TW202436795A - 加熱爐的操作方法以及加熱爐 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種加熱爐的操作方法以及加熱爐，可使用可抑制二氧化碳的排出的氨作為加熱爐的燃燒用燃料，並且可降低氮氧化物與未燃氨向加熱爐外排出的量。本發明的加熱爐的操作方法包括：第一燃燒器加熱步驟，將含有氨的第一燃料氣體藉由所述第一燃料氣體相對於理論空氣量的空氣比為0.9～1.0的燃燒用空氣實施燃燒器加熱；第二燃燒器加熱步驟，將含有氨的第二燃料氣體藉由所述第二燃料氣體相對於理論空氣量的空氣比較所述第一燃料氣體相對於理論空氣量的空氣比低的空氣比的燃燒用空氣實施燃燒器加熱；以及空氣噴射步驟，對所述第一燃燒器加熱所產生的廢氣與所述第二燃燒器加熱所產生的廢氣的混合廢氣噴射空氣。

Description

加熱爐的操作方法以及加熱爐

本發明是有關於一種加熱爐的操作方法以及加熱爐。

在鋼鐵聯合煉鋼廠中，以自對鐵礦石進行還原而製造鐵水的高爐的爐頂排出的高爐氣體為代表，將在轉爐或煉焦爐中產生的副生氣體有效利用作為燃料氣體。然而，近年來伴隨削減二氧化碳排出量的要求，正要求用以降低該些副生氣體的使用量的燃燒技術。例如，即便在鋼鐵聯合煉鋼廠的熱軋線或厚板滾軋線等中進行鋼材加熱的鋼材用加熱爐中，亦要求降低副生氣體的使用量以削減二氧化碳的排出量。此時，作為鋼材用加熱爐的燃料氣體，利用氨的技術備受矚目。即，不含碳元素的氨即便是燃燒亦主要僅產生水與氮，因此二氧化碳排出量的削減效果大，被期望用於適用於鋼材用加熱爐的技術開發。

另一方面，若使用氨作為加熱爐的燃料，則在生成氮氧化物（NOx）方面成為問題。氮氧化物對人體有害，並且成為光化學煙霧或酸雨的原因，因此成為法律上的排出限制對象。

因此，為了解決該些問題，提出有加熱技術。 專利文獻1中揭示了一種鍋爐，其包括：燃燒裝置，可將氨作為燃料而在火爐中燃燒；以及煙道，對燃料被燃燒而產生的燃燒氣體進行導引，且所述鍋爐包括噴射部，所述噴射部在較燃燒裝置更靠燃燒氣體的下游位置設置於火爐及煙道的至少一者，並且將氨作為還原劑而朝向火爐或者煙道的俯視中央部進行噴射。 藉此，可將氨供給至火爐的中心部，即便是少量的氨，亦能作為還原劑來對氮氧化物進行還原。

而且，專利文獻2中揭示了一種鍋爐，其包括：燃燒器，用於使化石燃料在火爐內燃燒；追加空氣供給部，在火爐內的燃燒氣體的流動方向上設於燃燒器的下游側；以及氨燃料供給部，相對於追加空氣供給部而在燃料氣體的流動方向的上游側將氨燃料供給至火爐。 藉此，在包括追加空氣供給部的兩級燃燒鍋爐中，只要在較追加空氣供給部更靠上游側的位置投入氨燃料，在火爐內的還原環境區域中，氨燃料的氮成分便會被還原為N ₂，從而可抑制氮氧化物的生成。 [現有技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2019-086191號公報 專利文獻2：日本專利特開2018-076985號公報

[發明所欲解決之課題] 然而，若欲將所述以往技術適用於用於鋼材等的加熱的加熱爐，則會產生如下所述的問題。

專利文獻1所揭示的技術是將鍋爐等燃燒裝置作為對象，在燃燒氣體的流動方向上的下游側噴射氨，藉此對在燃燒裝置中產生的氮氧化物進行還原。此時，與在燃燒裝置中產生的燃燒氣體的流量相比，為了對氮氧化物進行還原而噴射的氨的噴射量為極少量，因此即便朝向火爐的中心部噴射氨，亦有時不會與燃燒氣體中所含的氮氧化物均勻混合。其結果，有時無法有效地還原燃燒氣體中所含的氮氧化物。因此，產生下述問題：作為還原劑的氨未燃燒而直接被排出至火爐的外部。在用於對鋼材等被加熱體進行加熱的加熱爐中，與鍋爐之類的燃燒裝置不同，一般包括用於對加熱爐裝入/抽出被加熱體的開閉門。 此時會產生下述問題：當加熱爐的開閉門開口時，具有毒性的未燃燒的氨（亦稱作「未燃氨」）被排出至加熱爐的外部，從而導致加熱爐外部的環境發生惡化。

專利文獻2亦是將鍋爐等燃燒裝置作為對象，在火爐內的還原環境區域中藉由氨來還原氮氧化物。專利文獻2中揭示了：為了在火爐內形成還原環境區域，將對燃燒器供給的一次空氣設為小於使化石燃料完全燃燒所需的空氣量。專利文獻2所揭示的技術中，為了進行氮氧化物的還原反應，要在火爐內確保一定的空間且需要一定的反應時間。 另一方面，在用於對鋼材等被加熱體進行加熱的加熱爐中，在加熱爐的內部不僅需要燃燒裝置（例如燃燒器），還需要用於載置裝入被加熱體的空間。與此相對，在鍋爐之類的火爐中存在下述差異，即，只要包括使燃料與燃燒用空氣產生燃燒反應所需的空間即可。 因此，若將專利文獻2所揭示的技術適用於進行被加熱體的加熱的加熱爐，則設為還原環境區域的空間擴大，結果產生下述問題：在還原環境區域的內部，氮氧化物的還原反應無法均勻地進行，從而導致未燃燒的氨被排出至加熱爐的外部。

進而，專利文獻2中揭示了：在使為了使氨燃燒而供給的空氣量相對於理論空氣量而在0.6至1.0之間變化的情況下，具有下述特性，即，所供給的空氣量和火爐出口的未燃氨的洩漏率與向NOx的轉換率相反。因此，要降低氮氧化物（NOx）與未燃氨這兩者，必須在狹窄的範圍內控制一次空氣比，易因加熱爐內的操作條件的變化導致氮氧化物或未燃氨被排出至外部。

本發明是為了解決以往技術所存在的所述問題而完成，其目的在於提供一種加熱爐的操作方法以及加熱爐，可使用可抑制二氧化碳的排出的氨作為加熱爐的燃燒用燃料，並且可降低氮氧化物與未燃氨向加熱爐外排出的量。 [解決課題之手段]

