、ムライト等を材料とし、押出し成形
によって成形された四角穴のハニカム体が好適なものの
１つとして挙げられる。そして、このハニカムのセル壁
厚さＴとセル壁ピッチＰとの関係は、例えばＰ／Ｔが５
〜１０、より好ましくは６〜８、最も好ましくは約７．
５に設定される。また、この蓄熱体への流れの切り替え
は、約１５秒〜２分、好ましくは２０秒〜９０秒、最も
好ましくは２０秒〜４０秒程度に設定されている。この
とき、最も温度効率が高くなり蓄熱体を経て排出される
燃焼排ガスの温度に近い温度に処理ガスや燃焼用空気な
どを予熱できる。
【００１５】処理ガス供給系１２と燃焼ガス排気系１１
とは、処理ガスと燃焼排ガスとの流れを切り替える処理
ガス−排ガス切替手段１９及び蓄熱体６，７を介して選
択的にバーナ２，３と接続可能とされている。処理ガス
及び燃焼ガスはノズル１３及び１４を介して出入りす
る。したがって、いずれか一方のバーナ例えばバーナ２
（あるいは３）に蓄熱体６（あるいは７）を通して処理
ガスを供給すると、他方のバーナ３（あるいは２）から
は蓄熱体７（あるいは６）を通して燃焼ガスの排出が図
られる。処理ガス−排ガス切替手段１９と各バーナ２，
３の蓄熱体６，７とはダクト２３，２４によって、処理
ガス−排ガス切替手段１９と排気系１１とはダクト３３
でそれぞれ連結されている。尚、本実施例では切替手段
内において処理ガスと燃焼排ガスとが混じり合うのを確
実に避けるため、処理ガス−排ガス切替手段１９として
は４個の電磁弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを組み
合わせることによって四方弁と同じ機能を与えている。
とは、処理ガスと燃焼排ガスとの流れを切り替える処理
ガス−排ガス切替手段１９及び蓄熱体６，７を介して選
択的にバーナ２，３と接続可能とされている。処理ガス
及び燃焼ガスはノズル１３及び１４を介して出入りす
る。したがって、いずれか一方のバーナ例えばバーナ２
（あるいは３）に蓄熱体６（あるいは７）を通して処理
ガスを供給すると、他方のバーナ３（あるいは２）から
は蓄熱体７（あるいは６）を通して燃焼ガスの排出が図
られる。処理ガス−排ガス切替手段１９と各バーナ２，
３の蓄熱体６，７とはダクト２３，２４によって、処理
ガス−排ガス切替手段１９と排気系１１とはダクト３３
でそれぞれ連結されている。尚、本実施例では切替手段
内において処理ガスと燃焼排ガスとが混じり合うのを確
実に避けるため、処理ガス−排ガス切替手段１９として
は４個の電磁弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを組み
合わせることによって四方弁と同じ機能を与えている。
【００１６】また、燃焼ガス排気系１１と燃焼用空気供
給系１０とは四方弁から成る切替手段１８によって選択
的にバーナ２，３のいずれか一方に蓄熱体４，５を介し
て接続され、例えば押し込みファン１６によって燃焼用
空気が供給される一方で誘引ファン１７によって燃焼ガ
スが排出される。ここで、四方弁１８と蓄熱体４，５と
はダクト２７，２８によって連結されている。また、四
方弁１８と燃焼ガス排気系１１とはダクト２５によって
連結されている。したがって、いずれか一方のバーナ例
えばバーナ２（あるいは３）に蓄熱体４（あるいは５）
を通して燃焼用空気を供給すると、他方のバーナ３（あ
るいは２）からは蓄熱体５（あるいは４）を通して燃焼
ガスの排出が図られる。
給系１０とは四方弁から成る切替手段１８によって選択
的にバーナ２，３のいずれか一方に蓄熱体４，５を介し
て接続され、例えば押し込みファン１６によって燃焼用
空気が供給される一方で誘引ファン１７によって燃焼ガ
スが排出される。ここで、四方弁１８と蓄熱体４，５と
はダクト２７，２８によって連結されている。また、四
方弁１８と燃焼ガス排気系１１とはダクト２５によって
連結されている。したがって、いずれか一方のバーナ例
えばバーナ２（あるいは３）に蓄熱体４（あるいは５）
を通して燃焼用空気を供給すると、他方のバーナ３（あ
るいは２）からは蓄熱体５（あるいは４）を通して燃焼
ガスの排出が図られる。
【００１７】また、各バーナ２，３には、起動用燃料供
給系３１が接続されている。この起動用燃料供給系３１
は、炉体１５及び蓄熱体４，５，６，７をある程度の温
度に温めるまでの起動時に一般燃料でバーナ２，３を稼
動させるためものであり、ノズル３２から一般燃料例え
ばＬＰＧを噴射する。
給系３１が接続されている。この起動用燃料供給系３１
は、炉体１５及び蓄熱体４，５，６，７をある程度の温
度に温めるまでの起動時に一般燃料でバーナ２，３を稼
動させるためものであり、ノズル３２から一般燃料例え
ばＬＰＧを噴射する。
【００１８】炉体１５は、特に本発明において限定され
るものではないが、通常、耐火物例えば耐火レンガ等に
よって形成され、炉内の燃焼排ガスの一部を蓄熱型バー
