FR2777073A1 - Procede de reduction de la quantite d'oxydes d'azote produite dans un four thermique - Google Patents

Procede de reduction de la quantite d'oxydes d'azote produite dans un four thermique Download PDF

Info

Publication number
FR2777073A1
FR2777073A1 FR9804037A FR9804037A FR2777073A1 FR 2777073 A1 FR2777073 A1 FR 2777073A1 FR 9804037 A FR9804037 A FR 9804037A FR 9804037 A FR9804037 A FR 9804037A FR 2777073 A1 FR2777073 A1 FR 2777073A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
air
reduction
combustion
auxiliary
nitrogen oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9804037A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2777073B1 (fr
Inventor
Axel Leona Georges M Thienpont
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to FR9804037A priority Critical patent/FR2777073B1/fr
Publication of FR2777073A1 publication Critical patent/FR2777073A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2777073B1 publication Critical patent/FR2777073B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/20—Arrangements of heating devices
    • F27B3/205—Burners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
    • C03B5/237—Regenerators or recuperators specially adapted for glass-melting furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
    • F23C6/047—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/02—Arrangements of regenerators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00—Staged combustion
    • F23C2201/30—Staged fuel supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

Procédé de réduction de la quantité d'oxydes d'azote produite dans un four à verre caractérisé en ce que l'on introduit un combustible auxiliaire dans l'air comburant en amont du conduit de brûleur (3) par un ou plusieurs injecteurs auxiliaires (12) de façon à obtenir une précombustion à très fort excès d'air localement.