有利地解決所述課題的本發明的加熱爐的操作方法如以下般構成。

[1]一種加熱爐的操作方法，包括：第一燃燒器加熱步驟，藉由含有氨的第一燃料氣體、及相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比為0.9～1.0的燃燒用空氣實施燃燒器加熱；第二燃燒器加熱步驟，藉由含有氨的第二燃料氣體、及相對於所述第二燃料氣體的理論空氣量的空氣比較相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比低的空氣比的燃燒用空氣實施燃燒器加熱；以及空氣噴射步驟，噴射空氣。 [2]如所述[1]的加熱爐的操作方法，其中，所述空氣噴射步驟是對藉由所述第一燃燒器加熱步驟而生成的廢氣與藉由所述第二燃燒器加熱步驟而生成的廢氣混合而成的混合廢氣噴射空氣。 [3]如所述[1]或[2]的加熱爐的操作方法，其中，所述第二燃燒器加熱步驟中，相對於所述第二燃料氣體的理論空氣量的空氣比小於0.9。 [4]如所述[1]或[2]的加熱爐的操作方法，其中，所述第一燃料氣體及所述第二燃料氣體中的至少一者使用氨與煤氣的混合氣體來進行燃燒器加熱。 [5]如所述[3]的加熱爐的操作方法，其中，所述第一燃料氣體及所述第二燃料氣體中的至少一者使用氨與煤氣的混合氣體來進行燃燒器加熱。

有利地解決所述課題的本發明的加熱爐如以下般構成。 [6]一種加熱爐，包括：兩個以上的燃燒器設備，使用含有氨的燃料氣體實施燃燒器加熱；空氣比調整部，調整對所述兩個以上的燃燒器設備供給的燃燒用空氣的、相對於所述燃料氣體的理論空氣量的各空氣比；控制部，將對所述兩個以上的燃燒器設備中的至少一個燃燒器設備供給的燃燒用空氣的空氣比控制為與對其他燃燒器設備供給的燃燒用空氣的空氣比不同的空氣比；以及空氣噴射設備，對自所述兩個以上的燃燒器設備排出的廢氣的混合廢氣噴射空氣。 [7]如所述[6]的加熱爐，其中，所述燃燒器設備具有：第一燃燒器設備，藉由經所述空氣比調整部調整了空氣比的含有氨的第一燃料氣體、及相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比為0.9～1.0的燃燒用空氣實施燃燒器加熱；以及第二燃燒器設備，藉由含有氨的第二燃料氣體、及相對於所述第二燃料氣體的理論空氣量的空氣比較相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比低的空氣比的燃燒用空氣實施燃燒器加熱，沿著所述加熱爐的內部的氣流，自所述氣流的上游側起依序配置有所述第一燃燒器設備、所述第二燃燒器設備、所述空氣噴射設備。 [8]如所述[6]的加熱爐，其中，所述加熱爐包括供所述混合廢氣排出的開口部，所述空氣噴射設備配置於較所述第一燃燒器設備及所述第二燃燒器設備更靠近所述開口部的位置。 [發明的效果]

根據本發明，藉由使用氨作為加熱爐的燃燒用燃料，可抑制二氧化碳的排出，並且可降低因氨的燃燒所生成的氮氧化物與未燃氨朝向加熱爐外的排出。

以下，對本實施方式的加熱爐進行說明。 ＜加熱爐＞ 本發明的實施方式的加熱爐是包括使作為加熱用熱源的燃料氣體燃燒的燃燒器，在內部裝入被加熱體而使其升溫至規定溫度為止的設備。被加熱體主要是以金屬為對象，但既可為鐵系金屬，亦可為非鐵系金屬。被加熱體的加熱溫度為700℃～1400℃。 圖1、圖2表示了將被加熱體設為鋼材的本實施方式的加熱爐的一例。例如，被用於鋼材的熱軋線的加熱爐是為了將所鑄造的板坯（slab）加熱至規定的加熱溫度（1100℃～1300℃左右）而使用。

圖1所示的加熱爐1包括：裝入部30，裝入作為被加熱體的鋼材S（板坯）；以及搬出部31，搬出（抽出）經加熱的鋼材S。例如，利用連續鑄造線所製造的鋼材S被搬送至加熱爐的裝入側的堆放場（yard），並按照熱軋線等的生產排程而自裝入部30裝入至加熱爐1。加熱爐1的內部被分割為多個帶區域，在上游側多包含被分割為兩個～八個帶區域的加熱帶與一個～三個均熱帶。在加熱爐1的內部，一般包括載置鋼材S的固定滑道（skid）33與用於搬送鋼材S的移動滑道32。包括固定滑道33及移動滑道32的加熱爐被稱作走動樑（walking beam）式連續加熱爐。

在加熱爐的操作中，加熱爐內部的每個帶區域被控制為不同的環境溫度，裝入至加熱爐1的鋼材S的平均溫度逐漸上升。藉此，鋼材S被控制為規定的目標加熱溫度（自加熱爐抽出時的板坯的目標溫度）。達到目標溫度的鋼材S通過搬出部31而供於熱軋。

在加熱爐1內部，沿著鋼材S的搬送方向（鋼材移動方向100）配設有多個燃燒器。燃燒器B是為了藉由燃燒來使加熱爐的內部升溫而配置。當藉由燃燒器而加熱爐的內部升溫時，藉由來自加熱爐的爐壁的輻射，鋼材的溫度上升。而且，有時在加熱爐的內部產生環境氣體的流動，鋼材藉由對流而升溫。進而，亦可藉由燃燒器的火焰直接接觸鋼材來使鋼材升溫。總之，燃燒器是藉由使作為加熱用熱源的燃料氣體燃燒而使加熱爐的內部升溫，從而使加熱爐內部的被加熱材升溫。

加熱爐1內部除了自燃燒器放出火焰的空間以外，還包括用於載置搬送被加熱材的空間。因此，特徵在於，與使內部產生燃燒反應為目的的鍋爐等相比，相對於投入至爐內的燃燒能量的爐內體積大。氣渦輪機（gas turbine）、粉煤鍋爐、油氣鍋爐中的每單位燃燒能量的爐內容積（m ³/MW）的代表值例如為：氣渦輪機為2 m ³/MW，粉煤鍋爐為6 m ³/MW，油氣鍋爐為2 m ³/MW。與此相對，加熱爐大至10 m ³/MW～16 m ³/MW左右，例如，被用於鋼材的熱軋線的加熱爐中為11 m ³/MW～13 m ³/MW左右。

在加熱爐1的操作中，裝入部30與搬出部31的門（開閉門）成為關閉的狀態，內部產生較大氣高的壓力。在進行鋼材S的裝入與搬出時，門暫時開放。當門開放時，在加熱爐內部的壓力與門的附近產生壓力差，因此加熱爐內部的燃燒氣體自壓力高處朝向壓力低處流動。在加熱爐1的門正開口的狀態下，多沿燃燒氣體通過開口部而排出至加熱爐1的爐外的方向產生燃燒氣體的流動。

圖2是表示加熱爐1的剖面的圖。燃燒器B多在加熱爐1的內部分別配置於鋼材S的上表面側與下表面側，以免產生鋼材S的上表面與下表面的溫度差。而且，多配置於鋼材S的搬送方向的兩側，以免產生鋼材S的前端S1與尾端S2的溫度差。