ナシステム１の蓄熱体４，５，６，７を通さずに直接炉
外へ排出し炉内をほぼ大気圧に制御するように設けられ
ている。即ち、炉体１５には、発生する燃焼ガスのうち
バーナ２，３の一方から蓄熱体４，６（あるいは５，
７）を通して排気される分を除いた残りを直接燃焼ガス
排気系１１から排気するための排気口２９が設けられて
いる。この排気口２９はダクト２６によって燃焼ガス排
気系１１と接続されている。また、排気口２９には燃焼
ガスを排気可能な温度（あるいは十分に熱利用した状
態）まで利用して排気するための排熱回収装置３０が設
けられている。この排熱回収装置３０は、例えば冷却水
やボイラ水等と熱交換させる熱交換器が採用されてい
る。したがって、蓄熱体４，６（あるいは５，７）を経
て排気し得ない分の燃焼ガスは、排熱回収装置３０にお
いて冷却ないし排熱回収された後に２００℃前後の低温
排ガスとされてから燃焼ガス排気系１１へ抜き取られ、
蓄熱体４，６（あるいは５，７）を通して排気されるガ
スと混合されてから排気される。尚、燃焼ガス排気系１
１と連結される各ダクト３３，２５，２６にはそれぞれ
ダンパ２０，２１，２２が設けられ、各ダクト３３，２
５，２６から抜き出される燃焼ガスの分配比を自由に設
定し得るように設けられている。分配比の変更によって
蓄熱体４，５，６，７を用いた予熱の温度を制御し得
る。
るものではないが、通常、耐火物例えば耐火レンガ等に
よって形成され、炉内の燃焼排ガスの一部を蓄熱型バー
ナシステム１の蓄熱体４，５，６，７を通さずに直接炉
外へ排出し炉内をほぼ大気圧に制御するように設けられ
ている。即ち、炉体１５には、発生する燃焼ガスのうち
バーナ２，３の一方から蓄熱体４，６（あるいは５，
７）を通して排気される分を除いた残りを直接燃焼ガス
排気系１１から排気するための排気口２９が設けられて
いる。この排気口２９はダクト２６によって燃焼ガス排
気系１１と接続されている。また、排気口２９には燃焼
ガスを排気可能な温度（あるいは十分に熱利用した状
態）まで利用して排気するための排熱回収装置３０が設
けられている。この排熱回収装置３０は、例えば冷却水
やボイラ水等と熱交換させる熱交換器が採用されてい
る。したがって、蓄熱体４，６（あるいは５，７）を経
て排気し得ない分の燃焼ガスは、排熱回収装置３０にお
いて冷却ないし排熱回収された後に２００℃前後の低温
排ガスとされてから燃焼ガス排気系１１へ抜き取られ、
蓄熱体４，６（あるいは５，７）を通して排気されるガ
スと混合されてから排気される。尚、燃焼ガス排気系１
１と連結される各ダクト３３，２５，２６にはそれぞれ
ダンパ２０，２１，２２が設けられ、各ダクト３３，２
５，２６から抜き出される燃焼ガスの分配比を自由に設
定し得るように設けられている。分配比の変更によって
蓄熱体４，５，６，７を用いた予熱の温度を制御し得
る。
【００１９】尚、処理ガス供給系１２には破線で示すよ
うに補助燃料を供給するため補助燃料供給系３４を必要
に応じて設けることも可能である。７００〜１０００℃
の高温に予熱空気または処理ガスを予熱できず燃焼を維
持できない場合又は、処理ガスが未分解のまま排ガスへ
残存する場合には補助燃料の使用も考えられる。
うに補助燃料を供給するため補助燃料供給系３４を必要
に応じて設けることも可能である。７００〜１０００℃
の高温に予熱空気または処理ガスを予熱できず燃焼を維
持できない場合又は、処理ガスが未分解のまま排ガスへ
残存する場合には補助燃料の使用も考えられる。
【００２０】以上のように構成されているので、例えば
次のようにして運転される。
次のようにして運転される。
【００２１】まず、一対のバーナ２，３に起動用燃料供
給系３１から一般燃料例えばＬＰＧを交互に供給して交
互に燃焼させる。そして、停止中のバーナから燃焼ガス
を排気させて各蓄熱体４，５，６，７及び炉体１５を温
める。そして、これらが所定温度まで温まった段階で起
動用燃料の供給を停止しあるいは移り代わって処理ガス
を燃料として供給する。
給系３１から一般燃料例えばＬＰＧを交互に供給して交
互に燃焼させる。そして、停止中のバーナから燃焼ガス
を排気させて各蓄熱体４，５，６，７及び炉体１５を温
める。そして、これらが所定温度まで温まった段階で起
動用燃料の供給を停止しあるいは移り代わって処理ガス
を燃料として供給する。
【００２２】即ち、１組の蓄熱型バーナシステム１を構
成する一対のバーナに処理ガスと燃焼用空気とを交互に
供給して交互に燃焼させる一方、燃焼ガスを停止中のバ
ーナ及びそれに付帯する蓄熱体を通して排気する。例え
ば、図１に示す状態では電磁バルブ１９ｃ，１９ｂを閉
じ、四方弁１８を燃焼用空気供給系１０とバーナ２を接
続するように回転させれば、バーナ２へ処理ガスと燃焼
用空気とが蓄熱体４，６を通って供給され燃焼する。同
時に、燃焼ガスはバーナ３から蓄熱体５，７を通って燃
焼ガス排気系１１へ抜かれ排気される。このとき、蓄熱
