(57)【要約】  窒素酸化物（ＮＯx）の形成を一次側で減少させ、同時に、２段階の燃焼プロセスの排ガス中の一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）およびアンモニアスリップ（ＮＨ3）の形成を回避させ、ならびに酸素含有一次ガスによって貫流される、燃料床の上方の固定床焼却帯域および後接続された、付加的に酸素含有二次ガスが導入される排ガス焼却帯域を含むスラッジ品質を改善させる方法。」窒素酸化物の形成を一次側で工業用燃焼装置、例えば著しく高い効率を有する火格子燃焼装置中で減少させる簡単で確実に制御可能な方法を提案することが課題であり、この場合には、付加的な有害物質は、生成されないか、または燃焼ガスの熱容量のエネルギー的利用は、本質的には損なわれない。この課題は、燃料床表面と排ガス焼却帯域の前方との間の排ガス発熱量が、平均発熱量が１ＭＪ／ｍ3未満に調節され、排ガス焼却帯域の排ガスが流出した後の燃料床面の温度が少なくとも９５０℃であり、後方の火格子の半分の範囲内の燃料床の上方のガス温度が１０００℃を上廻るように減少されることによって解決される。
2009526193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素酸化物（ＮＯx）の形成を一次側で減少させ、同時に、酸素含有一次ガスによって貫流される、固定床焼却帯域を有する燃料床および後接続された、付加的に酸素含有二次ガスが導入される排ガス焼却帯域を含む２段階の燃焼プロセスの排ガス中の一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）およびアンモニアスリップ（ＮＨ3）を減少／回避させる方法であって、燃料床表面と排ガス焼却帯域の前方との間の排ガス発熱量を減少させ、この場合排ガス中の平均発熱量は、１ＭＪ/ｍ3未満に調節され、排ガス中の排ガス温度は、二次ガスの供給前に少なくとも９７０℃であり、排ガス焼却帯域からの流出後に少なくとも９５０℃であり、ならびに後方の火格子の半分の燃料床の上方での排ガス中で少なくとも１０００℃であることを特徴とする前記方法。
【請求項２】
多数の順次に配置された燃焼床領域を有する燃料床を備えた燃焼室を含む火格子燃焼装置中での燃焼プロセスをそれぞれ一次ガスの個々の供給量で行なう、請求項１記載の方法。
【請求項３】
排ガス焼却帯域の前方での排ガス発熱量を１つ以上の水-ガス噴流と個々の燃焼床領域から流出する排ガス部分流との混合によって燃焼床の上方で二次ガスの供給前に減少させ、この場合燃焼室中の水−ガス噴流は、全ての燃焼床領域を軸線方向に突き抜ける、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
水−ガス噴流は、水-空気混合物、水-排ガス混合物または水-水蒸気混合物からなる、請求項３記載の方法。
【請求項５】
噴流の発生を１５゜未満の噴流角度を有する二物質流ノズルにより行なう、請求項３または４記載の方法。
【請求項６】
噴流により供給されるガス量は、全体の燃焼空気量の１０％を上廻らない、請求項３から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
水／ガス噴流により供給される水量は、排ガス中の必要とされるＮＯ濃度によって排ガス焼却帯域の後方で測定され、排ガス中での９５０℃の最小温度によって排ガス焼却帯域の後方で制限される、請求項３から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
一次ガス供給量の調節による排ガス焼却帯域の前方での排ガス発熱量の減少は、固定床焼却帯域中で化学量論的量が１未満に調節されるように行なわれる、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
化学量論的量を特に０．７〜０．９に調節する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
排ガス焼却帯域の前方での排ガス発熱量の減少は、燃料床中での輸送速度の調節により行なわれ、この場合には、前方の火格子の半分で、後方の火格子の半分よりも少なくとも３０％、特に５０％高い輸送速度が存在し、この場合火格子上での固体の全部の滞留時間は、１％未満の残留炭素濃度を有する火格子灰分の十分に高い焼却が保証されるように定められている、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の請求項に記載された、窒素酸化物（ＮＯx）の形成を一次側で減少させ、同時に、酸素含有一次ガスによって貫流される固定床焼却帯域および後接続された、付加的に酸素含有二次ガスが導入される排ガス焼却帯域を含む２段階の燃焼プロセスの排ガス中の一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）およびアンモニアスリップ（ＮＨ3）を回避させる方法に関する。その上、本発明は、火格子灰分中の塩化物濃度の減少によりスラグ品質を改善することに役立つ。
【０００２】
殊に火格子燃焼装置中での燃焼プロセスの場合、空気窒素からの熱的窒素酸化物の形成（ＮＯx形成）は、比較的に低い温度水準のために無視できる程度に少ない。窒素含有燃料を前記燃焼装置中で燃焼させる場合には、窒素酸化物は、本質的に燃料中で結合された窒素から形成される。
【０００３】
燃焼火格子上での固体燃料、例えば廃棄物、バイオマスまたは石炭の燃焼は、理想的には順次に進行する部分プロセスの乾燥、脱ガスおよび炭素の焼却に区分されることができる。工業的な火格子燃焼においては、前記の部分プロセスは、重なり合っている。脱ガス段階中に炭化水素と共に最初に燃料窒素から形成された窒素化合物、殊にＮＨ3（アンモニア）およびＨＣＮ（青酸）は、排ガス中に放出される。火格子の直ぐ上方での排ガス中の炭化水素の濃度は、なかんずく燃焼装置の主要な燃焼帯域の範囲内で、そこに局所的に一次空気を介して供給される酸素量が完全な排ガス焼却を実現させるためには十分ではないような高さである。燃料床から流出する排ガスは、前記帯域中で高い排ガス温度を示し、実際には、酸素不含である。前記条件下でガス化反応により、一酸化炭素（ＣＯ）および水素（Ｈ2）は形成される。それ故に、前記範囲内では、発熱量に富んだ排ガス成分、例えば炭化水素、一酸化炭素または水素の最も高い濃度が最初に燃料窒素から形成された窒素種、主にアンモニア（ＮＨ3）および青酸（ＨＣＮ）ならびに極めて微少量の窒素含有有機化合物、例えばピリジンおよびアニリンと一緒に見出される。