本實施方式的加熱爐1是如下所述的加熱爐，其包括：兩個以上的燃燒器設備，使用含有氨的燃料氣體實施燃燒器加熱；空氣比調整部，調整對兩個以上的燃燒器設備供給的燃燒用空氣的、相對於所述燃料氣體的理論空氣量的各空氣比；控制部，將對兩個以上的燃燒器設備中的至少一個燃燒器設備供給的燃燒用空氣的空氣比控制為與對其他燃燒器設備供給的燃燒用空氣的空氣比不同的空氣比；以及空氣噴射設備，對自兩個以上的燃燒器設備排出的廢氣的混合廢氣噴射空氣。 ＜燃燒器設備＞ 較佳為具有：第一燃燒器設備，藉由含有氨的第一燃料氣體、及相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比為0.9～1.0的燃燒用空氣實施燃燒器加熱；以及第二燃燒器設備，藉由含有氨的第二燃料氣體、及相對於所述第二燃料氣體的理論空氣量的空氣比較相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比低的空氣比的燃燒用空氣實施燃燒器加熱。

而且，本實施方式的加熱爐1中，配置於內部的燃燒器B中的至少一個是將含有氨的第一燃料氣體藉由燃燒用空氣進行燃燒器加熱的第一燃燒器設備，其他燃燒器B中的至少一個是將含有氨的第二燃料氣體藉由燃燒用空氣進行燃燒器加熱的第二燃燒器設備。

使用圖3來說明第一燃燒器設備及第二燃燒器設備。圖3是將位於圖1所示的加熱爐1的單側側面的爐壁35的一部分包含在內而自上表面觀察加熱爐1的第一燃燒器設備2、第二燃燒器設備3、空氣噴射設備4的配置的圖。

第一燃燒器設備2使用含有氨氣作為燃料氣體的第一燃料氣體5與燃燒用空氣12來進行向爐內噴射火焰的第一燃燒器加熱。第一燃燒器設備2包括：第一燃燒器噴嘴7，用於向爐內噴射火焰；第一燃料氣體供給系統14，將第一燃料氣體5供給至第一燃燒器噴嘴7；以及燃燒用空氣供給系統18，將燃燒用空氣12供給至第一燃燒器噴嘴7。第一燃燒器噴嘴7例如為雙重管的噴嘴，自內側朝向爐內噴射第一燃料氣體5，外側被供給燃燒用空氣12。藉此，形成第一燃料氣體5與燃燒用空氣12混合的可燃性混合體，而自第一燃燒器噴嘴7的前端部朝向加熱爐1內部噴射火焰。

第二燃燒器設備3可設為與第一燃燒器設備2同樣的結構。第二燃燒器設備3使用含有氨氣作為燃料氣體的第二燃料氣體6與燃燒用空氣12來進行向爐內噴射火焰的第二燃燒器加熱。第二燃燒器設備3包括：第二燃燒器噴嘴8，用於向爐內噴射火焰；第二燃料氣體供給系統15，將第二燃料氣體6供給至第二燃燒器噴嘴8；以及燃燒用空氣供給系統19，將燃燒用空氣12供給至第二燃燒器噴嘴8。第二燃燒器噴嘴8例如亦使用雙重管的噴嘴，自內管朝向爐內噴射第二燃料氣體6，自外管供給燃燒用空氣12。藉此，形成第二燃料氣體6與燃燒用空氣12混合的可燃性混合體，而自第二燃燒器噴嘴8的前端部朝向加熱爐1內部噴射火焰。

而且，對於第一燃燒器設備2與第二燃燒器設備3，亦可使用具備對自燃燒器噴嘴噴射的燃料氣體進行攪拌的功能的渦流式燃燒器、或者沿切線方向對燃燒筒吹入燃料氣體及燃燒用空氣而使燃燒筒內形成環繞流來進行燃燒的管狀火焰燃燒器。

第一燃料氣體5與第二燃料氣體6均使用含有氨的燃料氣體。既可將氨氣作為單體而用於燃料氣體，亦可將使氨氣與其他燃料混合的混合氣體用於燃料氣體。第一燃料氣體5與第二燃料氣體6中，氨氣的混合比率既可不同，亦可相同。進而，組成混合氣體的其他燃料在第一燃料氣體5與第二燃料氣體6中既可不同，亦可相同。但由於存在向加熱爐1供給燃料氣體的供給設備變得複雜而設備成本增加的可能性，因此經濟的是第一燃料氣體5與第二燃料氣體6使用含有氨的同一燃料氣體。

氨氣為難燃性燃料，比一般的燃料難以著火且燃燒速度亦慢。為了提高燃燒的穩定性，可使用與其他燃料進行了混合的混合氣體。混合至氨氣中的燃料較佳為煤氣。所謂煤氣，是指可自煤獲得的氣體。煤氣較佳為包含煉焦爐氣體、高爐氣體、轉爐氣體、電爐氣體的任一種。該些為煉鋼廠中生成的副生氣體，有使氨氣的燃燒穩定化的效果。高爐氣體是在高爐中對鐵礦石進行還原而製造鐵水時的副生氣體。煉焦爐氣體是為了製造焦炭而對煤進行高溫乾餾所生成的副生氣體。轉爐氣體是在轉爐中的製鋼步驟中產生的副生氣體。所謂電爐氣體，是指因電爐中的輔助燃料（滲碳劑）的不完全燃燒而生成的氣體。作為構成混合氣體的煤氣，可使用適當混合有高爐氣體、煉焦爐氣體、轉爐氣體的氣體（有時稱作M氣體）。其原因在於，藉由混合發熱量不同的煤氣，供給被加熱體的加熱所需的熱量而進行穩定的加熱爐的操作。

本實施方式是將圖3所示的第一燃燒器設備2中所用的第一燃料氣體5與第二燃燒器設備3中所用的第二燃料氣體6均設為氨氣與煤氣的混合氣體的示例。 第一燃料氣體供給系統14連接有氨氣供給系統25與煤氣供給系統27，氨氣10與煤氣11在混合部16中經混合而供給至第一燃燒器噴嘴7。在氨氣供給系統25與煤氣供給系統27的中途，可包括對各氣體向混合部16的供給量進行調整的流量調整閥53、及用於測定供給流量的流量計52。藉此，可調整混合氣體中所含的氨氣與煤氣的混合比率。 第二燃料氣體供給系統15亦連接有氨氣供給系統26與煤氣供給系統28，氨氣10與煤氣11在混合部17中經混合而供給至第二燃燒器噴嘴8。第二燃燒器設備3亦可在氨氣供給系統26與煤氣供給系統28的中途包括用於對氨氣10與煤氣11向混合部17的供給量進行調整的流量調整閥53、及用於測定供給流量的流量計52。