体５，７（あるいは４，６）には温度効率０．９〜０．
９９の高い効率で蓄熱される。一方、燃焼ガスの一部は
排熱回収装置３０で排熱が回収された後排気口２９から
直接燃焼ガス排気系１１へ排気され、蓄熱体５，７を通
った燃焼排ガスと混合されてから排気される。したがっ
て、処理ガス及び燃焼用空気は蓄熱体４，６での１５秒
〜２分の極めて短いサイクルで直接熱交換するため、例
えば７００℃〜１０００℃の高温に予熱されてからバー
ナ２へ供給され、超低発熱量の処理ガスを安定的に燃焼
する。ここで、火炎温度は処理ガスの発熱量が一定の場
合には燃焼用空気の予熱温度に左右される。そこで、例
えば処理ガスの発熱量が低下したときには蓄熱型バーナ
システム１を経て排出される燃焼排ガスの量を増やして
排気口２９から直接排気される排ガス量を減らせば、燃
焼用空気の予熱温度を更に高めて補助燃料なしで処理ガ
スの燃焼を可能とする。更に、蓄熱体４，５，６，７を
通しての予熱によっても燃焼の維持が難しい場合には補
助燃料を使用する。しかし、この場合においても高温予
熱のため火炎温度は従来より高いため、使用補助燃料量
も少なくできる。しかも、本発明の超低発熱量ガス燃焼
装置は、蓄熱型バーナシステムを経て排気される燃焼排
ガスと第２の排気手段を経て排気される燃焼排ガスとの
分配比を変更することによって、燃焼用空気の予熱温度
を変えることができるので、処理ガスの発熱量がある程
度低下しても燃焼を維持できる。
成する一対のバーナに処理ガスと燃焼用空気とを交互に
供給して交互に燃焼させる一方、燃焼ガスを停止中のバ
ーナ及びそれに付帯する蓄熱体を通して排気する。例え
ば、図１に示す状態では電磁バルブ１９ｃ，１９ｂを閉
じ、四方弁１８を燃焼用空気供給系１０とバーナ２を接
続するように回転させれば、バーナ２へ処理ガスと燃焼
用空気とが蓄熱体４，６を通って供給され燃焼する。同
時に、燃焼ガスはバーナ３から蓄熱体５，７を通って燃
焼ガス排気系１１へ抜かれ排気される。このとき、蓄熱
体５，７（あるいは４，６）には温度効率０．９〜０．
９９の高い効率で蓄熱される。一方、燃焼ガスの一部は
排熱回収装置３０で排熱が回収された後排気口２９から
直接燃焼ガス排気系１１へ排気され、蓄熱体５，７を通
った燃焼排ガスと混合されてから排気される。したがっ
て、処理ガス及び燃焼用空気は蓄熱体４，６での１５秒
〜２分の極めて短いサイクルで直接熱交換するため、例
えば７００℃〜１０００℃の高温に予熱されてからバー
ナ２へ供給され、超低発熱量の処理ガスを安定的に燃焼
する。ここで、火炎温度は処理ガスの発熱量が一定の場
合には燃焼用空気の予熱温度に左右される。そこで、例
えば処理ガスの発熱量が低下したときには蓄熱型バーナ
システム１を経て排出される燃焼排ガスの量を増やして
排気口２９から直接排気される排ガス量を減らせば、燃
焼用空気の予熱温度を更に高めて補助燃料なしで処理ガ
スの燃焼を可能とする。更に、蓄熱体４，５，６，７を
通しての予熱によっても燃焼の維持が難しい場合には補
助燃料を使用する。しかし、この場合においても高温予
熱のため火炎温度は従来より高いため、使用補助燃料量
も少なくできる。しかも、本発明の超低発熱量ガス燃焼
装置は、蓄熱型バーナシステムを経て排気される燃焼排
ガスと第２の排気手段を経て排気される燃焼排ガスとの
分配比を変更することによって、燃焼用空気の予熱温度
を変えることができるので、処理ガスの発熱量がある程
度低下しても燃焼を維持できる。
【００２３】図２に他の実施例を示す。この実施例は処
理ガスと燃焼用空気とをあらかじめ予混合手段３５で混
合し、その後蓄熱体で予熱してからバーナへ供給するよ
うにしたものである。即ち、処理ガス供給系１２と燃焼
用空気供給系１０とをそれぞれ予混合手段３５に接続
し、一定混合比の予混合ガスを得るようにしている。こ
の場合、処理ガスは極めて低発熱量であるため予混合し
ても発火したり爆発することはない。予混合ガスは切替
手段３６に接続され、バーナ２あるいは３に選択的に接
続される。また、切替手段３６には燃焼ガス排気系１１
がダンパ２０を介して接続されている。したがって、こ
の燃焼装置によると、処理ガスと燃焼用空気との予混合
ガスが得られた後、この予混合ガスをいずれか一方のバ
ーナ２（あるいは３）に選択的に供給し、他方のバーナ
３（あるいは２）から燃焼ガスを排気する。このとき、
予混合ガス及び燃焼排ガスは各バーナ２，３に付帯する
蓄熱体３７，３８を通して供給ないし排気が行われる。
一方、発生した燃焼ガスの一部は排気口２９の熱交換器
３０で冷却された後、直接燃焼ガス排気系１１へ吸引さ
れて排気される。尚、予混合手段３５としては公知の予
混合器が使用可能であり、特別な構造である必要はな
い。また、蓄熱体３７，３８も図１の実施例のものと同
じで特に変わったものである必要はない。
理ガスと燃焼用空気とをあらかじめ予混合手段３５で混
合し、その後蓄熱体で予熱してからバーナへ供給するよ
