バーナー改造でEFGRを使用せず超低NOxを達成

既存の用途に低NOxバーナーを改造することは、既存の火力設備から低NOx排出レベルを達成するための経済的な解決策となる。通常、低NOxバーナーは、NOx排出量9ppmv、CO排出量50ppmv以下を達成するために、外部排ガス再循環(EFGR)または選択触媒還元(SCR)を必要とする。既存のバーナーのカットアウトに収まる低NOxバーナーフットプリントを設計しながら、燃焼長さの制限内で適切に運転し、EFGRなしで排出目標を達成することは、業界の課題であった。カリフォルニア州ピッツバーグにあるダウ・ケミカル社は、Dowtherm®ヒーター炉のNOx排出量9ppmv未満、CO排出量50ppmv未満での運転が要求されたとき、この課題に直面しました。Zeeco 、ダウ社に特許取得済みの次世代GLSFフリージェット・バーナー改造装置を供給し、小さな機械的設置面積、コンパクトな火炎形状、短い火炎長を実現しました。
Zeeco®次世代超低NOxフリージェット・バーナー技術は、EFGRなしでNOx排出量を9ppmv未満にすることができます。GLSF フリージェット・バーナーは、バーナー設置時の火炎と火炎の相互作用が非常に少ない火炎プロフィールを生成し、同時に火炎の長さも短くします。このバーナーは、燃焼室内で燃料ガスと混合される不活性な内部燃焼生成物（排ガス）の量を最大化するために、"free jet"混合理論を利用し、ガスと排ガスの再調整された燃料混合物を生成します。

エンドユーザー事業会社にとっての二次的な業界の関心事は、次世代超低NOxバーナーの総所有コストである。市場には、従来の排出バーナーに比べてメンテナンスコストが高い設計もある。

Zeeco ダウのアプリケーションで使用されたFree-Jetバーナーのエンジニアリングの詳細、設計が排出と所有コストの両方の課題にどのように対処しているかをレビューし、検証された成功した現場結果について説明する。

アプリケーションの説明

カリフォルニア州ピッツバーグにあるダウ・ケミカル社は、Dowtherm®ヒーター炉のNOx排出量9ppmv未満を要求する難しい排出ガス用途に直面していました。この炉には、最大放熱量26 MM Btu/hr（655万Kcal/hr）を達成するシングルバーナーが必要でした。炉は縦型円筒型で、2パスヘリカルコイルを備えていた。燃焼空気は、強制通風供給システムを介して周囲温度でバーナーに供給された。最大負荷時、燃焼空気システムは3インチH2O（76.2mmH2O）の空気圧をバーナーに供給するように設計された。炉の高さは21.6フィート（6,584 mm）、炉心円直径は9.5フィート（2,896 mm）。炉容積は約1,530フィート3（43.3 m3）で、排ガス温度は1,700°F（926.7℃）を想定して設計された。床面積あたりの熱放出量は約 350,945 Btu/ft2 (994,964 Kcal/m2)であった。床面積あたりの熱放出量が350,000 Btu/ft2を超える用途は、熱NOxの生成が最も多く発生する温度が1,600°F以上であるため、一般的に困難と考えられている。

、NOx排出量を9ppmv以下にすることが求められる用途でのバーナー改修は、通常、外部排ガス再循環（EFGR）または選択触媒還元（SCR）のどちらかを使用する必要があるため、困難なプロジェクトである。既存のバーナーのカットアウトに適合する次世代低NOxバーナーのフットプリントを提供することも懸念事項である。次世代低NOxバーナーの火炎パターンやプロファイルが、燃焼長さの制限内で適切に動作することも、業界の課題であることが証明されている。Zeeco'sのGLSFフリージェット・バーナーは、EFGRがこの用途では計画されていなかったため、必要に応じてNOx削減効果を高めるために、空気流に噴射される約0.6ポンドスチーム/燃料ガスを使用するように設計されている。少量の蒸気の使用は、要求されるNOx排出レベルを達成するために通常必要とされる約25％から35％のEFGRやSCRシステムを追加するための炉の再加工よりも低コストでした。

結論

カリフォルニア州ピッツバーグにあるダウ・ケミカル社は、Dowtherm® 炉の9ppmv未満のNOx排出要件を満たすため、Zeeco GLSF-16 フリージェットバーナーを1台設置しました。9ppmv未満が要求される用途では、通常、外部排ガス再循環（EFGR）または選択触媒還元（SCR）が使用される。しかし、この改造プロジェクトでは、Zeeco 、ダウに特許取得済みの次世代超低NOxフリージェット・バーナー技術を供給した。この技術は、非常に小さな機械的設置面積、コンパクトな火炎形状、短い火炎長を特徴としている。現場に設置された後、排出量は6ppmv以下のNOx排出量と3ppmv以下のCO排出量であることが第三者によって検証された。高価な外部排ガス再循環(EFGR)や選択触媒還元(SCR)システムを使用することなく排出要件を満たせることは、ダウにとって有益でした。