СОКРАЩЕНИЕ ВЫБРОСОВ ОКСИДА АЗОТА (NOX) В ПЕЧИ С КИСЛОРОДНО-ТОПЛИВНЫМ СЖИГАНИЕМ Российский патент 2022 года по МПК B01D53/56 F23J15/00 F23D14/32 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к сокращению выбросов оксидов азота (NO_x) из печей с кислородно-топливным сжиганием. Такие печи используются в промышленных процессах, в том числе на стекловаренных установках.

Уровень техники

Оксиды азота (NO_x) являются существенным загрязнителем воздуха. Это газообразные оксид азота и диоксид азота. Эти газы образуют смог и кислотные дожди, а также тропосферный озон. NO_x газы образуются, когда азот вступает в реакцию с кислородом во время горения топлива, такого как углеводородное топливо, при высоких температурах.

Одним из основных источников азота в печах является воздух. Воздух содержит около 78 объёмных процентов азота и 21 объёмный процент кислорода. Этот азот реагирует с кислородом в печи с образованием NO_x газов. Выбросы NO_x регламентируются органами государственного управления, такими как Агентство по охране окружающей среды США и правительства штатов.

В печах с воздушным сжиганием выбросы NO_x контролируются электростатическими осадителями («EPs») и системами селективного каталитического восстановления («SCR»). В системах борьбы с выбросами NO_x за EP следует SCR, так что отработавший газ, содержащий выбросы NO_x, проходит через EP, а затем через систему SCR.

Система SCR включает впрыск аммиака в отработавший газ в присутствии катализатора для взаимодействия NO_x с аммиаком с образованием воды и газообразного азота. В системах удаления SCR обычно безводный аммиак, водный аммиак или мочевина представляет собой источник аммиака, который добавляют до того, как отработавший газ достигнет катализатора между EP и SCR. Газоход содержит отработавшие газы, которые содержат NO_x газы. Катализатор обычно включает некоторые основные металлы, такие как ванадий, молибден или вольфрам; цеолиты или другие благородные металлы. Одна проблема с металлическими катализаторами, такими как ванадий и вольфрам, состоит в том, что они недолговечны при высоких температурах. Они также могут превращать SO₂ в SO₃, вызывая кислотное повреждение системы. Цеолитные катализаторы более стабильны при более высоких температурах, чем металлические катализаторы; и они меньше способствуют дальнейшему окислению SO₂. Однако со временем катализаторы могут разрушаться и требуют замены.

Учитывая проблемы, связанные с катализаторами, были разработаны способы и системы для восстановления NO_x без катализатора в печах с воздушным сжиганием, которые известны как селективное некаталитическое восстановление («SNCR»). SNCR включает впрыск аммиака в поток отработавших газов из печи с воздушным сжиганием, который раскрыт в патенте US 3,900,554 от автора Lyon. Такой метод может показаться привлекательным, за исключением того, что способ эффективен только в узком диапазоне температур отработавших газов. При температурах ниже критического диапазона ни одна из реакций не проходит в значительной степени, поэтому не происходит улучшения в снижении выбросов NO_x. В заданном температурном интервале преобладает протекание реакции, и, следовательно, происходит результирующее снижение выбросов NO_x. При более высоких температурах усиливается реакция аммиака с избытком кислорода, в результате чего количество NO_x в потоке отработавших газов увеличивается. Следовательно, это снижение содержания NO_x считается ограниченным его применимостью к котлам и тому подобному, где чётко определённые, стабильные температурные зоны могут быть определены и использованы для впрыска аммиака.

В патенте US 4,3282,020 от автора Hughes, раскрыто SNCR путём впрыска аммиака в отработавшие потоки печи с воздушным сжиганием при определённых условиях. Подходящие условия для восстановления NO_x аммиаком существуют, или могут быть созданы, для значительной части каждого цикла горения в газоходе, соединяющем первичную и вторичную камеры регенератора. Впрыск аммиака прекращается всякий раз, когда температура отработавших газов, проходящих через газоход, выходит за пределы диапазона 870 - 1090°C (700 - 1090°C, если присутствует водород). В другом осуществлении, раскрытом в вышеупомянутом патенте, аммиак впрыскивается последовательно в две или более зон регенератора, когда температура в каждой зоне проходит через эффективный диапазон восстановления NO_x. Хотя способы этой заявки способны удалять большую часть NO_x из отработавших газов, общая эффективность снижается из-за неэффективности метода восстановления аммиаком во время значительных частей каждого цикла горения, когда температура отработавших газов является неподходящей. Кроме того, даже при оптимальных условиях эффективность реакции восстановления аммиаком не составляет сто процентов.

Учитывая ограничения систем SNCR, были разработаны другие способы снижения выбросов NO_x. Одним из таких методов является использование газа для кислородно-топливного сжигания, а не воздуха. Эти печи используют чистый или почти чистый кислород, а не воздух. Почти весь азот удаляется из атмосферы в печи. Без азота выбросы NO_x резко снижаются настолько, что SCR не требуется для соответствия действующим стандартам выбросов NO_x.

Однако печи с кислородно-топливным сжиганием не закрыты герметично. Некоторое количество азотсодержащего воздуха неизбежно попадает в печь. Кроме того, топливо на основе углерода, которое сжигается в печи, также может содержать некоторое количество азота. Поэтому даже в печах с кислородно-топливным сжиганием образуется некоторое количество NO_x, хотя количества получаемого NO_x достаточно низкие, чтобы иметь приемлемые выбросы в соответствии с существующими стандартами.

Хотя по этой причине в печах с кислородно-топливным сжиганием неизбежно присутствует некоторое количество азота, системы удаления NO_x на основе SCR и SNCR не используются в печах с кислородно-топливным сжиганием, поскольку нет оснований полагать, что SCR или SNCR будут восстанавливать NO_x без значительного проскока аммиака. Проскок аммиака, это непрореагировавший аммиак, выбрасываемый в атмосферу. Поскольку существуют ограничения по выбросам аммиака, системы снижения выбросов NO_x на основе SCR и SNCR не использовались в печах с кислородно-топливным сжиганием.

Тем не менее, учитывая воздействие NO_x на окружающую среду, необходимо дополнительно ограничить выбросы NO_x из печей с кислородно-топливным сжиганием.

Раскрытие изобретения

Изобретение в целом относится к установке, содержащей печь с кислородно-топливным сжиганием и систему удаления NO_x в газоходе, имеющем форсунки, выполненные с возможностью впрыскивания аммиака в газоход. Кроме того, оно относится к впрыскиванию аммиака в отработавший газ печи, работающей на кислороде (также известной как печь с кислородно-топливным сжиганием), для снижения выбросов NO_x. Впрыск происходит в газоходе в определённой точке после выхода отработавшего газа из печи.

Установка для процесса горения включает печь с кислородно-топливным сжиганием. Печь предназначена для нагрева материала. Материал нагревается горелкой. Горелка даёт пламя, которое проходит в печь, и выполнена с возможностью подачи газа окислителя и топлива на основе углерода в печь. Газ окислитель содержит по меньшей мере 80% масс. кислорода. Внутри печи топливо на основе углерода сгорает в присутствии газ окислителя, создавая пламя. В атмосфере печи содержится менее 5 объёмных процентов азота. Сгорание также создаёт отработавший газ. Выпускное отверстие для отработавшего газа обеспечивает сообщение между печью и газоходом. Выпускное отверстие выполнено с возможностью удаления отработавшего газа, образующегося в процессе горения, из печи в газоход. Отработавший газ содержит NO_x. Устройство контроля за выбросами NO_x находится в газоходе. Устройство контроля снижения выбросов NO_x включает форсунку для впрыскивания, расположенную в газоходе и выполненную с возможностью впрыскивания аммиака в отработавший газ. Источник аммиака может быть выбран из группы, состоящей из водного аммиака, безводного аммиака, мочевины и их комбинации. При впрыскивании аммиака в отработавшие газы NO_x вступает в реакцию с аммиаком, уменьшая количество NO_x, которое выбрасывается из газохода.

Способ уменьшения образования NO_x в печи с кислородно-топливным сжиганием включает сжигание топлива на основе углерода в газе окислителе. Газ окислитель содержит по меньшей мере 80% масс. кислорода. В результате сжигания топлива на основе углерода в газе окислителе образуется отработавший газ, содержащий NO_x. Отработавший газ выходит через выпускное отверстие в газоход. В газоходе отработавший газ реагирует с аммиаком, который может быть водным аммиаком, безводным аммиаком, мочевиной или их комбинацией. Реакция уменьшает количество NO_x в отработавшем газе, образуя отработавший газ с пониженным содержанием NO_x. Эта реакция осуществляется без использования катализатора. Отработавший газ с пониженным содержанием NO_x выбрасывается из газохода.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет вид сверху вниз установки, содержащей печь с кислородно-топливным сжиганием.

Фиг. 2 представляет поперечное сечение установки, содержащей печь с кислородно-топливным сжиганием.

Фиг. 3А представляет вид внутренней боковой стенки газохода и выпускной трубы.

Фиг. 3B представляет вид внутренней боковой стенки газохода и опускной трубы.

Фиг. 4А представляет вид наружной боковой стенки газохода и опускной трубы.

Фиг. 4B представляет вид наружной боковой стенки газохода и опускной трубы.

Фиг. 5 представляет таблицу расхода водного аммиака, впрыскиваемого в отработавший газ и газоход в примерах.

Фиг. 6 представляет схематический вид установки, содержащей печь с кислородно-топливным сжиганием, два расположенных выше по ходу выпускных отверстия для отработавшего газа, два расположенных ниже по ходу выпускных отверстия для отработавшего газа, две расположенных выше всего по ходу опускных трубы, две расположенных ниже всего по ходу опускных трубы, два газохода, элемент соединения газохода и дымовую трубу.

