本專利係利用一氧化碳濃度推定加熱爐排氣中未燃氨濃度的方法，以及相應的加熱爐操作方法、燃燒設備操業方法與加熱爐控制裝置。該技術主要應用於以阿摩尼亞和含碳燃料混合氣體為燃料的加熱爐，旨在實現對排氣中未燃氨濃度的簡易、連續推定與控制，以降低環境污染並促進脫碳。
本專利實施方式概述如下：
- (1)圖2為加熱爐的橫斷面結構，重點說明被加熱鋼材（S）在爐內的空間分布、燃燒設備的配置，以及氣體流動路徑。被加熱材（S）位於爐體中央；燃燒器1（20a~20d）及燃燒器2（30a~30f）分布於鋼材上下兩側與搬送方向兩側，確保加熱均勻。燃燒器1為使用含氨燃料氣進行加熱的燃燒器，燃燒器2使用不含氨燃料氣進行加熱的燃燒器。燃燒產生的氣體經由煙道（14）排出，部分經排氣裝置（15）除去有害成分。CO濃度計設於爐內進行多點線上監測。
圖2、加熱爐燃燒器配置
- (2)圖3展示燃燒器1的側面圖與正面圖，體現燃料供應、混合、燃燒與空燃比控制流程。燃燒器噴嘴（21）：將混合燃料氣體及燃燒空氣噴射至爐內，形成火焰，燃料包括氨燃料供應與含碳燃料供應，兩者於混合單元（25）混合後供應至噴嘴（21），燃燒用空氣供應系統（26）提供燃燒所需空氣，並設有流量計與流量調整閥；空燃比控制單元（27）會根據燃料組成與流量，動態調整空氣與燃料比例，確保燃燒效率與排放達標，而各氣體管路均設有流量計（23m, 24m, 26m）與流量調整閥（23v，24v，26v），可細緻調控混合比與燃燒條件。
圖3、燃燒器示意圖
本專利技術發現排氣中CO濃度與未燃氨之間存在顯著相關性，透過測量CO濃度可推定未燃氨濃度，即多點CO線上監測結合推定方法，誤差可控制在±7ppm內，當未燃氨的推定值超過預設值時，加熱爐之控制單元將自動調整加熱爐的操作條件，抑制未燃氨之排放。
（摘自：日本專利特許公報JP7605283 2024-12-24）