【０００４】
通常、酸素不足に帰因する前記の不完全燃焼の場合には、なお発熱量に富んだ排ガス中への二次空気の添加によって後燃焼が導入される。この場合には、局所的に極めて高い温度ピークを生じ、その際に冒頭に記載されたＮＨ3化合物およびＨＣＮ化合物から酸化条件下で排ガスの焼却中に複雑な反応を経て最終的にＮＯまたはＮ2が形成される。目的は、前記プロセスの制御を、一次窒素種のＮＨ3およびＨＣＮが完全に分解され、かつ最終製品として有利にＮ2が窒素酸化物形成の負荷を生じ、同時にＮ2Ｏの形成が回避されるように、変更することである。
【０００５】
［１］には、一次空気量の機能としての固体の焼却の場合には焼却速度に依存することが開示されている。燃焼特性、殊に発熱量に依存して、焼却速度は、一定の空気量で最大を示す。これに対して、一次空気量をこの最大を超えるようにさらに上昇させることは、燃料床の冷却を生じる。冷却と関連した、減少されたかまたは減速された、燃料からの揮発性含分の放出ならびに供給された一次空気を有する燃料ガスは、減少された局所的な放出、ひいては炭化水素、ＣＯおよびＨ2の減少された濃度を生じる。
【０００６】
［２］および［３］には、高い一次空気供給量が同時に低い二次空気供給量（一次空気と二次空気との一定の総和）の際に原則的に燃焼排ガス中での低いＮＯ値を生じるという付加的な検出に関連して前記の方法が開示されている。
【０００７】
廃棄物燃焼装置中でのＰＣＤＤ／Ｆ形成を減少させるための水の噴入が［４］中に提案されている。水噴入によって惹起された温度減少のためにＮＯx形成が減少されることも利点として見なされている。［４］中に記載された全ての排ガス温度は、排ガス焼却帯域中への入口前方の範囲に関連し、８００〜９５０℃であるか、または９７０℃である。詳説されたＮＯx値およびＮＯx減少速度は、残念ながら述べられていない。別のＮ含有有害物質、殊にＮ2ＯおよびＮＨ3についての記載も全くない。
【０００８】
しかし、排ガス焼却帯域（二次燃焼帯域）からの流出後に排ガス温度が９５０℃未満に減少することは、Ｎ2Ｏ（笑気ガス）が例えば触媒を用いての付加的な処理工程の範囲内で強い温室ガスとして大気中に逃出する場合に、最初に形成されたＮＨ3（アンモニア）および付加的にＮ2Ｏ（笑気ガス）の形成を生じる。
【０００９】
しかし、［４］に記載された、水の添加による８００〜９５０℃への温度減少は、圧接続された熱利用の際に、例えばボイラーの加熱時に性能の低下をまねく。
【００１０】
同様の効果は、燃料を湿潤させることによって達成され、このことは、燃料の発熱量の減少をまねく。焼却速度の最大は、既に小さい一次空気量の際に超過する。固体の焼却は、長い火格子領域に亘って延在し、この場合ガス発熱量は、排ガス温度を排ガス焼却帯域中への侵入前に低い水準を生じる。この場合も前記の効果が生じる。
【００１１】
この事実から出発して、本発明の課題は、殊に窒素酸化物形成の窒素含有有害物質を工業用燃焼装置中、例えば火格子燃焼装置中で著しく高い効率で一次側で減少させるための簡単で確実に制御しうる方法を提案することである。この場合、本方法によって別の有害物質、例えばＮ2Ｏが形成されず、ＮＨ3スランプが回避されおよび／または燃焼排ガスの熱容量のエネルギー的利用の際の重大な減少が全くなく、ならびにスラッジ品質の場合の減少が全くないことは、特に重要である。
【００１２】
この課題は、第１の請求項の特徴を有する方法で解決される。本方法の好ましい実施形式は、従属請求項に記載されている。
【００１３】
この課題を解決させるために、窒素酸化物の形成を、２工程の燃焼プロセス、即ち排ガス取出し口で固定床焼却帯域および後接続された排ガス焼却帯域を含む２工程の燃焼プロセスで一次側で減少させるための方法が提案されている。この場合には、固定床焼却帯域中で固体燃料の固有の燃焼が行なわれ、他方、排ガス焼却帯域中で不完全に燃焼された排ガス成分の後燃焼が行なわれる。通常、この種の燃焼プロセスの場合、酸素含有一次ガスは、固定床焼却帯域中に供給され、同様に後燃焼のための酸素含有二次ガスは、排ガス焼却帯域中に供給される。
【００１４】
本発明の場合の本質的なことは、排ガス焼却帯域中への侵入前に、実際にそれによって窒素酸化物形成の重要な減少が実現され、他方で、排ガス温度が局所的に同時に、有害物質、例えばＮ2Ｏの形成およびＮＨ3の不完全な分解が惹起されるようには幅広く減少されないように、燃料ガスの発熱量を意図的に減少させることである。このためには、排ガスの一定の状態を正確に維持することは、絶対に必要である。一面で、排ガスまたはその一部分は、窒素酸化物形成の制限のために一定の限界発熱量、特に１．５ＭＪ/ｍ3、さらに有利に１．０ＭＪ/ｍ3を超過してはならず、他面、排ガス温度は、排ガス焼却帯域は、１０００℃未満、特に９８０℃未満、さらに有利に９５０℃を下廻ってはならず、実際にＮ含有有害物質、殊にＮ2ＯおよびＮＨ3の制限のために、不可欠であるだけでなく、一定の範囲内でも不可欠である。その限りにおいて、排ガスの発熱量および温度を適当な方法によって意図的に制御するかまたは調節するだけでなく、この方法によって意図的に均一化することは、著しく重要である。
【００１５】
１つの方法は、ガス−水混合物を排ガス焼却帯域の前方で噴入することである。この場合には、固定床焼却（燃料床上）の直後に排ガスの発熱量の意図的な減少を生じると同時に燃料床と排ガス焼却帯域との間でガスの均質化を生じ、即ち固体燃料それ自体の発熱量の減少は生じない。噴入は、有利に一面で僅かな体積流および高い速度を示す自由噴流によって行なわれる。
【００１６】
従って、ガス−水混合物の噴入は、好ましくは直接排ガスの発熱量に影響を及ぼし、固体燃料それ自体には影響を及ぼさず、実際に発熱量の減少に関してだけでなく、発熱量の均一化に関しても影響を及ぼす。
【００１７】
即ち、燃料床の直ぐ上方の範囲での排ガスの高い発熱量は、窒素酸化物の形成の高さと相関関係を有する。この場合、発熱量に富んだ排ガス成分ＣnＨn（炭化水素）、ＣＯおよびＨ2の軸方向の濃度プロフィールの最大ならびにこの最大の幅広の分布、即ち火格子長に亘る高い積分の平均値は、記載された高いＮＯ形成速度を生じさせる。その限りにおいて、本発明には、排ガスの発熱量を排ガス焼却前に減少させ、ならびに均一化し、それによって分布の最大および幅を劇的に減少させ、ひいてはＮＯ形成を最少化するのに適した工業的方法が記載される。