Осуществление изобретения

В соответствии с использованием в описании, пространственные или задающие направление термины, такие как «левый», «правый», «внутренний», «внешний», «выше», «ниже» и тому подобное, относятся к изобретению, как показано на фигурах. Однако следует понимать, что изобретение может предполагать различные альтернативные ориентации и, соответственно, такие термины не должны рассматриваться как ограничивающие. Кроме того, в соответствии с использованием в описании, все числа, выражающие размеры, физические характеристики, параметры обработки, количества ингредиентов, условия реакции и тому подобное, используемые в описании и формуле изобретения, следует понимать как изменяемые во всех случаях термином «около». Соответственно, если не указано иное, числовые значения, изложенные в нижеследующем описании и формуле изобретения, могут варьироваться в зависимости от искомых свойств, которые должны быть получены с помощью настоящего изобретения. По меньшей мере, и не как попытка ограничить применение доктрины эквивалентов к объёму формулы изобретения, каждое числовое значение должно, по меньшей мере, истолковываться с учетом числа представленных значащих цифр и путём применения обычных методов округления. Кроме того, все диапазоны, раскрытые в данном описании, следует понимать как охватывающие значения начального и конечного диапазонов и любые и все поддиапазоны, включённые в них. Например, следует учитывать, что указанный диапазон «от 1 до 10» включает все поддиапазоны между (и включительно) минимальным значением 1 и максимальным значением 10; то есть все поддиапазоны, начинающиеся с минимального значения 1 или более и заканчивающиеся максимальным значением 10 или менее, например, от 1 до 3,3, от 4,7 до 7,5, от 5,5 до 10 и т.п. Кроме того, все документы, такие как, выданные патенты и патентные заявки, но без ограничения ими, указанные в описании, должны рассматриваться как «включённые ссылкой» во всей их полноте. Любая ссылка на количество, если не указано иное, приведена «в объёмных процентах».

Обсуждение изобретения в заявке может описывать некоторые признаки как «особенно» или «предпочтительно» с определёнными ограничениями (например, «предпочтительно», «более предпочтительно» или «ещё более предпочтительно» с определёнными ограничениями). Следует понимать, что изобретение не ограничено этими конкретными или предпочтительными ограничениями, но охватывает весь объём раскрытия.

Обсуждение изобретения ссылается на компоненты как на являющиеся «расположенными выше по ходу» или «расположенными ниже по ходу». Эти термины используются относительно к потоку отработавшего газа.

Изобретение относится к установке для промышленного процесса. Промышленный процесс может быть любым промышленным процессом, в котором может использоваться печь с кислородно-топливным сжиганием. Например, это может быть изготовление стекла.

Установка содержит печь. Печь может быть печью большой ёмкости (мощности). Например, печь может представлять собой печь для производства стекла. Печь может включать первый конец или отверстие, в которое сырьё может подаваться в печь. При попадании в печь сырьё расплавляется с образованием расплавленного материала. Расплавленный материал может перетекать через второй конец или выпускной конец.

Печь имеет камеру сгорания и плавильную ёмкость. Плавильная ёмкость сообщается с загрузочным устройством. В плавильной ёмкости сырьё расплавляется. Загрузочное устройство содержит нерасплавленное сырьё и подаёт нерасплавленное сырьё в плавильную ёмкость. Над плавильной ёмкостью, в печи расположена камера сгорания. Камера сгорания имеет одну или несколько горелок, которые подают газ для окисления и топливо на основе углерода для горения, обеспечивая тем самым тепло для плавления материалов в плавильной ёмкости.

В одном примере сырьё может представлять собой сырьевое стекло. Сырьевое стекло помещается в печь через первый конец или отверстие с помощью загрузочного устройства или устройства подачи. Внутри печи сырьевое стекло расплавляется с образованием расплавленного стекла. Расплавленное стекло вытекает из разгрузочного конца в зону осветления.

Горелка расположена в отверстиях в боковых стенках печи. Печь обычно имеет по меньшей мере две боковые стенки - первую боковую стенку и вторую боковую стенку, причём первая боковая стенка находится напротив второй боковой стенки. Боковая стенка имеет отверстие, предназначенное для размещения горелки. Горелка выполнена с возможностью подачи газа для кислородно-топливного сжигания, топлива и/или смеси газа для кислородно-топливного сжигания и топлива в печь, причём топливо сгорает с образованием пламени. Пламя от горелки обеспечивает энергию, необходимую для плавления сырья. Горелки могут проходить через стенку печи или через свод печи. Печь может иметь горелки на одной боковой стенке или на первой и второй боковых стенках. Печь может иметь по меньшей мере 4, по меньшей мере 6, по меньшей мере 8, по меньшей мере 10 или по меньшей мере 12 горелок; и/или не более 30 горелок, не более 24 горелок, не более 20 горелок, не более 16 горелок. Горелки на первой боковой стенке могут быть расположены в шахматном порядке (в отличие от расположения на одной линии) с горелками на второй боковой стенке.

Печь представляет собой печь с кислородно-топливным сжиганием. В печах с кислородно-топливным сжиганием вклад конвекции в нагрев ограничен. Поэтому горелки следует размещать на боковых стенках на определённом расстоянии от поверхности расплавленного материала, чтобы обеспечить подходящее распределение энергии для плавления сырьевого стекла. Например, горелки могут находиться на расстоянии по меньшей мере 0,25 м или по меньше мере 0,40 м и менее 1,0 м или 0,8 м от поверхности расплавленного материала.

Газ для кислородно-топливного сжигания содержит по меньшей мере 80 объёмных процентов, по меньшей мере 85 объёмных процентов, по меньшей мере 90 объёмных процентов, по меньшей мере 92 объёмных процента, по меньшей мере 94 объёмных процента или по меньшей мере 95 объёмных процентов кислорода. Он подаётся в горелку через соединение с источником кислорода, который содержит газ для кислородно-топливного сжигания.

Печь представляет собой печь с кислородно-топливным сжиганием или печь, работающую на кислороде. В печи имеется атмосфера над расплавленным материалом. Атмосфера в печи имеет содержание азота от небольшого до полного отсутствия азота. Например, в ней менее 20 объёмных процентов, менее 15 объёмных процентов, менее 10 объёмных процентов, менее 5 объёмных процентов, менее 3 объёмных процентов, менее 2 объёмных процентов, менее 1 объёмного процента или 0 объёмных процентов азота. Концентрация азота может быть выше и может не контролироваться. Азот может поступать в печь, например, через место утечки между кирпичами стенки печи.

Топливом на основе углерода может быть любое углеводородное топливо, обычно сжигаемое в промышленных печах. Примеры топлива на основе углерода включают природный газ, мазут, кокс, уголь или дизельное топливо.

Существует соотношение между газом окислителем и топливом на основе углерода. Это соотношение составляет по меньшей мере 1 часть газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода, по меньшей мере 1,5 части газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода, 2 части газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода, 2,5 части газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода или 3,0 части газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода; и/или не более 8 частей газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода, не более 7 частей газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода, не более 6 частей газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода или не более 5 частей газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода.

В процессе горения в камере сгорания образуется отработавший газ. Отработавшие газы содержат NO_x газы. NO_x газы образуются в результате реакции кислорода с газообразным азотом. Реакция происходит из-за высокой температуры в печи. Реакция также может происходить в опускной трубе, газоходе или в другом месте, при условии, что температура газа достаточно высока для реакции газообразного кислорода с газообразным азотом. Хотя газообразный азот может не быть преднамеренно закачан в плавильную камеру, печь или газоход, газообразный азот поступает в плавильную камеру, печь или газоход, поскольку эти компоненты не герметично закрыты, или газообразный азот выделяется из расплавленного сырья.

В печи имеется выпускное отверстие для отработавшего газа. Оно может находится в боковой стенке или в крыше или своде печи. Выпускное отверстие для отработавшего газа может быть расположено над горелкой на боковой стенке или в своде. Выпускное отверстие для отработавшего газа обеспечивает сообщение между печью и газоходом. Выпускное отверстие выполнено с возможностью удаления из печи отработавшего газа, который образуется в процессе горения. Печь может иметь 1, 2, 3, 4 или более выпускных отверстий для отработавшего газа. В осуществлениях, которые имеют два или более выпускных отверстия для отработавшего газа, по меньшей мере одно выпускное отверстие может быть расположено в печи ниже по ходу и по меньшей мере второе выпускное отверстие может быть расположено в печи выше по ходу.

Необязательно опускная труба может соединять выпускное отверстие для отработавшего газа с газоходом. Опускная труба представляет собой канал, в котором отработавший газ движется вниз от выпускного отверстия к газоходу. Таким образом, газоход будет расположен ниже выпускного отверстия для отработавшего газа. Конечно, опускная труба не является обязательной и газоход также может быть расположен на той же горизонтальной плоскости, что и выпускное отверстие для отработавшего газа, или над выпускным отверстием.

Газоход включает первую боковую стенку или левую боковую стенку, вторую боковую стенку или правую боковую стенку, первую торцевую стенку или расположенную выше по ходу торцевую стенку и вторую или расположенную ниже по ходу торцевую стенку. Газоход сообщается с дымовой трубой. Например, непосредственно или вблизи расположенной ниже по ходу торцевой стенки газохода газоход соединён с дымовой трубой или с элементом соединения газохода, причём элемент соединения газохода обеспечивает сообщение между газоходом и дымовой трубой.

Установка может иметь два или более газохода. В такой установке печь имеет первую и вторую боковые стенки напротив друг друга. Первая боковая стенка может иметь первое выпускное отверстие для отработавшего газа, вторая боковая стенка может иметь второе выпускное отверстие для отработавшего газа. Первое выпускное отверстие для отработавшего газа сообщается с первым газоходом, а второе выпускное отверстие для отработавшего газа сообщается со вторым газоходом. Первое выпускное отверстие для отработавшего газа может сообщаться с первым газоходом посредством необязательной первой опускной трубы, которая соединяет первое выпускное отверстие с газоходом, причём первый газоход расположен ниже первого выпускного отверстия. Аналогичным образом, второе выпускное отверстие для отработавшего газа может сообщаться со вторым газоходом посредством необязательной второй опускной трубы, которая соединяет второе выпускное отверстие со вторым газоходом, причём второй газоход расположен ниже второго выпускного отверстия. Обычно такая установка будет иметь первое расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа и первое расположенной ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, которые находятся в сообщении по текучей среде с первым газоходом, чтобы обеспечить сообщение по текучей среде между первым газоходом и печью, так чтобы отработавший газ мог выходить из печи в первый газоход. Аналогичным образом установка будет иметь второе расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа и второе расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, которые находятся в сообщении по текучей среде со вторым газоходом, чтобы обеспечить сообщение по текучей среде между вторым газоходом и печью так, чтобы отработавший газ мог выходить из печи во второй газоход.

