KR101311008B1 - 중앙 공기제트 버너 및 연소방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업설비용 화석연료를 연소시키는 새로운 방법 및 버너에 관한 것으로, 이 새로운 버너는 버너 화염의 중심에 산소를 공급하여 버너 화염 내에 연료가 풍부한 내부연소영역을 형성함으로써 저NOx 방출을 성취하게 된다.

Description

중앙 공기제트 버너 및 연소방법{Burner with center air jet}

도 1은 본 발명의 한 실시예를 도시한 개략적인 단면도이다.

도 2는 화살표가 공기와 미분탄의 흐름경로를 나타내는, 본 발명의 실시예를 도시한 개략도이다.

도 3은 공급덕트의 위치를 나타내는, 본 발명에 따른 버너의 외관도이다.

도 4는 본 발명의 동심적인 영역들을 나타내는, 본 발명의 실시예를 도시한 개략적인 단면도이다.

본 발명은 전체적으로 연료용 버너, 특히 새롭고 유용한 미분탄용 버너에 관한 것이며, 버너 화염의 중심에 직접 산소를 공급하여 버너 화염 내에 연료가 풍부한 내부연소영역을 형성하고 연료연소를 가속시킴으써 NOx 방출을 낮출 수 있는 연소방법에 관한 것이다.

NOx는 석탄 및 다른 화석연료의 연소동안 생성되는 부산물이다. NOx의 영향 에 관련된 환경단체들은, 미국을 포함한 여러 나라의 산업설비 및 공공전력 발전소로부터 NOx 방출의 급격한 감소에 필요한 NOx 방출의 규제법규를 촉구하고 나섰다. NOx 방출을 감소시키는 현존하는 상업적인 방법과 장치는 이전에 방출되었던 수준으로부터 NOx 방출을 낮추는 데에는 성공하였으나, 현재 알려진 방법과 장치를 넘어서는 NOx 방출 규제에 적용하기 위한 향상된 진보가 필요하게 되었다.

다양한 저NOx 버너들은 상업적으로 구입할 수 있고, 종래의 버너들과 비교할 때 NOx를 감소시키면서 미분탄과 다른 화석연료를 태우는 데에 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 버너들의 예로는, 더 뱁콕 앤드 윌콕스 컴퍼니(The Babcock & Wilcox Company)의 디알비-엑스씨엘(DRB-XCL)과 디알비-4제트(DRB-4Z) 버너가 있다. 이들 및 다른 저NOx 버너들의 공통된 구조는 제2공기를 공급하는 다중 공기영역으로 둘러싸인 축방향 석탄노즐이 있다는 것이다. 작동 동안, 제1공기의 흐름에 떠 있는 미분탄은 거의 또는 전혀 방사상으로 빗나가지 않고서 축방향 제트인 축방향 석탄노즐을 통해 노(爐) 내로 주입된다. 미분탄의 점화는 소용돌이치는 제2공기에 의해 이루어져서 들어오는 연료제트를 따라 고온의 가스들이 재순환하게 된다.

전형적으로 제2공기의 일부가 석탄노즐에 밀접한 공기영역에 공급되고, 다른 공기영역에 공급된 제2공기의 양보다 비교적 많은 양으로 소용돌이치게 되어 점화하게 된다. 버너로부터 나머지 제2공기는 덜 소용돌이치면서 버너의 훨씬 밖의 공기영역을 통해 주입되어 버너 화염으로 천천히 혼합되어서, 화염의 뿌리에다 연료가 풍부한 조건을 제공하게 된다. 이러한 조건은, 유용한 산소에 대해 경쟁하는 탄화수소의 발생을 촉진시키고, NOx를 없애도록 작용하거나 연료 중의 분자로 된 질 소의 산화가 NOx로 되는 것을 억제하게 된다.