【００１８】
燃焼プロセスが火格子燃焼装置中で行なわれる場合には、燃料床としての火格子上の燃料は、連続的に全ての固定床焼却帯域を通過し、この場合この固定床焼却帯域は、個別的に順次に配置された固定床範囲に区分されている。最初に燃料が通過する固定床範囲は、前方の火格子の半分に設定され、他方、燃料は、燃焼が進行するにつれて後方の火格子の半分の次の固定床範囲内に置かれ、そこから固体の燃焼残留物用の出口に輸送される。
【００１９】
この場合、固定床焼却帯域は、燃焼室内に配置されており、この場合それぞれの燃料床領域は、一次ガスの個別的な供給を装備している。酸素含有の二次ガスは、排ガス焼却帯域中、特に全ての燃料床領域用の共通の排ガス取出し口中に供給される。水−ガス混合物は、自由噴流中で直接に燃料床表面の上方の燃料ガス中に燃焼室中で、即ち排ガス焼却帯域の前方に噴入され、この場合この噴流は、全ての燃料床領域を軸方向に突き抜け、燃料ガスは、生成直後に捕捉され、かつ混合される。
【００２０】
水−ガス混合物としては、原則的に水または水溶液とガスからなる全ての混合物、例えば水−空気混合物、水−排ガス混合物または水−水蒸気混合物が適している。水溶液は、本発明の範囲内で別の清浄化手段（例えば、清浄化洗浄器）からの溶解して再循環される有害物質を含有することができる。
【００２１】
水−ガス混合物は、連続的に高い速度またはインパルス強さで噴入されるかまたはパルス化され、したがって噴流は、燃料床表面の上方のガス空間を全ての火格子帯域に亘って突き抜ける。噴流の発生のためには、１５゜未満、特に３〜１０゜の噴流角度を有する二物質流ノズルの使用が提供される。
【００２２】
しかし、原則的には水含分とガス含分とは、別々のそれぞれの固有の一物質流ノズルにより噴入されてもよく、この場合、燃料ガスの前記均一化に関連して２つの一物質噴流は、噴入に相応する設計によって燃料ガスと燃焼室内で相互に衝突しかつ相互に混合されることが保証されうる。
【００２３】
噴流により噴入される、水−ガス混合物のガス含分は、導入される全ての燃焼空気量の１０％を超えてはならず、この場合この燃焼空気量は、本質的に一次空気流と二次空気流とから構成されている。よりいっそう高い含分は、例えば排ガス中への高められたダスト放出速度を生じさせる。原則的な制限は、水性含分の導入される質量流にも当てはまる。即ち、質量流が大量に増大すると、燃料ガスがますます著しく冷却され、一定の高さになると支障をきたし、ましてや排ガス焼却の消失をまねく。水の添加による燃料ガスの冷却は、一般に蒸気発生の際に排ガス熱の減少されたエネルギー的利用を生じ、したがってできるだけ僅かになるように維持することができる。
【００２４】
排ガス焼却帯域の前方の温度は、常に９７０℃を上廻り、或いは排ガス焼却帯域の後方では、９５０℃を上廻り、したがって望ましくない有害物質、例えば温室ガスのＮ2Ｏまたは最初に形成されたＮＨ3のスランプは、焼却された排ガス中で全く発生しない。
【００２５】
排ガス焼却帯域の後方の温度が９５０℃を下廻ると、温度が減少するにつれてＮ2Ｏ濃度は、指数的に上昇する。Ｎ2Ｏは、強い温室ガスであり、したがって回避すべきである。また、９５０℃を上廻ると、最初に形成されたＮＨ3は、排ガス焼却帯域中で実際に完全に分解されることが保証されている。
【００２６】
特に、噴流により供給すべき水量は、排ガス中で必要とされるＮＯ濃度によって排ガス焼却帯域の後方で（例えば、法的限界値）、即ち間接的に燃料ガス（排ガス）の平均化された温度により燃焼室中の排ガス焼却帯域の後方で測定され、かつ制御される。この場合、９５０℃の排ガス焼却帯域の後方での排ガス中の最小温度は、上向きの水の質量流を制限する。
【００２７】
前記の最小排ガス温度の１つを同時に保証する場合に排ガスの発熱量を減少させるための他の選択可能な方法または付加的な方法は、一次燃焼帯域中での燃焼の化学量論的量が０．６〜１．２、特に１．０未満、さらに有利に０．７〜０．９に調節されるように、一次ガス供給量の調節を含む。最小燃焼空気量および一次空気量は、排ガス組成（例えば、ＣＯ2、Ｏ2、Ｈ2Ｏ）および排ガス量から近似的に計算されることができる。
【００２８】
このために他の選択可能な方法によれば、前記目的のためのもう１つの方法は、燃料床中での意図的に調節可能および／または制御可能な輸送速度の調節を含み、この場合、前方の火格子の半分で、後方の火格子の半分よりも本質的に特に少なくとも５０％高い輸送速度が存在し、その際、火格子上での固体（燃料）の滞留時間は、火格子灰分の焼却が９９％を上廻るまで行なわれるように算定されている。この方法の基本思想は、固定床上で燃焼物が燃焼される際に生じる排ガス放出を、それぞれの燃料床領域の上方での排ガスが低い発熱量を有するように制御し、燃料床表面に亘って前記排ガス放出が分布することである。その限りにおいて、前記方法を用いると、発熱量に富んだガスの放出は、大きな火格子領域に亘って分布され、それによって軸線方向での排ガス発熱量プロフィールの最大値は、燃料床の上方で明らかに減少される。発熱量に富んだガスの放出の前記の空間的な拡大は、既に燃料床中で供給された一次空気で改善されたガス焼却を生じさせ、その理由は、局所的に大量の酸素が酸化に使用されるからであり（よりいっそう大きな火格子領域−空気ｍ3／火格子面積ｍ2＝定数）、それによって軸線方向の発熱量プロフィールの積分の平均値の減少も生じる。
【００２９】
全ての場合に、排ガス中での低い発熱量（貫流断面での排ガス発熱量プロフィールの平均値および最大値に対して）は、燃料床面積と原則的に低いＮＯxでの二次空気供給の前方での放出値との間で相関関係にある。従って、一般に低いガス発熱量は、二次空気供給の前方で達成しようと努力することができ、この場合には、提案された前記方法でそれぞれ単独でかまたは互いに組み合わせて燃料床ならびに良好なスラグ焼却および排ガス焼却からの低いダスト放出が保証される。それによって、殊に低いＮＯx放出値は、Ｎ2Ｏ形成の重大な上昇なしに達成可能であり、この場合には、最初に形成されたＮＨ3のスランプが欠けることにより、排ガス焼却帯域中で十分に高い温度が二次空気供給の際に誘発される。
【００３０】
本発明およびその好ましい実施形式は、特に次の枠組み条件を満たす：
一次空気数（化学量論的量）は、僅かなダスト放出を達成させるために、１．０未満、特に０．７〜０．９に調節される。
【００３１】