Внутри газохода находится устройство контроля снижения выбросов NO_x. Устройство контроля снижения выбросов NO_x содержит форсунку или множество форсунок, выполненных с возможностью впрыскивания аммиака в газоход и в отработавший газ. Источником аммиака может быть водный аммиак, безводный аммиак, мочевина или их комбинация.

Форсунка или множество форсунок прикреплены к держателю (не показано). Держатель выполнен с возможностью размещения в газоходе. Например, если газоход выполнен из кирпича, держатель может быть таким, чтобы он размещался в месте, откуда удалён кирпич.

Форсунка(и) могут быть размещены в различных местах внутри газохода. Форсунки могут быть размещены на боковых стенках, на торцевых стенках или их комбинации. В боковых стенках форсунка(и) могут быть расположены в месте, где расположенная выше всего по ходу опускная труба соединяется с газоходом, между расположенной выше всего по ходу опускной трубой и расположенной ниже всего по ходу опускной трубой, в месте, где расположенная ниже всего по ходу опускная труба соединяется с газоходом, в положении между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой и расположенной ниже по ходу торцевой стенкой или элементом соединения газохода.

Форсунки могут быть размещены в положении в газоходе, где отработавший газ имеет температуру реакции, при которой аммиак реагирует с NO_x. Температура реакции составляет 850 - 1200°С; или 875°С - 1150°С; 900 - 1100°С; или 950 - 1050°С.

Газоход сообщается с выпускным отверстием для отработавшего газа. Газоход может напрямую соединяться с выпускным отверстием для отработавшего газа или может сообщаться с выпускным отверстием для отработавшего газа. Газоход может находиться приблизительно в той же горизонтальной плоскости, что и выпускное отверстие для отработавшего газа, над выпускным отверстием или ниже выпускного отверстия. Газоход может быть подсоединён к выпускному отверстию для отработавшего газа с помощью опускной трубы.

Газоход имеет расположенную выше по ходу торцевую стенку и расположенную ниже по ходу торцевую стенку. На расположенной ниже по ходу торцевой стенке газоход может соединяться с дымовой трубой или с элементом соединения газохода, который обеспечивает сообщение с дымовой трубой и/или вторым газоходом.

Расположенная выше по ходу торцевая стенка газохода находится на расположенном выше по ходу конце газохода. Обычно она находится в положении, где расположенная выше всего по ходу опускная труба соединяется с газоходом, или, альтернативно, где расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа соединяется с газоходом.

Расположенная ниже по ходу торцевая стенка газохода находится в точке ниже по ходу от расположенной ниже всего по ходу опускной трубы, где газоход соединяется с другими компонентами установки. Обычно это будет точка, где газоход соединяется с элементом соединения газохода, который обеспечивает сообщение между первым и вторым газоходом или между газоходом и дымовой трубой.

Форсунка(и) устройства снижения выбросов NO_x могут быть размещены в расположенной выше по ходу торцевой стенке, в расположенной ниже по ходу торцевой стенке или в них обеих.

Дополнительно или альтернативно, форсунка(и) устройства снижения выбросов NO_x расположены в боковых стенках, на потолке или на полу газохода. Форсунка(и) могут быть в любом положении на боковых стенках, потолке или полу. Боковые стенки — это вертикальные стенки (относительно пола газохода). Каждый газоход обычно имеет две боковые стенки, первую боковую стенку и вторую боковую стенку, пол или потолок. Форсунка(и) могут быть размещены в первой боковой стенке, второй боковой стенке, потолке, полу или их комбинации. Например, форсунка(и) могут быть размещены в боковой стенке в положении ниже по ходу от расположенной ниже всего по ходу опускной трубы или расположенного ниже по ходу выпускного отверстия для отработавшего газа; между расположенной ниже всего по ходу торцевой стенкой и расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа; или между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или выпускным отверстием для отработавшего газа и расположенной выше всего по ходу опускной трубой или выпускным отверстием для отработавшего газа. Предпочтительно форсунка(и) расположены между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или выпускным отверстием для отработавшего газа и расположенной ниже всего по ходу торцевой стенкой, более предпочтительно ближе к расположенной ниже всего по ходу опускной трубе или расположенному ниже по ходу выпускному отверстию для отработавшего газа, а не к расположенной ниже всего по ходу торцевой стенке, или в месте соединения, где расположенная ниже всего по ходу опускная труба присоединена к газоходу.

Форсунка(и) устройства снижения выбросов NO_x могут быть размещены в расположенной выше по ходу торцевой стенке, расположенной ниже по ходу торцевой стенке, первой боковой стенке, второй боковой стенке, полу газохода, потолке газохода или их комбинации. Форсунка(и) могут быть расположены только в расположенной выше по ходу торцевой стенке, только в расположенной ниже по ходу торцевой стенке, только в первой боковой стенке, только во второй боковой стенке, только в потолке газохода или только в полу газохода.

Установки могут иметь два газохода, первый газоход и второй газоход. На таких установках форсунка(и) устройства снижения выбросов NO_x могут быть размещены в любом месте, указанном в описании, в обоих газоходах или только в одном газоходе, причём другой газоход не содержит только форсунки для впрыска аммиака. Таким образом, аммиак впрыскивается только в первый или второй газоход. В некоторых случаях форсунка(и) устройства снижения выбросов NO_x могут быть помещены в первый газоход и второй газоход в любом положении, указанном в описании, причём форсунка(и) во втором газоходе закрыты, так что аммиак не впрыскивается во второй газоход, и только форсунка(и) в первом газоходе открыты, так что аммиак впрыскивается только в первый газоход.

Каждая форсунка впрыскивает аммиак в газоход и/или отработавший газ с заданным расходом. Аммиак может быть водным аммиаком или безводным аммиаком. В случае водного аммиака аммиак может быть любой концентрации. Расход впрыскиваемого через все форсунку(и) аммиака может составлять по меньшей мере 0,01 галлона в минуту (GPM), по меньшей мере 0,03 GPM, по меньшей мере 0,05 GPM, по меньшей мере 0,07 GPM, по меньшей мере 0,09 GPM, по меньшей мере 0,11 GPM, по меньшей мере 0,13 GPM или по меньшей мере 0,15 GPM; и/или расход может составлять не более 0,4 GPM, не более 0,35 GPM, не более 0,32 GPM, не более 0,3 GPM, не более 0,28 GPM, не более 0,25 GPM или не более 0,22 GPM. Расход аммиака, обсуждаемый в описании, относится к количеству впрыскиваемого аммиака. Это исключает любое количество воды, например, которая может впрыскиваться. Поэтому, если требуется впрыскивать, например, 0,07 GPM аммиака, при том, что раствор содержит 20 объёмных процентов аммиака, водный аммиак будет вводиться с расходом 0,35 GPM, потому что при этом расходе аммиак будет впрыскиваться в количестве 0,07 GPM.

Источником аммиака, впрыскиваемого в дымоход и/или отработавший газ, может быть безводный аммиак, водный аммиак, мочевина или их комбинация.

Необязательно в газоход может подаваться воздух. Предпочтительно воздух должен подаваться там, где температура отработавшего газа составляет по меньшей мере 700°C, по меньшей мере 750°C или по меньшей мере 760°C; и температура отработавшего газа должна быть менее 1000°С, менее 950°С, менее 900°С или менее 890°С. Воздух следует подавать с расходом по меньшей мере 5 мл/мин, по меньшей мере 7 мл/мин или по меньшей мере 10 мл/мин; и/или следует подавать с расходом не более 700 мл/мин, не более 600 мл/мин или не более 500 мл/мин. Воздух можно подавать в газоход в любом положении внутри газохода, в том числе в боковых стенках в положении, где расположенная выше по ходу опускная труба соединяется с газоходом, между расположенной выше по ходу опускной трубой и расположенной ниже по ходу опускной трубой, в положении, где расположенная ниже по ходу опускная труба соединяется с газоходом, в положении между расположенной ниже по ходу опускной трубой и расположенной ниже по ходу торцевой стенкой или элементом соединения газохода; в расположенной ниже по ходу торцевой стенке или в расположенной выше по ходу торцевой стенке.

На установке нет системы рекуперации тепла дымового газа или системы регенерации. Система регенерации является системой, которая рекуперирует тепло отработавших газов. Это делается путем периодического реверса потока отработавшего газа. Газоход выполнен из материала, такого как кирпич, который может поглощать часть тепла отработавшего газа. Для эффективной работы печи с воздушным сжиганием воздух должен быть предварительно нагрет перед сжиганием. Это делается системой регенерации, которая использует тепло, поглощённое кирпичами, для нагрева воздуха. Пример такой системы приведён в патенте US № 4,376,770, авторов Krumwiede et al. Описанное и заявленное изобретение не требует использования системы регенерации.

Установка, использующая описанную в заявке систему удаления NO_x, также не нуждается в электростатическом осадителе или катализаторе для реакции NO_x с аммиаком.

Изобретение также относится к способу уменьшения выбросов NO_x в отработавшем газе, образующемся в ходе промышленного процесса. Отработавший газ образуется за счет сжигания топлива на основе углерода в газе окислителе в печи. Печь может быть печью большой ёмкости, такой как печь для производства стекла. Сырьё загружается в печь. При поступлении в печь сырьё плавится с образованием расплавленного материала. Сырьё плавится за счет сжигания топлива на основе углерода в газе окислителе.

Газ окислитель содержит по меньшей мере 80 объёмных процентов, по меньшей мере 85 объёмных процентов, по меньшей мере 90 объёмных процентов, по меньшей мере 92 объёмных процента, по меньшей мере 94 объёмных процента или по меньшей мере 95 объёмных процентов кислорода. Он подаётся в печь через горелку. Например, горелка соединена с подачей газ окислителя и подачей топлива на основе углерода, причём горелка подаёт газ окислитель и топливо на основе углерода в печь.

Газ окислитель и топливо на основе углерода подают при соотношении 1 части газа окислителя к 1 части топлива на основе углерода, по меньшей мере 1,5 части газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода, 2 части газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода, 2,5 части газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода или 3,0 части газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода; и/или не более 8 частей газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода, не более 7 частей газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода, не более 6 частей газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода или не более 5 частей газа окислителя на 1 часть топлива на основе углерода.