うにしたものである。即ち、処理ガス供給系１２と燃焼
用空気供給系１０とをそれぞれ予混合手段３５に接続
し、一定混合比の予混合ガスを得るようにしている。こ
の場合、処理ガスは極めて低発熱量であるため予混合し
ても発火したり爆発することはない。予混合ガスは切替
手段３６に接続され、バーナ２あるいは３に選択的に接
続される。また、切替手段３６には燃焼ガス排気系１１
がダンパ２０を介して接続されている。したがって、こ
の燃焼装置によると、処理ガスと燃焼用空気との予混合
ガスが得られた後、この予混合ガスをいずれか一方のバ
ーナ２（あるいは３）に選択的に供給し、他方のバーナ
３（あるいは２）から燃焼ガスを排気する。このとき、
予混合ガス及び燃焼排ガスは各バーナ２，３に付帯する
蓄熱体３７，３８を通して供給ないし排気が行われる。
一方、発生した燃焼ガスの一部は排気口２９の熱交換器
３０で冷却された後、直接燃焼ガス排気系１１へ吸引さ
れて排気される。尚、予混合手段３５としては公知の予
混合器が使用可能であり、特別な構造である必要はな
い。また、蓄熱体３７，３８も図１の実施例のものと同
じで特に変わったものである必要はない。
【００２４】図３に更に他の実施例を示す。この実施例
は燃焼用空気を蓄熱体４，５で予熱してからバーナ２，
３へ選択的に交互に供給するもので、処理ガスは予熱な
しで各バーナ２，３へ交互に供給されるものである。処
理ガス中に含有する可燃成分の量によっては、処理ガス
を予熱せずに燃焼用空気のみの予熱によって安定燃焼又
は熱分解反応を十分行い得る処理ガス条件の場合があ
る。例えば、燃料電池などから排気されるガスは約５０
０℃程度であるため、この場合には特に処理ガスを予熱
する必要はない。また、処理ガスが十分な発熱量を有す
る低発熱量ガスの場合にも予熱する必要がない。この場
合は、処理ガス流路には蓄熱体は不要であるためバーナ
２，３に交互に処理ガスを供給するための切替手段例え
ば電磁弁４０ａ，４０ｂが設けられている。そして、燃
焼用空気のみ上述のように蓄熱体４，５を利用して燃焼
排ガスにより予熱し、いずれか一方のバーナ２，３へ選
択的に供給される。尚、図中符号４１は燃焼用空気供給
系１０において燃焼用空気の供給量を制御するダンパ、
４２，２２は排ガス分配用ダンパである。
は燃焼用空気を蓄熱体４，５で予熱してからバーナ２，
３へ選択的に交互に供給するもので、処理ガスは予熱な
しで各バーナ２，３へ交互に供給されるものである。処
理ガス中に含有する可燃成分の量によっては、処理ガス
を予熱せずに燃焼用空気のみの予熱によって安定燃焼又
は熱分解反応を十分行い得る処理ガス条件の場合があ
る。例えば、燃料電池などから排気されるガスは約５０
０℃程度であるため、この場合には特に処理ガスを予熱
する必要はない。また、処理ガスが十分な発熱量を有す
る低発熱量ガスの場合にも予熱する必要がない。この場
合は、処理ガス流路には蓄熱体は不要であるためバーナ
２，３に交互に処理ガスを供給するための切替手段例え
ば電磁弁４０ａ，４０ｂが設けられている。そして、燃
焼用空気のみ上述のように蓄熱体４，５を利用して燃焼
排ガスにより予熱し、いずれか一方のバーナ２，３へ選
択的に供給される。尚、図中符号４１は燃焼用空気供給
系１０において燃焼用空気の供給量を制御するダンパ、
４２，２２は排ガス分配用ダンパである。
【００２５】図４に更に他の実施例を示す。この実施例
は処理ガスを蓄熱体６，７で予熱してからバーナ２，３
へ交互に供給するもので、燃焼用空気は予熱なしで各バ
ーナ２，３へ交互に供給される。処理ガス中に含有する
可燃成分の量によっては、処理ガスを予熱して供給すれ
ば燃焼用空気を予熱せずに供給しても安定燃焼又は熱分
解反応を十分行い得る反応条件の場合がある。この場合
には、燃焼用空気供給系１０には蓄熱体は不要であるた
め、処理ガスのみを上述のように燃焼排ガスの排熱によ
り予熱し、燃焼用空気は切替手段例えば電磁弁４３ａ，
４３ｂの切り替えによっていずれか一方のバーナ２，３
へ選択的に供給される。
は処理ガスを蓄熱体６，７で予熱してからバーナ２，３
へ交互に供給するもので、燃焼用空気は予熱なしで各バ
ーナ２，３へ交互に供給される。処理ガス中に含有する
可燃成分の量によっては、処理ガスを予熱して供給すれ
ば燃焼用空気を予熱せずに供給しても安定燃焼又は熱分
解反応を十分行い得る反応条件の場合がある。この場合
には、燃焼用空気供給系１０には蓄熱体は不要であるた
め、処理ガスのみを上述のように燃焼排ガスの排熱によ
り予熱し、燃焼用空気は切替手段例えば電磁弁４３ａ，
４３ｂの切り替えによっていずれか一方のバーナ２，３
へ選択的に供給される。
【００２６】以上のように構成された本発明の超低発熱
量ガス燃焼装置（図１及び図３の実施例）と図６に示す
従来の低発熱量ガス燃焼装置とを比較してみると次のよ
うになる。
量ガス燃焼装置（図１及び図３の実施例）と図６に示す
従来の低発熱量ガス燃焼装置とを比較してみると次のよ