二次ガスは、排ガス焼却帯域の後方で酸素過剰量が燃料の発熱量／燃料の湿分に依存して少なくとも６％、特に約１０％のままであるように調節される。
【００３２】
火格子上での燃料の全滞留時間は、良好なスラグ焼却が保証されるように算定されており、この場合には、前方の火格子の半分で、後方の火格子の半分よりも高い輸送速度に調節される。
【００３３】
僅かな水／空気量による燃焼室中での燃料ガスの軸方向での混合は、特に二物質流ノズルを用いて微細に分散された水で行なわれる。液体／ガス混合物からの自由噴流は、高いインパルス水準で燃焼室を軸方向（即ち、多くの場合に水平方向および全ての燃料床領域に亘って延在する）に突き抜ける。それによって、燃焼室中での排ガスの混合および発熱量の減少が生じる。
【００３４】
水−ガス噴流の水量は、排ガス中の算出された、特に測定されたＮＯx濃度に依存して排ガス焼却帯域の後方またはボイラーの後方で制御される。
【００３５】
最大の水量は、９５０℃の算出された、特に測定された、排ガス流の最小温度によって排ガス焼却帯域の後方で制限される。この場合、排ガス焼却帯域の前方での温度は、９７０℃を超えてはならない。
【００３６】
ボイラーに後接続された熱利用に必要とされる熱量の損失は、僅かな水供給量の際に特に排ガス１Ｎｍ3当たり５０ｇ未満、更に有利に排ガスＮｍ3当たり３０ｇ未満の限度で維持される。
【００３７】
次に、本発明を実施例および図に基づきよりいっそう詳細に説明する。
【００３８】
図１に示されているように、従来の火格子燃焼装置は、本質的に、燃料用の入口４とスラグまたは別の固体の燃焼生成物用の出口５（燃料輸送方向３２参照）と燃焼室に後接続された、排ガス取出し口中の排ガス焼却帯域６とを備えた燃焼室３中での燃焼火格子２上の燃料床１からなる。燃料床１は、本質的に固体燃料からなる。燃焼室３は、全ての燃料床領域Ｐ1〜Ｐ4を被い、これらの燃料床領域には、燃焼床中の燃料が連続的に通過し、それぞれ燃焼床領域１つにつき個々の酸素含有一次ガス供給量７が火格子を貫流する。この場合、Ｐ1およびＰ2は、前方の火格子の半分を形成し、Ｐ3およびＰ4は、後方の火格子の半分を形成する。前記の酸素含有の二次ガス噴入９は、排ガス取出し口中の後接続された排ガス焼却帯域６中で行なわれる。
【００３９】
固体燃料の燃焼８（図１中で、符号的な火炎だけで図示されている）の場所は、本質的に燃料床Ｐ2の範囲内に生じ、この場合、燃料床領域Ｐ1〜Ｐ4内では勿論、殊に燃料の燃焼進行および温度に帰因する異なる燃焼状態が存在する。図２ａ）〜ｆ）は、燃料床領域Ｐ1〜Ｐ4を再度プロットした、燃料床１の直ぐ上方での燃焼室３中の排ガス成分酸素Ｏ2（ａ）、二酸化炭素ＣＯ2（ｂ）、水Ｈ2Ｏ（ｃ）、一酸化炭素（ｄ）、有機炭化水素化合物（ｅ）ならびに水素Ｈ2の例示的に測定された濃度プロフィールが記載されている。燃焼の場合には、揮発性燃料含分、殊に炭化水素ＣnＨmの脱ガスが生じる（図２ｅ参照）。この場合、主要燃料帯域の範囲（燃料床領域Ｐ2）内での排ガス中の炭化水素濃度は、局所的に供給される酸素（図２ａ）が完全な排ガス焼却を引き起こすには十分ではない高さである。酸素濃度は、場合によっては零に減少する。この場合には、有利にこの位置で発熱量に富んだ排ガス成分ＣnＨm、ＣＯおよび水素（図２ｄ、ｅおよびｆ）の最も高い濃度が見出され、実際に一次窒素種（ＮＨ3、ＨＣＮおよび微少量の窒素含有炭化水素）と共通であることが見出される。水（図２ｃ）は、蒸発または乾燥によって形成されるかまたは炭化水素の部分的な燃焼によって形成され、好ましくは、燃料床からの主要燃焼帯域の前方ないし主要燃焼帯域中までの範囲内で起こり、次の燃料床領域（Ｐ4）中では最小に減少する。二酸化炭素（図２ｂ）は、全ての燃焼床領域中での燃焼で焼却強さとほぼ比例して発生する。
【００４０】
図３ａおよび図３ｂは、それぞれ塵芥燃焼試験装置（ＴＡＭＡＲＡ）につき測定された、ボイラー（ｍｇ／Ｎｍ3、Ｏ2１１％に規格化された）の後方の排ガス中の窒素酸化物濃度１０の特性フィールドを、種々の影響ファクターの関数として記載したものである。排ガス焼却帯域（二次空気供給後）の後方の図３ｂでの排ガス温度は、双方の場合に一定に約１０５０℃±４０℃に調節されていた。
【００４１】
異なる燃焼パラメーター、例えば固体燃料の発熱量、一次空気数および火格子動力学を有する数多くの実験に基づいて、図３ａには、ボイラー（ｍｇ／Ｎｍ3、Ｏ2１１％）の後方の排ガス中の窒素酸化物濃度１０の特性フィールドが、燃料床上の排ガス発熱量の関数として記載され、実際に平均発熱量ＨｕMittelwert  Ｈ（ＭＪ/ｍ3で）、即ち火格子長により測定され（積分の平均値）、ならびに最大の発熱量ＨｕMaximalwert１２（ＭＪ/ｍ3で）により測定される。全ての燃焼パラメーターは、燃料床の上方の軸方向のガス発熱量プロフィールに影響を及ぼす。ガス発熱量プロフィールの最大値および幅は、ＮＯx濃度と相関関係を有する。最も低いＮＯ値は、低い平均発熱量および低い最大発熱量の際に観察される。従って、目的は、適当な方法で燃焼床面と二次噴入の前方との間で排ガス中の低いガス発熱量を調節することである。
【００４２】
図３ｂには、ボイラー（ｍｇ／Ｎｍ3、Ｏ2１１％）の後方の排ガス中の窒素酸化物濃度１０の特性フィールドが、化学量論的量（一次空気数１７  寸法なし）の関数ならびに全ての火格子帯域中で同様に調節されたｃｍ／分（家庭の塵芥Ｈu７〜８ＭＪ／ｋｇ）火格子供給速度１８ｂの関数として記載されている。また、この特性フィールドは、最も低い窒素酸化物濃度を有する明らかな範囲を有し、この場合には、図３ａとは異なり、図示された特性フィールド中での窒素酸化物濃度の上昇は、直線的にではなく、近似的に指数的に行なわれる。化学量論的量が増加すると、好ましくは、窒素酸化物の形成は、ますます減少する。しかし、１．０を上廻る化学量論的量は、この範囲内で不所望にも上昇する、排ガス中へのダスト放出量およびそれと関連した、ボイラー汚染または集塵機中でのフライアッシュの高められた量のために回避されるべきであった。
【００４３】
図４には、燃焼の際に生じる笑気ガス濃度１９（ｍｇ／Ｎｍ3でのＮ2Ｏ形成、Ｏ2１１％）が排ガス焼却帯域の後方での℃での排ガス温度２０に依存して記載されている。原則的には、排ガス焼却帯域の後方での約９５０℃の限界温度未満で、笑気ガス濃度の著しい上昇と共に計算することができる。従って、窒素含有有害物質の放出を減少させるために排ガス発熱量を減少させた場合には、排ガス焼却帯域の後方での排ガス温度を前記の限界温度を上廻るように調節し、窒素化合物の減少された放出量、ひいては排ガス中または燃料中に残留された、結合された窒素の高い含量が高められた笑気ガス放出に転向しないことが当てはまる。