В печи имеется атмосфера. Атмосфера контролируется так, чтобы содержание азота в печи составляло от небольшого до полного отсутствия азота. Например, в печи присутствует менее 5 объёмных процентов, менее 3 объёмных процентов, менее 2 объёмных процентов, менее 1 объёмного процента или 0 объёмных процентов азота.

В результате сжигания топлива на основе углерода в газе окислителе образуется отработавший газ. Отработавший газ выходит из печи через выпускное отверстие для отработавшего газа или множество выпускных отверстий для отработавшего газа. Например, отработавший газ может выходить из печи через по меньшей мере два выпускных отверстия, по меньшей мере три выпускных отверстия, по меньшей мере четыре выпускных отверстия или более. Выпускные отверстия для отработавшего газа расположены в боковой стенке печи или на крыше, или потолке печи. В случае, если имеется два или более выпускных отверстия для отработавшего газа, одно выпускное отверстие может быть расположено на первой боковой стенке печи, а второе выпускное отверстие может быть расположено на второй боковой стенке печи, которая находится напротив первой боковой стенки. Там может быть расположенное ниже всего по ходу выпускное отверстие и расположенное выше всего по ходу выходное отверстие.

Выпускное(ые) отверстие(я) для отработавшего газа находятся в сообщении по текучей среде с газоходом. Отработавший газ может выходить из печи в газоход. Газоход может быть расположен приблизительно в той же горизонтальной плоскости, что и выпускное(ые) отверстие для отработавшего газа, над выпускным(ми) отверстиями или ниже выпускного(ых) отверстий. Газоход может быть соединён с выпускным отверстием для отработавшего газа через опускную трубу. В таком случае отработавший газ будет вытекать из выпускного отверстия и проходить вниз по опускной трубе в газоход.

Аммиак впрыскивают в газоход через форсунку или форсунки. Аммиак реагирует с отработавшим газом. В частности, аммиак реагирует с NO_x, который находится в отработавшем газе, с образованием воды и газообразного азота. Источником аммиака может быть водный аммиак, безводный аммиак, мочевина или их комбинация.

Аммиак впрыскивают с расходом, который рассчитывается с учётом всех форсунок. Источником аммиака может быть водный аммиак, безводный аммиак, мочевина или их комбинация. Суммарный расход аммиака, впрыскиваемого через все форсунку(и), может составлять по меньшей мере 0,01 галлона в минуту (GPM), по меньшей мере 0,03 GPM, по меньшей мере 0,05 GPM, по меньшей мере 0,07 GPM, по меньшей мере 0,09 GPM, по меньшей мере 0,11 GPM, по меньшей мере 0,13 GPM или по меньшей мере 0,15 GPM; и/или расход может составлять не более 0,4 GPM, не более 0,35 GPM, не более 0,32 GPM, не более 0,3 GPM, не более 0,28 GPM, не более 0,25 GPM или не более 0,22 GPM. Расход аммиака, обсуждаемый в описании, относится к количеству впрыскиваемого аммиака. Это исключает любую воду, например, которая только может впрыскиваться. Поэтому при необходимости впрыска, например, 0,07 GPM аммиака, при том, что раствор содержит 20 объёмных процентов аммиака, водный аммиак следует впрыскивать с расходом 0,35 GPM, потому что при этом расходе аммиак будет вводиться с расходом 0,07 GPM.

Аммиак должен впрыскиваться в газоход в месте, где отработавший газ имеет температуру реакции. Температура реакции составляет 850 - 1200°С; или 875 - 1150°С; 900 - 1100°С; или 950 - 1050°С.

Аммиак можно впрыскивать через одну или обе боковые стенки газохода, через торцевую стенку газохода, через крышу или потолок газохода, через пол газохода или их комбинацию. Аммиак можно впрыскивать через расположенную выше по ходу торцевую стенку, которая является той торцевой стенкой, где расположенная выше всего по ходу опускная труба соединяется с газоходом; в боковой стенке, потолке или полу газохода между расположенной выше всего по ходу опускной трубой и расположенной ниже всего по ходу опускной трубой; в боковой стенке или полу газохода, где расположенная ниже всего по ходу опускная труба соединяется с газоходом; в боковой стенке, потолке или полу газохода между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой и расположенной ниже по ходу торцевой стенкой, элементом соединения газохода или дымовой трубой.

Аммиак можно впрыскивать через множество форсунок в этих положениях. Например, может быть по меньшей мере 2, по меньшей мере 4 или по меньшей мере 6 форсунок в каждом положении и/или не более 14, не более 12 или не более 10 форсунок в каждом положении. В случаях, когда аммиак впрыскивают через множество форсунок в одном положении, форсунки могут быть выровнены горизонтально и/или выровнены вертикально относительно другой форсунки. Например, аммиак можно впрыскивать через форсунку, расположенную в верхней половине боковой стенки или торцевой стенки, нижней половине боковой стенки или торцевой стенки, левой половине торцевой стенки или правой половине торцевой стенки. В конкретных примерах аммиак впрыскивают в газоход через четыре или восемь форсунок.

После впрыскивания в газоход NO_x в отработавшем газе реагирует с аммиаком с образованием газообразного азота и воды и, таким образом, уменьшает выброс NO_x. Газообразный азот и вода проходят через оставшуюся часть газохода и необязательно в элемент соединения газохода, и выбрасываются через дымовую трубу.

Пример 1

Фиг. 1 и 2 представляют пример установки с системой удаления NO_x согласно изобретению. Установка имеет печь 12, в которую стеклянный материал может подаваться или загружаться через загрузочное отверстие 14. Сырьевое стекло подаётся через загрузочное отверстие 14 в печь 12, как показано стрелкой A на фиг. 1.

Печь имеет множество горелок 16, которые подают смесь топлива на основе углерода и газа окислителя, и выполнены с возможностью сжигания топлива на основе углерода с газом окислителем с образованием нескольких факелов пламени 18 от кислородно-топливного сжигания. Горелки 16 расположены в отверстиях в боковых стенках 24 печи 12. Каждое отверстие горелки 16 в боковой стенке 24 находится в шахматном порядке по отношению к отверстию горелки 16 в противоположной боковой стенке 24, так что отверстие горелки 16 не находится непосредственно напротив другого. Каждая горелка 16 соединена с источником подачи газа окислителя и источником топлива на основе углерода посредством отдельной линии подачи для каждого источника. Газ окислитель в основном состоит из кислорода и содержит по меньшей мере 95 объёмных процентов кислорода. Газ окислитель содержит менее 1 объёмного процента газообразного азота или не содержит газообразного азота. Топливом на основе углерода в этом примере является природный газ. Этот газ окислитель и топливо на основе углерода закачивают в печь 12 через горелки 16. Газ окислитель и топливо на основе углерода закачивают в печь 12 с соотношением от по меньшей мере 1,5 газа окислителя к 1 топлива на основе углерода до не более 2,5 газа окислителя к 1 топлива на основе углерода или более предпочтительно около 2 газа окислителя к 1 топлива на основе углерода.

Печь 12 не содержит горелок 16, которые сжигают топливо на основе углерода в присутствии другого газа окислителя, в частности, воздуха или газа, который содержит более 5 объёмных процентов газообразного азота. Таким образом, печь 12 представляет собой печь с кислородно-топливным сжиганием или печь, работающую на кислороде. Таким образом, в камере сгорания в атмосфере содержится менее 5 объёмных процентов азота.

Внутри печи 12 топливо на основе углерода сгорает с образованием пламени 18 в присутствии газа окислителя. Пламя плавит сырьевое стекло и формирует расплавленное стекло 44. Сгорание топлива на основе углерода и газа окислителя образует отработавший газ.

Печь 12 в этом примере имеет четыре выпускных отверстия для отработавшего газа. Имеются два расположенных выше по ходу выпускных отверстия 20, по одному на каждой боковой стенке 24, и два расположенных ниже по ходу выпускных отверстия 22, одно на первой боковой стенке, а другое на второй боковой стенке 24. Выпускные отверстия 20, 22 для отработавшего газа обеспечивают сообщение между печью 12 и двумя газоходами 26, а именно, первым газоходом и втором газоходом.

Первый и второй газоходы 26 соединены с выпускными отверстиями 20, 22 для отработавшего газа с помощью опускных труб 27, 28. Две опускные трубы 27, 28 соединяют первый газоход 26, а две другие опускные трубы 27, 28 соединяют второй газоход 26 с выпускными отверстиями 20, 22 для отработавшего газа. Отработавший газ выходит из печи 12 через выпускные отверстия 20, 22 по пути B прохождения отработавшего газа в первый и второй газоходы 26.

Обращаясь к фиг. 3 - 5, каждый газоход 26 имеет устройство для удаления NO_x, которое содержит по меньшей мере одну форсунку 30 или множество форсунок 30. В этом примере четыре форсунки 30 расположены на первой боковой стенке 32, четыре форсунки 30 расположены на второй боковой стенке 34 первого и второго газоходов 26 и четыре форсунки 30 размещены в расположенной выше по ходу торцевой стенке 36 первого и второго газоходов 26. Таким образом, каждый газоход содержит 12 форсунок в трёх положениях. Каждая форсунка 30 может независимо включаться или выключаться для управления положением, где добавляется аммиак. Насос для аммиака регулирует расход, с которым подаётся аммиак. Таким образом, оператор может регулировать, где аммиак закачивается в газоходы 26, а также количество аммиака, закачиваемого в газоходы 26.

В частности, восемь форсунок установлены на каждой боковой стенке 32, 34 газохода 26, где расположенная ниже всего по ходу опускная труба 28 соединяется с газоходом 26. Каждая боковая стенка 32, 34 каждого газохода 26 имеет две форсунки 30 в верхней части боковой стенки и две форсунки 30 в нижней части боковой стенки 32, 34, как показано на фиг. 3 - 4. Таким образом, каждый газоход 26 имеет четыре форсунки 30 на первой боковой стенке 32 и четыре форсунки 30 на второй боковой стенке 34. В целом, каждый газоход 26 имеет восемь форсунок 30 между обеими боковыми стенками 32, 34 вблизи положения, где расположенная ниже всего по ходу опускная труба 28 соединяется с газоходом 26.