うになる。
【００２７】図１の超低発熱量ガス燃焼装置によると、
処理ガス及び燃焼用空気を蓄熱交番燃焼バーナシステム
１にてそれぞれ９００℃に予熱した場合、処理ガスの発
熱量は２００Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 あれば炉内温度が１０４
４℃になり十分燃焼を維持できる。一方、図３に示すよ
うに、燃焼用空気のみを蓄熱型バーナシステム１で予熱
する場合、処理ガスの発熱量が３９３Ｋｃａｌ／Ｎｍ3
あれば補助燃料がなくとも十分燃焼を維持できる。しか
し、図６の従来の低発熱量ガス燃焼装置において、熱交
換器（空気予熱器）１０６で燃焼用空気を４５０℃まで
予熱して低発熱量ガス燃焼装置へ供給した場合、処理ガ
スの発熱量が３９３Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 あっても７５０Ｎ
ｍ3 ／Ｈの処理ガスを燃焼させるために補助燃料として
発熱量８５７０Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 の燃料を１２．６Ｎｍ
3 ／Ｈ焚き込まなければならない。 （１）燃焼用空気及び処理ガスの双方を共に蓄熱型バー
ナシステムで予熱して燃焼した場合 処理ガス量 ７５０Ｎｍ3 ／ｈ 処理ガス予熱温度 ９００℃ 処理ガス発熱量 ２００Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 補助燃料 パイロット用のみで微少 （２）燃焼用空気のみ蓄熱型バーナシステムで予熱して
燃焼した場合 処理ガス量 ７５０Ｎｍ3 ／ｈ 処理ガス予熱温度 ２０℃ 処理ガス発熱量 ３９３Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 燃焼空気温度 ９００℃ （３）従来型の低発熱量ガス燃焼装置システムで燃焼し
た場合 処理ガス量 ７５０Ｎｍ3 ／ｈ 処理ガス予熱温度 ２０℃ 処理ガス発熱量 ３９３Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 燃焼空気温度 ４５０℃ 助燃料発熱量 ８５７０Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 助燃料焚込量 １２．６Ｎｍ3 ／ｈ
処理ガス及び燃焼用空気を蓄熱交番燃焼バーナシステム
１にてそれぞれ９００℃に予熱した場合、処理ガスの発
熱量は２００Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 あれば炉内温度が１０４
４℃になり十分燃焼を維持できる。一方、図３に示すよ
うに、燃焼用空気のみを蓄熱型バーナシステム１で予熱
する場合、処理ガスの発熱量が３９３Ｋｃａｌ／Ｎｍ3
あれば補助燃料がなくとも十分燃焼を維持できる。しか
し、図６の従来の低発熱量ガス燃焼装置において、熱交
換器（空気予熱器）１０６で燃焼用空気を４５０℃まで
予熱して低発熱量ガス燃焼装置へ供給した場合、処理ガ
スの発熱量が３９３Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 あっても７５０Ｎ
ｍ3 ／Ｈの処理ガスを燃焼させるために補助燃料として
発熱量８５７０Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 の燃料を１２．６Ｎｍ
3 ／Ｈ焚き込まなければならない。 （１）燃焼用空気及び処理ガスの双方を共に蓄熱型バー
ナシステムで予熱して燃焼した場合 処理ガス量 ７５０Ｎｍ3 ／ｈ 処理ガス予熱温度 ９００℃ 処理ガス発熱量 ２００Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 補助燃料 パイロット用のみで微少 （２）燃焼用空気のみ蓄熱型バーナシステムで予熱して
燃焼した場合 処理ガス量 ７５０Ｎｍ3 ／ｈ 処理ガス予熱温度 ２０℃ 処理ガス発熱量 ３９３Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 燃焼空気温度 ９００℃ （３）従来型の低発熱量ガス燃焼装置システムで燃焼し
た場合 処理ガス量 ７５０Ｎｍ3 ／ｈ 処理ガス予熱温度 ２０℃ 処理ガス発熱量 ３９３Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 燃焼空気温度 ４５０℃ 助燃料発熱量 ８５７０Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 助燃料焚込量 １２．６Ｎｍ3 ／ｈ
【００２８】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、図１の実施例では、処理ガスを噴射するノ
ズル１３，１４をバーナボディの周面に配置しているが