混合部（16、17）是指煤氣供給系統（27、28）的供給配管與氨氣供給系統（25、26）的供給配管匯流的部分。氨氣10與煤氣11自各自的供給配管供給並匯流，藉此，即便不設特別的攪拌機構亦可進行混合。混合部（16、17）只要在該些供給配管匯流的部分構成為一定的空間即可。但混合部（16、17）可包括靜態混合器（static mixer）等靜態混合機器或者具備攪拌功能的動態混合器。這在生成煤氣與氨氣更均勻地混合的混合氣體方面較佳。

在第一燃燒器設備2的燃燒用空氣供給系統18與第二燃燒器設備3的燃燒用空氣供給系統19的中途，亦可包括對供給至第一燃燒器噴嘴7及第二燃燒器噴嘴8的燃燒用空氣12的流量進行調整的流量調整閥53、及用於測定供給流量的流量計52。第一燃燒器設備2與第二燃燒器設備3的燃燒用空氣的量受到調整，從而第一燃燒器設備2與第二燃燒器設備3各自的燃燒器加熱中的空氣比的調整變得容易。

對於第一燃燒器設備2中所用的燃燒用空氣與第二燃燒器設備3中所用的燃燒用空氣，可自燃燒用空氣供給系統供給自大氣中收集的空氣。但可將去除了空氣中的氮或添加了純氧等而進行了改性的空氣適用於燃燒用空氣12。藉由增加燃燒用空氣的含氧量，可促進燃料氣體的氧化反應，降低自燃燒用空氣供給系統供給的燃燒用空氣的流量，因此可降低泵等的消耗電力。而且，藉由降低燃燒用空氣的含氧量，可將加熱爐的爐內環境設為還原性環境，促進氮氧化物的還原。

＜空氣噴射設備＞ 本實施方式的加熱爐1除了所述的第一燃燒器設備2及第二燃燒器設備3以外，還包括空氣噴射設備4，所述空氣噴射設備4對自第一燃燒器設備2排出的廢氣21與自第二燃燒器設備3排出的廢氣22混合的混合廢氣23噴射空氣。 空氣噴射設備4與空氣供給系統29相連接，自空氣噴射噴嘴9朝向爐內噴射空氣13。在空氣供給系統29的中途，可包括對供給至空氣噴射噴嘴9的空氣13的流量進行調整的流量調整閥53、及用於測定供給流量的流量計52。藉此，可調整對第一燃燒器設備2的廢氣與第二燃燒器設備3的廢氣的混合廢氣噴射的空氣噴射的量，促進混合廢氣中所含的氮氧化物的還原反應。

自空氣噴射設備4噴射的空氣可使用自大氣中收集的空氣。但亦可將去除了空氣中的氮或添加了純氧等而進行了改性的空氣經由空氣供給系統29供給至空氣噴射噴嘴9。藉由增加空氣13的含氧量，促進混合廢氣23中所含的氮氧化物的還原反應。

＜加熱爐的燃燒器設備的配置＞ 對加熱爐的燃燒器設備的配置進行說明。本實施方式的加熱爐中，沿著加熱爐內部的氣流，自氣流的上游側起依序配置將相對於第一燃料氣體的空氣比設為0.9～1.0而進行燃燒器加熱的第一燃燒器設備、以相對於第二燃料氣體的空氣比較相對於第一燃料氣體的空氣比小的空氣比來進行燃燒器加熱的第二燃燒器設備、對自第一燃燒器設備排出的廢氣與自第二燃燒器排出的廢氣的混合廢氣噴射空氣的空氣噴射設備。 其原因在於認為，藉由對NOx與未燃氨的混合氣體注入氧，借助氨的NOx的還原反應得到促進，從而可降低自加熱爐排出的NOx及未燃氨。 而且，在作為加熱爐而包括排出燃燒氣體的開口部的情況下，較佳為空氣噴射裝置配置於較第一燃燒器設備及第二燃燒器設備更靠近開口部的位置。

圖7表示本實施方式的加熱爐的結構的一例。圖7所示的加熱爐包括：裝入部30，用於將被加熱體裝入至加熱爐；搬出部31，用於搬出被加熱體；以及煙道34，用於自加熱爐1的內部將廢氣（燃燒氣體）排出至加熱爐外。裝入部30成為將被加熱體裝入至加熱爐時暫時開口的開口部。搬出部31亦成為自加熱爐搬出被加熱體時暫時開口的開口部。 另一方面，煙道34是為了自加熱爐1的內部排出廢氣而調整加熱爐內的壓力以免其變得過大而設，為朝加熱爐的外部局部開放，因此始終開口的開口部。因此，在圖7所示的加熱爐1的內部，至少產生有自加熱爐內部朝向煙道34的燃燒氣體的氣流。

本實施方式中，自朝向煙道34的燃燒氣體的氣流的上游側起，第一燃燒器設備2、第二燃燒器設備3、空氣噴射設備4依此順序配置。圖7所示的示例中，在加熱爐1的搬送方向的中央附近，在被加熱體的上側及下側配置有第一燃燒器設備2。在第一燃燒器設備2的燃燒氣流的下游側，在被加熱體的上側配置有一台第二燃燒器設備3，在下側配置有兩台第二燃燒器設備3。並且，沿著燃燒氣體的氣流F，在第二燃燒器設備3的下游側配置有空氣噴射設備4。

該圖7中，第一燃燒器設備2將相對於第一燃料氣體的空氣比設為0.9～1.0來進行燃燒器加熱，第二燃燒器設備3以相對於第二燃料氣體的空氣比較相對於第一燃料氣體的空氣比小的空氣比來進行燃燒器加熱。其結果，更多地包含氮氧化物的廢氣21沿著燃燒氣體的氣流F而在加熱爐內移動，與更多地包含未燃氨的廢氣22混合而生成混合廢氣23。混合廢氣23沿著燃燒氣體的氣流F而在加熱爐內移動，朝向作為開口部的煙道34進一步移動。空氣噴射設備4配置於較第一加熱設備2及第二加熱設備3更靠氣流中的下游側處，因此在自開口部排出混合廢氣23之前對混合廢氣23噴射空氣13。藉此，空氣13中的氧促進借助氨的氮氧化物的還原，可降低通過煙道34而排出至加熱爐外部的廢氣的氮氧化物與氨的濃度。

再者，作為加熱爐1內的燃燒器，亦可具有第一燃燒器設備2及第二燃燒器設備3以外的燃燒器設備。但第一燃燒器設備2及第二燃燒器設備3以外的燃燒器設備（稱作第三燃燒器設備）是使用不含氨的燃料進行燃燒器加熱的設備。第三燃燒器設備不排出氮氧化物與未燃氨，或者即便排出，但只要氮氧化物及未燃氨的排出量比第一燃燒器設備或第二燃燒器設備低（例如1/10以下），則不會對混合廢氣中的氮氧化物的還原反應造成外界干擾。第三燃燒器設備例如可進行將煤氣作為燃料氣體的燃燒器加熱。

圖8表示本實施方式的加熱爐的結構。圖8所示的加熱爐中配置有兩個燃燒器設備（44A、44B）與空氣噴射設備4。兩個燃燒器設備（44A、44B）可為具有相同結構的燃燒器設備，供給至燃燒器設備44的燃料氣體45亦可使用相同者。

在燃燒器設備44中設有空氣比調整部40，與兩個燃燒器設備（44A、44B）對應的空氣比調整部40連接於控制部42。空氣比調整部40具備針對每個燃燒器設備44來調整燃燒用空氣相對於燃料氣體45的空氣比的功能。 例如，空氣比調整部40對作為燃料氣體45而供給至燃燒器噴嘴的燃料氣體的流量進行測定，根據所測定的燃料氣體45的流量與燃料氣體45的燃料成分，來算出用於使燃料氣體45完全燃燒的理論空氣量。並且，基於針對每個燃燒器設備（44A、44B）所設定的空氣比，對配置於燃燒用空氣供給系統中的流量調整閥的開度進行調整，藉此，針對每個燃燒器設備（44A、44B）來設定燃燒器加熱的空氣比。

控制部42給予各個燃燒器設備（44A、44B）的空氣比調整部40中的空氣比的設定值。控制部42以其中一個燃燒器設備44A的空氣比成為0.9～1.0的方式來對空氣比調整部40給予空氣比的設定值。控制部42以另一個燃燒器設備44B以較所述其中一個燃燒器設備44A的空氣比小的空氣比來進行燃燒器加熱的方式來對空氣比調整部40給予空氣比的設定值。 此時，如圖8的各設備的配置關係所示，控制部42可將配置於距空氣噴射設備4遠的位置的燃燒器設備44A的空氣比設定為0.9～1.0，將配置於靠近空氣噴射設備4的位置的燃燒器設備44B的空氣比設定為較配置於距空氣噴射設備4遠的位置的燃燒器設備44A的空氣比小。

配置於距空氣噴射設備4遠的位置且空氣比被設定為0.9～1.0的燃燒器設備44A作為第一燃燒器設備2發揮功能，並且配置於靠近空氣噴射設備4的位置的燃燒器設備44B作為第二燃燒器設備3發揮功能。 因此，藉由包括包含空氣比調整部40的兩個燃燒器設備（44A、44B）與對他們的空氣比進行設定的控制部42，可生成含有氮氧化物與未燃氨的混合廢氣23，藉由空氣噴射設備4來促進借助氨的氮氧化物的還原反應。

接下來，對本實施方式的加熱爐的操作方法進行說明。 ＜加熱爐的操作方法＞ 本實施方式是一種加熱爐的操作方法，包括：第一燃燒器加熱步驟，藉由含有氨的第一燃料氣體、及相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比為0.9～1.0的燃燒用空氣實施燃燒器加熱；第二燃燒器加熱步驟，藉由含有氨的第二燃料氣體、及相對於所述第二燃料氣體的理論空氣量的空氣比較相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比低的空氣比的燃燒用空氣實施燃燒器加熱；以及空氣噴射步驟，噴射空氣。

在加熱爐中，藉由使含有氨的燃料氣體燃燒而產生氮氧化物，生成氮氧化物與氨共存的混合廢氣，繼而對所生成的混合廢氣噴射含有氧的空氣。其結果，借助氨的氮氧化物的還原反應得到促進。氨藉由空氣中的氧而氧化，經氧化的氨分解氮氧化物。藉此，氨亦與混合廢氣中所含的氮氧化物一同被分解而無害化。 之所以將第一燃燒器加熱與第二燃燒器加熱這兩個燃燒器加熱加以組合，是因為：在第一燃燒器加熱的廢氣中相對較多地含有氮氧化物，在第二燃燒器加熱的廢氣中相對較多地含有未燃氨，藉由將他們混合，生成氮氧化物與氨共存的混合廢氣。

使用圖3所示的第一燃燒器加熱2、第二燃燒器設備3及空氣噴射設備4來說明加熱爐的操作方法。 本實施方式中，進行如下所述的第一燃燒器加熱，即，藉由含有氨的第一燃料氣體5、及相對於第一燃料氣體5的理論空氣量的空氣比（有時簡稱作空氣比）為0.9～1.0的燃燒用空氣12進行燃燒器加熱。此處，所謂理論空氣量，是指使燃料氣體完全燃燒所需的空氣量。而且，所謂相對於理論空氣量的空氣比，是指作為燃燒用空氣而供給至燃燒器設備的空氣量相對於使燃料氣體完全燃燒所需的空氣量之比。

之所以將第一燃燒器加熱的空氣比設為0.9～1.0，是為了使第一燃燒器加熱的廢氣21中含有氮氧化物。若第一燃燒器加熱的空氣比小於0.9，則氨氣的燃燒被抑制，在第一燃燒器加熱所產生的廢氣21中，與氮氧化物相比，未燃氨的量會增加。另一方面，若第一燃燒器加熱的空氣比超過1.0，則第一燃料氣體中所含的氨的燃燒受到促進，廢氣21中的氮氧化物的量會變得過多，從而難以使混合廢氣23中的氮氧化物充分還原。 再者，藉由將第一燃燒器加熱的空氣比設為0.9～1.0而生成的廢氣21中所含的氮氧化物的濃度為400 ppm～5000 ppm左右。第一燃燒器加熱的廢氣21中有時亦含有未燃氨，但其濃度在空氣比為0.9時為5 ppm以下，在空氣比為0.95～1.0的情況下大致為零。藉此，在第一燃燒器加熱所產生的廢氣21中含有相對較多的氮氧化物。

另一方面，本實施方式中，進行如下所述的第二燃燒器加熱，即，藉由含有氨的第二燃料氣體、及相對於第二燃料氣體的理論空氣量的空氣比較相對於第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比低的空氣比的燃燒用空氣進行燃燒器加熱。 這是為了使第二燃燒器加熱的廢氣22相對較多地含有未燃氨。若第二燃燒器加熱的空氣比為第一燃燒器加熱的空氣比以上，則借助廢氣22中所含的未燃氨來還原廢氣21中的氮氧化物的效果會下降。

第二燃燒器加熱較佳為，相對於第二燃料氣體的理論空氣量的空氣比小於0.9。其原因在於，第二燃燒器加熱的廢氣22中所含的未燃氨的量增加而促進對混合廢氣23中的氮氧化物的還原反應。第二燃燒器加熱的空氣比的下限設為0.7。若第二燃燒器加熱的空氣比小於0.7，則第二燃燒器加熱的燃燒會變得不穩定。

