特開 2022-114242 工業炉

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022114242

(43)【公開日】2022-08-05

(54)【発明の名称】工業炉

(51)【国際特許分類】

   F23J 7/00 20060101AFI20220729BHJP

   F23C 99/00 20060101ALI20220729BHJP

【ＦＩ】

F23C99/00 317

F23C99/00 ZAB

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021010455

(22)【出願日】2021-01-26

(71)【出願人】

【識別番号】000211123

【氏名又は名称】中外炉工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087572

【弁理士】

【氏名又は名称】松川 克明

(72)【発明者】

【氏名】河本 祐作

(72)【発明者】

【氏名】池田 勇

(72)【発明者】

【氏名】田口 脩平

(72)【発明者】

【氏名】仲井 和成

【テーマコード（参考）】

3K065

【Ｆターム（参考）】

3K065TA01

3K065TC03

3K065TC04

3K065TD05

3K065TF09

3K065TN01

(57)【要約】

【課題】 低燃焼性燃料が燃焼用空気と十分に混合されて、低温時にも安定して燃焼されるようにすると共に、燃焼時に火炎温度が高くなって、ＮＯｘが発生するのを抑制する。
【解決手段】 アンモニアNH₃を燃焼用空気Airと混合させて燃焼バーナー10により炉1内に向けて燃焼させるにあたり、第１燃焼用空気供給路31の第３供給口13と第２燃焼用空気供給路32の第4供給口14とから燃焼用空気を燃焼バーナーに供給させる一方、温度センサー41により検知した炉内温度に基づき、制御装置40により、第１燃料供給路21の第１供給口11と第２燃料供給路22の第２供給口12とから燃焼バーナーにアンモニアを供給するのを制御すると共に、ミックス用燃料供給路23から第１燃焼用空気供給路31にアンモニアを供給するのを制御するようにした。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

低燃焼性燃料を燃焼用空気と混合させて炉内に向けて燃焼させる燃焼バーナーを備えた工業炉において、低燃焼性燃料を前記の燃焼バーナーの上流部に位置する第１供給口に供給する第１燃料供給路と、低燃焼性燃料を前記の燃焼バーナーにおける第１供給口よりも下流側に位置する第２供給口に供給する第２燃料供給路と、燃焼用空気を前記の燃焼バーナーにおける第１供給口よりも下流側で第２供給口よりも上流側に位置する第３供給口に供給する第１燃焼用空気供給路と、低燃焼性燃料を前記の第１燃焼用空気供給路に供給するミックス用燃料供給路と、燃焼用空気を前記の燃焼バーナーにおける第２供給口よりも下流側に位置する第４供給口に供給する第２燃焼用空気供給路とを設け、前記の第１燃料供給路に第１バルブを設け、前記の第２燃料供給路に第２バルブを設け、前記のミックス用燃料供給路に第３バルブを設けると共に、炉内の温度を検知する温度センサーと、この温度センサーによって検知された温度結果が出力される制御装置とを設け、前記の温度センサーによって検知された炉内の温度に基づき、前記の制御装置によって前記の第１バルブと第２バルブと第３バルブの開閉を制御することを特徴とする工業炉。

【請求項2】

請求項１に記載の工業炉において、前記の温度センサーによって検知された炉内の温度に基づいて、制御装置により前記の第１バルブと第２バルブと第３バルブの開閉を制御するにあたり、前記の温度センサーによって検知された炉内の温度を、低温燃焼時と中温燃焼時と高温燃焼時との３段階に分け、温度センサーによって検知された炉内の温度が低温燃焼時の場合には、前記の制御装置により第１バルブと第２バルブとを閉じる一方、第３バルブを開け、前記のミックス用燃料供給路から前記の第１燃焼用空気供給路に低燃焼性燃料を供給し、低燃焼性燃料を燃焼用空気と混合させた状態で第３供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させると共に、前記の第２燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を前記の第４供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させるようにし、検知された炉内の温度が中温燃焼時の場合には、前記の制御装置により第１バルブと第３バルブとを閉じる一方、第２バルブを開け、前記の第１燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を第３供給口から燃焼バーナーに供給し、前記の第２燃料供給路を通して第２供給口から低燃焼性燃料を燃焼バーナーに供給すると共に、前記の第２燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を前記の第４供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させるようにし、検知された炉内の温度が高温燃焼時の場合には、前記の制御装置により第１バルブと第２バルブとを開ける一方、第３バルブを閉じ、前記の第１燃料供給路を通して低燃焼性燃料を第１供給口から燃焼バーナーに供給し、前記の第１燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を第３供給口から燃焼バーナーに供給し、前記の第２燃料供給路を通して第２供給口から低燃焼性燃料を燃焼バーナーに供給すると共に、前記の第２燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を前記の第４供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させるようにしたことを特徴とする工業炉。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の工業炉において、前記の第２燃料供給路を通して第２供給口から燃焼バーナー内に供給した低燃焼性燃料を旋回させながら燃焼用空気と混合させて燃焼させることを特徴とするに工業炉。