これに特に限定されるものではなく、図５に示すように
ノズル１３，１４をバーナボディ９を形成する耐火物の
中心部に同軸状に配置し、中心部から処理ガスを旋回噴
射するように設け、バーナスロート内を流れる燃焼用空
気の流れに対して処理ガスが交差・拡散するようにして
も良い。また、処理ガスとしては、本実施例の場合、化
学プラント等から排出される可燃性ガスを含む排気ガス
を対象としているが、これに特に限定されず、その他の
ガス例えば塗装機から排出される溶媒ガスや水処理工場
から排出されるバイオガス等のように有臭成分を含む超
低発熱量ガスや可燃成分をほとんど含まない有臭ガスな
ども使用可能である。可燃成分をほとんど含まないガス
の場合には燃焼を維持するための最少限の補助燃料を添
加して超低発熱量ガスに調整することが必要である。ま
た、処理ガスのノズルの旋回度、噴射ノズルのホール数
や構造等についても特に限定を受けるものはなく、例え
ば処理ガスをバーナボディ８，９の手前側とバーナスロ
ート出口付近とに２段供給し、処理ガスの一部と燃焼用
空気の全量で一時燃焼させた後に燃焼ガス中の残存酸素
と処理ガスの残りとで二次燃焼させるようにしてもよ
い。
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、図１の実施例では、処理ガスを噴射するノ
ズル１３，１４をバーナボディの周面に配置しているが
これに特に限定されるものではなく、図５に示すように
ノズル１３，１４をバーナボディ９を形成する耐火物の
中心部に同軸状に配置し、中心部から処理ガスを旋回噴
射するように設け、バーナスロート内を流れる燃焼用空
気の流れに対して処理ガスが交差・拡散するようにして
も良い。また、処理ガスとしては、本実施例の場合、化
学プラント等から排出される可燃性ガスを含む排気ガス
を対象としているが、これに特に限定されず、その他の
ガス例えば塗装機から排出される溶媒ガスや水処理工場
から排出されるバイオガス等のように有臭成分を含む超
低発熱量ガスや可燃成分をほとんど含まない有臭ガスな
ども使用可能である。可燃成分をほとんど含まないガス
の場合には燃焼を維持するための最少限の補助燃料を添
加して超低発熱量ガスに調整することが必要である。ま
た、処理ガスのノズルの旋回度、噴射ノズルのホール数
や構造等についても特に限定を受けるものはなく、例え
ば処理ガスをバーナボディ８，９の手前側とバーナスロ
ート出口付近とに２段供給し、処理ガスの一部と燃焼用
空気の全量で一時燃焼させた後に燃焼ガス中の残存酸素
と処理ガスの残りとで二次燃焼させるようにしてもよ
い。
【００２９】更に、蓄熱型バーナシステム１は一対のバ
ーナを交互に燃焼させるものに特に限定されず、燃焼す
るバーナを一定とし、蓄熱体そのものを燃焼ガス排気系
と燃焼用空気供給系若しくは処理ガス供給系ないし予混
合ガス供給系との間で回転させることによって、蓄熱体
に対する燃焼排ガス及び燃焼用空気や処理ガス、予混合
ガスの流れを相対的に切り替えるようにした構造のもの
でも良い。
ーナを交互に燃焼させるものに特に限定されず、燃焼す
るバーナを一定とし、蓄熱体そのものを燃焼ガス排気系
と燃焼用空気供給系若しくは処理ガス供給系ないし予混
合ガス供給系との間で回転させることによって、蓄熱体
に対する燃焼排ガス及び燃焼用空気や処理ガス、予混合
ガスの流れを相対的に切り替えるようにした構造のもの
でも良い。
【００３０】また、燃焼用空気や処理ガスないし予混合
ガスの供給系と燃焼ガス排気系とを選択的に蓄熱体に接
続させるための流路切替手段として、本実施例では４個
の電磁弁の組み合わせや四方弁を例示しているがこれに
特に限定されるものではなく、その他の型式の流路切替
弁や出願人が提案した特願平４−２１６４７３号に示す
ような流路切替装置を使用するようにしても良い。
ガスの供給系と燃焼ガス排気系とを選択的に蓄熱体に接
続させるための流路切替手段として、本実施例では４個
の電磁弁の組み合わせや四方弁を例示しているがこれに
特に限定されるものではなく、その他の型式の流路切替
弁や出願人が提案した特願平４−２１６４７３号に示す
ような流路切替装置を使用するようにしても良い。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の超低発熱量ガス燃焼装置は、燃焼用空気あるいは処理
ガス若しくは燃焼用空気と処理ガスの双方あるいはこれ
らの予混合ガスを、蓄熱体との短時間の直接熱交換によ
って極めて高い温度効率で燃焼排ガスと同程度の高温に
予熱してから供給するようにしているので、高温の燃焼
用空気あるいは処理ガス若しくは燃焼用空気と処理ガス
の双方あるいはこれらの予混合ガスが保有するエンタル
ピーによって火炎を維持するために必要な熱量の大部分
を補って、４００Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 以下の極めて低い発