NOx 방출은 단계적인 연소로 훨씬 더 줄어들 수 있는데, 버너는 완전연소를 위한 화학량의 산소보다 적은 산소를 공급받는다. 연료가 풍부한 환경은 버너 화염에서 일어난다. 연료가 풍부한 환경은, NOx 전구체가 산소가 희박한 환경에서 연소되지 않은 연료와 경쟁하도록 함으로써 NOx의 형성을 억제하게 된다. 그 후에, 과잉연료가 저온에서 연소되는 버너 위의 한 지점에서 보일러에 과잉산소를 공급함으로써 연소가 이루어져서, 버너 화염으로부터 떨어져 저온에서 연소가 일어날 때 열적인 NOx의 생성을 불가능하게 한다. 또한, 이러한 단계적인 연소는, 연료 중에 있는 질소의 산화(연료의 NOx)를 억제하는 연소공정 동안 산소의 농축을 줄이게 된다.

단계적인 연소를 위한 산소는 저NOx 버너를 이용하는 시스템에서 통상 2차 연소용 공기(이하 OFA:Over Fire Air)포트라 불리는 공기스테이징포트를 매개로 공기의 형태로 공급된다. 여기에 참조로 인용된 라뤼(LaRue)의 미국 특허 제5,697,306호와 동 제5,199,355호는 NOx 방출을 더욱 줄일 수 있는 공기의 단계적인 연소방법과 조합되는 저NOx 버너를 기술하고 있다.

종래의 버너들과 달리, 상기 저NOx 버너는 긴 화염을 형성하고, 높은 수준의 연소되지 않은 가연물을 생성하게 한다. 긴 화염이 노의 깊이 또는 높이와 맞지 않으면 긴 화염은 항상 바람직한 것은 아니고, 화염의 충돌이나 슬래그의 생김 또는 보일러 튜브의 부식을 일으킴으로써 보일러의 작동을 나쁘게 한다.

긴 화염은 노에서 공정이 진행될 때 연료제트에 불충분한 공기를 공급하는 것으로부터 생긴다. 저NOx 버너의 외부 공기영역으로부터 공급된 제2공기가 효과적으로 하류의 연료제트를 관통하지 못해서, 화염의 축을 따라 공기의 공급이 부족하기 때문에 연소되지 않은 연료가 잔존하게 되는 것이다. 높은 수준의 연소되지 않은 연료는 OFA를 갖춘 노 및 OFA가 없는 노 양쪽에서 바람직하지 못하다. 연소되지 않은 탄소 및 CO 형태의 연소되지 않은 가연물은 보일러의 효율을 떨어뜨리고, 추가적인 작동비용을 초래하는 한편, 그 마찰성질로 인해 연소되지 않은 미분탄은 노 자체에 바람직하지 못한 마모손상을 일으킬 수 있다.

OFA 시스템 이전의 불완전한 공기와 연료의 혼합은 과잉량의 연소되지 않은 연료가 OFA포트까지 잔존하게 할 수 있다. 많은 양의 연소되지 않은 연료가 OFA영역에서 공기와 연소하게 될 때 NOx의 형성은 증대되어서, OFA에 의한 단계적인 연소의 이득을 최소화시키거나 무효로 만든다. 덧붙여, OFA포트에서 그리고 OFA포트를 지나 연소되지 않은 연료를 완전히 연소시키기가 점차 어렵게 되어서, 작동상의 어려움과 비효율을 추가시키게 된다.

본 발명은 전형적인 저NOx로 발생되는 지연된 연소와 관련된 상기와 같은 문제점을 해결하고, 상업적으로 이용하는 보일러에서 NOx 방출을 더욱 줄일 수 있는 화석연료의 연소방법 및 새로운 버너를 제안한다.

본 발명에 따른 버너는 미분탄 또는 탄화수소 가스의 연소에 알맞다. 본 발명은 제1환형상의 영역에 의해 동심적으로 둘러싸인 축방향 영역을 구비한다. 제1 환형상의 영역은 소정의 속도로 버너에 연료를 공급하여, 버너를 나가는 연료제트를 형성하고, 이어서 산소의 존재시 연소에 의해 버너 화염을 형성하게 된다. 축방향 영역은 그 내부축을 따라 버너 화염을 관통하는 중앙 공기제트를 생성한다. 이 중앙 공기제트는 버너 화염의 중심축을 따라 산소를 공급하여, 화염이 안팎으로 구석구석 연소되게 하는 한편, 화염의 뿌리에 전체적으로 연료가 풍부한 환경을 유지하여서 NOx의 형성을 방지하게 된다.