Количество форсунок 30 не является критическим, и их просто используют в качестве средства регулирования расхода аммиака в примерах. Предполагается, что одной форсунки 30 в любом из описанных здесь положений будет достаточно, если эта форсунка 30 сможет подавать объём аммиака, соответствующий количеству отработавшего газа в газоходе.

Каждая форсунка 30 соединена с насосом для аммиака по линиям аммиака, не показанным на фигурах. Форсунки 30 также подключены к источнику сжатого воздуха, также не показанному на фигурах. Аммиак впрыскивают в отработавший газ с расходом 0,01 - 0,8 GPM. Этот расход впрыска представляет собой расход добавления аммиака через все форсунки 30. Предпочтительно, расход аммиака должен составлять 0,05 - 0,22 GPM.

Первый и второй газоходы 26 соединяются с элементом соединения газохода 40 на или вблизи с расположенной ниже по ходу торцевой стенкой 38 первого и второго газоходов. Элемент соединения газохода 40 обеспечивает сообщение между первым газоходом 26, вторым газоходом 26 и дымовой трубой 42. Выпускные отверстия 20, 22 для отработавшего газа; опускные трубы 27, 28; первый и второй газоходы 26, элемент соединения газохода 40 и дымовая труба 42 выполнены с возможностью выпуска отработавшего газа, который выводится из печи 12 установки через дымовую трубу 42. В отработавшем газе, выходящем из дымовой трубы 42, содержится уменьшенное количество NO_x. по сравнению с отработавшим газом, находящимся в печи 12.

Хотя этот пример представляет конкретные положения форсунок 30 и определённое количество форсунок 30 в каждом положении, специалист в данной области техники легко поймет, что положения и количество форсунок 30 могут меняться на другие положения или другие количества форсунок. 30. Например, в каждом положении может использоваться только одна форсунка, или положения могут находиться между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой 28 и расположенной ниже по ходу торцевой стенкой 38, в расположенной ниже по ходу торцевой стенке 38, между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой 28 и расположенной ниже по ходу торцевой стенкой 36, или в боковой стенке 32 или 34 в положении, где расположенная выше всего по ходу опускная труба 27 соединяется с газоходом 26. Кроме того, устройство для снижения выбросов NO_x и/или форсунка(и) 30 могут быть установлены в одном или нескольких из этих положений, только в первом газоходе 26 или только во втором газоходе 26. Альтернативно форсунки 30 могут быть установлены в потолке (или крыше) или полу первого и/или второго газохода 26.

На загрузочном конце или отверстии 14 сырьевое стекло подавалось в печь 12 с помощью загрузочного устройства. Внутри печи 12 в горелки 16 подавался газ для кислородно-топливного сжигания и топливо на основе углерода, при этом топливо на основе углерода сгорает в присутствии газа для кислородно-топливного сжигания. В атмосфере печи количество преднамеренно добавленного азота составляло от небольшого количества до полного отсутствия азота. В той мере, в которой присутствовал газообразный азот, он, по-видимому, просочился в печь 12 вследствие того, что печь 12 не была герметично изолирована.

Сжигание топлива на основе углерода и кислорода приводило к образованию расплавленного стекла 44 и отработавшего газа. Вследствие того, что некоторое количество азота просочилось в печь 12, отработавший газ содержал некоторое количество NO_x. Отработавший газ выпускался из печи 12 через левое и правое выпускные отверстия 20 и 22 для отработавшего газа в левую и правую опускные трубы 27 и 28. Он продолжал течение вдоль пути B в первый и второй газоходы 26.

Внутри газоходов аммиак впрыскивался через форсунки 30, установленные в газоходе 26 в положениях, описанных выше. Аммиак реагировал с NO_x с образованием азота и воды, тем самым снижая выбросы NO_x, производимые печью 12 с кислородно-топливным сжиганием.

В примерах 1 - 22 делается ссылка на боковые стенки 32, 34 газохода 26 и расположение, где форсунки 30 установлены в боковых стенках 32, 34. Если явно не указано, подразумевается, что форсунка(и) 30 в боковых стенках 33, 34 можно разместить в любом положении на боковой стенке 32, 34 газохода 26, и что крыша газохода 26 и пол газохода 26 являются адекватными заменителями боковой стенки 32, 34.

Пример 2

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства снижения выбросов NO_x находятся только в расположенных выше по ходу торцевых стенках 36 первого и второго газоходов 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для уменьшения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в газоход на расположенных выше по ходу торцевых стенках 36 первого и второго газоходов 26.

Пример 3

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34 первого и второго газоходов 26. В случае, когда форсунки 30 устройства уменьшения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки 30 отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только на первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34 первого и второго газоходов 26.

Пример 4

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных выше по ходу торцевых стенках 36 только одного газохода 26 или первого газохода 26, а не в обоих газоходах. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки 30 отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в один газоход или первый газоход 26 на расположенных выше по ходу торцевых стенках 36.

Пример 5

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства снижения выбросов NO_x расположены только в первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34 только одного газохода 26 или первого газохода 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки 30 отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в один газоход или первый газоход 26 на первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34.

Пример 6

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38 первого и второго газоходов 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки 30 отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в газоход 26 на расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38 первого газохода 26 и второго газохода 26.

Пример 7

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34 первого и второго газоходов 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в газоход 26 на расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34 первого газохода 26 и второго газохода 26.

Пример 8

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38 и расположенных выше по ходу торцевых стенках 36 первого и второго газоходов 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в газоход 26 на расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38 и на расположенных выше по ходу торцевых стенках 36 первого газохода 26 и второго газохода 26.

Пример 9

В этом примере установка выполнена аналогично Примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38 только одного газохода 26 или первого газохода 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в один газоход 26 на расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38.

Пример 10

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34 только одного газохода 26 или первого газохода 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в газоход 26 на расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34 только одного газохода 26 или первого газохода 26.

Пример 11

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, первой боковой стенке 32, второй боковой стенке 34 и расположенной выше по ходу торцевой стенке 36 первого и второго газоходов 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только на расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, первой боковой стенке 32, второй боковой стенке 34 и расположенной выше по ходу торцевой стенке 36 первого газохода 26 и второго газохода 26.

Пример 12

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, первой боковой стенке 32, второй боковой стенке 34 и расположенной выше по ходу торцевой стенке 36 первого и второго газохода 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только на расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, первой боковой стенке 32, второй боковой стенке 34 и расположенной выше по ходу торцевой стенке 36 первого газохода 26 и второго газохода 26.

Пример 13

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в одной боковой стенке, первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 первого и второго газоходов 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается в газоход только на одной боковой стенке - первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 первого и второго газоходов 26.

Пример 14

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства снижения выбросов NO_x расположены только в одной боковой стенке, первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 только одного газохода 26 первого газохода 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается в газоход только на одной боковой стенке - первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 только одного газохода 26 - первого газохода 26.

Пример 15

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных выше по ходу боковых стенках 36, первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34 первого и второго газоходов 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в газоход 26 на расположенных выше по ходу торцевых стенках 36, первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34 первого газохода 26 и второго газохода 26.

Пример 16

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных выше по ходу торцевых стенках 36, первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34 только одного газохода 26 - первого газохода 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в газоход 26 на расположенных выше по ходу боковых стенках 36, первой боковой стенке 32 и второй боковой стенке 34 только одного газохода 26 - первого газохода 26.

Пример 17

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных выше по ходу боковых стенках 36, и только одной боковой стенке - первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 первого и второго газоходов 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в газоход 26 на расположенных выше по ходу торцевых стенках 36, только одной боковой стенке - первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 первого газохода 26 и второго газохода 26.

Пример 18

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных выше по ходу боковых стенках 36 и только в одной боковой стенке - первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 только одного газохода 26 - первого газохода 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в газоход 26 на расположенных выше по ходу боковых стенках 36, только одной боковой стенке - первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 только первого газохода 26.

Пример 19

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38 и в расположенных выше по ходу торцевых стенках 36 только одного газохода 26 - первого газохода 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в газоход 26 на расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38 и на расположенных выше по ходу торцевых стенках 36 только первого газохода 26.

Пример 20

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, только одной боковой стенке - первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 - и расположенной выше по ходу торцевой стенке 36 первого и второго газоходов 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, только одной боковой стенке - первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 - и расположенной выше по ходу торцевой стенке 36 первого газохода 26 и второго газохода 26.

Пример 21

В этом примере установка выполнена аналогично примеру 1, за исключением того, что форсунки устройства для снижения выбросов NO_x расположены только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, только одной боковой стенке - первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 - и расположенной выше по ходу торцевой стенке 36 только одного газохода 26 - первого газохода 26. В случае, когда форсунки 30 устройства для снижения выбросов NO_x находятся в любом другом положении, эти форсунки отключены, поэтому аммиак не может закачиваться в газоход в других положениях. Поэтому аммиак впрыскивается или впрыскивается только в расположенных ниже по ходу торцевых стенках 38, только одной боковой стенке - первой боковой стенке 32 или второй боковой стенке 34 - и расположенной выше по ходу торцевой стенке 36 только первого газохода 26.

Пример 22

Используя любой из примеров 1 - 21, водный аммиак закачивается в отработавший газ и газоход с указанным расходом. Расход представлен на фиг. 5. Когда аммиак впрыскивают в отработавший газ из печи с кислородно-топливным сжиганием неожиданно наблюдается заметное снижение содержания NO_x. Заметное и неожиданное снижение содержания NO_x наблюдается при расходе всего лишь 0,19 GPM водного аммиака, имеющего концентрацию аммиака 19 объёмных процентов, в отработавший газ (то есть расход аммиака 0,036 GPM). Более значительное снижение наблюдается при более высоком расходе, однако проскок аммиака становится проблемой при расходе водного аммиака, имеющего концентрацию аммиака 19 объёмных процентов, выше 1,0 GPM (то есть расход аммиака 0,19 GPM).

Изобретение дополнительно описано в следующих пронумерованных пунктах.