熱量の処理ガス中の可燃性物質の燃焼あるいは有臭成分
の熱分解を維持することができる。即ち、本発明の超低
発熱量ガス燃焼装置は、４００Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 未満の
超低発熱量ガスであっても、補助燃料なしであるいは僅
かの補助燃料で安定燃焼させ処理できる。また、４００
Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 以上の低発熱量ガスの場合には、補助
燃料なしで安定燃焼できる。
の超低発熱量ガス燃焼装置は、燃焼用空気あるいは処理
ガス若しくは燃焼用空気と処理ガスの双方あるいはこれ
らの予混合ガスを、蓄熱体との短時間の直接熱交換によ
って極めて高い温度効率で燃焼排ガスと同程度の高温に
予熱してから供給するようにしているので、高温の燃焼
用空気あるいは処理ガス若しくは燃焼用空気と処理ガス
の双方あるいはこれらの予混合ガスが保有するエンタル
ピーによって火炎を維持するために必要な熱量の大部分
を補って、４００Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 以下の極めて低い発
熱量の処理ガス中の可燃性物質の燃焼あるいは有臭成分
の熱分解を維持することができる。即ち、本発明の超低
発熱量ガス燃焼装置は、４００Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 未満の
超低発熱量ガスであっても、補助燃料なしであるいは僅
かの補助燃料で安定燃焼させ処理できる。また、４００
Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 以上の低発熱量ガスの場合には、補助
燃料なしで安定燃焼できる。
【図１】本発明の超低発熱量ガス燃焼装置の一実施例を
示す原理図である。
示す原理図である。
【図２】本発明の超低発熱量ガス燃焼装置の他の実施例
を示す原理図である。
を示す原理図である。
【図３】本発明の超低発熱量ガス燃焼装置の更に他の実
施例を示す原理図である。
施例を示す原理図である。
【図４】本発明の超低発熱量ガス燃焼装置の更に他の実
施例を示す原理図である。
施例を示す原理図である。
【図５】図１の実施例の変形例を示す概略構造図であ
る。
る。
【図６】従来の超低発熱量ガス燃焼装置の一例を示す原
理図である。
理図である。
１ 蓄熱型バーナシステム ２，３ 一対のバーナ ４，５，６，７，３７，３８ 蓄熱体 １０ 燃焼用空気供給系 １１ 燃焼ガス排気系 １２ 処理ガス供給系 １５ 炉体 １８，１９，３６，４０ａ，４０ｂ，４３ａ，４３ｂ
切替手段 ３１ 起動用燃料供給系
切替手段 ３１ 起動用燃料供給系
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−18165（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23G 7/06 103
Claims (6)
- 【請求項１】 化学プラント等から排出されるガスの中
に含まれる可燃性物質あるいは有臭成分を反応させる超
低発熱量ガス燃焼装置において、蓄熱体を備えると共に
該蓄熱体を通して燃焼用空気の供給及び燃焼ガスの排出
を行い前記蓄熱体に対する燃焼排ガス及び燃焼用空気の
流れを相対的に切り替えることによって燃焼排ガスの熱
で加熱された蓄熱体を通して燃焼排ガスの温度に近い高
温の燃焼用空気を供給する蓄熱型バーナシステムを炉体
に少なくとも１システム設置すると共に処理ガスを前記
バーナシステムに燃料として切り替えに応じて相対的に
供給する処理ガス供給システムを設け、かつ起動用燃料
を前記各バーナに供給する起動用燃料供給系を設け、処
理ガスの燃焼により発生した燃焼排ガスの一部を前記蓄
熱体を経て排出し、蓄熱体に捨てられた燃焼排ガスの熱
を拾って燃焼排ガスと同程度の高温に燃焼用空気を予熱
してから供給することによって、超低発熱量の処理ガス
を補助燃料なしであるいは僅かの補助燃料で反応させる
ことを特徴とする超低発熱量ガス燃焼装置。 - 【請求項２】 化学プラント等から排出されるガスの中
に含まれる可燃性物質あるいは有臭成分を反応させる超
低発熱量ガス燃焼装置において、蓄熱体を備えると共に
該蓄熱体を通して処理ガスの供給及び燃焼ガスの排出を
行い前記蓄熱体に対する燃焼排ガス及び処理ガスの流れ
を相対的に切り替えることによって燃焼排ガスの熱で加
熱された蓄熱体を通して燃焼排ガスの温度に近い高温の
処理ガスを供給する蓄熱型バーナシステムを炉体に少な
くとも１システム設置すると共に、燃焼用空気を前記バ
ーナシステムに切り替えに応じて相対的に供給する燃焼
用空気供給システムを設け、かつ起動用燃料を前記各バ
ーナに供給する起動用燃料供給系を設け、処理ガスの燃
焼により発生した燃焼排ガスの一部を前記蓄熱体を経て