제1환형상의 영역을 동심적으로 둘러싸는 제2환형상의 영역 및 제3환형상의 영역으로 공급된 추가적인 산소는 NOx의 형성을 더욱 줄이게 되는 한편, 연소를 가속시키는 수단을 제공한다. 제2환형상의 영역 및 제3환형상의 영역의 흐름조절장치는 연료제트의 팽창을 공기역학적으로 방지하게 된다. 이 공기역학적인 억제 속에서, 제2환형상의 영역 및 제3환형상의 영역을 나가는 공기로부터 생긴 소용돌이는 NOx의 형성을 억제하는 화염영역의 외부경계를 따라 내부 재순환영역을 형성한다. 내부 재순환영역은 화염 외부의 공기가 풍부한 외주를 따라 형성된 NOx가, 연료가 풍부한 화염심으로 다시 재순환하게 한다. 중앙 공기제트에 의해 안팎으로 구석구석 연소됨으로써 생긴 보다 고온의 화염온도는 연소되지 않은 탄화수소의 기(基)들이 내부 재순환영역 내의 유용한 산소를 이용하게 하여서, NOx의 형성을 방지하고 NO가 다시 다른 질소종(種)으로 되는 것을 줄이게 된다. 화염온도가 내부 재순환영역의 안팎으로부터 연료의 가속된 연소로 인해 상승하게 될 때 보다 넓고 짧은 화염외피가 이루어진다.

본 발명의 다른 양상은 중앙 공기제트 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법에 관한 것으로, 이는 제1환형상의 영역에 의해 동심적으로 둘러싸인 축방향 영역을 갖춘 버너를 구비하는 단계와; 산소를 포함하는 제1가스를 축방향 영역에 제공하되, 상기 제1가스는 약 5,000ft/min 내지 10,000ft/min 사이의 속도로 축방향 영역을 나가게 되는 단계 및; 미분탄을 포함하는 운반가스를 제1환형상의 영역에 제공하되, 상기 운반가스는 약 3,000ft/min 내지 5,000ft/min 사이의 속도로 축방향 영역을 나가게 되는 단계;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상은 중앙 공기제트 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법에 관한 것으로, 이는 가장 안쪽 영역이 제1환형상의 영역에 의해 동심적으로 둘러싸인 축방향 영역이고, 차례로 제1환형상의 영역은 제2환형상의 영역에 의해 동심적으로 둘러싸이며, 제2환형상의 영역은 제3환형상의 영역에 의해 동심적으로 둘러싸이는 4개 영역을 갖는 버너를 제공하는 단계와; 산소를 포함하는 제1가스를 축방향 영역에 제공하는 단계; 미분탄을 포함하는 운반가스를 제1환형상의 영역에 제공하는 단계; 산소를 포함하는 제2가스를 제2환형상의 영역에 제공하는 단계; 산소를 포함하는 제3가스를 제3환형상의 영역에 제공하는 단계; 약 3,000ft/min 보다 빠른 속도로 운반가스를 버너에 제공하는 단계; 운반가스보다 빠른 속도로 제1가스를 버너에 제공하는 단계; 운반가스보다 빠른 속도로 제2가스를 버너에 제공하는 단계; 운반가스보다 빠른 속도로 제3가스를 버너에 제공하는 단계; 제1가스와 함께 흐름의 내부부터 운반가스흐름의 미분탄을 연소시키는 단계; 제2가스 및 제3가스와 함께 외부부터 운반가스흐름의 미분탄을 연소시키는 단계; 버너 화염 내에 재순환영역을 형성하도록 4개의 환형상의 영역 사이의 속도구배를 이용하는 단계 및; NOx의 형성을 방지하고 버너 화염에서 산소와 연소되지 않은 미분탄의 재순환에 의해 연소를 가속시키는 단계;를 포함한다.

본 발명을 특징짓는 새롭고 다양한 특성들이, 특히 이 명세서에 첨부되어 그 일부를 구성하는 청구범위에 기술되어 있다. 본 발명과 그 작동상의 장점 및 사용에 따른 특정한 이득을 더욱 잘 이해하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면과 아래의 상세한 설명을 참조한다.

