第一、可以将氮氧化物的排放量降低至无限接近于零，将一氧化碳
排放量降低至容许范围内，第二、利用接近于1.0的低空气比的燃烧来
实现节约能源，第三、可以在低空气比的燃烧区域稳定地进行空气比控
制。本发明专利技术的特征在于，含有：使含有烃的燃料在上述燃烧器中燃烧来
生成不含有烃而含有氧、氮氧化物和一氧化碳的气体的燃烧步骤；通过
吸热手段从由燃烧步骤产生的气体中吸热的吸热步骤；在吸热步骤后使
上述气体与氧化催化剂接触而利用氧氧化在上述气体中含有的一氧化
碳、利用一氧化碳还原氮氧化物的有害物质减少步骤；根据燃烧器和吸
热手段的浓度比特性、使用燃烧器的空气比调节手段，将氧化催化剂的
一次侧的气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比，调节为规定浓度
比的浓度比调节步骤。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及应用于水管锅炉、吸收式冷冻机的再生器等的燃烧方法 和燃烧装置。
技术介绍
一般地，作为抑制NOx产生的原理，已知有火焰(燃烧气体)温度的抑制、高温燃烧气体滞留时间的缩短等。然后，有应用了这些原理的各种低NOx化技术。例如，提出了 2阶段燃烧法、浓差燃烧法、废 气再循环燃烧法、水添加燃烧法、蒸汽喷射燃烧法、利用水管组的火焰 冷却燃烧法等的提案，并将其实用化。但是，即使对于水管锅炉等的容量较小的NOx产生源，人们对其 给环境带来的影响的担心也在增加，开始要求进一步的低NOx化。在 该低NOx化过程中，当减少NOx的生成时，CO的排放量增加，因此 难以同时消减NOx和CO。其原因是由于低NOx化与低CO化是两个相反的技术课题。即，当 为了促进低NOx而将燃烧气体温度急剧降低、抑制在900。C以下的低温 时，CO大量产生，同时产生的CO不被氧化而直接排放，从而CO排放 量增大。相反，当为了减少CO的排放量而将燃烧气体温度抑制在高的 温度时，NOx生成量的抑制变得不充分。为了解决该课题，申请人提出了以伴随低NOx化并尽可能地减少 产生的CO量、以及将产生的CO氧化的方式来抑制燃烧气体温度的低 NOx和低CO技术的方案，并进行商品化(参考专利文献l、 2)。但是， 对于该专利文献l、 2记述的低NOx化技术，在现实中，生成NOx值限 于25ppm左右。作为该课题的解决方案，申请人提出了一种低NOx燃烧方法，该 方法以使抑制NOx产生优先于排放CO值的降低的方式抑制燃烧气体的 温度，进行使生成的NOx值在规定值以下的低NOx化步骤，之后进行 使来自上述低NOx化步骤的排放CO值在规定值以下的低CO化步骤 (参考专利文献3、 4)。根据该专利文献3、 4记述的技术，可以进行使NOx值低于10ppm的低NOx化，但难以实现使NOx值低于5ppm的 低NOx化。这是因为由于燃烧的特性，不可避免地生成5ppm以上的 NOx的缘故。专利文献3、 4记述的低NOx化技术，如图18所示，属于空气比 为1.38以上的所谓高空气比燃烧区域Zl。另一方面，在空气比为1.1 以下(以下称作"低空气比，，)的燃烧区域Z2，氮氧化物的产生量增加， 难以同时实现低NOx和低CO化，以及当空气比为l以下时，引起回火 等，难以进行稳定的燃烧控制，因此低空气比燃烧的区域Z2迄今为止 几乎不作为研究开发的对象。在图18中，线条F、 E分别模式地表示本 专利技术燃烧装置的一次侧的NOx特性和CO特性，线条U、 J分别模式地 表示本专利技术燃烧装置的NOx特性和CO特性。上述专利文献3、 4的二 次侧的低NOx化技术都是基本上通过在高空气比区域Zl使燃烧器 (burner)燃烧来抑制NOx生成，并将产生的CO利用氧化催化剂(专 利文献3， 4)除去的技术。另一方面，作为时代背景，对于锅炉有进一步低NOx化的要求， 同时要求节约能源的低空气比运行。基于这种背景，本申请的专利技术人使用氧化催化剂进行了可将氮氧化 物降低至无限接近于零的燃烧方法的研究开发。但是，作为由燃烧器的燃烧而产生的含有氮氧化物的气体的处理方 法，已知有专利文献5。对于上述专利文献5的废气气体处理方法，在第一步骤中，通过使 燃烧器在空气比小于1.0 (比理论空气量少的量的燃烧空气量)的条件 下燃烧，在燃烧废气气体中不含氧、而含有CO、 HC(烃)的未燃成分， 在氮氧化催化剂中通过未燃成分还原氮氧化物，将氮氧化物净化。在第 二步骤中，在该净化后的废气气体中添加空气并利用氧化催化剂净化未 燃成分。该专利文献5的处理方法不是在氧的存在下减少一氧化碳和氮氧化 物的方法，另外，根据该专利文献5，未燃烧的烃大量排放，因此使用 具有在烃的存在下、氮氧化物的还原效率降低的特性的氧化催化剂，难 以减少排放氮氧化物浓度和排放一氧化碳浓度。