排出し、蓄熱体に捨てられた燃焼排ガスの熱を拾って燃
焼排ガスと同程度の高温に前記処理ガスを予熱してから
供給することによって、超低発熱量の処理ガスを補助燃
料なしであるいは僅かの補助燃料で反応させることを特
徴とする超低発熱量ガス燃焼装置。 - 【請求項３】 化学プラント等から排出されるガスの中
に含まれる可燃性物質あるいは有臭成分を反応させる超
低発熱量ガス燃焼装置において、燃焼用空気の供給及び
燃焼ガスの一部の排出を行うための蓄熱体と可燃性物質
を含む処理ガスの供給及び燃焼ガスの残りの排出を行う
ための蓄熱体との複式蓄熱体を備えかつこれら蓄熱体に
おける流体の流れを相対的に切り替えることによって燃
焼排ガスの熱で加熱された蓄熱体を通して燃焼排ガスの
温度に近い高温の燃焼用空気及び処理ガスを供給する複
式の蓄熱型バーナシステムを炉体に少なくとも１システ
ム設置し、かつ起動用燃料を前記各バーナに供給する起
動用燃料供給系を設け、切り替えに応じて相対的にバー
ナを燃焼させて、燃焼させていない方のバーナから前記
蓄熱体を経て燃焼ガスの一部を排出させ、処理ガスの燃
焼により発生した燃焼ガスの一部を前記蓄熱型バーナシ
ステムの２系統の蓄熱体を経て排出する一方、各蓄熱体
に捨てられた燃焼排ガスの熱を拾って燃焼ガスと同程度
の高温に燃焼空気及び処理ガスを予熱してから供給し、
補助燃料なしでまたは僅かの補助燃料で反応させること
を特徴とする超低発熱量ガス燃焼装置。 - 【請求項４】 化学プラント等から排出されるガスの中
に含まれる可燃性物質あるいは有臭成分を反応させる超
低発熱量ガス燃焼装置において、処理ガスと燃焼用空気
とを予混合する予混合手段と、蓄熱体を備えると共に該
蓄熱体を通して燃焼用空気と処理ガスとの予混合ガスの
供給及び燃焼ガスの排出を行い前記蓄熱体に対する燃焼
排ガス及び予混合ガスの流れを相対的に切り替えること
によって燃焼排ガスの熱で加熱された蓄熱体を通して燃
焼排ガスの温度に近い高温の予混合ガスを供給する蓄熱
型バーナシステムを炉体に少なくとも１システム設置
し、かつ起動用燃料を前記各バーナに供給する起動用燃
料供給系を設け、燃焼排ガスの一部を前記蓄熱体を経て
排出し、蓄熱体に捨てられた燃焼排ガスの熱を拾って燃
焼排ガスと同程度の高温に予混合ガスを予熱してから供
給することによって、超低発熱量の処理ガスを補助燃料
なしであるいは僅かの補助燃料で反応させることを特徴
とする超低発熱量ガス燃焼装置。 - 【請求項５】 燃焼排ガスの一部を排気可能な温度まで
利用して炉体外へ排出する排熱回収装置を設け、前記蓄
熱型バーナシステムの蓄熱体を経て排気される燃焼排ガ
スと前記排熱回収装置を経て排気される燃焼排ガスとの
分配比を可変にしたことを特徴とする請求項１ないし４
のいずれかに記載の超低発熱量ガス燃焼装置。 - 【請求項６】 前記蓄熱型バーナシステムの蓄熱体に対
する流れの切り替えは約１５秒から２分の極めて短時間
で行われることを特徴とする請求項１ないし５のいずれ
かに記載の超低発熱量ガス燃焼装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5051279A JP2774751B2 (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | 超低発熱量ガス燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5051279A JP2774751B2 (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | 超低発熱量ガス燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241431A JPH06241431A (ja) | 1994-08-30 |
| JP2774751B2 true JP2774751B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=12882508
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5051279A Expired - Fee Related JP2774751B2 (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | 超低発熱量ガス燃焼装置 |
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-
1993
- 1993-02-18 JP JP5051279A patent/JP2774751B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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