【請求項4】

請求項１～請求項３の何れか１項に記載の工業炉において、前記の第２燃焼用空気供給路を通して第４供給口から燃焼バーナー内に供給した燃焼用空気を旋回させながら低燃焼性燃料と混合させて燃焼させることを特徴とするに工業炉。

【請求項5】

請求項１～請求項４の何れか１項に記載の工業炉において、前記の低燃焼性燃料がアンモニアであることを特徴とする工業炉。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンモニア等の低燃焼性燃料を燃焼用空気と混合させて炉内に向けて燃焼させる燃焼バーナーを備えた工業炉に関するものである。特に、前記の燃焼バーナーにおいて、アンモニア等の低燃焼性燃料を燃焼用空気と混合させて安定して燃焼できるようにすると共に、燃焼時におけるＮＯｘの発生を抑制するようにした点に特徴を有するものである。

【背景技術】

【0002】

燃料を燃焼用空気と燃焼部で混合させて燃焼させる燃焼装置においては、一般に、燃料として、炭化水素系燃料が使用されている。

【0003】

しかし、このように燃焼装置において炭化水素系燃料を燃焼用空気と燃焼部で混合させて燃焼させた場合、二酸化炭素などの温室効果ガスが多く発生するという問題があった。

【0004】

そして、近年においては、二酸化炭素などの温室効果ガスを削減することが要望され、燃料に炭化水素系燃料以外のものを用いることが検討されている。

【0005】

また、従来から、燃焼装置における燃料として、低燃焼性燃料のアンモニアを用いることが知られている。

【0006】

しかし、アンモニアは炭化水素系燃料に比べて燃焼性が悪くて、燃焼時に失火しやすく、失火されて燃焼されなかったアンモニアが工業炉の炉内から外部に排気されて環境に悪影響を及ぼすという問題があり、またアンモニアを十分に燃焼させるように燃焼条件を強くすると、燃焼時にＮＯｘが発生しやすくなるという問題があった。

【0007】

そして、従来においては、燃焼性が悪い低燃焼性燃料のアンモニアを燃焼させるにあたって、特許文献１に示されるように、燃料にアンモニアを噴出させるバーナーチップの下流側にディフューザーを配置し、アンモニアを自然吸引された燃焼用空気と一緒にディフューザーの周辺を迂回させて混合させ、このように混合されたアンモニアと燃焼用空気とを、渦流状態にしてディフューザーの上側に滞留させて燃焼させ、アンモニアの燃焼性を高めるようにしたものが提案されている。

【0008】

しかし、特許文献１のように燃焼用空気を自然吸引させる場合、多くのアンモニアを燃焼させる大型の燃焼装置に用いることは困難であり、また燃焼開始当初のように温度が低い状態では失火しやすいという問題があり、さらに、前記のようにアンモニアと燃焼用空気とを渦流状態にしてディフューザーの上側に滞留させて、アンモニアを燃焼させるようにした場合、アンモニアが一気に燃焼されて燃焼時における火炎温度が高くなり、ＮＯｘの発生が多くなるという問題もあった。

【0009】

また、特許文献２においては、低燃焼性燃料のアンモニアと燃焼用空気とを予混合させて均一化させた後、このように予混合させたガスを、スワラにより旋回させて強く攪拌しながら燃焼させて、アンモニアの燃焼性を高めるようにしたものが提案されている。

【0010】

しかし、特許文献２に示されるように、アンモニアと燃焼用空気とを予混合させたガスを、スワラにより旋回させて強く攪拌しながら燃焼させるようにした場合、アンモニアが一気に燃焼されて火炎温度が高くなり、ＮＯｘの発生が多くなるという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】実公昭５０－８２５７号公報

【特許文献2】特開２０１６－１３０６１９号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、アンモニア等の低燃焼性燃料を燃焼用空気と混合させて炉内に向けて燃焼させる燃焼バーナーを備えた工業炉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。

【0013】

すなわち、本発明は、前記のようにアンモニア等の低燃焼性燃料を燃焼用空気と混合させて燃焼バーナーにより炉内に向けて燃焼させるにあたり、燃焼開始当初のように温度が低い状態でも低燃焼性燃料を安定して燃焼できるようにすると共に、低燃焼性燃料が一気に燃焼され、火炎温度が高くなってＮＯｘの発生がするのを十分に抑制できる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】

【0014】

本発明に係る工業炉においては、前記のような課題を解決するため、低燃焼性燃料を燃焼用空気と混合させて炉内に向けて燃焼させる燃焼バーナーを備えた工業炉において、低燃焼性燃料を前記の燃焼バーナーの上流部に位置する第１供給口に供給する第１燃料供給路と、低燃焼性燃料を燃焼バーナーにおける前記の第１供給口よりも下流側に位置する第２供給口に供給する第２燃料供給路と、燃焼用空気を前記の燃焼バーナーにおける第１供給口よりも下流側で第２供給口よりも上流側に位置する第３供給口に供給する第１燃焼用空気供給路と、低燃焼性燃料を前記の第１燃焼用空気供給路に供給するミックス用燃料供給路と、燃焼用空気を前記の燃焼バーナーにおける第２供給口よりも下流側に位置する第４供給口に供給する第２燃焼用空気供給路とを設け、前記の第１燃料供給路に第１バルブを設け、前記の第２燃料供給路に第２バルブを設け、前記のミックス用燃料供給路に第３バルブを設けると共に、炉内の温度を検知する温度センサーと、この温度センサーによって検知された温度結果が出力される制御装置とを設け、前記の温度センサーによって検知された炉内の温度に基づき、前記の制御装置により、前記の第１バルブと第２バルブと第３バルブの開閉を制御するようにした。

【0015】

そして、本発明に係る工業炉においては、前記のように温度センサーによって検知された炉内の温度に基づいて、制御装置により前記の第１バルブと第２バルブと第３バルブの開閉を制御するにあたり、前記の温度センサーによって炉内の温度を、低温燃焼時と中温燃焼時と高温燃焼時との３段階に分け、温度センサーによって検知された炉内の温度が低温燃焼時の場合には、前記の制御装置により第１バルブと第２バルブとを閉じる一方、第３バルブを開け、前記のミックス用燃料供給路を通して前記の第１燃焼用空気供給路に低燃焼性燃料を供給し、低燃焼性燃料を燃焼用空気と混合させた状態で第３供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させると共に、前記の第２燃焼用空気供給路から燃焼用空気を前記の第４供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させるようにし、検知された炉内の温度が中温燃焼時の場合には、前記の制御装置により第１バルブと第３バルブとを閉じる一方、第２バルブを開け、前記の第１燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を第３供給口から燃焼バーナーに供給し、前記の第２燃料供給路を通して第２供給口から低燃焼性燃料を燃焼バーナーに供給すると共に、前記の第２燃焼用空気供給路から燃焼用空気を前記の第４供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させるようにし、検知された炉内の温度が高温燃焼時の場合には、前記の制御装置により第１バルブと第２バルブとを開ける一方、第３バルブを閉じ、前記の第１燃料供給路を通して低燃焼性燃料を第１供給口から燃焼バーナーに供給し、前記の第１燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を第３供給口から燃焼バーナーに供給し、前記の第２燃料供給路を通して第２供給口から低燃焼性燃料を燃焼バーナーに供給すると共に、前記の第２燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を前記の第４供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させるようにした。

【0016】

ここで、温度センサーによって検知された炉内の温度が低温燃焼時の場合に、前記のように制御装置により第１バルブと第２バルブとを閉じる一方、第３バルブを開けると、ミックス用燃料供給路から第１燃焼用空気供給路に低燃焼性燃料が供給されて、低燃焼性燃料が燃焼用空気と混合された状態で第３供給口から燃焼バーナーに供給されると共に、第２燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気が第４供給口から燃焼バーナーに供給され、低燃焼性燃料と燃焼用空気とが燃焼安定性の高いプレミックスの状態で燃焼されると共に、さらに第４供給口から供給された燃焼用空気と混合されて燃焼されるようになり、燃焼開始当初のように温度が低い状態でも、燃焼性の悪い低燃焼性燃料が安定して燃焼されるようになる。

【0017】

また、温度センサーによって検知された炉内の温度が中温燃焼時の場合に、前記のように制御装置により第１バルブと第３バルブとを閉じる一方、第２バルブを開けると、第１燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気だけが第３供給口から燃焼バーナーに供給されると共に、第２燃料供給路を通して低燃焼性燃料が第２供給口から燃焼バーナーに供給され、第３供給口から供給された燃焼用空気と第２供給口から供給された低燃焼性燃料とが混合されて低燃焼性燃料の一部が燃焼され、さらに第２燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気が第４供給口から燃焼バーナーに供給され、前記の燃焼によって燃焼されなかった残りの低燃焼性燃料が第４供給口から供給された燃焼用空気と混合されて燃焼されるようになり、第２供給口から燃焼バーナーに供給された低燃焼性燃料が二段階で燃焼されて、燃焼時における火炎温度が高くなるのが防止され、ＮＯｘが発生するのが抑制される。

【0018】

また、温度センサーによって検知された炉内の温度が高温燃焼時の場合に、前記のように制御装置により第１バルブと第２バルブとを開ける一方、第３バルブを閉じると、第１燃料供給路を通して第１供給口から低燃焼性燃料が燃焼バーナーに供給されると共に、第１燃焼用空気供給路を通して第３供給口から燃焼用空気だけが燃焼バーナーに供給され、前記の低燃焼性燃料がこの燃焼用空気と混合されて燃焼され、さらに第２燃料供給路を通して第２供給口から低燃焼性燃料が燃焼バーナーに供給されると共に、第２燃焼用空気供給路を通して第４供給口から燃焼用空気が燃焼バーナーに供給され、前記の低燃焼性燃料がこの燃焼用空気と混合されて燃焼されるようになり、第１供給口から供給された低燃焼性燃料と第２供給口から供給された低燃焼性燃料とが二段階で燃焼され、燃焼バーナーに供給する低燃焼性燃料の量を多くしても、燃焼時における火炎温度が高くなるのが防止されてＮＯｘが発生するのが抑制される。

【0019】

また、本発明に係る工業炉においては、前記の第２燃料供給路を通して第２供給口から燃焼バーナー内に供給した低燃焼性燃料を旋回させながら燃焼用空気と混合させて燃焼させることが好ましい。このようにすると、第１燃焼用空気供給路を通して第３供給口から供給された燃焼用空気と、第２供給口から燃焼バーナー内に供給された低燃焼性燃料とが、燃焼バーナー内で十分に混合攪拌されて、分散された状態で燃焼されるようになり、燃料の偏りがなくなり、燃えにくい低燃焼性燃料でも安定して燃焼されるようになる。

【0020】

また、本発明に係る工業炉においては、前記の第２燃焼用空気供給路を通して第４供給口から燃焼バーナー内に供給した燃焼用空気を旋回させながら低燃焼性燃料と混合させて燃焼させることが好ましい。このようにすると、前記の第１供給口や第２供給口等から供給された低燃焼性燃料を、第３供給口から供給された燃焼用空気と混合させて燃焼させた際に、燃焼されずに残った低燃焼性燃料が前記の第４供給口から燃焼バーナー内に旋回されながら供給された燃焼用空気と混合攪拌されて分散された状態で確実に燃焼されるようになると共に、二段階の燃焼によって火炎温度が高くなるのが防止されて、ＮＯｘが発生するのが抑制される。