Пункт 1: Установка для процесса горения, содержащая: печь для нагрева материала, горелку, выполненную с возможностью сжигания газа окислителя и топлива на основе углерода, в печи, причем газ окислитель содержит по меньшей мере 80 объёмных процентов кислорода, в частности, по меньшей мере 85 объёмных процентов, более конкретно, по меньшей мере 90 объёмных процентов, более конкретно, по меньшей мере 92 объёмных процента, более конкретно, по меньшей мере 94 объёмных процента или по меньшей мере 95 объёмных процентов кислорода; выпускное отверстие для отработавшего газа, обеспечивающее сообщение между печью и газоходом и выполненное с возможностью удаления отработавшего газа, образующегося в процессе горения, из печи в газоход; форсунку, расположенную в газоходе, выполненную с возможностью впрыскивания аммиака в газоход и/или в отработавший газ, причём источник аммиака выбран из группы, состоящей из водного аммиака, безводного аммиака, мочевины или их комбинации.

Пункт 2: Установка по пункту 1, в которой процесс горения используется для изготовления стекла и материал, нагреваемый в печи, представляет собой материал стекольной шихты.

Пункт 3: Установка по пункту 1 или 2, в которой газоход содержит расположенную выше по ходу торцевую стенку, и форсунка расположена в газоходе на расположенной выше по ходу торцевой стенке.

Пункт 4: Установка по пункту 1 или 2, в которой газоход содержит первую боковую стенку, и форсунка расположена в газоходе на первой боковой стенке.

Пункт 5: Установка по п. 4, в которой газоход содержит вторую боковую стенку и вторая форсунка расположена в газоходе на второй боковой стенке приблизительно напротив или напротив первой форсунки.

Пункт 6: Установка по пункту 1 или 2, в которой форсунка расположена в расположенной ниже по ходу торцевой стенке газохода.

Пункт 7: Установка по любому из пунктов 1 - 6, дополнительно содержащая опускную трубу, соединяющую газоход с выпускным отверстием для отработавшего газа.

Пункт 8: Установка по пункту 7, в которой форсунка расположена в газоходе на торцевой или боковой стенке, где опускная труба соединяется с газоходом.

Пункт 9: Установка по любому из пунктов 1 - 6, в которой выпускное отверстие для отработавшего газа представляет собой расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, и установка дополнительно содержит расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, в которой расположенное выше по ходу выпускное отверстие и расположенное ниже по ходу выпускное отверстие сообщаются с газоходом.

Пункт 10: Установка по пункту 9, дополнительно содержащая расположенную ниже всего по ходу опускную трубу, соединяющую расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа с газоходом, и расположенную выше всего по ходу опускную трубу, соединяющую расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа с газоходом.

Пункт 11: Установка по пункту 9 или 10, в которой форсунка расположена в боковой стенке в положении ниже по ходу от расположенной ниже всего по ходу опускной трубы или расположенного ниже по ходу выпускного отверстия для отработавшего газа; между расположенной ниже по ходу торцевой стенкой газохода и расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа; и/или между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа и расположенной выше всего по ходу опускной трубой или расположенным выше по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа.

Пункт 12: Установка по любому из пунктов 1 - 11, в которой форсунка выполнена с возможностью открываться или закрываться.

Пункт 13: Установка по любому из пунктов 1 - 12, в которой форсунка выполнена с возможностью увеличения или уменьшения расхода аммиака.

Пункт 14: Установка по любому из пунктов 1 - 13, в которой аммиак впрыскивается в отработавший газ с общим расходом аммиака по меньшей мере 0,01 галлона в минуту (GPM), по меньшей мере 0,03 GPM, по меньшей мере 0,05 GPM, по меньшей мере 0,07 GPM GPM, по меньшей мере 0,09 GPM, по меньшей мере 0,11 GPM, по меньшей мере 0,13 GPM или по меньшей мере 0,15 GPM; и/или расход может составлять не более 0,4 GPM, не более 0,35 GPM, не более 0,32 GPM, не более 0,3 GPM, не более 0,28 GPM, не более 0,25 GPM или не более 0,22 GPM.

Пункт 15: Установка по любому из пунктов 1 - 14, в которой форсунка расположена в газоходе, где отработавший газ имеет температуру реакции, составляющую 850 - 1200°С; или 875 - 1150°С; 900 - 1100°С; или 950 - 1050°С.

Пункт 16: Установка по любому из пунктов 1, 2, 4, 5, 7 - 15, в которой установка выполнена с возможностью впрыскивать аммиак только в боковой стенке газохода.

Пункт 17: Установка по п. 16, в которой форсунка расположена в боковой стенке газохода вблизи или на соединении между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа и газоходом.

Пункт 18: Установка по п.16, в которой форсунка расположена в боковой стенке газохода между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенной ниже по ходу торцевой стенкой газохода.

Пункт 19: Установка по любому из пунктов 1 - 3 или 7 - 15, в которой установка выполнена так, чтобы впрыскивать аммиак только в расположенной выше по ходу торцевой стенке газохода.

Пункт 20: Установка по пунктам 1, 2 или 6 - 15, в которой установка выполнена так, чтобы впрыскивать аммиак только в расположенной ниже по ходу торцевой стенке газохода.

Пункт 21: Установка по любому из пунктов 1 - 20, которая не содержит катализатор для реакции аммиака с отработавшим газом.

Пункт 22: Установка по любому из пунктов 1 - 21, в которой печь представляет собой печь с кислородно-топливным сжиганием.

Пункт 23: Установка по любому из пунктов 1 - 22, в которой отработавший газ удаляется с помощью эффекта самотяги или вытяжного вентилятора, расположенного в газоходе.

Пункт 24: Установка по любому из пунктов 1 - 22, в которой отработавший газ удаляется с помощью эффекта самотяги.

Пункт 25: Установка для процесса горения, содержащая: печь для нагрева материала, горелку, выполненную с возможностью сжигания газа окислителя и топлива на основе углерода, в печи, при этом газ окислитель содержит по меньшей мере 80 объёмных процентов кислорода, в частности, по меньшей мере 85 объёмных процентов, более конкретно, по меньшей мере 90 объёмных процентов, более конкретно, по меньшей мере 92 объёмных процента, более конкретно, по меньшей мере 94 объёмных процента или по меньшей мере 95 объёмных процентов кислорода; выпускное отверстие для отработавшего газа, обеспечивающее сообщение между печью и газоходом и выполненное с возможностью удаления отработавшего газа, образующегося в процессе горения, из печи в газоход; множество форсунок, расположенных в газоходе, выполненных с возможностью впрыскивания аммиака в газоход и/или в отработавший газ, причём источник аммиака выбран из группы, состоящей из водного аммиака, безводного аммиака, мочевины или их комбинации.

Пункт 26: Установка по пункту 25, в которой процесс горения используется для изготовления стекла и материал, нагреваемый в печи, представляет собой материал стекольной шихты.

Пункт 27: Установка по пункту 25 или 26, в которой газоход содержит расположенную выше по ходу торцевую стенку, первую боковую стенку, вторую боковую стенку и расположенную ниже по ходу торцевую стенку, причем указанное множество форсунок расположено в расположенной выше по ходу торцевой стенке, первой боковой стенке, второй боковой стенке, расположенной ниже по ходу торцевой стенке или любой их комбинации.

Пункт 28: Установка по любому из пунктов 25 - 27, дополнительно содержащая опускную трубу, соединяющую газоход с выпускным отверстием для отработавшего газа, в которой по меньшей мере часть из множества форсунок расположена в боковой стенке и/или расположенной выше по ходу торцевой стенке газохода в положении, где опускная труба соединяется с газоходом.

Пункт 29: Установка по любому из пунктов 25 - 27, в которой выпускное отверстие для отработавшего газа представляет собой расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, и установка дополнительно содержит расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, в которой расположенное выше по ходу выпускное отверстие и расположенное ниже по ходу выпускное отверстие сообщаются с газоходом.

Пункт 30: Установка по пункту 29, дополнительно содержащая расположенную ниже всего по ходу опускную трубу, соединяющую расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа с газоходом, и расположенную выше всего по ходу опускную трубу, соединяющую расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа с газоходом.

Пункт 31: Установка по пункту 29 или 20, в которой указанное множество форсунок расположено в боковой стенке в положении ниже по ходу от расположенной ниже всего по ходу опускной трубы или расположенного ниже по ходу выпускного отверстия для отработавшего газа; между расположенной ниже по ходу торцевой стенкой газохода и расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа; и/или между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа и расположенной выше всего по ходу опускной трубой или расположенным выше по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа.

Пункт 32: Установка по любому из пунктов 25 - 31, в которой форсунка выполнена с возможностью открываться или закрываться.

Пункт 33: Установка по любому из пунктов 25 - 32, в которой форсунка выполнена с возможностью увеличения или уменьшения расхода аммиака.

Пункт 34: Установка по любому из пунктов 25 - 33, в которой аммиак впрыскивается в отработавший газ с общим расходом аммиака по меньшей мере 0,01 галлона в минуту (GPM), по меньшей мере 0,03 GPM, по меньшей мере 0,05 GPM, по меньшей мере 0,07 GPM, по меньшей мере 0,09 GPM, по меньшей мере 0,11 GPM, по меньшей мере 0,13 GPM или по меньшей мере 0,15 GPM; и/или расход может составлять не более 0,4 GPM, не более 0,35 GPM, не более 0,32 GPM, не более 0,3 GPM, не более 0,28 GPM, не более 0,25 GPM или не более 0,22 GPM.

Пункт 35: Установка по любому из пунктов 25 - 34, в которой форсунка расположена в газоходе, где отработавший газ имеет температуру реакции, составляющую 850 - 1200°С; или 875 - 1150°С; 900 - 1100°С; или 950 и 1050°С.

Пункт 36: Установка по пунктам 25 - 34, в которой установка выполнена с возможностью впрыскивать аммиак только в боковой стенке газохода.

Пункт 37: Установка по пункту 36, в которой форсунка расположена в боковой стенке газохода вблизи или на соединении между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенного ниже по ходу выпускного отверстия для отработавшего газа и газохода.

Пункт 38: Установка по пункту 36, в которой форсунка расположена в боковой стенке газохода между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенной ниже по ходу торцевой стенкой газохода.

