FR2494595A1 - Procede pour la fusion de verre avec des emissions de nox reduites - Google Patents

Abstract

LES EMISSIONS DE NO A PARTIR D'UN FOUR DE FONTE DE VERRE SONT REDUITES PAR INJECTION D'AMMONIAC DANS LE COURANT DE GAZ D'ECHAPPEMENT, AU NIVEAU D'UN CONDUIT ENTRE DES CHAMBRES DE RECUPERATION PRIMAIRE ET SECONDAIRE DANS L'UNE DES FORMES DE REALISATION, ET AU NIVEAU DE ZONES ETAGEES A L'INTERIEUR D'UN RECUPERATEUR DANS UNE AUTRE FORME DE REALISATION.

Description

La fusion du verre implique la combustion de grandes quantités de

combustible dans un four de fusion afin d'atteindre les températures de fusion requises par chauffage direct. Le combustible (en général du gaz naturel et parfois du mazout) est d'habitude mélangé avec un excès d'air, au-delà de ce qui est théoriquement nécessaire pour une combustion complète, afin

de s'assurer qu'une combustion complète se produit effective-

ment dans le four au profit du rendement thermique et, en parti-

culier dans le cas d'opérations de fusion de verre plat, afin de s'assurer que des conditions d'oxydation seront maintenues à l'intérieur du four. Cette combinaison de conditions dans un four de verrerie sont favorables à la formation de NOx par

oxydation de l'azote contenu dans l'air comburant.

NOx est une abréviation de NO et/ou NO2. Dans les conditions de haute température d'un four de fonte du verre, l'oxyde d'azote formé est presque entièrement NO, mais après que les gaz d'échappement contenant NO ont été libérés dans l'atmosphère, une grande partie du NO est convertie en NO2* Le NO2 est considéré comme un agent nocif de pollution de l'air;

il intervient également, semble-t-il, dans la chimie de forma-

tion du mélange de brouillard et de fumée appelé "smog". En conséquence, les sources de combustion génératrices de volumes importants, telles que les fours de fonte du verre, peuvent faire l'objet de réglementations gouvernementales qui sont

susceptibles d'imposer des restrictions sévères à leur exploi-

tation. De nombreuses propositions ont été faites pour lutter contre les émissions de NOX à partir de chaudières, de moteurs à combustion interne ou similaires, mais la plupart d'entre elles sont incompatibles avec les fours de traitement, tels qu'utilisés pour la fonte du verre. Beaucoup des propositions antérieures font intervenir une destruction catalytique de NOxi

mais il a été constaté que le traitement catalytique d'émis-

sions de fours de verrerie n'était guère satisfaisant, du fait que les dispositifs nécessaires de contact avec le catalyseur se colmataient et se corrodaient rapidement, en raison de la

teneur en particules et de l'action corrosive des gaz d'échap-

pement des fours de verrerie. D'autres propositions font appel à une modification des conditions de combustion, mais les modifications importantes d'un four de fonte du verre sont limitées par les exigences du processus de fusions Certaines propositions de lutte contre l'émission de N0 font intervenir un traitement des gaz d'échappement dans les limites de gammes de température étroites, mais dans un four de verrerie qui

utilise des récupérateurs o- le tirage est inversé périodique-

ment, les températures des gaz d'échappement varient constam-

ment. Une autre catégorie encore de procédés d'élimination de NOx connus dans l'état antérieur de la technique implique une réaction chimique du NO à température réduite, ordinairement x en phase liquide. De telles techniques semblent atteindre des coûts prohibitifs pour pouvoir être appli-uées à des émissions

de fours de verrerie, en raison des fortes exigences de capa-

cité de refroidisseraent et de consommation de produits chimi-

ques, ainsi que des problèmes de rejet des produits liquides de rebut. En conséquence, on considérait jusqu'à maintenant que les différents procédés de lutte contre l'émission de NOx ne pouvaient pas être appliqués dans la pratique aux fours

de fonte du verre.

