일반기술

배기가스 연료 혼합형 3단 연소 저질소 산화물 버너를 이용한 연소 시스템

본 발명은 가스 연료를 사용한 버너에서 연료가스를 화염 자체의 연소상태 개선에 따른 저질소 산화물 연소 방식으로 연소시켜 질소 산화물 발생량을 효과적으로 줄이기 위한 버너 장치 및 연소 시스템에 관한 것이다.본 발명의 질소 산화물(NOx) 발생 저감을 위한 연소 방법은 기본적으로 버너 자체에서 연소 공기를 3단으로 나누어 단계적으로 공급하고 각 공기 출구단에서의 선회 강도와 공급 유량을 달리 형성하는 선회기를 부착하여 화염의 연료 농후 영역과 연료 희박 영역을 종래 버너의 다단 연소 방식보다 훨씬 효과적으로 구성하여 화염 내 국부적인 최고 화염 온도 영역을 줄이는 화염 구조를 형성하여 질소 산화물 발생을 억제한다. 또한 이에 부가적으로 배기가스를 공기공급부가 아닌 연료공급부에 미량 주입하여 공기 공급부로의 배기가스 재순환에 비해 보다 효과적이고 버너에서 발생하는 질소 산화물의 추가적인 감소를 이루게 한다.화염의 안정화와 효과적인 연료 농후 및 연료 희박 영역을 화염 내에 구성함에 있어 선회류를 이용하는데, 버너 자체에서 연소 공기의 단계적 공급을 통해 화염을 형성함에 있어 각 공기 출구단에서의 선회 강도와 공급 유량의 변화에 의해 축방향 운동량과 접선 방향 운동량이 변함에 따라 화염 구조가 달라져 이에 따른 각 공기 출구에서의 선회강도와 공기량 조건에 대한 확립이 필요하다.이에 따라 본 발명에서는 연소 공기의 단계적 공급을 적용한 3단 연소 방식의 저 질소 산화물 연소기에서 질소 산화물 배출량 저감을 위해 각 연소용 공기 주입구 별 공기 공급 유량과 버너 출구 각각에서의 선회각 변화에 의한 선회류의 운동량 조절을 통해 보다 효율적인 선회류를 구성함으로써 질소 산화물 배출농도를 저감하고 각 공기단에 공급되는 공기량 조절을 통해 CO를 고려한 최적의 배기가스 배출 특성을 나타내도록 하며, 배기가스를 재순환시킴으로써 질소 산화물 저감의 효과를 극대화시키는 버너의 형태를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.즉, 연소 개선에 의한 질소 산화물 제어 기술들 중 연소 공기의 단계적 공급과 연료 중 배기가스 재순환을 통해 화염 내 국부적인 고온 영역을 줄여 이런 영역대에서 발생하는 열적 질소 산화물(Thermal NOx)을 줄이는 저 질소 산화물 연소 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.