도면들을 참조로 하되, 여러 도면에 걸쳐 전체적으로 동일하거나 기능적으로 유사한 부재는 유사한 참조부호로 표시하며, 먼저 본 발명에 따른 버너의 개략적인 단면도를 도시하고 있는 도 1을 참조한다. 그 안에 축방향 영역(25)을 형성하는 축방향 파이프(6)는 제1환형상의 파이프(3)에 의해 동심적으로 둘러싸이고, 이들 두 파이프 사이의 영역이 제1환형상의 영역(11)을 형성한다. 축방향 파이프(6)와 제1환형상의 파이프(3)의 일부 사이에 공급덕트(9)가 방사상으로 삽입되어, 축방향 파이프(6)와 바람상자(51)는 공급덕트(9)의 양끝과 유체가 연통하게 되어 있다.

이제 도 3을 참조하면, 축방향 파이프(6:도 3에 도시되지 않음)와 제1환형상의 파이프(3)의 적어도 일부 사이에 방사상으로 삽입된 공급덕트(9)의 평면도가 도시되어 있는바, 축방향 파이프(6)와 바람상자(51)가 공급덕트(9)의 양끝과 유체가 연통하게 되어 있음을 볼 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 제2공기는 강제통풍팬(도시되지 않음)에 의해 공급되 고, 공기히터(도시되지 않음)로 예열되며, 바람상자(51)의 압력하에 있다. 공급덕트(9)는 차례로 제2공기를 댐퍼(10)로 제어되는 속도로 바람상자(51)로부터 축방향 파이프(6)로 공급한다. 공기흐름측정장치(12)는 공급덕트(9)를 통해 흐르는 제2공기의 양을 측정한다.

분쇄기(도시되지 않음)는 석탄을 갈아 가루로 만들고, 이 가루는 버너 엘보우(2)에 연결된 도관을 통해 제1공기와 함께 이송된다. 점화기(도시되지 않음)가 버너의 축과, 엘보우(2)를 관통하는 축, 플러그(5)의 축 및, 축방향 파이프(6)를 통해 뻗어 있는 축에 위치될 수 있다.

미분탄과 제1공기(1)는 버너 엘보우(2)를 통과한다. 미분탄은 일반적으로 엘보우(2)의 외부 반경을 따라 이동하고 엘보우 출구에서 외부 반경을 따르는 흐름으로 모이게 된다. 이 미분탄은 제1환형상의 영역(11)으로 들어가서, 미분탄의 흐름을 플러그(5)로 방향을 바꾸고 미분탄을 분산시키는 변류기(4)와 만나게 된다. 축방향 파이프(6)는 플러그(5)의 하류 쪽에 부착되어 있다. 제1환형상의 파이프(3)는 부분(3A)에서 확장되어 보다 큰 직경의 부분(3B)을 형성한다. 분산된 미분탄은 제1환형상의 영역(11)을 따라 이동하고 바아 및 셰브론(7)은, 연료제트로 제1환형상의 영역(11)을 나가기 전에 미분탄을 더욱 균일하게 분배시킨다. 쐐기형상부(9A,9B:도 3 참조)는, 공급덕트(9)를 지나 이동할 때 미분탄과 제1공기(1)에 대해 더욱 기복에 따른 흐름경로를 제공하게 된다.

흐름조절장치(30)는 미분탄을 분산시키는 데에 이용되어, 미분탄이 제2공기와 상호작용하는 속도를 높일 수 있게 된다. 이 흐름조절장치(30)는 소용돌이 날개 들 또는 하나 이상의 뭉툭한 물체(bluff body)로 이루어져서, 흐름을 국부적으로 차단하여 소용돌이를 유발한다.

다른 흐름조절장치(13)가 축방향 파이프(6)의 끝에 위치되어, 축방향 영역(25)에서 버너 목부분(8)으로 나가고 중앙 공기제트의 형태로 노(도시되지 않음) 내로 나갈 때 제2공기에 더욱 균일한 흐름을 제공하게 된다. 이 흐름조절장치(13)는 날개들이나 구멍이 뚫린 플레이트 또는 더욱 균일한 흐름을 제공하기 위해 사용되는 통상의 다른 장치들로 될 수 있다. 어떤 경우에는, 흐름조절장치(13)가 중앙 공기에 소용돌이를 제공하여, 미분탄의 점화를 더욱 가속시키고 방출을 줄일 수 있다.