Un procédé non catalytique pour la réduction sélective de NO en azote et en eau par injection d'amm.,oniac dans un courant de gaz d'échappement est décrit dans le brevet des

Etats-Unis n 3 900 554. Du fait qu'elle n'exige pas de cataly-

seurs ou de modifications du traitement, une telle technique devrait attirer l'attention des producteurs de verre s'il n'y avait pas le fait que le processus n'est efficace que dans une gamme étroite de température. Cela provient de ce que les réactions suivantes entrent en compétition l'une avec l'autre

dans des situations typiques des gaz d'échappement -

4NH3 + 4NO + 02 = 4N + 6H20 (1)

4NH3 + 502 = 4NO + 6H20 (2)

Aux températures inférieures à la gamme critique, ni l'une ni

l'autre des réactions ne se produit dans une mesure appré-

ciable, ce qui fait qu'il n'y a aucune amélioration quant aux émissions de NOx. Dansles limites de la gamme de température

prescrite, la réaction (1) prédomine et on observe par consé-

quent une nette réduction de NO. A des températures plus élevées, c'est la réaction (2) qui passe au premier plan, avec cette conséquence que la proportion de NO dans le courant de gaz d'échappement est augmentée. Pour cette raison, ce procédé de réduction de NOx a été considérée jusqu'ici comme limitée, dans ses possibilités d'application, aux chaudières ou aux

installations similaires o des zones bien définies de tempé-

rature stable pouvaient être repérées et utilisées pour l'injec-

tion d'ammoniac. Le brevet mentionne également que la gamme de température utile peut être élargie par l'injection d'hydrogène avec l'ammoniac, mais pas au point que l'on puisse négliger

la variabilité de la température. Une variante de cette tech-

nique est décrite dans le brevet des Etats-Unis no 4 115 515, d'après lequel de l'ammoniac est injecté dans deux zones différentes d'une chaudière, avec de l'hydrogène en un point

et sans hydrogène à l'autre endroit.

Or, il a été découvert que, dans certaines conditions, on pouvait appliquer efficacement la réduction non catalytique sélective de NOx par injection d'ammoniac à des courants de gaz

d'échappement de fours de verrerie.

Suivant le mode de réalisation préféré, appliqué à un four de verrerie comportant un système de récupération

à deux étages, il a été découvert que des conditions appro-

priées pour la réduction de NO xpar l'ammoniac existaient ou pouvaient être créées pendant une partie importante de chaque cycle de chauffe, dans le conduit reliant les chambres primaire et secondaire du récupérateur. Non seulement les conditions thermiques conviennent pour la réduction de NOx, mais la région relativement étroite du conduit se prête à un mélange intime du volume pratiquement entier du courant passant avec l'agent réducteur injecté. L'injection d'ammoniac est interrompue chaque fois que la température des gaz d'échappement passant à travers le conduit s'écarte de la gamme de 8700C à 10900C (700C à 1090C lorsque l'ammoniac est accompagné d'hydrogène); toutefois, il a été constaté que, dans le cas typique, on peut choisir une région du conduit dans laquelle les conditions thermiques requises existent pendant la majeure partie de la phase d'échappement du cycle de chauffage. Ainsi, une fraction importante de l'effluent total est traitée. Si des températures appropriées ne sont pas atteintes à l'intérieur du conduit ou ne sont pas maintenues pendant une durée suffisante, des réglages peuvent être effectués en laissant pénétrer de l'air dans le conduit pour abaisser une température excessive, ou en réchauffant les gaz d'échappement dans le conduit au moyen d'un

brûleur auxiliaire pour élever des températures trop basses.

Une seconde forme de réalisation de l'invention s'applique aux modèles de fours de verrerie qui comportent des récupérateurs à une seule chambre, auquel cas les conditions pour une réduction non catalytique de NOX par l'ammoniac sont réunies typiquement dans le garnissage du récupérateur à des endroits qui varient pendant le cycle de chauffage. Dans ce mode de réalisation, de l'ammoniac est injecté successivement dans deux ou plusieurs zones du récupérateur, au moment o la température dans chaque zone passe par la gamme efficace de

réduction du NOx.

L'invention pourra de toute façon être bien comprise

à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des

dessins ci-annexés, lesauels complément et dessins sont relatifs à des modes de réalisation préférés qui sont, bien

entendu, donnés surtout à titre d'indication.

La figure 1 est une vue latérale d'un four de fonte de verre plat, suivant une coupe longitudinale passant par le système récupérateur. Le récupérateur est du type comportant deux chambres et une grille d'injection d'ammoniac suivant la présente invention est représentée dans le conduit entre les

chambres du récupérateur.

La figure 2 est une vue en coupe transversale du four à verre plat de la figure 1, faite suivant la ligne 2-2

de la figure 1.

La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un

récupérateur à une seule chambre, illustrant une autre dispo-

sition possible du système d'injection d'ammoniac.