【００４４】
排ガス中でのガス発熱量は、本発明の範囲内で空気分布／火格子動力学の相応する調節および燃焼室３中での個々の燃焼床領域（火格子帯域）Ｐ1〜Ｐ4からの排ガス流の軸方向での混合物によって二次ガス添加部９の前方で同時に水小液滴を添加しながら減少される。工業的には、これは、図５による実施例の範囲内で行なわれ、構造は、いずれにせよ水−ガス混合物の噴流１４を有する二物質流ノズル１３による図１に記載の構造形式に相当する。二物質流ノズル１３は、燃焼室３の裏面から位置付けられている。噴流角度は、特に小さく、即ち１５゜、特に１０゜未満である。少ない空気量の流れ（排ガス通過量の最大１０％、典型的には例えば４００ＮｍＶｈの燃焼床の上方での排ガス通過量の場合１２〜１５ＮｍＶｈ）は、高い圧力下で噴入される。そこから生じる高いインパルス水準（自由噴流の質量と速度との積）によって、自由噴流１４は燃焼室３を突き抜け、二次ガス噴入９の際の排ガス焼却帯域６の前方の範囲内で燃焼室中の個々の燃焼床帯域または火格子帯域からの発熱量に富んだガスと発熱量の乏しいガスとの強力な混合を生じる。主要燃焼帯域の前方および後方での主要帯域からの酸素富有の発熱量に富んだガスと火格子帯域からの酸素富有の発熱量の乏しいガスとの混合によって、発熱量に富んだガス成分の部分的な焼却は、既に排ガス焼却帯域の前方で行なわれる。効率は、一次空気数および混合性能の等級に依存する。焼却によって火室温度は、上昇する。二物質流ノズル１３で付加的に微細に噴霧された水は、燃焼８の範囲内に供給されることができる。それによって、排ガス中の発熱量は、実際に理想的な形式で水小液滴の蒸発エンタルピーだけ減少する。それによって、同時に排ガス焼却帯域の後方の温度は、減少される。
【００４５】
供給された水−ガス混合物の最少量の流れと関連した効果的な混合の方法は、一次ガス化学量論的量、火格子動力学および二物質流ノズルの位置を調節することにより、他の選択可能な方法によれば、水およびガス用の前記の個々のノズルまたは自由噴流ノズルによっても個別的に燃焼室の幾何学的形状に対して最適化することができる。
【００４６】
次に本発明を試験例につき詳説する。
【００４７】
試験例１：
この試験例の試験は、最適な燃焼パラメーターの測定に使用された。
【００４８】
この試験の場合、Ｈｕ約７〜８ＭＪ／ｋｇの下限の発熱量を有する塵芥を前記の塵芥燃焼試験装置ＴＡＭＡＲＡ中で燃焼させた。ボイラーの後方での排ガス中の酸素含量は、乾式で約１０体積％で一定であり、排ガス焼却帯域の後方での排ガス温度は、同様に１０５０〜１１００℃で一定である。一次空気の減少を二次空気の供給量を相応して制御して上昇させることにより補償し、この場合酸素の過剰量は、後燃焼室の後方で一定に保持された。試験を３つの種々の火格子速度で実施した。結果は、図３ｂに記載されている。
【００４９】
一次空気数１７（化学量論的量）および／または火格子供給速度１８が上昇すると、排ガス中の窒素酸化物濃度１０は、減少し（図３ａ参照）、実際に燃料床の上方の燃焼排ガスの発熱量は、減少する。その限りにおいて、例えば殊に高い火格子供給速度で１．０を超える範囲での一次空気数の上昇は、窒素酸化物形成のさらなる減少を全く生じないが、しかし、排ガス中への望ましくない高いダスト放出率をまねく。従って、１．０を超える一次空気数は、回避されるべきである。
【００５０】
全ての火格子帯域中での高い火格子供給速度は、同時に燃焼火格子上で燃料床中での固体燃料の短い滞留時間を意味し、それによってスラッジ焼却品質も減少される（欠点）。
【００５１】
他の試験は、好ましい低い窒素酸化物放出速度が殊に前方の火格子の半分で火格子供給速度の上昇と相関関係を有し、この場合この火格子の半分では、揮発性成分および一次窒素化合物ＮＨ3およびＨＣＮの放出が起こる。火格子端部での火格子速度は、ＮＯx形成に全く影響を及ぼさない。後方の火格子の半分での火格子速度は、殊にスラッジ焼却品質と相関関係を有する。燃料は、後方の火格子領域内で火格子供給速度が減少すると増加する、ますます完全な焼却のための時間を有し、それによってスラグの次第に向上する焼却品質を生じる。
【００５２】
比較例２
第１の試験例と同様に、試験装置ＴＡＭＡＲＡ中で燃焼を行なった。燃料の供給量を固体の燃焼含分が一定であるように調節し、それによって排ガス焼却帯域からの流出後に排ガス中の一定の酸素含分は、乾式で１１〜１１．５体積％を生じた。
【００５３】
１２ＭＪ／ｋｇから６ＭＪ／ｋｇへのＨｕBrennstoffの固体燃料の発熱量の減少は、燃料を湿潤させることによってこの試験例の範囲で行なわれた。燃焼可能な成分に対する一定の貨物輸送費（一定の炭素貨物輸送費）は、湿分の増加に相応して高められた燃料計量供給量によって補償された。
【００５４】
一次空気数を一定に約１．０に調節し、同様に全ての燃焼床領域内での火格子供給速度を１０ｃｍ／分に調節した。
【００５５】
固体の焼却は、塵芥中の湿分が増加した際に火格子の大きな領域に亘って行なわれ、流れの下方へ移動する。同時に、燃料の発熱量ＨｕBrennstoffが減少すると、燃焼室の温度は低下する。燃料床の上方での排ガス発熱量ＨｕGasも同時に減少する（軸方向のプロフィールの積分中間値ならびに最大値）。排ガス焼却帯域からの流出後の排ガス中での測定された笑気ガス濃度１９（Ｎ2Ｏ）および窒素酸化物濃度１０は、同じ位置で測定された排ガス温度２０に関連して図４中に記載されている。排ガス焼却帯域の後方での排ガス中の温度は、水の搬入量の上昇と共に減少する。これは、予想されたように、ＮＯx形成の重要な減少を生じる（窒素酸化物濃度１０）。しかし、約９５０℃未満で笑気ガス濃度１９の望ましくない重大な上昇をまねく。更に、燃料の湿潤は、原則的に火格子上での燃料の焼却時間の延長を生じる。また、スラグの品質は、減少された温度のために燃料床中で高い燃料湿分の際に低下する。従って、燃料の湿潤は、望ましくない。
【００５６】
排ガス焼却帯域の後方での９５０℃未満の排ガス中での温度低下によるＮＯx形成の減少は、ＮxＯの著しく上昇される形成と共に獲得される。それによって、９５０℃未満の排ガス焼却帯域の後方での排ガス中の温度は、回避することができる。
【００５７】
試験例３
ハウスダスト（Hausmuell）は、前記の試験装置ＴＡＭＡＲＡ中で燃焼される。