본 발명의 작동방법에 관련된 양상은, 목부분(8)을 나가고 노 내로 들어갈 때 연료제트의 흐름 내에서 중앙 공기제트를 창출하는 데에 있다. 바람직하기로, 중앙 공기제트는 연료제트의 속도를 초과하는 속도를 가져서, 중앙 공기제트로부터 나오는 산소를 이용하여 안팎으로 구석구석 연료의 점화를 촉진시키는 화염 내 속도구배를 일으키게 된다.

최적의 작동조건은, 미분탄과 제1공기가 약 3,000ft/min 내지 5,000ft/min 사이, 더욱 바람직하기로는 약 3,500ft/min 내지 4,500ft/min 사이의 속도로 제1환형상의 영역을 나갈 때 일어난다. 또한, 최적의 작동조건은, 제2공기가 약 5,000ft/min 내지 10,000ft/min 사이, 더욱 바람직하기로는 약 5,500ft/min 내지 7,500ft/min 사이의 속도로 축방향 영역(25)을 나갈 때 일어난다.

댐퍼(15)는 버너에 추가적인 제2공기가 들어가는 것을 제어한다. 개방위치에 서 댐퍼(15)가, 제1환형상의 영역(11)을 동심적으로 둘러싸는 제2환형상의 영역(16)으로 제2공기가 흘러가게 할 때, 제2환형상의 영역(16)은 파이프와 원통(19) 사이의 영역으로 형성된다. 또, 댐퍼(15)가, 제2환형상의 영역(16)을 동심적으로 둘러싸는 제3환형상의 영역(17)으로 제2공기가 흘러가게 할 때, 제3환형상의 영역(17)은 외부 버너벽(38)과 원통(19) 사이의 영역으로 형성된다. 댐퍼(15)는 다른 영역에 대해 한쪽 영역으로 제2공기를 우선적으로 조절하도록, 또는 양쪽 영역으로 더 적은 양의 제2공기를 공급하도록 위치될 수 있다. 점화기(도시되지 않음)는 파이프(6)를 통해서가 아니라면 선택적으로 제3환형상의 영역(17)에 설치될 수 있다.

연소를 위해 제2공기를 제공하도록 3개의 환형상의 영역 모두를 이용하는 최적의 작동조건은, 제2공기에 의해 버너에 공급되는 전체 산소의 약 20% 내지 40% 사이, 더욱 바람직하기로는 약 25% 내지 35% 사이의 산소가 축방향 영역(25)을 통해 공급될 때 일어난다. 또, 제2공기에 의해 버너에 공급되는 전체 산소의 약 10% 내지 30% 사이, 더욱 바람직하기로는 약 15% 내지 25% 사이의 산소가 제2환형상의 영역(16)을 통해 공급될 때 일어난다. 더불어, 제2공기에 의해 버너에 공급되는 전체 산소의 약 40% 내지 70% 사이, 더욱 바람직하기로는 약 50% 내지 65% 사이의 산소가 제3환형상의 영역(17)을 통해 공급될 때 일어난다.

공기흐름측정장치(18)는 제2환형상의 영역(16)과 제3환형상의 영역(17)을 통해 흐르는 제2공기를 측정한다. 최적의 작동조건은 제2공기가 약 3,000ft/min 내지 4,500ft/min 사이, 더욱 바람직하기로는 약 3,100ft/min 내지 3,900ft/min 사이의 속도로 제2환형상의 영역(16)을 나갈 때 일어난다. 또한, 최적의 작동조건은, 제2 공기가 약 5,500ft/min 내지 7,500ft/min 사이, 더욱 바람직하기로는 약 5,700ft/min 내지 6,700ft/min 사이의 속도로 제3환형상의 영역(17)을 나갈 때 일어난다.

최적의 공기배출조건은 일반적으로 축방향 영역의 내경이 약 9인치 내지 20인치 사이이고, 제1환형상의 영역의 내경이 약 15인치 내지 30인치 사이이며, 제2환형상의 영역의 내경이 약 20인치 내지 40인치 사이이고, 제3환형상의 영역의 내경이 약 22인치 내지 50인치 사이일 때 일어난다.