La figure 4 est une représentation graphique des températures de la zone d'injection en fonction des concentra- tions de NO et de NH3 à la sortie, mettant en évidence la gamme

de température optimale.

La figure 5 est une représentation graphique de la situation dans le récupérateur en fonction de la température à deux instants différents au cours de la phase d'échappement

d'un cycle de chauffage hypothétique.

L'invention sera ici décrite à propos d'un four typique de fonte de verre plat et c'est dans ce contexte que l'on trouvera la combinaison de structure de récupérateur et

de températures des gaz d'échappement dans laquelle l'inven-

tion revêt un maximum d'intérêt. Toutefois, les principes de la présente invention peuvent être appliqués à tout type de four de fonte du verre dans lequel on rencontre les mêmes

conditions ou des conditions similaires.

Sur les figures 1 et 2 est représenté un four clas-

sique de fonte de verre plat 10, comportant une chambre de fusion 11 dans laquelle les ingrédients de départ pour la fabrication du verre sont introduits, à partir d'une trémie 12, dans un prolongement amont 13 du four (fig. 1). Les matières premières de la charge de verre sont déposées sur un bain de

verre en fusion 14 (fig. 2) maintenu dans la chambre de fusion.

Le four est du type connu à récupération et à "feux croisés", la chambre de fusion 11 étant flanquée de deux récupérateurs et 21 de même structure. Chaque récupérateur comprend une

enveloppe de matière réfractaire 22 contenant un lit de gar-

nissage récupérateur 23 constitué par une structure en damier de brique réfractaire qui permet le passage alterné d'air et de gaz d'échappement. Chacun des récupérateurs primaires 20 et 21 communique avec la chambre de fusion 11 par plusieurs orifices 24 répartis le long des côtés de la chambre de fusion. Chaque

orifice s'ouvre, à l'une de ses extrémités, dans l'espace inté-

rieur de la chambre de fusion et, à son autre extrémité, dans un espace de surpression 26 au-dessus du garnissage 23 du récupérateur. Au-dessous du garnissage de chaque récupérateur est ménagé un espace de distribution 27 qui communique, à l'une

de ses extrémités, avec un conduit 30. Dans la forme de réali-

sation représentée- sur la figure 1, le conduit 30 aboutit dans un récupérateur secondaire 31 qui peut contenir un garnissage en damier de première passe 32 et un garnissage en damier de seconde passe 33. A partir du récupérateur secondaire, les gaz passent à travers un mécanisme d'inversion à vanne 34, puis se

dirige vers une cheminée 35.

Les courants à travers le four sont inversés Dprio-

diquement (par exemple toutes les 10 minutes environ). Dans le mode de fonctionnement représenté sur les dessins,.les courants de gaz sont dirigés de gauche à droite (en considérant la figure 2), l'air comburant qui entre pénétrant à travers le récupérateur de gauche 20 et les gaz d'échappement sortant de

la chambre de fusion à travers le récupérateur de droite 21.

L'air comburant qui entre est préchauffé par les garnissages récupérateurs du côté gauche et un combustible (gaz naturel

ou mazout) est mélangé à l'air préchauffé au moyen d'injec-

teurs de brûleur 25 disposes dans les orifices Ae gauche 24, d'ou il résulte Que les flammnes s'étenden-t de gauche à. droite au-dessus du verre en fusion 14 à d'interiur de la chambre de fusion. Pendant- cette phase du cycle de chaufffage, les injecteurs de brileur 25 disposes dans les orifices de droi te restent hors service. Les gaz d'échappe.et qui quitent la chambre de fusion par les orifices 24 de droite passent à

travers le récupérateur primaire 21 o il se produit un trans-

fert de chaleur du courant de gaz au garnissage en damier 23.

Dans la forme de réalisation préférée qui est représentée, la récupération de chaleur perdue par le systme ccupêrateur n'est effectuée qu'en partie par le rpcLrateur primaire 21i

une récupératior. cormplmenta re de chaleur s'effectue plus en.

aval dans le récupérateur secondaire 31. Lorsque la tempé-

rature du garnissage en damier approche de ses limites supé-

rieures, le chauffage est inverse. Les brûleurs du coté gauche du four sont mis hors service et les brûleurs du côté droit sont mis en fonctionnement; l'air comburant qui entre est envoyé à travers le récupérateur 21 de droite et les gaz d'échappement quittent la chambre de fusion en passant par le

récupérateur de gauche 20.