Пункт 39: Установка по пунктам 25 - 34, в которой установка выполнена так, чтобы впрыскивать аммиак только в боковой стенке расположенной выше по ходу торцевой стенки газохода.

Пункт 40: Установка по пунктам 25 - 34, в которой установка выполнена так, чтобы впрыскивать аммиак только в боковой стенке расположенной ниже по ходу торцевой стенки газохода.

Пункт 41: Установка по любому из пунктов 25 - 40, которая не содержит катализатор для реакции аммиака с отработавшим газом.

Пункт 42: Установка по любому из пунктов 25 - 41, в которой печь представляет собой печь с кислородно-топливным сжиганием.

Пункт 43: Установка по любому из пунктов 25 - 42, в которой отработавший газ удаляется с помощью эффекта самотяга или вентилятора с принудительной тягой, расположенного в газоходе.

Пункт 44: Установка по любому из пунктов 25-42, в которой отработавший газ удаляется с помощью эффекта самотяга.

Пункт 45: Установка для процесса горения, содержащая: печь для нагрева материала, горелку, выполненную с возможностью сжигания газа окислителя и топлива на основе углерода, в печи, при этом газ окислитель содержит по меньшей мере 80 объёмных процентов кислорода, в частности, по меньшей мере 85 объёмных процентов, более конкретно, по меньшей мере 90 объёмных процентов, более конкретно, по меньшей мере 92 объёмных процента, более конкретно, по меньшей мере 94 объёмных процента или по меньшей мере 95 объёмных процентов кислорода; первое выпускное отверстие для отработавшего газа, обеспечивающее сообщение между печью и первым газоходом и выполненное с возможностью удаления отработавшего газа, образующегося в процессе горения, из печи в первый газоход; одну или множество форсунок первого газохода, расположенных в первом газоходе, выполненных с возможностью впрыскивания аммиака в первый газоход и/или в отработавший газ, причём источник аммиака выбран из группы, состоящей из водного аммиака, безводного аммиака, мочевины или их комбинации; и второе выпускное отверстие для отработавшего газа, обеспечивающее сообщение между печью и вторым газоходом и выполненное с возможностью удаления отработавшего газа, образующегося в процессе горения, из печи во второй газоход.

Пункт 46: Установка по пункту 45, в которой второй газоход не содержит форсунки, выполненные с возможностью впрыскивания аммиака во второй газоход.

Пункт 47: Установка по пункту 45, в которой второй газоход содержит одну или множество форсунок второго газохода, причём форсунка(и) второго газохода находятся в выключенном состоянии, так что аммиак не может впрыскиваться во второй газоход.

Пункт 48: Установка по пункту 45, в которой второй газоход содержит одну или множество форсунок второго газохода, выполненных с возможностью впрыскивания аммиака во второй газоход.

Пункт 49: Установка по любому из пунктов 45 - 48, в которой процесс горения используется для изготовления стекла и материал, нагреваемый в печи, представляет собой материал стекольной шихты.

Пункт 50: Установка по любому из пунктов 45 - 49, в которой первый газоход содержит расположенную выше по ходу торцевую стенку, первую боковую стенку, вторую боковую стенку и расположенную ниже по ходу торцевую стенку, в которой одна форсунка или множество форсунок расположены в расположенной выше по ходу торцевой стенке, первой боковой стенке, второй боковой стенке, расположенной ниже по ходу торцевой стенке или любой их комбинации.

Пункт 51: Установка по любому из пунктов 45 - 50, дополнительно содержащая опускную трубу, соединяющую первый газоход с первым выпускным отверстием для отработавшего газа, при этом одна форсунка или множество форсунок расположены в боковой стенке первого газохода и/или расположенной ниже по ходу торцевой стенке первого газохода.

Пункт 52: Установка по любому из пунктов 45 - 51, в которой первое выпускное отверстие для отработавшего газа представляет собой первое расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, и установка дополнительно содержит первое расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, в которой первое расположенное выше по ходу выпускное отверстие и первое расположенное ниже по ходу выпускное отверстие сообщаются с первым газоходом.

Пункт 53: Установка по пункту 52, дополнительно содержащая первую расположенную ниже всего по ходу опускную трубу, соединяющую первое расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа с первым газоходом, и первую расположенную выше всего по ходу опускную трубу, соединяющую первое расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа с газоходом.

Пункт 54: Установка по любому из пунктов 45 - 53, в которой одна форсунка или множество форсунок расположены в боковой стенке в положении ниже по ходу от расположенной ниже всего по ходу опускной трубы или расположенного ниже по ходу выпускного отверстия для отработавшего газа; между расположенной ниже по ходу торцевой стенкой газохода и расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа; между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа и расположенной выше всего по ходу опускной трубой или расположенным выше по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа; или в их любой комбинации.

Пункт 55: Установка по любому из пунктов 45 - 54, в которой одна форсунка или множество форсунок выполнены с возможностью открываться или закрываться.

Пункт 56: Установка по любому из пунктов 45 - 55, в которой одна форсунка или множество форсунок выполнены для увеличения или уменьшения расхода аммиака.

Пункт 57: Установка по любому из пунктов 45 - 56, в которой аммиак впрыскивают в отработавший газ с общим расходом аммиака по меньшей мере 0,01 галлона в минуту (GPM), по меньшей мере 0,03 GPM, по меньшей мере 0,05 GPM, по меньшей мере 0,07 GPM, по меньшей мере 0,09 GPM, по меньшей мере 0,11 GPM, по меньшей мере 0,13 GPM или по меньшей мере 0,15 GPM; и/или расход может составлять не более 0,4 GPM, не более 0,35 GPM, не более 0,32 GPM, не более 0,3 GPM, не более 0,28 GPM, не более 0,25 GPM или не более 0,22 GPM.

Пункт 58: Установка по любому из пунктов 45 - 57, в которой одна форсунка или множество форсунок расположены в первом газоходе, где отработавший газ имеет температуру реакции, составляющую 850 - 1200°С; или 875 - 1150°С; 900 - 1100°С; или 950 - 1050°С.

Пункт 59: Установка по пунктам 45 - 58, в которой установка выполнена с возможностью впрыскивать аммиак только в боковую стенку первого газохода.

Пункт 60: Установка по пункту 59, в которой одна форсунка или множество форсунок расположены в боковой стенке газохода вблизи или на соединении между первой расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или первым расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа и первым газоходом.

Пункт 61: Установка по пункту 59, в которой одна форсунка или множество форсунок расположены в боковой стенке первого газохода между первой расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или первой расположенной ниже по ходу торцевой стенкой первого газохода.

Пункт 62: Установка по пунктам 45 - 61, в которой установка выполнена так, чтобы впрыскивать аммиак только в боковую стенку первой расположенной выше по ходу торцевой стенки первого газохода.

Пункт 63: Установка по пунктам 45 - 62, в которой установка выполнена с возможностью впрыскивать аммиак только в боковую стенку первой расположенной ниже по ходу торцевой стенки первого газохода.

Пункт 64: Установка по любому из пунктов 45 - 63, которая не содержит катализатор для реакции аммиака с отработавшим газом.

Пункт 65: Установка по любому из пунктов 45 - 64, в которой печь представляет собой печь с кислородно-топливным сжиганием.

Пункт 66. Установка по любому из пунктов 45 - 65, в которой отработавший газ удаляется с помощью эффекта самотяга или вентилятора с принудительной тягой, расположенного в газоходе.

Пункт 67: Установка по любому из пунктов 45 - 66, в которой отработавший газ удаляется с помощью эффекта самотяга.

Пункт 68. Установка по любому из пунктов 45 - 67, в которой печь содержит второе расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа и второе расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, обеспечивающее сообщение между вторым газоходом и печью, и необязательно вторую расположенную выше по ходу опускную трубу, соединяющую второе расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа со вторым газоходом и, необязательно, вторую расположенную ниже по ходу опускную трубу, соединяющую второе расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа со вторым газоходом.

Пункт 69. Установка по пункту 68, в которой второй газоход содержит расположенную выше по ходу торцевую стенку, первую боковую стенку, вторую боковую стенку и расположенную ниже по ходу торцевую стенку, в которой одна форсунка или множество форсунок расположены в расположенной выше по ходу торцевой стенке, первой боковой стенке, второй боковой стенке, расположенной ниже по ходу торцевой стенке или любой их комбинации.

Пункт 70: Установка по любому из пунктов 68 - 69, в которой одна форсунка или множество форсунок во втором газоходе расположены там, где отработавший газ имеет температуру реакции, составляющую 850 - 1200°С; или 875 - 1150°С; 900 - 1100°С; или 950 - 1050°С во втором газоходе.

Пункт 71. Способ снижения выбросов NO_x в печи с кислородно-топливным сжиганием, включающий сжигание топлива на основе углерода в газе окислителе, содержащем по меньшей мере 80 объёмных процентов кислорода, в частности, по меньшей мере 85 объёмных процентов, более конкретно, по меньшей мере 90 объёмных процентов, более конкретно, по меньшей мере 92 объёмных процента, более конкретно, по меньшей мере 94 объёмных процента или по меньшей мере 95 объёмных процентов кислорода; отвод отработавшего газа через выпускное отверстие для отработавшего газа в газоход; взаимодействие отработавшего газа с аммиаком в газоходе; и выброс отработавшего газа из газохода.

Пункт 72. Способ по пункту 71, в котором печь с кислородно-топливным сжиганием представляет собой печь для плавления стекла с кислородно-топливным сжиганием.

Пункт 73: Способ по пункту 71 или 72, дополнительно включающий плавление сырья в печи с кислородно-топливным сжиганием.

Пункт 74: Способ по пункту 73, в котором сырьё представляет собой стекольную шихту.

Пункт 75: Способ по любому из пунктов 71 - 74, в котором аммиак впрыскивают в газоход на расположенной выше по ходу торцевой стенке, первой боковой стенке, второй боковой стенке, расположенной ниже по ходу торцевой стенке или их комбинации.

Пункт 76: Способ по любому из пунктов 71 - 75, в котором аммиак впрыскивают в газоход на первой боковой стенке.

Пункт 77: Способ по любому из пунктов 71 - 76, в котором аммиак впрыскивают в газоход на первой боковой стенке и второй боковой стенке в точке, приблизительно противоположной или противоположной точке впрыска на первой боковой стенке.