조절가능한 날개(21)가 제2환형상의 영역(16)에 위치되어, 제2환형상의 영역(16)을 나가기 전에 소용돌이치는 제2공기를 공급한다. 구멍이 뚫린 플레이트와 램프(ramp)와 같은 다른 공기분배장치도 제2환형상의 영역(16)의 끝에 설치될 수 있다. 고정된 날개(22A)와 조절가능한 날개(22B)는 제3환형상의 영역(17)을 통과하는 제2공기에 대해 소용돌이를 분배한다. 소용돌이치는 공기가 제3환형상의 영역(17)을 떠날 때, 공기영역 출구의 중간에 선택적으로 위치될 수 있는 날개(23)가 제1연소영역으로부터 멀리 공기의 일부를 빗나가게 한다.

이제 도 2를 참조로 하는바, 화살표가 제2공기 및 미분탄과 제1공기(1)의 흐름을 나타내는 것을 볼 수 있다.

선택적인 한 실시예에서, 공기보다 높은 농도로 산소를 포함하는 가스가 제2공기의 전체 또는 일부 대신에 이용될 수 있다.

다른 실시예에서는, 미분탄과 다른 탄화수소 연료가 연료로 이용될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 중앙도관은 축방향 영역(25) 내에 놓일 수 있어서, 축 방향 파이프(6)가 중앙도관을 동심적으로 둘러싸게 된다. 이러한 실시예에서, 중앙도관은 점화기나, 오일분무기 또는 가스분무기, 축방향이나 방사상 분산을 위해 농축된 산소나 추가적인 탄화수소 연료를 화염심으로 주입하는 장대 등을 수용할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 다수의 중앙도관이 축방향 영역(25) 내에 놓여서, 축방향 파이프(6)가 다수의 도관 각각을 동심적으로 둘러싼다. 이러한 실시예에서, 다수의 중앙도관은 하나 이상의 흐름으로 농축된 산소를 공급하거나, 적어도 하나의 도관이 연소를 위해 추가적인 미분탄 또는 다른 탄화수소 연료를 제공할 수 있다.

다른 실시예에서, 다중 공급덕트 또는 부스터팬이나 도관이 사용되어, 축방향 영역(25)으로 추가적인 제2공기나 산소를 공급할 수 있다.

다른 실시예에서, 단계적인 연소가 본 발명에 따른 NOx 감소 연소방법 및 버너에 이용되어, NOx 방출을 더욱 줄일 수 있게 된다.

또 다른 실시예에서, 다른 공기덕트시스템이 적용될 수 있는데, 제2공기는 바람상자(51)의 외벽(51B)을 통해 덕트로 보내어지고, 확장된 버너 엘보우 등의 외부반경을 통해 축방향 영역(25)으로 공급되어, 바람상자(51)와 유체가 연통되게 축방향 영역(25)을 형성한다.

본 발명의 특정한 실시예가 본 발명의 원리의 적용을 상세히 설명하기 위해 도시되고 기술되었지만, 본 발명은 그 범주로부터 벗어남 없이 당해 분야의 숙련자들이 알고 있는 바와 같이 다르게 실시될 수 있음은 물론이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 전형적인 저NOx로 발생되는 지연된 연소와 관계된 비용 및 효율에 대한 문제점을 해결하고, 상업적으로 이용하는 보일러에서 NOx 방출을 더욱 줄일 수 있는 화석연료의 연소방법 및 새로운 버너를 제공하는 효과가 있게 된다.

Claims (38)