Pour se référer toujours aux figures 1 et 2, il y est représenté la forme de réalisation préférée de l'invention, dans laquelle l'injection d'ammoniac pour la réduction de NOx

est effectuée dans chaque conduit 30 et 30' entre chaque récupé-

rateur primaire et le récupérateur secondaire correspondant. Il a été constaté que, dans un four de fusion de verre de ce type, les températures des gaz d'échappement au passage à travers le conduit 30 se situent dans la gamme préférée de réduction de NOx, comprise entre 8700C et 10900C, pendant une

partie notable de la phase d'échappement du cycle de chauffage.

Un dispositif préféré pour injecter de l'ammoniac dans le courant de gaz d'échappement consiste en une grille 36 formée de plusieurs tubes perforés 37 en une matière résistant à la chaleur qui pénètrent dans le conduit 30. Chaque tube 37 est en communication avec un tuyau collecteur 38 qui communique à son tour avec un tuyau d'alimentation 39. Les tubes 37 sont disposés de manière à favoriser un mélange intime d'ammoniac, pratiquement avec la totalité du courant de gaz d'échappement qui traverse le conduit. Une grille 36' identique peut être

prévue dans le conduit 30' du côté opposé du four.

Dans le mode de chauffage représenté sur les dessins, l'injection d'ammoniac s'effectue dans la grille de droite 36 et la grille de gauche 36' est hors service. Immédiatement après une inversion de chauffage, on constate en général que la température des gaz d'échappement qui traversent le conduit du côté échappement est inférieure à la gamme prescrite pour la réduction de NOX, mais qu'elle s'élève pour se situer dans cette gamme en l'espace de 1 à 2 minutes environ par

exemple; à ce moment, l'injection d'ammoniac peut débuter.

L'injection d'ammoniac se poursuit tandis que la température des gaz d'échappement dans le conduit continue à s'élever, jusqu'à ce que cette température dépasse la gamme de réduction

de NOX; l'injection d'ammoniac est alors interrompue. Toute-

fois, il a été constaté qu'avec un intervalle de 10 minutes entre les inversions de chauffage, l'injection d'ammoniac peut être poursuivie, dans le cas typique, pendant tout le reste de la phase d'échappement. Lorsque le chauffage est inversé, l'injection d'ammoniac peut être transférée à la grille située du côté opposé du four. De cette manière, le courant de gaz d'échappement peut être soumis à la réduction de NOX pendarnt une partie importante (de préférence la majeure partie) du cycle complet de chauffage. Il est toutefois bien entendu que l'on peut parvenir à des améliorations quant aux émissions moyennes de NOx en traitant le courant de gaz d'échappement

pendant des périodes plus courtes que la durée maximale pos-

sibie. Par exemple, on peut obtenir des antéliorations très appréciables lorsqu'il n'est prévu qu'une seule grille et que

l'injection d'ammoniac n'est effectuée que d'un côté du four.

Le gaz ammoniac est de préférence délivré à la grille 36 avec un gaz porteur (par exemple de l'air ou de la vapeur d'eau). Le débit d'ammoniac dépendra du degré de réduction de NOx que l'on désire et de l'efficacité de la réaction. Comme on peut le voir d'après l'équation (1) donnée cidessus, une mol d'ammoniac réduit théoriquement une moi de NO, mais il va de soi que dans la pratique réelle, on obtient des rendements de réaction inférieurs à 100 %, du fait qu'un mélange imparfait, de conditions thermiques n'atteignant pas l'idéal, etc. Par

conséquent, un rapport molaire ammoniac/oxyde d'azote supé-

rieur à 1 est généralement nécessaire pour parvenir au maximum de réduction de NO x. Mais il existe bien des cas dans lesquels il n'est pas forcément nécessaire d'atteindre ce maximum et en conséquence, pour des raisons d'économie, on peut appliquer des rapports molaires de 1 ou moins. Dans le cas typique, des

rapports molaires NH3/N0x compris entre 0,5 et 2,0 conviennent.

Des rapports voisins de 1,0 constituant un compromis entre

économie et efficacité.