再者，在第二燃燒器加熱的廢氣22中有時會包含氮氧化物與未燃氨這兩者，但藉由使第二燃燒器加熱的空氣比小於第一燃燒器加熱的空氣比，從而在廢氣22中含有較廢氣21多的未燃氨。進而，藉由將第二燃燒器加熱的空氣比設為0.7以上且小於0.9，可將廢氣22中所含的未燃氨的濃度設為10 ppm～24000 ppm。第二燃燒器加熱的空氣比越小，則廢氣22中所含的未燃氨的濃度越增加，當空氣比為0.85時，未燃氨的濃度為1200 ppm左右，當空氣比為0.8時，未燃氨的濃度為6400 ppm左右。此時，儘管在廢氣22中亦含有氮氧化物，但其濃度為400 ppm以下，在空氣比為0.85的情況下下降至15 ppm左右。即，可使第二燃燒器加熱所產生的廢氣22中含有相對較多的未燃氨。

當藉由第一燃燒器加熱而對加熱爐內噴射火焰時，廢氣21在加熱爐內擴散。此時，如圖3所示，當產生加熱爐內的燃燒氣體（廢氣）的氣流時，廢氣21會沿著加熱爐內的氣流而朝第二燃燒器設備3的方向移動。同樣地，當藉由第二燃燒器加熱而對加熱爐內噴射火焰時，第二燃燒器加熱所產生的廢氣22亦會沿著加熱爐內的氣流而移動。其結果，相對較多地含有氮氧化物的廢氣21與相對較多地含有未燃氨的廢氣22在加熱爐內混合，生成含有氮氧化物與未燃氨這兩者的混合廢氣23。混合廢氣23中所含的氮氧化物與未燃氨的量的平衡可藉由第一燃燒器加熱的空氣比與第二燃燒器加熱的空氣比的設定來變更。而且，可藉由設定來變更進行第一燃燒器加熱的第一燃料氣體5的流量與進行第二燃燒器加熱的第二燃料氣體6的流量的比率。

本實施方式中，使用空氣噴射設備4對含有氮氧化物與未燃氨這兩者的混合廢氣23噴射空氣13。這是基於下述見解，即：借助氨的氮氧化物的還原反應藉由存在一定量的氧而得到促進。 即，藉由朝向含有氮氧化物與氨這兩者的混合廢氣23噴射空氣13，空氣13中所含的氧促進借助氨的氮氧化物的還原反應。藉此，可降低混合廢氣23中的氮氧化物與氨。對於使用空氣噴射設備4來噴射的氣體，只要是含有氧的氣體即可，亦可噴射去除了空氣中的氮或添加了純氧等而進行了改性的空氣。

圖4是用於說明對混合廢氣23噴射空氣時的化學反應的示意圖。在第一燃燒器加熱的廢氣21中，較未燃氨更多地含有藉由氨的燃燒而生成的氮氧化物。在第二燃燒器加熱的廢氣22中，較氮氧化物更多地含有燃料氣體中所含的氨氣作為未燃狀態而殘留的氨。並且，混合廢氣23處於該些氮氧化物與未燃氨經混合的狀態，對混合廢氣噴射氧。

藉此，以下的反應得到促進。即，氨（NH ₃）藉由氧受到氧化，生成NH自由基與HO ₂自由基。另一方面，混合廢氣23中所含的氮氧化物中，一氧化氮NO為主體，一氧化氮NO被NH自由基還原而生成氮與OH自由基。如此，混合廢氣23中的氮氧化物被還原。 另一方面，自空氣噴射設備4噴射的空氣13中所含的氧在混合廢氣23中含有未燃氨的期間分解氨而生成NH自由基。 即，若對混合廢氣23噴射的氧足夠，則未燃氨將被分解。而且，只要充分生成NH自由基，便可降低混合廢氣23中的氮氧化物。藉此，可降低混合廢氣23的氮氧化物與氨這兩者。

如上所述，本實施方式中，藉由對第一燃燒器加熱所產生的廢氣與第二燃燒器加熱的廢氣的混合廢氣噴射空氣，從而可有效地分解氮氧化物與未燃氨。藉此，可抑制氮氧化物或未燃氨被排出至加熱爐1的爐外。與此相對，專利文獻2所揭示的技術中，由於預先設定了用於使氨燃燒的空氣比，因此難以使氮氧化物與氨共存。而且，即便使氮氧化物與氨共存，亦難以調整他們的平衡。因此存在下述問題：即便在火爐內的燃燒氣體的流動方向上的、燃燒器的下游側設置追加空氣供給部來供給氧，亦無法有效率地推進借助氨的氮氧化物的還原反應。因此，為了推進借助氨的氮氧化物的還原反應，必須設置還原環境區域這一固定空間。 另一方面，根據所述實施方式，以第一燃燒器加熱的空氣比與第二燃燒器加熱的空氣比成為規定關係的方式進行燃燒器加熱，因此可使氮氧化物與未燃氨平衡佳地共存，從而可有效率地推進借助氨的氮氧化物的還原反應。 此時，第一燃燒器加熱所產生的廢氣21與第二燃燒器加熱所產生的廢氣22混合的混合廢氣23的氣體溫度較佳為設為700℃～1450℃。其原因在於，生成NH自由基而氮氧化物的還原反應得到促進。

關於空氣13朝向混合廢氣23的噴射，較佳為對使第二燃燒器加熱所產生的廢氣22混合於第一燃燒器加熱所產生的廢氣21中的混合廢氣23來進行。即，可先生成第一燃燒器加熱所產生的廢氣21，並使第二燃燒器加熱所產生的廢氣22混合至所生成的廢氣21。圖3及圖5所示的燃燒器設備均是相對於加熱爐內的燃燒氣體的氣流而在第一燃燒器設備2的下游側配置有第二燃燒器設備3。

與此相對，圖6中表示第二燃燒器設備3配置於第一燃燒器設備2的上游側的示例。此時，在燃燒氣體的氣流的上游側自第二燃燒器設備3生成相對較多地含有未燃氨的廢氣22。然而，若廢氣22沿著燃燒氣體的氣流靠近第一燃燒器設備2的位置，則有時會靠近自第一燃燒器設備2噴射的火焰的區域。尤其在燃燒氣體的氣流快的情況下，來自第二燃燒器設備3的廢氣22會在靠近爐壁的位置朝下游方向移動。此時，廢氣22中所含的未燃氨的一部分有時會藉由來自第一燃燒器設備2的火焰而燃燒，從而導致廢氣22中所含的未燃氨減少，並且一部分成為氮氧化物。 其結果，形成於第一燃燒器設備2的下游側的混合廢氣23中所含的未燃氨的量減少，借助氨的氮氧化物的還原反應有時會受到阻礙。

藉由以上，藉由使第二燃燒器加熱所產生的廢氣22混合至第一燃燒器加熱所產生的廢氣21而形成混合廢氣23，對其進行空氣的噴射。 因此，在加熱爐1內，沿著加熱爐內部的氣流，自氣流的上游側進行第一燃燒器加熱、第二燃燒器加熱及空氣噴射。 [實施例]

以下，基於實施例來具體說明本實施方式的效果，但本發明並不限定於該些實施例。 作為本發明的實施例，對下述示例進行說明，即，使用圖3所示的燃燒器設備，在燃燒氣體的氣流的下游側採集廢氣，對廢氣中所含的氮氧化物及未燃氨的濃度進行測定。

燃燒器設備在內部沿著燃燒氣體的氣流F（自圖3的左側朝向右側產生的流動）而自氣流的上游側起配置有第一燃燒器設備、第二燃燒器設備。並且，在沿著第二燃燒器設備的氣流的下游側包括空氣噴射設備。

對於第一燃燒器設備及第二燃燒器設備的燃料氣體，使用氨與甲烷（CH ₄）的混合氣體。圖3中，氨是自氨氣供給系統25、氨氣供給系統26供給至混合部16、混合部17，甲烷是自煤氣供給系統27、煤氣供給系統28送往混合部16、混合部17，生成氨與甲烷的混合氣體，並作為第一燃料氣體5、第二燃料氣體6而供給至燃燒器噴嘴。 但在氨氣供給系統25、氨氣供給系統26與煤氣供給系統27、煤氣供給系統28中配設有流量調整閥，對混合氣體的混合比率進行調整。而且構成為，在燃燒用空氣供給系統18、燃燒用空氣供給系統19中亦配設有流量調整閥，從而可對相對於第一燃料氣體5與第二燃料氣體6的理論空氣量的空氣比進行調整。 另一方面，構成為，含有氧的空氣自空氣噴射設備4噴射至自第一燃燒器設備排出的廢氣與自第二燃燒器排出的廢氣的混合廢氣。而且，在空氣供給系統29中配設有流量調整閥，從而可變更對混合廢氣噴射的空氣的有無（開啟/關閉）。

第一燃燒器設備及第二燃燒器設備是可輸出額定容量80萬kcal/hr的熱量的設備。第一燃燒器設備與第二燃燒器設備配置於在燃燒氣體的流動方向上相隔2 m的位置，進而在其下游側相隔2 m的位置設有空氣噴射設備。

關於對第一燃燒器設備與第二燃燒器設備供給的氨與甲烷的流量，在氨與甲烷的熱量比率為40%、60%的情況下，將氨的流量設為79 Nm ³/hr、將甲烷的流量設為51 Nm ³/hr來進行燃燒。而且，在燃料氣體中未使用氨而僅使用甲烷的情況下，甲烷的流量為84 Nm ³/hr。自空氣噴射設備噴射的空氣的流量設為0.1 Nm ³/hr。 本實施例中，變更第一燃燒器設備與第二燃燒器設備中的混合氣體的混合比率及空氣比來進行燃燒實驗，在較空氣噴射設備4為沿著燃燒氣體的氣流F的下游側採集廢氣。並且，對廢氣中所含的氮氧化物（NOx）的濃度、未燃氨（NH ₃）的濃度及二氧化碳（CO ₂）的濃度進行測定。

表1中對發明例及比較例進行了匯總。再者，對於廢氣中的二氧化碳（CO ₂）排出量，將未使用氨作為燃料氣體的以往例（製造No.3）設為基準（1.0）而在表中表示了各條件下的比率。

本實施例是使用少量燃燒器設備的燃燒實驗，因此越是如加熱爐般配置大量燃燒器設備的情況，則越成為不排出氮氧化物或未燃氨的條件。因此，氮氧化物濃度與未燃氨濃度的基準值設定得較通常的加熱爐更嚴格，將氮氧化物濃度的基準值設定為100 ppm，將未燃氨濃度的基準值設定為20 ppm。將氮氧化物濃度與未燃氨濃度的任一者超過基準值的情況視為不合格，將均為基準值以下的情況視為合格而進行判定。

以往例（製造No.3）是在第一燃燒器加熱及第二燃燒器加熱中未使用氨作為燃料氣體的示例。此時，氮氧化物及未燃氨的排出得到抑制。但與以往的燃燒器設備同樣存在二氧化碳的排出量多的問題。

比較例（製造No.4）是僅在第二燃燒器加熱中使用氨與甲烷的混合氣體，但未進行來自空氣噴射設備4的空氣噴射的示例。藉由在燃料氣體中使用氨，二氧化碳的濃度比以往例有所降低，但氮氧化物與未燃氨的排出量多。 比較例（製造No.5）是僅在第一燃燒器加熱中使用氨與甲烷的混合氣體，但未進行來自空氣噴射設備4的空氣噴射的示例。比較例（製造No.5）中，由於在第二燃燒器加熱的廢氣中不含未燃氨，因此在第一燃燒器加熱中生成的廢氣中所含的氮氧化物未被還原。而且，儘管第一燃燒器加熱的廢氣有時會含有少量的未燃氨，但未燃氨會因第二燃燒器加熱而被氧化，從而促進氮氧化物的生成。因此，在廢氣中未檢測出未燃氨，但氮氧化物的濃度增加。

比較例（製造No.6）是與第一燃燒器加熱及第二燃燒器加熱一同使氨與甲烷的混合氣體燃燒，但未進行來自空氣噴射設備4的空氣噴射的示例。此時，由於未對第一燃燒器加熱與第二燃燒器加熱所產生的混合廢氣供給氧，因此借助未燃氨的氮氧化物的還原反應未受到促進，而造成氮氧化物及未燃氨均超過基準值的結果。

比較例（製造No.7）是與第一燃燒器加熱及第二燃燒器加熱一同使氨與甲烷的混合氣體燃燒，且進行了來自空氣噴射設備4的空氣噴射的示例。但由於是第一燃燒器加熱中的空氣比超過1.0的條件，因此認為會在第一燃燒器加熱的廢氣中大量地生成氮氧化物。因此，即便在第二燃燒器加熱的廢氣中生成未燃氨，但由於混合廢氣中的氮氧化物的濃度高，因此認為廢氣中仍有氮氧化物殘留。

與此相對，發明例（製造No.1）是與第一燃燒器加熱及第二燃燒器加熱一同使氨與甲烷的混合氣體燃燒，第一燃燒器加熱中的空氣比為0.9～1.0的範圍，第二燃燒器加熱中的空氣比為較第一燃燒器加熱中的空氣比低的條件。進而，藉由空氣噴射設備4朝向第一燃燒器加熱的廢氣與第二燃燒器加熱的廢氣的混合廢氣噴射空氣。藉此，可比以往例大幅降低廢氣中所含的二氧化碳的量，並且可降低廢氣中所含的氮氧化物與未燃氨的濃度。 進而，發明例（製造No.2）中，藉由將第二燃燒器加熱中的空氣比設為小於0.9，從而既可維持與發明例1同等的未燃氨的濃度，又可降低氮氧化物的濃度。

[表1]