1. 그 안에 축방향 영역을 정의하되 한쪽 끝이 플러그 형상으로 형성되고 다른쪽 끝이 개방된 축방향 파이프와, 그들 사이에 제1환형상의 영역을 정의하되 상기 축방향 파이프를 동심적으로 둘러싸는 환형상 파이프, 그들 사이에 제2환형상의 영역을 정의하되 상기 환형상 파이프를 동심적으로 둘러싸는 배럴, 그들 사이에 제3환형상의 영역을 정의하되 상기 배럴을 동심적으로 둘러싸는 버너 영역 벽, 상기 축방향 파이프와 상기 환형상 파이프 사이에 방사상으로 삽입되어 축방향 영역과 바람상자 사이에 유체 연통을 제공하는 공급덕트, 상기 제1환형상의 영역에 수용된 상기 공급덕트의 일부 주위의 미분탄 흐름을 조절하기 위한 수단 및, 상기 공급덕트에 형성된 흐름조절댐퍼를 구비하는 중앙 공기제트 버너.
2. 제1항에 있어서, 상기 축방향 영역은 흐름조절장치를 수용하는 중앙 공기제트 버너.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1환형상의 영역은 흐름조절장치를 수용하는 중앙 공기제트 버너.
4. 제2항에 있어서, 상기 제1환형상의 영역은 한쪽 끝이 플러그 형상으로 형성된 상기 축방향 파이프의 상류에 변류기를 수용하는 중앙 공기제트 버너.
5. 제3항에 있어서, 상기 제1환형상의 영역에 미분탄을 공급하는 수단을 추가로 구비하는 중앙 공기제트 버너.
6. 제3항에 있어서, 상기 제2환형상의 영역 및 상기 제3환형상의 영역이 바람상자와 연통하고 있는 중앙 공기제트 버너.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서, 상기 제2환형상의 영역에 날개를 추가로 구비하는 중앙 공기제트 버너.
9. 삭제
10. 제8항에 있어서, 상기 제3환형상의 영역에 날개를 추가로 구비하는 중앙 공기제트 버너.
11. 제8항에 있어서, 상기 제2 및 상기 제3환형상의 영역에 공기 흐름 측정장치 및 댐퍼를 추가로 구비하는 중앙 공기제트 버너.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 제1항에 있어서, 상기 축방향 영역에 의해 동심적으로 둘러싸인 도관을 추가로 구비하는 중앙 공기제트 버너.
17. 삭제
18. 삭제
19. 제1항에 있어서, 상기 축방향 영역의 직경은 9인치 내지 20인치 사이이고,

    상기 제1환형상의 영역의 직경은 15인치 내지 30인치 사이인 중앙 공기제트 버너.
20. 제19항에 있어서, 상기 제2환형상의 영역의 직경은 20인치 내지 40인치 사이인 중앙 공기제트 버너.
21. 제20항에 있어서, 상기 제3환형상의 영역의 직경은 22인치 내지 50인치 사이인 중앙 공기제트 버너.
22. 제21항에 있어서, 상기 축방향 영역에 의해 동심적으로 둘러싸인 도관을 추가로 구비하는 중앙 공기제트 버너.
23. 가장 안쪽 영역이 제1환형상의 영역에 의해 동심적으로 둘러싸인 축방향 영역이고, 제1환형상의 영역이 제2환형상의 영역에 의해 동심적으로 둘러싸이며, 제2환형상의 영역이 제3환형상의 영역에 의해 동심적으로 둘러싸이는 4개 영역을 갖는 버너를 제공하는 단계와; 상기 제1환형상의 영역, 상기 제2환형상의 영역 및 상기 제3환형상의 영역과 유체 연통하고 있는 바람상자를 제공하는 단계; 상기 바람상자에 제2공기를 공급하는 단계; 미분탄을 포함하는 운반가스를 상기 제1환형상의 영역에 제공하는 단계; 3,000ft/min보다 빠른 속도로 상기 제1환형상의 영역으로부터 운반가스를 배출하는 단계; 상기 제2 및 제3환형상의 영역으로부터 배출된 제2공기와 함께 상기 배출된 미분탄을 연소시킴으로써 화염을 생성하는 단계; 상기 운반가스보다 빠른 속도로 축방향 영역으로 공급되는 제2공기를 배출함으로써 화염의 중심에 제2공기 포켓을 형성하는 단계; 상기 제2공기 포켓에 수용된 제2공기와 함께 내부로부터의 화염을 연소시키는 단계; 상기 운반가스보다 느린 속도로 상기 제2환형상의 영역으로 공급되는 제2공기를 배출하고 상기 운반가스보다 빠른 속도로 상기 제3환형상의 영역으로 공급되는 제2공기를 배출함으로써 내부 재순환영역을 형성하는 단계 및; 연소되지 않은 미분탄, 산소 및 NOx 래디컬을 화염 속으로 재순환시킴으로써 NOx 방출을 억제하는 단계;를 포함하는, 중앙 공기제트 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 제2환형상의 영역으로부터 배출되는 제2공기를 소용돌이치게 하는 단계를 추가로 포함하는, 미분탄용 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.
25. 제23항에 있어서, 상기 제1환형상의 영역으로부터 배출되는 운반가스를 소용돌이치게 하는 단계를 추가로 포함하는, 미분탄용 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.
26. 제24항에 있어서, 상기 제3환형상의 영역으로부터 배출되는 제2공기를 소용돌이치게 하는 단계를 추가로 포함하는, 미분탄용 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.
27. 제26항에 있어서, 상기 축방향 영역으로부터 배출되는 제2공기를 소용돌이치게 하는 단계를 추가로 포함하는, 미분탄용 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.
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31. 제1환형상의 영역에 의해 동심적으로 둘러싸인 축방향 영역, 상기 제1환형상의 영역을 동심적으로 둘러싸는 제2환형상의 영역 및, 이 제2환형상의 영역을 동심적으로 둘러싸는 제3환형상의 영역을 갖춘 버너를 제공하는 단계와; 산소를 포함하는 제1가스를 축방향 영역에 공급하되, 상기 제1가스가 5,000ft/min 내지 10,000ft/min 사이의 속도로 축방향 영역을 나가는 단계; 미분탄을 포함하는 운반가스를 제1환형상의 영역에 공급하되, 상기 운반가스가 3,000ft/min 내지 5,000ft/min 사이의 속도로 제1환형상의 영역을 나가는 단계; 산소를 포함하는 제2가스를 버너에 공급하되, 상기 제2가스가 3,000ft/min 내지 4,500ft/min 사이의 속도로 제2환형상의 영역을 나가는 단계 및; 산소를 포함하는 제3가스를 버너에 공급하되, 상기 제3가스가 5,500ft/min 내지 7,500ft/min 사이의 속도로 제3환형상의 영역을 나가는 단계;를 포함하는, 미분탄용 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.
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33. 제31항에 있어서, 상기 제1가스는 5,500ft/min 내지 7,500ft/min 사이의 속도로 축방향 영역을 나가고,