Les aspects théoriques de la réduction sélective non catalytique de NOx par!'ammoniac sont exposés dans le brevet des Etats-Unis précité n 3 900 554, dont le mémoire descriptif est ici inclus à titre de référence. La présence d'oxygène est nécessaire pour que la réduction se déroule. Dans un four à verre plat qui est classiquement chauffé avec un excès d'air, il a été constaté qu'une quantité suffisante d'oxygène est

normalement présente sans qu'il y ait à procéder à des modifi-

cations des paramètres de combustion.

La sensibilité de la réaction de réduction à la tempé-

rature est illustrée par la figure 4. La figure 4 présente un exemple d'essai de laboratoire publié et est la représentation graphique de la concentration finale (en parties par million) de NO et d'ammoniac, en fonction de la température dans la zone de réaction. Dans cet exemple particulier, le rapport molaire

de l'ammoniac à 10 était de 1,7. On peut voir que la concentra-

tion d'ammoniac tombe brusquement au-dessus de 8000C, ce qui traduit une réaction chimique, puis continue à décroître pour s'approcher de zéro à des températures plus élevées. Le NO d'autre part atteint un minimum entre 900 et 10000C, puis

commence à augmenter, ce qui indique une réaction contre-

productive à des températures plus élevées. Etant donné qu'il est indisérable, tant du point de vue de l'environnement que du point de vue économique, de laisser de l'ammoniac sortir à travers le système d'échappement, il est préférable d'injecter l'ammoniac dans le courant de gaz d'échappement dans une zone ou la température correspond à l'extrémité inférieure de la courbe de l'ammoniac, sans s'écarter à l'excès du minimum sur la courbe du NO. La gamme préférée pour l'injection d'ammoniac sans hydrogène se situe donc entre 8700C et 10900C. On peut prolonger la durée de traitement en modifiant la température

dans le conduit, notamment en laissant pénétrer de l'air exté-

rieur dans le conduit pour abaisser la température, ou en prévoyant un brleur auxiliaire dans le conduit pour élever

la température.

La figure 3 illustre une autre forme de réalisation

possible de la présente invention, appliquée à un modèle dif-

férent de four de fonte du verre à récupération disponible dans le commerce, le système récupérateur de chaque côté de la chambre de fusion étant constitué par une unique chambre de récupération 21' équipée d'un seul garnissage récupérateur en damier 23'. La structure du récupérateur 21' est, dans l'essentiel, la même que celle du récupérateur primaire 21 décrit ci-dessus à propos de la forme de réalisation précédente et les numéros de référence accompagnés du signe "prime" sur la figure 3 désignent des éléments semblables à ceux qui ont été décrits en référence à la figure 1. Dans un récupérateur aussi grand que 21', la temperature des gaz d'échappement qui parviennent dans l'espace inférieur 27' peut être au-dessous de la gamme efficace de réduction de NOx pendant la majeure partie ou la totalité du -cycle de chauffage. En outre, la zone de températures appropriées progresse de haut en bas à travers le garnissage en damier 23 au cours de chaque phase d'échappement

du cycle de chauffage. En conséquence, dans un tel récupé-

rateur, il ne se présente pas d'endroit approprié pour l'injec-

tion d'ammoniac pendant une partie importante du cycle de chauffage. C'est pourquoi, dans cette forme de réalisation de l'invention, l'injection d'ammoniac est effectuée dans des

zones étagées du garnissage du récupérateuro Dans la disposi-

tion représentée sur la figure 3, il y a deux étages, définis par une rangée supérieure de tubes perforés 40 d'injection d'ammoniac et par une rangée inférieure de tubes perforés 41 d'injection d'ammoniac. L'injection se produit tout d'abord par les tubes 40, puis par les tubes 41, d'une manière qui

sera décrite de façon détaillée ci-après.

Sur la figure 5 est représentée graphiquement une approximation d'un profil thermique de haut en bas à travers le garnissage récupérateur de la forme de récalisation de la figure 3, le long d'une ligne verticale, deu:î instants différents au cours d'une phase d'échapper.ent. La ligne 45 représente la variation de température du haut en bas du récupérateur à un instant t 1 et la courbe 46 représente les

températures des gaz d'échappement adjacents au même instant.

La ligne 47 représente les températures du garnissage à un

instant t2 ultérieur et la courbe 48 représente les tempéra-

tires correspondantes des gaz d'échappement au même instant t,.