製造 No.	第一燃燒器加熱	第二燃燒器加熱	空氣 噴射	廢氣	備註
NH 3的 熱量比率 （%）	CH 4的 熱量比率 （%）	空氣比	NH 3的 熱量比率 （%）	CH 4的 熱量比率 （%）	空氣比	空氣噴射 的有無	氮氧化物 （ppm）	未燃氨 （ppm）	二氧化碳 排出比
1	40	60	0.95	40	60	0.92	有	65	13	0.6	發明例
2	40	60	0.95	40	60	0.88	有	55	15	0.6	發明例
3	0	100	1.10	0	100	1.10	無	40	0	1.0	以往例
4	0	100	1.10	40	60	0.95	無	500	40	0.8	比較例
5	40	60	0.95	0	100	1.10	無	600	0	0.8	比較例
6	40	60	0.95	40	60	0.88	無	200	42	0.6	比較例
7	40	60	1.10	40	60	0.88	有	300	12	0.6	比較例

1:加熱爐 2:第一燃燒器設備 3:第二燃燒器設備 4:空氣噴射設備 5:第一燃料氣體 6:第二燃料氣體 7:第一燃燒器噴嘴 8:第二燃燒器噴嘴 9:空氣噴射噴嘴 10:氨氣 11:煤氣 12:燃燒用空氣 13:空氣 14:第一燃料氣體供給系統 15:第二燃料氣體供給系統 16、17:混合部 18、19:燃燒用空氣供給系統 21、22:廢氣 23:混合廢氣 24、41:空氣噴射 25、26:氨氣供給系統 27、28:煤氣供給系統 29:空氣供給系統 30:裝入側 31:搬出部 32:移動滑道 33:固定滑道 34:煙道 35:爐壁 36:爐內 40:空氣比調整部 42:控制部 44、44A、44B:燃燒器設備 45:燃料氣體 50:NOx濃度計 51:氨濃度計 52:流量計 53:流量調整閥 54:第一空氣比調整部 55:第二空氣比調整部 100:鋼材移動方向 B:燃燒器 F:燃燒氣體的氣流 S:鋼材 S1:鋼材前端 S2:鋼材尾端

圖1是表示加熱爐的概略的結構圖。 圖2是表示自圖1的鋼材移動方向的正面觀察的、加熱爐中的燃燒器設備的配置的結構圖。 圖3是本實施方式的、包括並列配置的燃燒器設備及空氣噴射設備的加熱爐的結構圖。 圖4是用於說明加熱爐內的化學反應的示意圖。A）存在第一燃燒器加熱所產生的廢氣中的氮氧化物與未燃氨。B）存在第二燃燒器加熱所產生的廢氣中的氮氧化物與未燃氨。C）表示混合廢氣中的氮氧化物與未燃氨的化學反應。 圖5是本實施方式的、包括相向配置的燃燒器設備及空氣噴射設備的加熱爐的結構圖。 圖6是用於說明本實施方式的、包括燃燒器設備及空氣噴射設備的加熱爐的結構圖及加熱爐內的化學反應的示意圖。A）存在第一燃燒器加熱所產生的廢氣中的氮氧化物與未燃氨。B）存在第二燃燒器加熱所產生的廢氣中的氮氧化物與未燃氨。 圖7是表示本實施方式的加熱爐的概略的結構圖。 圖8是另一本實施方式的、包括具有空氣比調整部、控制部的燃燒器設備及空氣噴射設備的加熱爐的結構圖。

2:第一燃燒器設備

3:第二燃燒器設備

4:空氣噴射設備

5:第一燃料氣體

6:第二燃料氣體

7:第一燃燒器噴嘴

8:第二燃燒器噴嘴

9:空氣噴射噴嘴

10:氨氣

11:煤氣

12:燃燒用空氣

13:空氣

14:第一燃料氣體供給系統

15:第二燃料氣體供給系統

16、17:混合部

18、19:燃燒用空氣供給系統

21、22:廢氣

23:混合廢氣

24:空氣噴射

25、26:氨氣供給系統

27、28:煤氣供給系統

29:空氣供給系統

35:爐壁

36:爐內

52:流量計

53:流量調整閥

F:燃燒氣體的氣流

Claims (8)

1. 一種加熱爐的操作方法，包括： 第一燃燒器加熱步驟，藉由含有氨的第一燃料氣體、及相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比為0.9～1.0的燃燒用空氣實施燃燒器加熱； 第二燃燒器加熱步驟，藉由含有氨的第二燃料氣體、及相對於所述第二燃料氣體的理論空氣量的空氣比較相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比低的空氣比的燃燒用空氣實施燃燒器加熱；以及 空氣噴射步驟，噴射空氣。
2. 如請求項1所述的加熱爐的操作方法，其中 所述空氣噴射步驟是對藉由所述第一燃燒器加熱步驟而生成的廢氣與藉由所述第二燃燒器加熱步驟而生成的廢氣混合而成的混合廢氣噴射空氣。
3. 如請求項1或請求項2所述的加熱爐的操作方法，其中 所述第二燃燒器加熱步驟中，相對於所述第二燃料氣體的理論空氣量的空氣比小於0.9。
4. 如請求項1或請求項2所述的加熱爐的操作方法，其中 所述第一燃料氣體及所述第二燃料氣體中的至少一者使用氨與煤氣的混合氣體來進行燃燒器加熱。
5. 如請求項3所述的加熱爐的操作方法，其中 所述第一燃料氣體及所述第二燃料氣體中的至少一者使用氨與煤氣的混合氣體來進行燃燒器加熱。
6. 一種加熱爐，包括： 兩個以上的燃燒器設備，使用含有氨的燃料氣體實施燃燒器加熱； 空氣比調整部，調整對所述兩個以上的燃燒器設備供給的燃燒用空氣的、相對於所述燃料氣體的理論空氣量的各空氣比； 控制部，將對所述兩個以上的燃燒器設備中的至少一個燃燒器設備供給的燃燒用空氣的空氣比控制為與對其他燃燒器設備供給的燃燒用空氣的空氣比不同的空氣比；以及 空氣噴射設備，對自所述兩個以上的燃燒器設備排出的廢氣的混合廢氣噴射空氣。
7. 如請求項6所述的加熱爐，其中 所述燃燒器設備具有： 第一燃燒器設備，藉由經所述空氣比調整部調整了空氣比的含有氨的第一燃料氣體、及相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比為0.9～1.0的燃燒用空氣實施燃燒器加熱；以及 第二燃燒器設備，藉由含有氨的第二燃料氣體、及相對於所述第二燃料氣體的理論空氣量的空氣比較相對於所述第一燃料氣體的理論空氣量的空氣比低的空氣比的燃燒用空氣實施燃燒器加熱， 沿著所述加熱爐的內部的氣流，自所述氣流的上游側起依序配置有所述第一燃燒器設備、所述第二燃燒器設備、及所述空氣噴射設備。
8. 如請求項6所述的加熱爐，其中 所述加熱爐包括供所述混合廢氣排出的開口部， 所述空氣噴射設備配置於較所述第一燃燒器設備及所述第二燃燒器設備更靠近所述開口部的位置。