【0021】

ここで、本発明に係る工業炉において、前記の低燃焼性燃料としては、例えばアンモニアを用いることができる。そして、このように低燃焼性燃料にアンモニアを用いた場合、前記の低温燃焼時の炉内の温度は常温～６００°Ｃ程度であり、前記の中温燃焼時の炉内の温度は６００°Ｃ～１０００°Ｃ程度であり、前記の高温燃焼時の炉内の温度は１０００°Ｃ以上である。

【発明の効果】

【0022】

本発明に係る工業炉においては、前記のように温度センサーによって検知された炉内の温度に基づいて、制御装置により前記の第１バルブと第２バルブと第３バルブの開閉を制御するにあたり、前記の温度センサーによって検知された炉内の温度を、低温燃焼時と中温燃焼時と高温燃焼時との３段階に分け、温度センサーによって検知された炉内の温度が低温燃焼時の場合には、前記の制御装置により第１バルブと第２バルブとを閉じる一方、第３バルブを開けて前記のミックス用燃料供給路から前記の第１燃焼用空気供給路に低燃焼性燃料を供給し、低燃焼性燃料を燃焼用空気と混合させた状態で第３供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させると共に、前記の第２燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を前記の第４供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させるようにし、検知された温度が中温燃焼時の場合には、前記の制御装置により第１バルブと第３バルブとを閉じる一方、第２バルブを開け、前記の第１燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を第３供給口から燃焼バーナーに供給し、前記の第２燃料供給路を通して第２供給口から低燃焼性燃料を燃焼バーナーに供給すると共に、前記の第２燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を前記の第４供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させるようにし、検知された温度が高温燃焼時の場合には、前記の制御装置により第１バルブと第２バルブとを開ける一方、第３バルブを閉じ、前記の第１燃料供給路を通して低燃焼性燃料を第１供給口から燃焼バーナーに供給し、前記の第１燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を第３供給口から燃焼バーナーに供給し、前記の第２燃料供給路を通して第２供給口から低燃焼性燃料を燃焼バーナーに供給すると共に、前記の第２燃焼用空気供給路を通して燃焼用空気を前記の第４供給口から燃焼バーナーに供給して燃焼させるようにした。

【0023】

この結果、本発明に係る工業炉においては、燃焼開始当初のように温度が低い状態でも低燃焼性燃料を安定して燃焼できるようになると共に、従来のように低燃焼性燃料がまとめて一気に燃焼されて火炎温度が高くなるのが防止され、特に、低燃焼性燃料にアンモニアを用いた場合に、ＮＯｘの発生がするのを十分に抑制できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る工業炉の構造を示した概略断面説明図である。

【図2】同実施形態に係る工業炉において、燃焼バーナーにより低燃焼性燃料を燃焼用空気と混合させて炉内に向けて燃焼させる状態を示し、（Ａ）は温度センサーによって検知された炉内の温度が低温燃焼時の場合に、制御装置により燃焼バーナーにおける低燃焼性燃料の燃焼を制御する状態を示した概略断面説明図、（Ｂ）は温度センサーによって検知された炉内の温度が中温燃焼時の場合に、制御装置により燃焼バーナーにおける低燃焼性燃料の燃焼を制御する状態を示した概略断面説明図、（Ｃ）は温度センサーによって検知された炉内の温度が高温燃焼時の場合に、制御装置により燃焼バーナーにおける低燃焼性燃料の燃焼を制御する状態を示した概略断面説明図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態に係る工業炉を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明における工業炉は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

【0026】

この実施形態における工業炉においては、図１及び図２（Ａ）～（Ｃ）に示すように、低燃焼性燃料にアンモニアＮＨ_３を用い、このアンモニアＮＨ_３と燃焼用空気Ａｉｒとを燃焼バーナー１０に供給し、この燃焼バーナー１０において、アンモニアＮＨ_３と燃焼用空気Ａｉｒとを混合させて炉１内に向けて燃焼させるようにしている。