    상기 운반가스는 3,500ft/min 내지 4,500ft/min 사이의 속도로 제1환형상의 영역을 나가는, 미분탄용 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.
34. 제33항에 있어서, 상기 제2가스는 3,100ft/min 내지 3,900ft/min 사이의 속도로 제2환형상의 영역을 나가고, 상기 제3가스는 5,700ft/min 내지 6,700ft/min 사이의 속도로 제3환형상의 영역을 나가는, 미분탄용 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.
35. 제33항에 있어서, 산소를 버너 화염에 공급하는 단계를 추가로 포함하되, 여기서 제1가스에 의해 전체 산소의 20% 내지 40%의 산소가 축방향 영역을 통해 공급되고, 제2가스에 의해 전체 산소의 10% 내지 30%의 산소가 제2환형상의 영역을 통해 공급되며, 제3가스에 의해 전체 산소의 40% 내지 70%의 산소가 제3환형상의 영역을 통해 공급되는, 미분탄용 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.
36. 제35항에 있어서, 버너 화염에 도달하기 전에 제1가스와 제2가스, 제3가스 및 운반가스로 이루어진 그룹 중 적어도 하나를 소용돌이치게 하는 단계를 추가로 포함하는, 미분탄용 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.
37. 제35항에 있어서, 제1가스와 함께 흐름의 내부부터 운반가스흐름의 미분탄을 연소시키는 단계와; 제2가스 및 제3가스와 함께 외부부터 운반가스흐름의 미분탄을 연소시키는 단계; 버너 화염 내에 재순환영역을 형성하는 수단을 제공하는 단계 및; NOx의 형성을 방지하고 버너 화염에서 산소와 연소되지 않은 미분탄의 재순환에 의해 연소를 가속시키는 단계;를 추가로 포함하는, 미분탄용 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.
38. 제35항에 있어서, 축방향 영역과 제1환형상의 영역, 제2환형상의 영역 및 제3환형상의 영역으로 이루어진 그룹 중 적어도 하나에서, 가스흐름을 조절하는 흐름조절수단을 이용하는 단계를 추가로 포함하는, 미분탄용 버너에서 NOx 방출을 줄이는 방법.

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