Пункт 78. Способ по любому из пунктов 71 - 74, в котором аммиак впрыскивают в газоход на расположенной ниже по ходу торцевой стенке газохода.

Пункт 79. Способ по любому из пунктов 71 - 78, в котором отработавший газ выходит из печи через выпускное отверстие для отработавшего газа, через опускную трубу в газоход.

Пункт 80: Способ по пункту 79, в котором аммиак впрыскивают в газоход на торцевой или боковой стенке, где опускная труба соединяется с газоходом.

Пункт 81: Способ по любому из пунктов 71 - 78, в котором выпускное отверстие для отработавшего газа представляет собой расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, и отработавший газ также выходит из расположенного ниже по ходу выпускного отверстия для отработавшего газа и расположенной ниже всего по ходу опускной трубы и расположенного выше по ходу выпускного отверстия для отработавшего газа через расположенную выше по ходу опускную трубу в газоход, причём аммиак впрыскивают в газоход в положении ниже по ходу от расположенной ниже всего по ходу опускной трубы или расположенного ниже по ходу выпускного отверстия для отработавшего газа; между расположенной ниже по ходу торцевой стенкой газохода и расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа; между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа и расположенной выше всего по ходу опускной трубой или расположенным выше по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа, или их комбинацией.

Пункт 82: Способ по любому из пунктов 71 - 81, в котором аммиак впрыскивают с расходом, который может быть увеличен или уменьшен.

Пункт 83. Способ по любому из пунктов 71 - 82, в котором аммиак впрыскивают в отработавший газ с общим расходом аммиака по меньшей мере 0,01 галлона в минуту (GPM), по меньшей мере 0,03 GPM, по меньшей мере 0,05 GPM, по меньшей мере 0,07 GPM, по меньшей мере 0,09 GPM, по меньшей мере 0,11 GPM, по меньшей мере 0,13 GPM или по меньшей мере 0,15 GPM; и/или расход может составлять не более 0,4 GPM, не более 0,35 GPM, не более 0,32 GPM, не более 0,3 GPM, не более 0,28 GPM, не более 0,25 GPM или не более 0,22 GPM.

Пункт 84: Способ по любому из пунктов 71 - 83, в котором аммиак впрыскивают в газоход, где отработавший газ имеет температуру реакции, составляющую 850 - 1200°С; или 875 - 1150°С; 900 - 1100°С; или 950 - 1050°С.

Пункт 85: Способ по пунктам 71 - 84, в котором аммиак впрыскивают в боковую стенку газохода.

Пункт 86. Способ по любому из пунктов 71 - 85, в котором аммиак впрыскивают только вблизи или на соединении между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа и газоходом.

Пункт 87. Способ по любому из пунктов 71 – 86, в котором аммиак впрыскивают в боковой стенке газохода между расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или расположенной ниже по ходу торцевой стенкой газохода.

Пункт 88: Способ по любому из пунктов 71 - 87, в котором аммиак впрыскивают только в первую боковую стенку газохода, вторую боковую стенку газохода, расположенную ниже по ходу торцевую стенку газохода, расположенную выше по ходу торцевую стенку газохода или первую боковую стенку и вторую боковую стенку газохода.

Пункт 89: Способ по любому из пунктов 71 - 88, в котором отработавший газ выходит во второй газоход, при этом первый газоход и второй газоход сообщаются с дымовой трубой.

Пункт 90: Способ по пункту 89, в котором аммиак не впрыскивают во второй газоход.

Пункт 91: Способ по пункту 89 или 90, в котором аммиак впрыскивают во второй газоход на расположенной выше по ходу торцевой стенке, первой боковой стенке, второй боковой стенке, на расположенной ниже по ходу торцевой стенке или их комбинации во втором газоходе.

Пункт 92: Способ по пункту 91, в котором аммиак впрыскивают в отработавший газ с общим расходом аммиака по меньшей мере 0,01 галлона в минуту (GPM), по меньшей мере 0,03 GPM, по меньшей мере 0,05 GPM, по меньшей мере 0,07 GPM, по меньшей мере 0,09 GPM, по меньшей мере 0,11 GPM, по меньшей мере 0,13 GPM или по меньшей мере 0,15 GPM; и/или расход может составлять не более 0,4 GPM, не более 0,35 GPM, не более 0,32 GPM, не более 0,3 GPM, не более 0,28 GPM, не более 0,25 GPM или не более 0,22 GPM.

Пункт 93. Способ по любому из пунктов 71 - 92, в котором катализатор не используют для реакции аммиака с отработавшим газом.

Пункт 94: Способ по любому из пунктов 71 - 93, в котором печь представляет собой печь с кислородно-топливным сжиганием.

Пункт 95: Способ по любому из пунктов 71 - 94, в котором отработавший газ удаляют с помощью эффекта самотяги или вентилятора с принудительной тягой, расположенного в газоходе.

Пункт 96: Способ по любому из пунктов 71 - 94, в котором отработавший газ удаляют с помощью эффекта самотяги.

Изобретение относится к установке для процесса горения, содержащей: печь для нагрева материала, горелку, соединенную с источником подачи газа окислителя, содержащим газ окислитель, содержащий по меньшей мере 80 объёмных процентов кислорода, и выполненную с возможностью сжигания указанного газа окислителя и топлива на основе углерода в печи. Первое расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа и первое расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа находятся в сообщении по текучей среде с первым газоходом, обеспечивая сообщение между печью и указанным первым газоходом, и выполнены с возможностью удаления отработавшего газа, образующегося в процессе горения, из печи в указанный первый газоход. Второе расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа и второе расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа находятся в сообщении по текучей среде со вторым газоходом, обеспечивая сообщение между печью и указанным вторым газоходом, и выполнены с возможностью удаления отработавшего газа, образующегося в процессе горения, из печи в указанный второй газоход и по меньшей мере одну форсунку, расположенную в одном или обоих из указанных газоходов, для впрыскивания аммиака в газоход и/или в отработавший газ. Технический результат - ограничение выбросов NO_x из печей с кислородно-топливным сжиганием. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Установка для процесса горения, содержащая: печь для нагрева материала, горелку, соединенную с источником подачи газа окислителя, содержащим газ окислитель, содержащий по меньшей мере 80 объёмных процентов кислорода, и выполненную с возможностью сжигания указанного газа окислителя и топлива на основе углерода в печи; первое расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа и первое расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, которые находятся в сообщении по текучей среде с первым газоходом, обеспечивая сообщение между печью и указанным первым газоходом, и выполнены с возможностью удаления отработавшего газа, образующегося в процессе горения, из печи в указанный первый газоход; второе расположенное выше по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа и второе расположенное ниже по ходу выпускное отверстие для отработавшего газа, которые находятся в сообщении по текучей среде со вторым газоходом, обеспечивая сообщение между печью и указанным вторым газоходом, и выполнены с возможностью удаления отработавшего газа, образующегося в процессе горения, из печи в указанный второй газоход; и по меньшей мере одну форсунку, расположенную в одном или обоих из указанных газоходов, для впрыскивания аммиака в газоход и/или в отработавший газ.

2. Установка по п. 1, в которой печь представляет собой печь для производства стекла.

3. Установка по п. 1 или 2, в которой второй газоход не содержит форсунки для впрыскивания аммиака во второй газоход.

4. Установка по любому из пп. 1-3, в которой форсунка(и) выполнена(ы) с возможностью открываться или закрываться.

5. Установка по п. 1, 2 или 4, в которой одна или более форсунка(ок) расположены в обоих из указанного первого газохода и указанного второго газохода, причем форсунка(и) во втором газоходе выполнены с возможностью быть закрытыми так, чтобы аммиак не впрыскивался во второй газоход, когда форсунка(и) в первом газоходе открыты так, что аммиак впрыскивается в первый газоход.

6. Установка по любому из пп. 1-5, дополнительно содержащая первую расположенную выше всего по ходу опускную трубу, соединяющую первый газоход с первым расположенным выше по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа;

первую расположенную ниже всего по ходу опускную трубу, соединяющую первый газоход с первым расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа;

вторую расположенную выше всего по ходу опускную трубу, соединяющую второй газоход со вторым расположенным выше по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа; и

вторую расположенную ниже всего по ходу опускную трубу, соединяющую второй газоход со вторым расположенным ниже по ходу выпускным отверстием для отработавшего газа.

7. Установка по п. 6, в которой форсунка(и) расположена(ы) в боковой стенке первого и/или второго газохода в положении ниже по ходу от соответствующей расположенной ниже всего по ходу опускной трубы или соответствующего расположенного ниже по ходу выпускного отверстия.

8. Установка по любому из пп. 1-7, в которой множество форсунок расположено в первом и/или втором газоходе.

9. Установка по любому из пп. 1-8, которая не содержит катализатор для реакции аммиака с отработавшим газом.

10. Установка по любому из пп. 1-9, в которой форсунка(и) выполнена(ы) с возможностью впрыскивать аммиак в отработавший газ с общим расходом аммиака по меньшей мере 0,04 л/мин (0,01 галлона в минуту (GPM)), и расход может составлять не более 0,83 л/мин (0,22 GPM).

11. Установка по п. 6, в которой форсунка(и) расположена(ы) между расположенной ниже по ходу торцевой стенкой первого и/или второго газохода и соответствующей расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или соответствующим расположенным ниже по ходу выпускным отверстием.

12. Установка по п. 6, в которой форсунка(и) расположена(ы) между первой и/или второй расположенной ниже всего по ходу опускной трубой или первым и/или вторым расположенным ниже по ходу выпускным отверстием и первой и/или второй расположенной выше всего по ходу опускной трубой или первым и/или вторым расположенным выше по ходу выпускным отверстием.

13. Установка по любому из пп. 1-12, которая выполнена с возможностью впрыскивать аммиак только в расположенную ниже по ходу торцевую стенку первого и/или второго газохода.

14. Установка по любому из пп. 1-13, которая выполнена с возможностью впрыскивать аммиак в только боковую стенку первого и/или второго газохода.

15. Установка по любому из пп. 1-14, дополнительно содержащая элемент соединения газохода, обеспечивающий сообщение между первым газоходом, вторым газоходом и дымовой трубой.