【0027】

ここで、この実施形態の工業炉においては、低燃焼性燃料のアンモニアＮＨ_３を前記の燃焼バーナー１０の上流部に位置する第１供給口１１に供給する第１燃料供給路２１と、アンモニアＮＨ_３を燃焼バーナー１０における前記の第１供給口１１よりも下流側に位置する第２供給口１２に供給する第２燃料供給路２２と、燃焼用空気Ａｉｒを燃焼バーナー１０における前記の第１供給口１１よりも下流側で第２供給口１２よりも上流側に位置する第３供給口１３に供給する第１燃焼用空気供給路３１と、アンモニアＮＨ_３を前記の第１燃焼用空気供給路３１に供給するミックス用燃料供給路２３と、燃焼用空気Ａｉｒを燃焼バーナーにおける前記の第２供給口１２よりも下流側に位置する第４供給口１４に供給する第２燃焼用空気供給路３２とを設けると共に、前記の第１燃料供給路２１に第１バルブ２１ａを設け、前記の第２燃料供給路２２に第２バルブ２２ａを設け、前記のミックス用燃料供給路２３に第３バルブ２３ａを設けている。

【0028】

また、この実施形態においては、前記の第１燃焼用空気供給路３１と第２燃焼用空気供給路３２とに対して、１つのブロワー３０から燃焼用空気Ａｉｒを供給するようにしている。なお、図示していないが、前記の第１燃焼用空気供給路３１と第２燃焼用空気供給路３２とに、それぞれ別のブロワーから燃焼用空気Ａｉｒを供給するようにしてもよい。

【0029】

また、この実施形態の工業炉においては、炉１内の温度を検知する温度センサー４１を設け、この温度センサー４１によって検知された炉１内の温度を制御装置４０に出力し、このように出力された炉１内の温度結果に基づいて、制御装置４０により前記の第１バルブ２１ａと第２バルブ２２ａと第３バルブ２３ａの開閉を制御するようにしている。

【0030】

そして、この実施形態の工業炉においては、前記の制御装置４０により、温度センサー４１によって検知された炉１内の温度を低温燃焼時と中温燃焼時と高温燃焼時との３段階に分けて制御するようにしており、前記のように低燃焼性燃料にアンモニアＮＨ_３を用いているため、温度センサー４１によって検知された炉１内の温度が、例えば、常温～６００°Ｃ程度である場合には低温燃焼時として、炉１内の温度が６００°Ｃ～１０００°Ｃ程度である場合には中温燃焼時として、炉１内の温度が１０００°Ｃ以上である場合には高温燃焼時として制御するようにしている。

【0031】

ここで、この実施形態の工業炉において、前記の温度センサー４１によって検知された炉１内の温度が常温～６００°Ｃ程度の低温燃焼時の場合には、前記の制御装置４０により、図２（Ａ）に示すように、前記の第１バルブ２１ａと第２バルブ２２ａとを閉じる一方、第３バルブ２３ａを開けて、前記のミックス用燃料供給路２３からアンモニアＮＨ_３を第１燃焼用空気供給路３１に供給し、アンモニアＮＨ_３を燃焼用空気Ａｉｒと混合させた状態で前記の第３供給口１３から燃焼バーナー１０に供給して燃焼させると共に、前記の第２燃焼用空気供給路３２を通して燃焼用空気Ａｉｒを前記の第４供給口１４から燃焼バーナー１０に旋回させながら供給して燃焼させるようにする。このようにすると、燃焼開始当初のように炉１内の温度が低い状態であっても、燃焼性の悪い低燃焼性燃料のアンモニアＮＨ_３が燃焼用空気Ａｉｒにプレミックスされた状態で安定して燃焼されるようになると共に、第４供給口１４から旋回されるようにして供給された燃焼用空気Ａｉｒと十分に混合されて燃焼されるようになる。

【0032】

また、前記の温度センサー４１によって検知された炉１内の温度が６００°Ｃ～１０００°Ｃ程度の中温燃焼時の場合には、前記の制御装置４０により、図２（Ｂ）に示すように、前記の第１バルブ２１ａと第３バルブ２３ａとを閉じる一方、第２バルブ２２ａを開けて、前記の第１燃焼用空気供給路３１を通して第３供給口１３から燃焼用空気Ａｉｒだけを燃焼バーナー１０に供給すると共に、前記の第２燃料供給路２２を通して前記の第３供給口１３の下流側に位置する第２供給口１２からアンモニアＮＨ_３を燃焼バーナー１０に旋回させながら供給し、第３供給口１３から供給された燃焼用空気Ａｉｒと混合させてアンモニアＮＨ_３の一部を燃焼させ、さらに第２燃焼用空気供給路３２を通して燃焼用空気Ａｉｒを前記の第４供給口１４から燃焼バーナー１０に旋回させながら供給し、前記の第３供給口１３から供給された燃焼用空気Ａｉｒによって燃焼されなかった残りのアンモニアＮＨ_３を前記の燃焼用空気と混合させて燃焼させるようにする。このようにすると、第２供給口１２から燃焼バーナー１０に旋回されながら供給されたアンモニアＮＨ_３が、第３供給口１３から供給された燃焼用空気Ａｉｒと第４供給口１４からから供給された燃焼用空気Ａｉｒと旋回されながら混合されて二段階で燃焼されるようになり、燃焼時における火炎温度が高くなるのが防止されてＮＯｘが発生するのが抑制される。

【0033】

また、前記の温度センサー４１によって検知された炉１内の温度が１０００°Ｃ以上の高温燃焼時の場合には、前記の制御装置４０により、図２（Ｃ）に示すように、前記の第１バルブ２１ａと第２バルブ２２ａとを開ける一方、第３バルブ２３ａを閉じ、前記の第１燃料供給路２１を通して第１供給口１１からアンモニアＮＨ_３を燃焼バーナー１０に供給すると共に、第１燃焼用空気供給路３１を通して第３供給口１３から燃焼用空気Ａｉｒだけを燃焼バーナー１０に供給し、第１供給口１１から供給されたアンモニアＮＨ_３と第３供給口１３から供給された燃焼用空気Ａｉｒとを混合させて燃焼させ、さらに、前記の第２燃料供給路２２を通して前記の第３供給口１３の下流側に位置する第２供給口１２からアンモニアＮＨ_３を燃焼バーナー１０に旋回させながら供給すると共に、さらに前記の第２燃焼用空気供給路３２を通して燃焼用空気Ａｉｒを、前記の第２供給口１２よりも下流側に位置する第４供給口１４から燃焼バーナー１０に旋回させながら供給し、この燃焼用空気Ａｉｒと前記の第２供給口１２から旋回させながら供給されたアンモニアＮＨ_３とを混合させて燃焼させるようにする。このようにすると、燃焼バーナー１０に、第１供給口１１から供給されたアンモニアＮＨ_３が、第３供給口１３から供給された燃焼用空気Ａｉｒと混合されて燃焼され、また第２供給口１２から旋回されながら供給されたアンモニアＮＨ_３が、第４供給口１４から旋回されながら供給された燃焼用空気Ａｉｒと混合されて燃焼されて、二段階で燃焼されるようになり、燃焼バーナー１０に供給するアンモニアＮＨ_３の量が多くしても、燃焼時における火炎温度が高くなるのが防止されてＮＯｘが発生するのが抑制される。

【0034】

なお、燃焼用空気ＡｉｒやアンモニアＮＨ_３を旋回させる方法としては、図示していないが、例えば、燃焼用空気ＡｉｒやアンモニアＮＨ_３を噴射させる噴射口に旋回羽根を設けたり、燃焼用空気ＡｉｒやアンモニアＮＨ_３を円周に対して接線方向から噴射させるなど、どのような方法であってもよい。

【符号の説明】

【0035】

１ ：炉
１０ ：燃焼バーナー
１１ ：第１供給口
１２ ：第２供給口
１３ ：第３供給口
１４ ：第４供給口
２１ ：第１燃料供給路
２１ａ ：第１バルブ
２２ ：第２燃料供給路
２２ａ ：第２バルブ
２３ ：ミックス用燃料供給路
２３ａ ：第３バルブ
３０ ：ブロワー
３１ ：第１燃焼用空気供給路
３２ ：第２燃焼用空気供給路
４０ ：制御装置
４１ ：温度センサー
Ａｉｒ ：燃焼用空気
ＮＨ_３ ：アンモニア（低燃焼性燃料）

【図1】

【図2】