La figure 5 montre qu'à tout instant Lnné, la tcepérature des gaz d'échappement dimitnue depuis le hiaut (entree) jusqu'au bas

sor-tie) du récupér:-eur, et qu'en pouoint.n donné du gainis-

sage du récupérateur, la température des gaz d'échappement qui passent à travers celui-ci augmente avec le temps. En outre, on peut voir sur la figure qu'à un instant donné, les gaz

d'échappement ne sont dans les limites de la gamme de réduc-

tion de NOx que dans une zone restante du récupérateur et que la zone du récupérateur dans laquelle les conditions requises il de température existent se déplace avec le temps vers le côté sortie du récupérateur. Ainsi, à l'instant tl, les conditions appropriées de température pour la réduction de Nox sont présentes dans la "zone 1" du récupérateur indiquée sur la ffigure-5 et à l'instant t2, ces conditions sont présentes dans la "zone 2" du récupérateur. Par conséquent, si la rangée supérieure de tubes d'injection 40 (fig. 3) se trouve dans la zone 1 et si la rangée inférieure de tubes d'injection 41 se trouve dans la zone 2, on peut voir d'après la représentation graphique de la figure 5 que l'injection d'ammoniac doit se produire à partir des tubes supérieurs 40 à l'instant t1 et qu'à un certain instant postérieur à l'instant tl, l'injection d'ammoniac doit être interrompue à partir des tubes 40 et doit être transférée aux tubes inférieurs 41 o elle peut se poursuivre pendant une période de temps dans laquelle est

inclus l'instant t2. Il peut y avoir un hiatus entre l'injec-

tion à partir d'une rangée de tubes et l'injection à partir de la rangée suivante de tubes s'il n'est pas impératif

d'atteindre le maximum possible de la quantité de gaz d'échap-

pement traités, mais de préférence, les situations des rangées voisines de tubes d'injection seront choisies de telle manière que les deux rangées se trouvent dans les limites de la gamme de réduction de NOx à un instant intermédiaire o l'injection peut être transférée de la première rangée à la seconde rangée sans interruption. Dans certains cas, il peut être judicieux de prévoir plus de deux rangées de tubes d'injection, de manière à prolonger la durée totale de traitement. Dans la forme de réalisation de la figure 3, il peut être souhaitable de préchauffer l'ammoniac et le gaz porteur avant l'injection, afin d'éviter de créer des tensions thermiques excessives

dans l'appareil en briques du garnissage.

D'autres facteurs peuvent intervenir dans le choix de l'emplacement des rangées de tubes d'injection dans la forme de réalisation de la figure 3, ainsi que des emplacements des tubes individuels dans une rangée donnée. Par exemple, les conditions d'écoulement dans un récupérateur du type représenté sur la figure 3 sont rarement uniformes et, en conséquence,

des conditions isothermiques existent rarement dans un quelcon-

que plan horizontal coupant un tel récupérateur. Aussi peut-on incliner une rangée d'orifices d'injection, comme le montre la figure 3, ou lui donner une autre disposition qui corresponde à un isotherme dans le récupérateur. La disposition inclinée des tubes d'injection représentée sur la figure 3 es; destinée à compenser la tendance inhérente des courants de gaz d'échap- pement à se diriger vers le côté gauche du récupérateur en considérant la figure 3, d'oU il résulte îue les températures du côté gauche s'élèvent plus rapidement que du côté droit. On peut envisager des modèles d'injection encore plus complexes, l'injection passant successivement, non seulement d'une rangée à l'autre, mais aussi d'un côté à l'autre. Finalement, on pourrait obtenir le degré maximum de contrôle des émissions de NOx avec un système comprenant un grand nonmbre de tubes d'injection disposés sur toute l'étendue du garnissage du

récupérateur, chaque tube étant mis en service individuelle-

ment suivant un programme prédéterminé.

L'une et l'autre des formes de réalisation ci-dessus décrites de la présente invention se prêtent à des variantes dans lesquelles de l'hydrogène est injecté, en même temps que l'ammoniac, dans le courant de gaz d'échappement afin de réduire NOx, selon ce qui est décrit dans les brevets des

Etats-Unis n 3 900 554 et 4 115 515. L'introduction d'hydro-

gène abaisse à 700 C environ la limite inférieure de la gamme de température de réduction, ce qui permet que la réduction ait lieu à des endroits ou à des instants o la température des gaz d'échappement serait au-dessous de la gamme requise pour une réduction efficace de NOx par l'ammoniac seul. Cela

peut être effectué, dans l'une et l'autre des formes de. réali-

sation, en commençant par injecter un mélange d'ammoniac et d'hydrogène lorsque la température des gaz d'échappement se situe entre 7000C et 870C, puis en injectant de l'ammoniac seul au même endroit, au moment o la température s'élève au-dessus de 870C. D'après une autre solution possible, cette modification pourrait être effectuée par exemple, dans la forme de réalisation de la figure 1, en disposant une seconde grille d'injection en aval de la grille 39 dans le conduit, pour injecter le mélange d'ammoniac et d'hydrogène dans une région

o la température est plus basse, en même temps que l'injec- tion d'ammoniac seul à l'endroit situé en amont. De même, dans la forme de

réalisation de la figure 3, la rangée inférieure de tubes d'injection 41 peut injecter le mélange d'ammoniac et d'hydrogène en même temps que la rangée supérieure de tubes 40 injecte de l'ammoniac seul, après quoi la rangée inférieure peut être commutée dans l'état o elle injecte de l'ammoniac seul. Des formes de réalisation préférées particulières ont été décrites en détail dans le but d'illustrer l'invention et d'en exposer le meilleur mode d'application, mais il est bien entendu que d'autres variantes et modifications à la portée du spécialiste peuvent être mises en oeuvre, sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de l'invention, tel que

défini par les revendications qui suivent.

Claims (9)

- REVENDICATIONS

1. Procédé de fonte du verre, comprenant les opéra-

tions qui consistent à charger des matières premières du verre dans un four de fusion o elles sont chauffées Dar combustion d'un combustible qui produit un courant de gaz d'échappement contenant des composés NOx, à faire passer le courant de gaz d'échappement provenant du four à travers une première chambre de récupération, puis. à travers un conduit vers une seconde chambre de récupération, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant à injecter de l'ammoniac dans le courant de gaz d'échappement qui passe à travers le conduit, alors qu'il est à une température comprise entre 700 0C et 10900C, de manière à réduire les composés NOX contenus dans le courant

de gaz d'échappement.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que i'arioniac injecté dans le conduit est accompagné d'hydrogène.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unique réactif essentiel injecté dans le conduit est l'ammoniac et en ce que la température au point d'injection

se situe entre 8700C et 1090 C.

4. Procdé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la combustion du combustible est effectuée par apport d'air dans une proportion en excès par rapport à celle qui est

théoriquement nécessaire pour une combustion complète.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écoulement à travers le récupérateur comprend une série de phases d'écoulement des gaz d'échappement alternant avec une série de phases d'écoulement en sens inverse, et en

ce qu'au cours de chaque phase d'écoulement des gaz d'échappe-

ment, la température du courant de gaz d'échappement qui passe

à travers le conduit s'élève à partir d'une température infé-

rieure à 8700C.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la température du courant de gaz d'échappement qui passe à travers le conduit est initialement inférieure à 700C

au début de chaque phase d'écoulement des gaz d'échappement.

7. Procédé selon la revendication 5-, caractérisé en ce que l'injection d'ammoniac ne se produit que pendant une

partie de chaque phase d'écoulement des gaz d'échappement.

8. Procédé de fonte du verre, comprenant les opéra-

tions qui consistent à charger des matières premières du verre dans un four de fusion o elles sont chauffées par combustion d'un combustible qui produit un courant de gaz d'échappement contenant des composés de formule NOx, et à faire passer le

courant de gaz d'échappement à travers une chambre de récupé-

ration o les gaz d'échappement cèdent de la chaleur à un garnissage de récupération, ce qui fait que la température des gaz d'échappement diminue au cours de leur passage à travers le récupérateur et que la température des gaz d'échappement passant par une région donnée du récupérateur augmente avec le temps, caractérisé en ce qu'une injection d'ammoniac est déclenchée dans les gaz d'échappement passant par une première région du récupérateur au moment o la température des gaz d'échappement s'y élève à plus de 700C, puis une injection d'ammoniac est déclenchée dans les gaz d'échappement passant par une seconde région du récupérateur qui se trouve en aval de la première région, au moment o la température des gaz d'échappement passant par la seconde région s'élève à plus de 7000C, et l'injection d'ammoniac est interrompue dans chaque zone au moment o la température des gaz d'échappement s'y élève à plus de 10900C, ce qui provoque une réduction des composés de formule NOx contenus dans le courant de gaz

d'échappement.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'injection d'ammoniac est déclenchée dans chaque région au moment o la température des gaz d'échappement qui y

passent s'élève au-dessus de 870'C.