另外，使用不同的催化 剂进行氮氧化物的还原步骤和未燃成分的氧化步骤，因此装置的构成变 得复杂，难以维修 管理。9另外，已知在专利文献6中有由燃气马达产生的含有氮氧化物的气 体的净化方法。该专利文献6使用三元催化剂来净化氮氧化物和一氧化 碳，但仅应用于在气体中必须存在烃，同时不存在过剩氧这样理论空气 比的气体。因此，专利文献6的处理方法不适合利用燃烧器的燃烧产生 的、含有过剩氧的锅炉燃烧气体的处理。进而，已知在专利文献7中有使用氧化催化剂通过一氧化碳将焚烧 炉的废气气体中的氮氧化物还原的技术。对于该专利文献7的技术，当 在废气气体中存在氧时，氮氧化物的还原不进行，因此在一次燃烧中， 通过在燃料浓度为过剩的状态(空气比小于1)下进行燃烧，而使废气 气体形成无氧状态。在该专利文献7中，受到燃烧需在燃料浓度为过剩 状态下进行这样的制约，因此难以应用于使用了燃烧器的锅炉这样的、 在废气气体中含有氧的燃烧装置。专利文献1:日本专利第3221582号公报专利文献2:美国专利第5353748号说明书专利文献3:特开2004-125378号公报专利文献4:美国专利第6792895号说明书专利文献5:特开2001-241619号公才艮专利文献6:特开平5-38421号公报专利文献7:特开平2003-275543号公报
技术实现思路
本专利技术欲解决的课题是通过简单的方法将氮氧化物和一氧化碳的 排放量降低至无限接近于零的值，或者降低至容许范围，同时得到稳定 的有害物质减少效果。本申请的专利技术人为了解决上述课题进行了反复研究，结果发现，对 于在专利文献3、 4中记述的具有用于减少一氧化碳的氧化催化剂的锅 炉，在迄今为止几乎没有进行研究过的无限接近于1的低空气比的燃烧 器燃烧区域(图18的区域Z2),氮氧化物和一氧化碳的排放量基本上 为零这一点。于是，可以使氮氧化物和一氧化碳的排放量基本上为零。 究其原因，结果得到下述的新的发现，即，通过使氧化催化剂的一次侧 的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比为标准规定浓度比，可以使用氧化 催化剂将氮氧化物和一氧化碳的排放量降低至无限接近于零，同时通过质(氮氧化物和一氧化碳)的排放量基本上降低至零或者容许值。本发 明基于该发现而完成。根据本专利技术，不仅可以使有害物质的排放浓度基 本为零，而且这还可以利用无限接近于1.0的空气比来实现，因此能够 实现显著节约能源的目的。以下，对于只是称为浓度比的情况，是指氧 化催化剂的一次侧的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比。上述氧化催化 剂可以使用公知的氧化催化剂，也可以使用新型的氧化催化剂。即，本申请的专利技术人突破了如专利文献7中所述的、在基于氧化催 化剂的作用来通过一氧化碳还原氮氧化物时、氧成为阻碍这一技术常 识，通过采用有效利用氧，将在氧化催化剂的一次侧的氧、氮氧化物和 一氧化碳的浓度关系调节至规定的关系(规定浓度比)这样的新型技术 手段，使上述课题得到解决。上述课题中有以下的副课题。第 一 副课题是在由燃烧器生成的气体 中不含有阻碍上述氧化催化剂的有害物质(NOx和CO)减少的烃。这 可以通过形成不进行内燃机这样的急剧冷却的燃烧，不使用烃除去手段 来解决。第二副课题是如何使上述气体的浓度比为上述标准规定浓度比。仅 仅使上述燃烧器燃烧，不能得到上述标准规定浓度。对于该副课题，可 以如下述那样解决，即，通过一边发挥上述燃烧器的上述浓度本文档来自技高网...
【技术保护点】
燃烧方法，其使由燃烧器燃烧燃料所生成的气体与氧化催化剂接触，来降低在上述气体中含有的氮氧化物，其特征在于，包含： 使含有烃的燃料在上述燃烧器中燃烧来生成不含有烃而含有氧、氮氧化物和一氧化碳的气体的燃烧步骤； 通过吸热手段从由该燃 烧步骤产生的气体中吸热的吸热步骤； 在该吸热步骤后使上述气体与氧化催化剂接触而利用氧氧化在上述气体中含有的一氧化碳、利用一氧化碳还原氮氧化物的有害物质减少步骤； 根据上述燃烧器和上述吸热手段的浓度比特性，使用上述燃烧器的空气比调 节手段，将上述氧化催化剂的一次侧的气体中的氧、氮氧化物和一氧化碳的浓度比，调节为使上述氧化催化剂的二次侧的氮氧化物浓度基本为零或者规定值以下、使一氧化碳浓度基本为零或者规定值以下的规定浓度比的浓度比调节步骤。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：田中収，德永幸博，冈本裕介，安井贤志，
申请(专利权)人：三浦工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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