Description

l
La présente invention concerne un procédé de ré-
duction de la quantité d'oxydes d'azote produite dans un four
thermique, notamment un four à haute température et à ré-
chauffage d'air de combustion, du type régénératif, tel qu'un four à verre comportant une enceinte dans laquelle de l'air
comburant secondaire préchauffé dans des organes de préchauf-
fage est introduit par un conduit de brûleur de façon à per-
mettre à un ou plusieurs injecteurs de combustible de générer
une flamme au-dessus d'une charge à chauffer.
Il est bien connu que les oxydes d'azote NOX
constituent une importante source de pollution atmosphérique.
Or, de nombreuses industries engendrent des re-
jets plus ou moins importants de ces oxydes. Compte tenu de
leur importance et de leur caractère nocif, de nombreux cher-
cheurs ont tenté de mettre au point des procédés de traite-
ment de ces rejets riches en oxyde d'azote.
Dans le cas particulier des fours thermiques, la majeure partie des oxydes d'azote présents dans les fumées
est générée au niveau de la face supérieure de la flamme dé-
nommée extrados sous l'action de la réverbération de la su-
perstructure (voûte) du four.
Pour diminuer la quantité d'oxydes NOx ainsi gé-
nérée, on a déjà proposé de diminuer le rapport air/combusti-
ble de façon à produire une combustion sous-stoechiométrique, soit localement dans la zone critique correspondant à l'extrados de la flamme en détournant une partie de l'air comburant en aval de cette zone, soit globalement dans
l'enceinte du four en produisant une combustion incomplète.
On a également déjà proposé des procédés de re-
circulation des fumées dans l'air de combustion qui abaissent le taux d'oxygénation de la combustion dans la zone critique
susmentionnée de façon à réduire la production de NOx.
Ces procédés connus présentent toutefois l'inconvénient d'être relativement coûteux, soit suite à la
diminution du rendement de combustion dans le cas de combus-
tions sous-stoechiométriques, soit par suite des investisse-
ments nécessaires en équipement de répartition de l'air
comburant ou de recirculation des fumées.
La présente invention a pour objet de remédier à
ces inconvénients en proposant un procédé du type susmention-
né permettant d'obtenir une importante réduction de la quan-
tité d'oxydes d'azote présente dans les fumées produites, ce de façon peu onéreuse. Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que l'on introduit un combustible auxiliaire dans l'air comburant en amont du conduit de brûleur par un ou plusieurs injecteurs auxiliaires de façon à obtenir une précombustion à
très fort excès d'air localement.
Cette précombustion est peu productrice d'oxyde d'azote par suite de la présence d'un excès d'air localement important; les fumées produites par celle-ci sont mélangées à l'air de combustion introduit dans l'enceinte du four par le conduit du brûleur dans la zone critique située au niveau
de l'extrados de la flamme.
Cette amenée d'un mélange de fumées dans l'air de combustion diminue la température maximale de rayonnement
thermique de la superstructure (voûte) du four tout en y in-
troduisant une énergie thermique de convection essentielle-
ment proportionnelle au débit de combustible auxiliaire de précombustion. Il en résulte une réduction de la quantité
d'oxydes d'azote dans le four parallèlement à une préserva-
tion voire à une augmentation du coefficient de transfert
thermique à la charge à chauffer et en conséquence de la ca-
pacité de production du four.
Le positionnement et l'orientation des injecteurs
auxiliaires doivent, bien entendu, être dans chaque cas par-
ticulier adaptés de manière optimale en fonction de la géomé-
trie du four.
En règle générale et selon une autre caractéris-
tique de l'invention, on introduit le combustible auxiliaire dans l'espace compris entre les organes de préchauffage de
l'air et le conduit de brûleur.
Il est toutefois possible de mettre en place les injecteurs auxiliaires à n'importe quel endroit du circuit d'alimentation en air préchauffé, notamment pour réchauffer des empilages de régénération thermique en vue de les libérer
de dépôts de matières condensables des fumées de four.
Les injections de combustible auxiliaire sont, en règle générale, effectuées en auto-allumage dans des zones o la température de l'air comburant préchauffé est suffisante pour l'autocombustion de ce combustible. On peut, cependant,
également mettre en oeuvre des injecteurs auxiliaires à allu-
mage commandé dans des zones o l'air n'a pas la température
requise pour l'autocombustion.
Il est à noter que la réduction des oxydes d'azote croît avec la proportion de combustible auxiliaire par rapport à la quantité totale de combustible (combustible
principal et combustible auxiliaire) introduite dans le sys-
tème jusqu'à un optimum dépendant de chaque système en ex-
ploitation.
Les caractéristiques du procédé, qui fait l'objet de l'invention, seront décrites plus en détail en se référant
à la figure annexée qui représente, schématiquement, une ins-
tallation permettant la mise en oeuvre de ce procédé.
Selon la figure, cette installation est schémati-
quement constituée par une enceinte de four 1 renfermant une charge 2 à chauffer et reliée à un conduit de brûleur 3 dans
lequel débouche un dispositif d'alimentation 4 en air combu-
rant secondaire selon les flèches a.
Dans l'exemple représenté sur la figure, le dis-
positif d'alimentation 4 est équipé de deux organes de pré-
chauffage 5, 5' de l'air introduit dans le conduit de brûleur 3. Selon la figure, celui-ci est également équipé
d'injecteurs de combustible 7 qui génèrent une flamme 8 au-
dessus de la charge 5 à chauffer.
Cette combustion entraîne la production d'une quantité importante d'oxydes d'azote NOx dans les zones 9
voisines de l'extrados de la flamme 8 par suite de la réver-
bération de la voûte 10 du four 1.
Pour diminuer la quantité d'oxydes d'azote ainsi générée, on introduit dans l'espace 11, situé entre l'organe
de préchauffage aval 5 et le conduit de brûleur 3, un combus-
tible auxiliaire par des injecteurs auxiliaires 12 de façon à
générer, à ce niveau, une flamme auxiliaire de précombustion 13.
Il est à noter que cette introduction pourrait également être effectuée selon les flèches b par des injec- teurs situés dans l'espace 14 séparant les deux organes de
préchauffage 5, 5'.
R E V E ND I C A T I ON S
1 ) Procédé de réduction de la quantité d'oxydes d'azote pro-
duite dans un four thermique (1), notamment un four à haute
température et à réchauffage d'air de combustion du type ré-
génératif tel qu'un four à verre, comportant une enceinte dans laquelle de l'air comburant secondaire préchauffé dans
des organes de préchauffage (5, 5') est introduit par un con-
duit de brûleur (3) de façon à permettre à un ou plusieurs
injecteurs de combustible (7) de générer une flamme (8) au-
dessus d'une charge (2) à chauffer, caractérisé en ce que l'on introduit un combustible auxiliaire dans l'air comburant
en amont du conduit de brûleur (3) par un ou plusieurs injec-
teurs auxiliaires (12) de façon à obtenir une précombustion à
très fort excès d'air localement.
2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit le combustible auxiliaire dans l'espace (11) compris entre les organes de préchauffage (5, 5') de l'air et
le conduit de brûleur (3).
3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit le combustible auxiliaire dans l'espace (14)
compris entre les organes de préchauffage (5, 5').
FR9804037A 1998-04-01 1998-04-01 Procede de reduction de la quantite d'oxydes d'azote produite dans un four thermique Expired - Fee Related FR2777073B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9804037A FR2777073B1 (fr) 1998-04-01 1998-04-01 Procede de reduction de la quantite d'oxydes d'azote produite dans un four thermique

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9804037A FR2777073B1 (fr) 1998-04-01 1998-04-01 Procede de reduction de la quantite d'oxydes d'azote produite dans un four thermique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2777073A1 true FR2777073A1 (fr) 1999-10-08
FR2777073B1 FR2777073B1 (fr) 2000-05-05