【００５８】
図６には、実験によりこの試験例で測定された、燃焼室の後方での排ガス中の窒素酸化物濃度１０（ＮＯ）および酸素濃度１５（Ｏ2）が記載されている。燃料供給量は、２００ｋｇ／ｈであり（ハウスダストＨｕ＝９〜１０ＭＪ／ｋｇ）、排ガス流量は、約１０００ＮｍＶｈである。一次空気の化学量論的量は、約０．９であり、火格子速度は、約１０ｃｍ／分である。基本状態Ａにおいて、燃焼装置は、燃焼室中への水−ガス混合物の噴入なしに、即ち図１による装置に相応して作業する。二物質流ノズルにより単に空気が噴入される場合には、状態ＢおよびＣが生じ、実際に４バールの場合に１２ＮｍＶｈ（Ｂ）または５バールの場合に１５ＮｍＶｈ（Ｃ）が生じ、このことは、全部のガス流の約１．５％に相当する。既にこの方法によって、約１７％の程度の大きさの窒素酸化物の減少された形成が観察され（ＮＯ約３００ｍｇ／Ｎｍ3から約２５０ｍｇ／Ｎｍ3）、この場合この値は、非本質的にのみ圧力量および空気量（前記のパラメーター範囲内）によって影響を及ぼされる。この結果、全体の方法に亘って一定量の酸素により、窒素酸化物形成の減少を、殊に軸方向での渦動、ひいては前記の燃焼床領域上での燃焼ガスの均一化によって実現させうることを推論することができる。
【００５９】
しかし、実際に出発状態Ａに対して６６％までの窒素酸化物形成速度の本質的な減少（ＮＯ約３００ｍｇ／Ｎｍ3から約１００ｍｇ／Ｎｍ3へ）は、水の付加的な噴入によって達成される（図５参照）。状態Ｂ（４バールの際に１２ＮｍＶｈ）に記載の空気噴入パラメーターから出発して、二物質流ノズルを介して付加的に水２０  ｌ／時間（状態Ｄ）、３０  ｌ／時間（状態Ｅ）、４０  ｌ／時間（状態Ｆ）ならびに５０  ｌ／時間（状態Ｇ）を噴入する。同時に、排ガス焼却帯域の後方での排ガスの温度は、１０００℃超から９００℃未満にまで低下する。この場合には、依然として不変の酸素濃度は、水流が増加するにつれて次第に僅かな窒素形成速度を生じ、この場合この還元工程は、絶対水量で常に僅かな結果を生じる。これは、ＮＯ減少の際のなお僅かな上昇だけは、比較的高いエネルギー損失によって許容されることを意味する。状態Ａを２点間の調節で自由噴流を繰り返し中断すると、この還元方法の再現可能性を証明することができた（図６参照）。即ち、更に、状態Ｂを状態Ｄ〜Ｇへ窒素酸化物形成速度が減少することは、単に水計量供給による同時の混合の際（この場合、固体燃料ではない）の排ガスの付加的な発熱量の減少に帰因することができる。
【００６０】
水の計量供給は、特に窒素酸化物濃度により制御される。排ガス中での高いエネルギー損失を回避させるために（後接続された熱利用の制限）、排ガス中での水計量供給量は、５０ｇ／ｍ3未満、有利に３０ｇ／ｍ3未満にある。
【００６１】
二物質流ノズルでの高い水供給量の場合（水供給部での測定値２１）、温度低下および水添加なしの測定値（参照測定値２２）と比較してＮＯx形成の劇的な減少を生じる（図７ａでの排ガス温度２０に関連する窒素酸化物濃度１０参照）。この場合、排ガス焼却帯域の後方（即ち、ボイラーの後方でも）での排ガス中の含水量は、５０ｇ／Ｎｍ3まで上昇し、これに対して排ガス焼却帯域の後方での温度は、低下する。図７ｂにも図示されているように、排ガス焼却帯域の後方で９５０℃を上廻ると、Ｎ2Ｏ形成（笑気ガス濃度１９）は、観察されない。９５０℃を下廻るＮ2Ｏの形成は、排ガス温度２０だけに依存し、含水量それ自体には、依存しない。窒素酸化物形成の傾向は、温度が低下すると、下向きの傾向を示す。参考例の調節と比較して、二物質流ノズルは、混合を生じ、特に二物質流ノズルでの水の供給は、排ガス焼却帯域の後方での同じ排ガス温度で原則的に僅かな窒素酸化物濃度を生じる（図７ａ参照）。このための原因は、排ガス焼却帯域の前方で燃料床の上方でのガス発熱量が減少することにある。
【００６２】
連邦イミシオーン保護法第１７条（Bundesimmissionsschutzverordnung）の記載によれば、２００ｍｇ／Ｎｍ3の放出限界値（Ｏ2１１％の基準酸素含量の際に計算されたＮＯ2として）が許容され、提案された方法では明らかにこの放出限界値を下廻っていてよい。排ガス焼却の劣化は、確認されず、このことは、ＣＯ測定により証明することができた。約１ｍｇ／Ｎｍ3の範囲の常に一定の値を測定した。９７０℃の排ガス温度を上廻ると二次空気の供給前におよび９５０℃を上廻ると二次空気の供給後に、Ｎ2Ｏは、検出不可能であった。
【００６３】
記載された方法は、例えば一次空気／二次空気の分布の変化により、窒素酸化物減少の他の方法と組み合わせるべきであった（［２］および［３］参照）。燃料床の高い輸送速度（即ち、前記の１０ｃｍ／分を上廻る）を組み合わされた０．６〜１の範囲内、特に０．７〜０．９の範囲内の高い一次空気量（一次空気化学量論的量）の組合せは、極めて好ましい。単に前記の２つのパラメーターの組合せによって、排ガスの熱を維持するエネルギー的利用の減少なしに、約２８０ｍｇ／Ｎｍ3から約１５０ｍｇ／Ｎｍ3へのＮＯ濃度の減少（即ち、４５％を上廻るＮＯ減少）を実現させる（ハウスダストに関して下方の発熱量Ｈｕ＝７〜８ＭＪ/ｋｇ）。
【００６４】
更に、試験は、高い固定床輸送速度（即ち、記載された１０ｃｍ／分より高い）が前方の火格子の半分の領域内で必要とされることを示した。後方の火格子領域は、相応して緩徐に運転されてよく、したがって火格子灰分中での残留炭素の焼却のための全体的に十分な時間が使用される。
【００６５】
試験例４
前記の試験例の範囲内で、試験装置ＴＡＭＡＲＡ中で約０．６５の一次空気数および乾式で一定の約１０体積％の排ガス（ボイラーの後方）中の酸素含量でハウスダスト燃焼（Ｈｕ＝７ＭＪ/ｋｇ）を行なった。個々の火格子領域内での火格子速度は、前記の試験例とは異なり同一でなく；この火格子速度は、燃焼床領域Ｐ1およびＰ2（前方の火格子の半分）内で２２ｃｍ／分で一定であり、それぞれ燃焼床領域を有する後方の火格子の半分内でさらに減少する（Ｐ3：１１ｃｍ／分、Ｐ：５ｃｍ／分）。その結果、前記の燃焼床領域Ｐ1〜Ｐ4内での固体燃料の相対滞留時間の分布は、１２対１２対２４対５２％であった。前記の運転パラメーターによって、前記の一般の関係に基づいて既に、排ガス焼却帯域の後方で測定された約１５０ｍｇ／Ｎｍ3の低い窒素酸化物形成値および良好に焼却されたスラグが達成された。
【００６６】
図８ａおよびｂには、時刻２３に関連してｍｇ／Ｎｍ3での測定された窒素酸化物濃度１０ならびにｇ／Ｎｍ3での水濃度２５（図８ａ）ならびにｍｇ／Ｎｍ3での笑気ガス濃度１９および℃での温度２４（図８ｂ）が記載されている。約９時２０分に二物質流ノズルを介して水／ガス噴流の導入が開始され、それぞれ窒素酸化物濃度曲線２６の突然の沈下ならびに温度経過曲線２７の突然の沈下（排ガス焼却帯域からの流出後）および排ガス焼却帯域の前方の温度経過曲線２８の突然の沈下が明らかである。これに対して、排ガスにおける排ガス湿分経過曲線３０の水準は、僅かな噴入される水量に基づいて僅かにのみ上昇する。制御の場合、排ガス焼却帯域の前方の温度は、約１０３０℃の値に低下し、排ガス焼却帯域の後方の温度は、約９５０℃の値に低下する。
【００６７】
更に、図８ｃは、試験の時刻２３に亘って図示された、個々の燃焼床領域Ｐ1〜Ｐ4内で燃焼床の上方で軸線方向の温度分布を示す。等温線は、それぞれ温度と共に記載されている。燃料床の後方の火格子の半分の上方での温度は、噴入の開始および噴入中３３に明らかに上昇する。この効果は、スラッジ品質に対してプラスの作用を有する。
【００６８】
取り付けられた二物質流ノズルを介して導入される水量は、排ガスにおける窒素酸化物測定によりボイラーの後方で（即ち、排ガス焼却帯域の後方で）制御される。制御回路は、最大の水量が９５０℃の最小温度（図８ｂ中の温度経過曲線２７参照）によって燃焼室中で制限されるようにプログラミングされている。制御の目標値は、４０ｍｇ／Ｎｍ3（図８ａにおける窒素酸化物濃度曲線参照）に調節されている。制御の運転の開始後に直ちに窒素酸化物値は、自発的に減少する（段階的な減少２９参照）。この状態は、４時間を上廻る時間に亘って維持される。排ガス湿分（経過曲線３０）の平均的な増加は、約２５ｇ／Ｎｍ3と極めて低い。制御段階中の排ガス湿分の変動は、調節された制御パラメーター（ＰＩＤ制御器）および燃料発熱量の短時間の不安定さによって惹起され、エネルギー利用の効率およびＮＯx最小効率にとって重大ではない。達成された極めて低い窒素酸化物値は、高価なＳＣＲ法と比較可能であり、法的な限界値より遙かに下方に存在する。
【００６９】
９５０℃限界の温度経過曲線２７が近似的である場合には、２〜３ｍｇ／Ｎｍ3までの痕跡濃度が発生する。（図８ｂ：笑気ガス濃度経過曲線３１参照）しかし、記載された試験で測定された最大笑気ガス濃度は、検出限界の範囲内にあり、無視することができる。
【００７０】
二次空気供給部の前方での燃焼室中の燃料ガスの混合によって、ガス温度は、燃料床の上方での水供給にも拘わらず、後方の火格子の半分の領域内でそこから生じる多量のガス噴流のために燃料床の後方の範囲内での燃料床中でも明らかに上昇する。スラグは、燃料床中でそれによって良好に焼結され、ひいては不活性化され、したがって前記の残留物質は、費用がかかり、ひいては高価である後処理なしに、建築用添加剤として有利である。従って、このプラスの副作用は、廃棄物の燃焼の際に好ましい。
【００７１】
スラグ中での殊に炭素（ＴＯＣ）、塩化物、また硫酸塩の濃度は、後方の燃料床帯域の燃焼室およびスラグ床中での温度上昇によって明らかに減少し、このことは、スラグ中でのＰＣＤＤ／Ｆ形成速度の好ましい減少を生じる。
【００７２】
文献：
2009526193.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】４つの燃料床領域Ｐ1〜Ｐ4を有する従来の火格子燃焼装置を示す断面図。
【図２】図２ａ〜ｆは、従来の火格子燃焼装置の燃料床の上方での排ガス中のＯ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＣＯ、有機炭素化合物（総和Ｓ  有機Ｃ）の測定された軸方向の濃度プロフィールを示す略図。
【図３ａ】排ガス発熱量１１および１２に依存する燃料床中での測定された窒素酸化物濃度１０を示す略図。
【図３ｂ】化学量論的量１７（一次空気数）および火格子供給速度１８に依存する燃料床中での測定された窒素酸化物濃度１０を示す略図
【図４】排ガス焼却帯域からの排ガス出口温度２０に依存する排ガス中での笑気ガス濃度（Ｎ2Ｏ）および窒素酸化物濃度（ＮＯ）１０に対する測定値を示す略図。
【図５】４つの燃料床帯域および二物質流ノズルを備えた火格子燃焼装置を示す断面図。
【図６】試験例の範囲内で測定された、図５に記載の火格子燃焼装置の排ガス中での窒素酸化物濃度を示す略図。
【図７ａ】排ガス焼却帯域の後方での排ガス温度に依存した、排ガス中での窒素濃度を示す略図。
【図７ｂ】排ガス焼却帯域の後方での排ガス温度に依存した、排ガス中での笑気ガス濃度を示す略図。
【図８ａ】試験例４の範囲内で測定された、時間に依存した、燃料床の上方での水濃度および窒素酸化物形成の経過を示す略図。
【図８ｂ】試験例４の範囲内で測定された、時間に依存した、燃料床の上方での笑気ガス形成および温度の経過を示す略図。
【図８ｃ】試験例４の範囲内で測定された、時間に依存した、燃料床の上方での温度分布の経過を示す略図。
【符号の説明】
【００７４】
１  燃料床、  ２  燃焼火格子、  ３  燃焼室、  ４  入口、  ５  出口、  ６  排ガス焼却帯域、  ７  一次ガス供給量、  ８  燃焼、火炎、  ９  二次ガス噴入、  １０  窒素酸化物濃度、  １１  平均発熱量、  １２  最大発熱量、  １３  二物質流ノズル、  １４  噴流、自由噴流、  １５  酸素濃度、  １６  試験時間、  １７  一次空気数、  １８  火格子供給速度、  １９  笑気ガス濃度、  ２０  排ガス焼却帯域の後方での排ガス温度、  ２１  水供給部での測定値、  ２２  参照測定値、  ２３  時刻、  ２４  温度、  ２５  水濃度  乾式、  ２６  窒素酸化物濃度経過曲線、  ２７  排ガス焼却帯域からの流出後の温度経過、  ２８  排ガス焼却帯域中での温度経過、  ２９  段階的な減少、  ３０  排ガス湿分経過曲線、  ３１  笑気ガス濃度経過曲線、  ３２  燃料輸送方向、  ３３  噴入
【図１】
2009526193.tif 000004
【図２】
2009526193.tif 000005
【図３ａ】
2009526193.tif 000006
【図３ｂ】
2009526193.tif 000007
【図４】
2009526193.tif 000008
【図５】
2009526193.tif 000009
【図６】
2009526193.tif 000010
【図７ａ】
2009526193.tif 000011
【図７ｂ】
2009526193.tif 000012
【図８ａ】
2009526193.tif 000013
【図８ｂ】
2009526193.tif 000014
【図８ｃ】
2009526193.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月12日(2008.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素酸化物（ＮＯx）の形成を一次側で減少させ、燃料が燃焼プロセスで燃焼される燃焼装置の排ガス中の一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）およびアンモニアスリップ（ＮＨ3）を同時に減少／回避させる方法であって、
この場合燃焼プロセスは、少なくとも２段階であり、燃料の燃焼ならびに燃料の燃焼の際に形成される、不完全に燃焼された排ガス成分の後燃焼を含み、
この場合燃焼プロセスの実施のために、燃焼装置は、酸素含有一次ガスによって貫流される、燃焼室（３）中の燃料を燃焼させるための少なくとも１つの燃料床（１）および後接続された、不完全に燃焼された排ガス成分を後燃焼させるための排ガス焼却帯域（６）を有し、
この場合そのために排ガス焼却帯域（６）中に酸素含有二次ガスが導入され、この場合燃料床（１）は、複数の燃料床領域（Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4）を含み、これらの燃料床領域には、燃料が連続的に通過し、それぞれ燃料床領域（Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4）１つにつき個別的に一次ガスが供給され、
この場合燃料床（１）の表面と排ガス焼却帯域（６）との間で排ガスの発熱量は減少され、そのために個々の燃料床領域（Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4）からの排ガス部分流が軸方向で混合され、これは、水−ガス混合物を１つ以上の自由噴流で燃料床（１）の表面の上方および排ガス焼却帯域（６）の前方に噴入することによって行なわれ、この場合この自由噴流は、全ての燃料床領域（Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4）の排ガス部分流を軸方向で突き抜けることを特徴とする前記方法。
【請求項２】
燃焼プロセスを、それぞれ一次ガスの個々の供給量を有する、多数の順次に配置された燃料床領域を有する燃料床を備えた燃焼室を含む火格子燃焼装置中で行なう、請求項１記載の方法。
【請求項３】
水−ガス混合物は、水-空気混合物、水-排ガス混合物または水-水蒸気混合物からなる、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
自由噴流の発生を１５゜未満の噴流角度を有する二物質流ノズルにより行なう、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
噴流により供給されるガス量は、全体の燃焼空気量の１０％を上廻らない、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
自由噴流により供給される水量は、排ガス中の必要とされるＮＯ濃度によって排ガス焼却帯域の後方で測定され、排ガス中での９５０℃の最小温度によって排ガス焼却帯域の後方で制限されるかまたは排ガス中の最大Ｎ2Ｏ濃度は、排ガス焼却帯域の後方で５ｍｇ／Ｎｍ3に制限される、請求項３から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
一次ガス供給量の調節による排ガス焼却帯域の前方での排ガス発熱量の減少は、固定床焼却帯域中で化学量論的量が１未満に調節されるように行なわれる、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
化学量論的量を特に０．７〜０．９に調節する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
排ガス焼却帯域の前方での排ガス発熱量の減少は、燃料床中での輸送速度の調節により行なわれ、この場合には、前方の火格子の半分（Ｐ1、Ｐ2）で、後方の火格子の半分（Ｐ3、Ｐ4）よりも少なくとも３０％、特に５０％高い輸送速度が存在し、この場合火格子上での固体の全部の滞留時間は、１％未満の残留炭素濃度を有する火格子灰分の十分に高い焼却が保証されるように定められている、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
窒素酸化物（ＮＯx）の形成を一次側で減少させ、燃焼装置の排ガス中の一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）およびアンモニアスリップ（ＮＨ3）を同時に減少／回避させる請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法を実施するための装置であって、
ａ）燃焼室（３）中の燃焼火格子（２）上で燃料を燃焼させるための、酸素含有一次ガスによって貫流される燃料床（１）と、この場合この燃料床(1)は、それぞれ一次ガスの個別的な供給を装備している燃料床領域（Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4）を含み、
ｂ）燃焼室に後接続された、不完全に燃焼された排ガス成分を後燃焼させるための排ガス焼却帯域（６）と、
ｃ）酸素含有二次ガスを排ガス焼却帯域（６）中に導入するための手段と、ならびに
ｄ）水−ガス混合物を１つ以上の自由噴流で燃料床（１）の表面の上方および排ガス焼却帯域（６）の前方に噴入するための手段とを含み、この場合この１つ以上の自由噴流は、全ての燃料床領域（Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4）の排ガス部分流を軸方向に突き抜ける、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法を実施するための装置。
【国際調査報告】
2009526193.tif 000016
2009526193.tif 000017
2009526193.tif 000018
2009526193.tif 000019