Family

ID=9524736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9804037A Expired - Fee Related FR2777073B1 (fr) 1998-04-01 1998-04-01 Procede de reduction de la quantite d'oxydes d'azote produite dans un four thermique

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2777073B1 (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2152808A (en) * 1938-03-04 1939-04-04 Pittsburgh Plate Glass Co Furnace port construction
EP0293168A2 (fr) * 1987-05-26 1988-11-30 Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd. Four avec un brûleur à tube rayonnant comprenant une amenée de combustible à deux étages
EP0333239A2 (fr) * 1988-03-16 1989-09-20 Bloom Engineering Company, Inc., Brûleurs à régénération avec un dispositif pour supprimer la formation de NOx
EP0573300A2 (fr) * 1992-06-05 1993-12-08 Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd. Procédé de combustion à faible taux de NOx et dispositif de brûleur pour la mise en oeuvre du procédé
WO1997036134A1 (fr) * 1996-03-26 1997-10-02 Combustion Tec, Inc. TECHNIQUE D'ALIMENTATION D'UN BRULEUR EN CONTINU ET LIMITATION DES REJETS DE NOx LORS DE LA FUSION DU VERRE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2152808A (en) * 1938-03-04 1939-04-04 Pittsburgh Plate Glass Co Furnace port construction
EP0293168A2 (fr) * 1987-05-26 1988-11-30 Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd. Four avec un brûleur à tube rayonnant comprenant une amenée de combustible à deux étages
EP0333239A2 (fr) * 1988-03-16 1989-09-20 Bloom Engineering Company, Inc., Brûleurs à régénération avec un dispositif pour supprimer la formation de NOx
EP0573300A2 (fr) * 1992-06-05 1993-12-08 Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd. Procédé de combustion à faible taux de NOx et dispositif de brûleur pour la mise en oeuvre du procédé
WO1997036134A1 (fr) * 1996-03-26 1997-10-02 Combustion Tec, Inc. TECHNIQUE D'ALIMENTATION D'UN BRULEUR EN CONTINU ET LIMITATION DES REJETS DE NOx LORS DE LA FUSION DU VERRE

Also Published As

Publication number Publication date
FR2777073B1 (fr) 2000-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4021186A (en) Method and apparatus for reducing NOx from furnaces
EP1287290B1 (fr) Faibles emissions d'oxydes d'azote utilisant trois etages d'oxydation de carburant et la recirculation in situ de gaz de carneau
US5759022A (en) Method and system for reducing NOx and fuel emissions in a furnace
EP3241808B1 (fr) Procédé de combustion pour fusion de verre
AU2001265303A1 (en) Low nitrogen oxides emissions using three stages of fuel oxidation and in-situ furnace flue gas recirculation
KR890001113B1 (ko) 산화질소 및 산화황 방출 감소법
EP1028301A1 (fr) Procédé de traitement de gaz sidérurgiques
EP1702177A1 (fr) Procede de combustion etagee avec injection optimisee de l'oxydant primaire
RU2067724C1 (ru) Низкоэмиссионная вихревая топка
US6318277B1 (en) Method for reducing NOx emissions with minimal increases in unburned carbon and waterwall corrosion
WO1992001194A1 (fr) Procede de reduction des emissions d'oxyde d'azote dans la combustion de differents types de combustibles
CA2227405A1 (fr) Methode et appareil pour creuset chauffe a profil thermique reglable
FR2777073A1 (fr) Procede de reduction de la quantite d'oxydes d'azote produite dans un four thermique
WO1988005144A1 (fr) Generateur thermique polycombustible a lit circulant integre
CN110006030A (zh) 一种煤粉预热解高效燃尽及低氮还原装置和方法
FR2735560A1 (fr) Procede et dispositif pour reduire les emissions de polluants dans les fumees d'un systeme de chauffe a lit fluidise par etagement des injections de combustible
EP0289487B1 (fr) Systeme de combustion a scorification
CA2514891A1 (fr) Generateur a foyers de combustion successifs destine a la production de vapeur
EP1108953A1 (fr) Procédé pour l'amélioration de la combustion dans un système à lit fluidise circulant et système correspondant
Miller et al. The use of air staging to reduce the NOx emissions from coal burning Rijke pulse combustors
RU2199058C1 (ru) Способ сжигания твёрдого пылеугольного топлива в топках паровых и водогрейных котлов (варианты)
SU1733844A1 (ru) Котельна установка
RU2057990C1 (ru) Способ комбинированного сжигания топлив
RU2407948C1 (ru) Способ трехступенчатого сжигания угля с применением плазменной термохимической подготовки
Liu Gaseous Emission Control

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse