JP2022136289A - 酸素燃焼炉における窒素酸化物の排出削減 - Google Patents

酸素燃焼炉における窒素酸化物の排出削減 Download PDF

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Abstract

【課題】燃焼プロセスのためのプラントにおいて、酸素燃焼炉からのＮＯｘ排出をさらに制限すること。【解決手段】本発明によれば、プラントは、材料を加熱する炉１２を有する。バーナ１６が、炭素系燃料を酸化ガスと燃焼させて炉内へと炎を提供するように構成される。酸化ガスは、少なくとも８０重量パーセントの酸素を有する。炉は、炉と煙道２６との間の連通をもたらす排気出口２０、２２を有する。排気出口は、炭素系燃料の燃焼中に生成された排気ガスを炉から煙道へと除去するように構成される。煙道に位置付けられたノズル３０が、煙道にアンモニアを注入して排気ガス中のＮＯｘ排出量を削減するように構成される。【選択図】図６

Description

本発明は、酸素燃焼方式炉からの窒素酸化物（ＮＯｘ）を削減することに関する。そのような炉は、ガラス溶融プラントを含む工業プロセスに使用される。
窒素酸化物（ＮＯｘ）は、問題とされている空気汚染物質である。これはガス状の一酸化窒素及び二酸化窒素である。これらのガスによりスモッグ及び酸性雨、並びに対流圏オゾンが形成される。炭化水素燃料などの燃料が高温で燃焼している間に窒素が酸素と反応すると、ＮＯｘガスが生成される。
炉内の窒素の主要な発生源の１つは空気から来ている。空気は約７８体積パーセントの窒素と、２１体積パーセントの酸素とを含む。この窒素が炉内で酸素と反応して、ＮＯｘガスを形成する。ＮＯｘ排出は、米国環境保護庁などの政府、及び州政府によって規制されている。
空気燃焼炉では、ＮＯｘ排出は電気集塵装置（「ＥＰ：ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｏｒ」）及び選択触媒還元（「ＳＣＲ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ」）システムによって制御される。ＮＯｘ削減システムではＥＰの後にＳＣＲが続き、したがって、ＮＯｘ排出物を含む排気ガスはＥＰを通過し、次いでＳＣＲシステムを通過する。
ＳＣＲシステムは触媒の存在下でアンモニアを排気ガスに注入するものであり、それによってＮＯｘをアンモニアと反応させて、水及び窒素ガスを形成する。ＳＣＲ削減システムでは、通常は無水アンモニア、アンモニア水、又は尿素が、排気ガスがＥＰとＳＣＲの間の触媒に到達する前に添加されるアンモニアになる。煙道は排気ガスを含み、排気ガスはＮＯｘガスを含む。触媒は、一般にバナジウム、モリブデン又はタングステンなどのいくつかの卑金属、ゼオライト、又は他の貴金属を含む。バナジウムやタングステンなどの金属触媒の問題点の１つは、それらが高温下において耐久性がないということである。また、金属触媒によりＳＯ２がＳＯ３に変換される場合があり、それにより、酸による損傷がシステムに生じる。金属触媒よりもゼオライト触媒の方がより高い温度においてより安定しており、ＳＯ２をさらに酸化させる可能性がより低い。しかし、触媒は時が経つにつれて劣化し、交換が必要になる場合がある。
触媒に関連するこれらの問題を考えて、空気燃焼炉において触媒なしでＮＯｘを還元する方法及び設計が開発されてきており、これらは無触媒選択還元（「ＳＮＣＲ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｎｏｎ－ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ」）として知られている。ＳＮＣＲは空気燃料炉からの排気ガス流にアンモニアを注入するものであり、これはＬｙｏｎの米国特許第３，９００，５５４号に開示されている。このプロセスが狭い排気ガス温度範囲においてのみ効果的であることを除けば、こうした技法は魅力的に思われるであろう。限界範囲を下回る温度ではいずれの反応も目立って起こらず、したがってＮＯｘ排出は改善されない。温度範囲内では反応が優勢になり、したがってＮＯｘが純減する。より高い温度では、アンモニアと余剰酸素の反応がより顕著になり、その結果、排気ガス流中のＮＯｘの量が増加する。したがって、このＮＯｘ還元は、アンモニア注入についての明確で安定した温度ゾーンを特定及び利用することができるボイラなどに、その適用範囲が限定されると考えられてきた。
Ｈｕｇｈｅｓの米国特許第４，３２８，０２０号では、空気燃料炉の排気流に一定の条件下でアンモニアを注入することによるＳＮＣＲが開示された。各加熱サイクルのかなりの部分に関して、１次リジェネレータ・チャンバと２次リジェネレータ・チャンバとを連結する煙道において、ＮＯｘのアンモニア還元に適した条件が存在するか、又は作り出され得る。煙道を通過する排気ガスの温度が８７０℃から１０９０℃（水素を伴う場合７００℃から１０９０℃）の範囲を外れるたびに、アンモニア注入が中断される。前述の特許に開示された別の実施例では、アンモニアは、各ゾーンの温度が効果的なＮＯｘ還元範囲を通過するとき、リジェネレータの２つ以上のゾーンに順次注入される。この応用の方法では、排気ガスからＮＯｘの大部分を除去することができるが、排気ガス温度が不適当である各加熱サイクルのかなりの部分の間はアンモニア還元技法の効果がないので、全体的な効率は低下する。また、最適な条件であっても、アンモニア還元反応の効率は１００パーセントではない。
ＳＮＣＲシステムの限界を考えて、ＮＯｘを還元する他の方法が開発されてきた。こうした方法の１つは、空気ではなく酸素燃焼ガスを使用することである。これらの炉は、空気ではなく純粋な酸素、又はほぼ純粋な酸素を使用する。ほとんどすべての窒素が炉内の大気から除去される。窒素がない場合、ＮＯｘ排出は劇的に減少するので、現在のＮＯｘ排出基準を満たすためにＳＣＲは必要とされない。
しかし、酸素燃焼炉は気密封止されていない。必然的に、窒素を含むいくらかの空気が炉に入る。さらに、炉で燃やされる炭素系燃料もいくらかの窒素を含む場合がある。したがって、生成されるＮＯｘの水準はこれまでの基準の下では許容可能な排出であったほど十分に低いが、酸素燃焼炉であっても、いくらかのＮＯｘが生成される。
この理由から酸素燃焼炉には必然的にいくらかの窒素が存在するが、ＳＣＲ又はＳＮＣＲが著しいアンモニア・スリップをもたらすことなくＮＯｘを減少させるはずであると信じる理由は存在しないので、酸素燃焼炉においてＳＣＲ及びＳＮＣＲのＮＯｘ削減システムは使用されていない。アンモニア・スリップは、未反応のアンモニアが大気へと放出されることである。放出することができるアンモニアの量には制限があるので、ＳＣＲ及びＳＮＣＲのＮＯｘ削減システムは、酸素燃焼炉では使用されてこなかった。
米国特許第３，９００，５５４号 米国特許第４，３２８，０２０号 米国特許第４，３７２，７７０号
しかし、ＮＯｘの環境影響を考えると、酸素燃焼炉からのＮＯｘ排出をさらに制限する必要がある。
本発明は、一般に、酸素燃焼炉と、アンモニアを煙道に注入するように構成されたノズルを有する、煙道内のＮＯｘ削減システムとを有するプラントに関する。さらに、本発明は、（酸素燃焼炉としても知られている）酸素燃料炉の排気ガスへとアンモニアを注入して、ＮＯｘ排出を低減させることに関する。注入は、排気ガスが炉から出て行った後、いくつかの箇所で煙道になされる。
燃焼プロセスのためのプラントは、酸素燃焼炉を含む。炉は材料を熱するように構成される。材料はバーナによって熱される。バーナにより、酸化ガス及び炭素系燃料を炉に供給するように構成された、炉へと出る炎が形成される。酸化ガスは、少なくとも８０重量パーセントの酸素を有する。炉の内部では、炭素系燃料が酸化ガスの存在下で燃焼して炎を作り出す。炉は、大気に５体積パーセント未満の窒素を有する。燃焼により、排気ガスも作り出される。排気出口により、炉と煙道との間の連通が可能になる。排気出口は、燃焼プロセスの間に生成された排気ガスを炉から煙道へと除去するように構成される。排気ガスはＮＯｘを含む。ＮＯｘ削減制御装置が煙道に存在する。ＮＯｘ削減制御装置は、煙道に位置付けられて排気ガスにアンモニアを注入するように構成された注入ノズルを含む。アンモニアは、アンモニア水、無水アンモニア、尿素、及びこれらの組合せからなる群から選択することができる。排気ガスにアンモニアを注入することにより、ＮＯｘがアンモニアと反応して、煙道から放出されるＮＯｘの量を減少させる。
酸素燃焼炉でのＮＯｘ生成を減少させる方法は、酸化ガス中で炭素系燃料を燃やすステップを含む。酸化ガスは、少なくとも８０重量パーセントの酸素を有する。酸化ガス中で炭素系燃料を燃やすことにより、ＮＯｘを含む排気ガスが生成される。排気ガスは、排気出口を通って煙道へと排出される。煙道では、排気ガスがアンモニアと反応し、このアンモニアは、アンモニア水、無水アンモニア、尿素、又はこれらの組合せでもよい。反応により排気ガス中のＮＯｘの量が減少して、ＮＯｘが減少した排気ガスを形成する。この反応は、触媒を使用することなくなされる。ＮＯｘが減少した排気ガスは、煙道から排出される。
酸素燃焼炉を有するプラントを上から見下ろした概略図である。 酸素燃焼炉を有するプラントの断面図である。 煙道及び下降管の内側側壁を示す図である。 煙道及び下降管の内側側壁を示す図である。 煙道及び下降管の外側側壁を示す図である。 煙道及び下降管の外側側壁を示す図である。 各実例において排気ガス及び煙道へと注入されるアンモニア水の流量の表である。 酸素燃焼炉、２つの上流排気出口、２つの下流排気出口、２つの最上流下降管、２つの最下流下降管、２つの煙道、コネクタ煙道、及び煙突を有するプラントの概略図である。
本明細書において、「左」、「右」、「内側」、「外側」、「上」、「下」などの空間用語又は方向用語は、各図面に示されているときの本発明に関する。しかし、本発明は種々の代替の配向を想定してもよく、したがって、こうした用語を限定的なものであると考えるべきではないことを理解されたい。さらに、本明細書において、本明細書及び特許請求の範囲において使用される寸法、物理的特性、処理パラメータ、成分の量、反応条件などを表すすべての数字は、すべての場合において用語「約」によって修飾されるものと理解されたい。したがって、逆のことが示されていなければ、以下の明細書及び特許請求の範囲に述べられる数値は、本発明が得ようとする所望の特性に応じて変化することができる。最低でも、また特許請求の範囲に記載の範囲に均等論を適用することを制限しようとするものではないが、各数値は、少なくとも、報告された有効数字の数を考慮して、また通常の端数処理技法を適用することによって解釈されるべきである。さらに、本明細書に開示されるあらゆる範囲は、その範囲の開始値及び終了値、並びにその中に含まれる任意の部分範囲及びすべての部分範囲を包含すると理解されたい。たとえば、「１から１０」という指定範囲は、最小値である１と最大値である１０の間の（且つそれらを含む）任意の部分範囲及びすべての部分範囲、つまり１か又はそれより大きい最小値で始まり１０か又はそれより小さい最大値で終わるあらゆる部分範囲、たとえば１から３．３、４．７から７．５、５．５から１０などを含むと考えられるべきである。さらに、本明細書において参照される、発行特許及び特許出願などであるがこれらに限定はされないあらゆる文書は、全体として「参照によって援用される」と考えられるべきである。別段の指定がない限り、量についてのいずれの参照も「体積パーセント」によるものである。
本明細書における本発明の議論は、いくつかの特徴をいくつかの制約の範囲内で「具体的には」又は「好ましくは」と記載する場合がある（たとえばいくつかの制約の範囲内で「好ましくは」、「より好ましくは」、又は「さらに好ましくは」）。本発明はこれらの具体的な制約又は好ましい制約に限定されるものではなく、本開示の範囲全体を包含することを理解されたい。
本発明の議論は、構成要素を「上流」又は「下流」であるとして言及する。これらの用語は、排気ガスの流れに関連して使用される。
本発明は、工業プロセスのためのプラントに関する。工業プロセスは、酸素燃焼炉を使用することができる任意の工業プロセスでもよい。たとえば、工業プロセスはガラスの製造でもよい。
プラントは炉を有する。炉は大容量の炉でもよい。たとえば、炉はガラス生産炉でもよい。炉は、原料を炉に送給することができる第１の端部又は開口を含むことができる。炉に入ると、原料は溶融されて溶融材料を形成する。溶融材料は、第２の端部又は吐出端部を通って流れることができる。
炉は、燃焼チャンバ及び溶融タンクを有する。溶融タンクはフィーダと連通している。溶融タンクは、原料が溶融される場所である。フィーダは未溶融の原料を保持し、未溶融の原料を溶融タンクに供給する。炉内の溶融タンクの上方が燃焼チャンバである。燃焼チャンバは、燃焼のための酸化ガス及び炭素系燃料を供給し、それによって溶融タンクにおいて材料を溶融させる熱を提供する１つ又は複数のバーナを有する。
一実例では、原料はガラス原料でもよい。ガラス原料は、投入装置又はフィーダにより、炉への第１の端部又は開口において炉に入れられる。炉の内部では、ガラス原料が溶融されて溶融ガラスを形成する。溶融ガラスは吐出部から清澄ゾーンへと流れ出る。
バーナが、炉の側壁の開口に位置決めされる。炉は、通常は少なくとも２つの側壁（第１の側壁及び第２の側壁）を有し、第１の側壁は第２の側壁に対向する。側壁は、バーナを受けるように構成された開口を有する。バーナは、酸素燃焼ガス、燃料、及び／又は酸素燃焼ガスと燃料の混合物を炉に供給するように構成され、燃料が燃焼して炎を形成する。バーナからの炎により、原料を溶融させるのに必要とされるエネルギーが提供される。バーナは、炉の壁を通って、又は炉の天井を通って延在することができる。炉は、一方の側壁にバーナを有する場合もあり、第１の側壁及び第２の側壁にバーナを有する場合もある。炉は、少なくとも４個、少なくとも６個、少なくとも８個、少なくとも１０個、若しくは少なくとも１２個のバーナを有してもよく、且つ／又は最大で３０個のバーナ、最大で２４個のバーナ、最大で２０個のバーナ、最大で１６個のバーナを有してもよい。第１の側壁のバーナは、第２の側壁のバーナと（一直線にではなく）互い違いに配置されてもよい。
炉は酸素燃焼炉である。酸素燃料燃焼炉では、熱供給に対する対流の寄与は限定的である。したがって、バーナは、ガラス原料を溶融させるのに適したエネルギーの分散を可能にするために、溶融材料の表面から一定の距離で側壁に配置されなければならない。たとえば、バーナは、溶融材料の表面から少なくとも０．２５ｍ又は少なくとも０．４０ｍ、且つ１．０ｍ未満又は０．８ｍ未満でもよい。
酸素燃焼ガスは、少なくとも８０体積パーセント、少なくとも８５体積パーセント、少なくとも９０体積パーセント、少なくとも９２体積パーセント、少なくとも９４体積パーセント又は少なくとも９５体積パーセントの酸素を有する。酸素燃焼ガスは、酸素燃焼ガスを含む酸素供給源との連結部を通ってバーナへと送給される。
炉は、酸素燃焼又は酸素燃料炉である。炉は、溶融材料の上に大気を有する。炉内の大気は、窒素をほとんど又はまったく有しない。たとえば、炉内の大気は２０体積パーセント未満、１５体積パーセント未満、１０体積パーセント未満、５体積パーセント未満、３体積パーセント未満、２体積パーセント未満、１体積パーセント未満、又は０体積パーセントの窒素を有する。窒素の濃度はより高い場合もあり、制御されていない場合もある。窒素は、たとえば炉の壁面レンガの間の漏れ口から炉に入る場合がある。
炭素系燃料は、一般に工業炉において燃やされる任意の炭化水素でもよい。炭素系燃料の実例には、天然ガス、燃料油、コークス、石炭、又はディーゼル油が含まれる。
酸化ガスと炭素系燃料の比が存在する。この比は、少なくとも酸化ガス１に対して炭素系燃料１、少なくとも酸化ガス１．５に対して炭素系燃料１、酸化ガス２に対して炭素系燃料１、酸化ガス２．５に対して炭素系燃料１、若しくは酸化ガス３．０に対して炭素系燃料１であり、且つ／又は最大で酸化ガス８に対して炭素系燃料１、最大で酸化ガス７に対して炭素系燃料１、最大で酸化ガス６に対して炭素系燃料１、若しくは最大で酸化ガス５に対して炭素系燃料１である。
燃焼プロセスにより、燃焼チャンバ内に排気ガスが形成される。排気ガスはＮＯｘガスを含む。ＮＯｘガスは、酸素が窒素ガスと反応することによって形成される。炉内に高熱が存在することにより、反応が生じる。ガスの温度が酸素ガスを窒素ガスと反応させるのに十分な高さである限り、反応は、下降管、煙道、又は他の場所でも生じる場合がある。窒素ガスは溶融チャンバ、炉、又は煙道に意図的に送り込まれていない場合があるが、これらの構成要素は気密封止されておらず、又は溶融される原料から窒素ガスが放出されるので、窒素ガスは溶融チャンバ、炉、又は煙道へと侵入する。
炉には排気出口が存在する。排気出口は炉の側壁に存在する場合もあり、炉の屋根又は天井に存在する場合もある。排気出口は、側壁又は天井において、バーナの上に位置決めされてもよい。排気出口により、炉と煙道との間の連通が可能になる。排気出口は、燃焼プロセス中に生成された排気ガスを炉から除去するように構成される。炉は、１つ、２つ、３つ、４つ、又はそれを超える排気出口でもよい。２つ以上の排気出口を有する実施例では、少なくとも１つの排気出口が下流で炉に位置決めされてもよく、少なくとも１つの第２の排気出口が上流で炉に位置決めされてもよい。
任意選択で、下降管により、排気出口が煙道に連結されてもよい。下降管は、排気ガスが排気出口から煙道へと下方に進むダクトである。したがって、煙道は排気出口の下に位置決めされることになる。当然、下降管は必要とされず、また、煙道が排気出口と同じ水平面に、又は排気出口の上に位置決めされる場合もある。
煙道は、第１の側壁すなわち左側壁と、第２の側壁すなわち右側壁と、第１の端壁すなわち上流端壁と、第２の端壁すなわち下流端壁とを含む。煙道は煙突と連通している。たとえば、煙道は、煙道の下流端壁又はその近くにおいて煙突又はコネクタ煙道へと連結し、コネクタ煙道により、煙道と煙突の間の連通が可能になる。
プラントは、２つ以上の煙道を有する場合もある。こうしたプラントでは、炉は、互いに対向する第１の側壁及び第２の側壁を有する。第１の側壁は第１の排気出口を有することができ、第２の側壁は第２の排気出口を有することができる。第１の排気出口は第１の煙道と連通しており、第２の排気出口は第２の煙道と連通している。第１の排気出口は、第１の排気出口を煙道に連結させる任意選択の第１の下降管によって第１の煙道と連通していてもよく、第１の煙道は第１の排気出口の下に位置決めされる。同様に、第２の排気出口は、第２の排気出口を第２の煙道に連結させる任意選択の第２の下降管によって第２の煙道と連通していてもよく、第２の煙道は第２の排気出口の下に位置決めされる。通常、こうしたプラントは、第１の煙道と流体連通して第１の煙道と炉の間の流体連通を可能にする第１の上流排気出口及び第１の下流出口を有することになり、それにより、排気ガスは炉から第１の煙道へと流れ出ることができる。同様に、プラントは、第２の煙道と流体連通して第２の煙道と炉の間の流体連通を可能にする第２の上流排気出口及び第２の下流排気出口を有することになり、それにより、排気ガスは炉から第２の煙道へと流れ出ることができる。
煙道の内部には、ＮＯｘ削減制御装置が存在する。ＮＯｘ削減制御装置は、煙道へと、また排気ガスへとアンモニアを注入するように構成された１つ又は複数のノズルを含む。アンモニアは、アンモニア水、無水アンモニア、尿素、又はこれらの組合せでもよい。
１つ又は複数のノズルはマウント（図示せず）に取り付けられる。マウントは煙道に挿入されるように構成される。たとえば、煙道がレンガで構築されている場合、マウントは、レンガが取り外された場所に挿入されるように構成することができる。
ノズルは、煙道内の種々の場所に配置することができる。ノズルは側壁、端壁、又はこれらの組合せに配置されてもよい。側壁において、ノズルは最上流下降管が煙道へと連結する場所に配置されてもよく、最上流下降管と最下流下降管との間に配置されてもよく、最下流下降管が煙道へと連結する場所に配置されてもよく、最下流下降管と下流端壁又はコネクタ煙道との間の位置に配置されてもよい。
ノズルは、排気ガスが、アンモニアがＮＯｘと反応する反応温度になる煙道内の場所に配置されてもよい。反応温度は８５０℃から１２００℃の間、又は８７５℃から１１５０℃の間、９００℃から１１００℃の間、又は９５０℃から１０５０℃の間である。
煙道は排気出口と連通している。煙道は排気出口に直接連結してもよく、排気出口と連通していてもよい。煙道は、排気出口とほぼ同じ水平面に存在してもよく、排気出口の上に存在してもよく、排気出口の下に存在してもよい。煙道は、下降管によって排気出口に連結されてもよい。
煙道は、上流端壁及び下流端壁を有する。下流端壁において、煙道は煙突へと連結する場合もあり、煙突及び／又は第２の煙道への連通を可能にするコネクタ煙道に連結する場合もある。
煙道の上流端壁は煙道の上流端部に位置決めされる。通常、これは最上流下降管が煙道へと連結する場所になるか、又は別法として、上流排気出口が煙道へと連結する場所になる。
煙道の下流端壁は、煙道がプラントの他の構成要素へと連結する、最下流下降管の下流のある地点に存在する。これは、通常、第１の煙道と第２の煙道の間又は煙道と煙突の間の連通を可能にするコネクタ煙道に、煙道が連結する地点であることになる。
ＮＯｘ削減装置用のノズルは、上流端壁、下流端壁、又はこれらの組合せに配置されてもよい。
追加的に、又は別法として、ＮＯｘ削減装置用のノズルは、煙道の側壁、屋根、又は床面に位置付けられる。ノズルは、側壁、屋根、又は床面のどこに存在してもよい。側壁は、（煙道の床面に対して）垂直な壁である。通常、各煙道は、２つの側壁並びに第１の側壁及び第２の側壁、床面、又は屋根を有する。ノズルは第１の側壁、第２の側壁、屋根、床面、又はこれらの組合せに配置することができる。たとえば、ノズルは、最下流下降管又は下流排気出口の下流のある位置で側壁に配置されてもよく、最下流端壁と最下流下降管又は下流排気出口との間で側壁に配置されてもよく、最下流の下降管又は排気出口と最上流の下降管又は排気出口との間で側壁に配置されてもよい。ノズルは、最下流下降管又は下流排気出口と最下流端壁との間に位置決めされることが好ましく、最下流端壁よりも最下流下降管若しくは下流排気出口に近いところに、又は最下流下降管が煙道に連結する接合部に位置決めされることがより好ましい。
ＮＯｘ削減装置用のノズルは、上流端壁、下流端壁、第１の側壁、第２の側壁、煙道の床面、煙道の屋根、又はこれらの組合せに配置されてもよい。ノズルは上流端壁のみに位置決めされてもよく、下流端壁のみに位置決めされてもよく、第１の側壁のみに位置決めされてもよく、第２の側壁のみに位置決めされてもよく、煙道の屋根のみに位置決めされてもよく、煙道の床面のみに位置決めされてもよい。
プラントは２つの煙道（第１の煙道及び第２の煙道）を有することができる。こうしたプラントでは、ＮＯｘ削減装置用のノズルは、本明細書に述べた任意の場所において両方の煙道に配置されても一方のみの煙道に配置されてもよく、この場合、他方の煙道はアンモニアを注入するためのノズルのみを含まない。これにより、アンモニアは第１の煙道にのみ、又は第２の煙道にのみ注入される。いくつかの場合には、ＮＯｘ削減装置用のノズルは、本明細書に述べられる任意の場所において第１の煙道及び第２の煙道に配置されてもよく、第２の煙道のノズルは閉じられ、したがって第２の煙道にはアンモニアが注入されず、第１の煙道のノズルのみが開かれ、したがって第１の煙道にのみアンモニアが注入される。
各ノズルは、ある速度で煙道及び／又は排気ガスにアンモニアを注入する。アンモニアはアンモニア水でもよく、無水アンモニアでもよい。アンモニア水の場合、アンモニアは任意の濃度でもよい。すべてのノズルから注入されるアンモニアの速度は、少なくとも３７．８５ｍｌ／分（０．０１ガロン毎分（ＧＰＭ：ｇａｌｌｏｎｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ））、少なくとも１１３．５６ｍｌ／分（０．０３ＧＰＭ）、少なくとも１８９．２７ｍｌ／分（０．０５ＧＰＭ）、少なくとも２６４．９８ｍｌ／分（０．０７ＧＰＭ）、少なくとも３４０．６９ｍｌ／分（０．０９ＧＰＭ）、少なくとも４１６．４０ｍｌ／分（０．１１ＧＰＭ）、少なくとも４９２．１０ｍｌ／分（０．１３ＧＰＭ）、若しくは少なくとも５６７．８１ｍｌ／分（０．１５ＧＰＭ）でもよく、且つ／又は速度は最大で１５１４．１６ｍｌ／分（０．４ＧＰＭ）、最大で１３２４．８９ｍｌ／分（０．３５ＧＰＭ）、最大で１２１１．３３ｍｌ／分（０．３２ＧＰＭ）、最大で１１３５．６２ｍｌ／分（０．３ＧＰＭ）、最大で１０５９．９２ｍｌ／分（０．２８ＧＰＭ）、最大で９４６．３５ｍｌ／分（０．２５ＧＰＭ）、若しくは最大で８３２．７９ｍｌ／分（０．２２ＧＰＭ）でもよい。本明細書において論じるアンモニアの速度は、注入されているアンモニアの量を指す。これは、たとえば単に注入され得るいかなる水も除外する。したがって、たとえば２６４．９８ｍｌ／分（０．０７ＧＰＭ）のアンモニアを注入しようと望んでおり、溶液が２０体積パーセントのアンモニアを含む場合、アンモニア水は１３２４．８９ｍｌ／分（０．３５ＧＰＭ）の速度で注入されることになる。この速度でいくと、アンモニアは２６４．９８ｍｌ／分（０．０７ＧＰＭ）の速度で注入されることになるからである。
煙道及び／又は排気ガスへと注入されるアンモニアは、無水アンモニア、アンモニア水、尿素又はこれらの組合せでもよい。
任意選択で、煙道に空気が注入されてもよい。理想的には、空気は排気ガス温度が少なくとも７００℃、少なくとも７５０℃、又は少なくとも７６０℃になる場所で注入されるべきであり、排気ガス温度は１０００℃未満、９５０℃未満、９００℃未満、又は８９０℃未満であるべきである。空気は、少なくとも５ｍｌ／分、少なくとも７ｍｌ／分、若しくは少なくとも１０ｍｌ／分の速度で注入されるべきであり、且つ／又は最大で７００ｍｌ／分、最大で６００ｍｌ／分、若しくは最大で５００ｍｌ／分の速度で注入されるべきである。空気は、上流下降管が煙道へと連結する場所の側壁、上流下降管と下流下降管の間の側壁、下流下降管が煙道へと連結する場所の側壁、下流下降管と下流端壁若しくはコネクタ煙道との間の位置の側壁、下流端壁、又は上流端壁を含め、煙道内の任意の場所で煙道へと注入されてもよい。
プラントには、煙道ガス熱回収システム又はリジェネレータ・システムは存在しない。リジェネレータ・システムは、排気ガスから熱を回収するシステムである。これは、排気ガスの流れを周期的に逆にすることによってなされる。煙道は、レンガなど、排気ガスに含まれる熱のうちのいくらかを吸収することができる材料で製作される。空気燃料炉を効率的に運転するには、空気は燃焼の前に事前加熱されるべきである。これは、レンガに閉じ込められた熱を使用して空気を熱するリジェネレータ・システムによってなされる。こうしたシステムの一実例がＫｒｕｍｗｉｅｄｅらの米国特許第４，３７２，７７０号に提示されている。本明細書において記載及び請求される本発明は、リジェネレータ・システムを使用する必要がない。
本明細書に記載のＮＯｘ削減システムを使用するプラントは、電気集塵装置、又はＮＯｘをアンモニアと反応させる触媒も必要としない。
本発明は、工業プロセス中に生成される排気ガスからＮＯｘ排出を減少させる方法にも関する。排気ガスは、炉において酸化ガス中で炭素系燃料を燃やすことによって作り出される。炉は、ガラス生産炉などの大容量の炉でもよい。原料は炉に送給される。炉に入ると、原料は溶融されて溶融材料を形成する。原料は、酸化ガス中で炭素系燃料を燃焼させることによって溶融される。
酸化ガスは、少なくとも８０体積パーセント、少なくとも８５体積パーセント、少なくとも９０体積パーセント、少なくとも９２体積パーセント、少なくとも９４体積パーセント、又は少なくとも９５体積パーセントの酸素を有する。酸化ガスは、バーナを通って炉へと送給される。たとえば、バーナは酸化ガス供給源及び炭素系燃料供給源に連結され、バーナにより、酸化ガス及び炭素系燃料が炉に供給される。
酸化ガスと炭素系燃料は、酸化ガス１に対して炭素系燃料１、少なくとも酸化ガス１．５に対して炭素系燃料１、酸化ガス２に対して炭素系燃料１、酸化ガス２．５に対して炭素系燃料１、若しくは酸化ガス３．０に対して炭素系燃料１の比で、且つ／又は最大で酸化ガス８に対して炭素系燃料１、最大で酸化ガス７に対して炭素系燃料１、最大で酸化ガス６に対して炭素系燃料１、若しくは最大で酸化ガス５に対して炭素系燃料１の比で供給される。
炉は大気を有する。大気は、炉がほとんど又はまったく窒素を有しないように制御される。たとえば、炉は５体積パーセント未満、３体積パーセント未満、２体積パーセント未満、１体積パーセント未満、又は０体積パーセントの窒素を有する。
酸化ガス中で炭素系燃料を燃焼させる結果として、排気ガスが形成される。排気ガスは１つ又は複数の排気出口を通って炉から排出される。たとえば、排気ガスは、少なくとも２つの排気出口、少なくとも３つの排気出口、少なくとも４つの排気出口、又はそれより多い排気出口を通って炉から排出されてもよい。排気出口は、炉の側壁、又は炉の屋根若しくは天井に位置決めされる。２つ以上の排気出口が存在する場合、排気出口の１つは炉の第１の側壁に位置決めされてもよく、第２の排気出口は、第１の側壁に対向する、炉の第２の側壁に位置決めされてもよい。最下流排気出口及び最上流排気出口が存在する場合もある。
排気出口は煙道と流体連通している。排気ガスは、炉から煙道へと流れ出ることができる。煙道は、排気出口とほぼ同じ水平面に位置決めされてもよく、排気出口の上に位置決めされてもよく、排気出口の下に位置決めされてもよい。煙道は、下降管によって排気出口に連結されてもよい。こうした場合、排気ガスは排気出口から下降管を下り、煙道へと流れ出ることになる。
アンモニアは、１つ又は複数のノズルによって煙道に注入される。アンモニアは排気ガスと反応する。具体的には、アンモニアは排気ガス中のＮＯｘと反応して、水及び窒素ガスを形成する。アンモニアは、アンモニア水、無水アンモニア、尿素、又はこれらの組合せでもよい。
アンモニアは、すべてのノズルに基づいて計算される、ある速度で注入される。アンモニアは、無水アンモニア、アンモニア水、尿素、又はこれらの組合せでもよい。すべてのノズルから注入されるアンモニアの総流量は、少なくとも３７．８５ｍｌ／分（０．０１ガロン毎分（ＧＰＭ））、少なくとも１１３．５６ｍｌ／分（０．０３ＧＰＭ）、少なくとも１８９．２７ｍｌ／分（０．０５ＧＰＭ）、少なくとも２６４．９８ｍｌ／分（０．０７ＧＰＭ）、少なくとも３４０．６９ｍｌ／分（０．０９ＧＰＭ）、少なくとも４１６．４０ｍｌ／分（０．１１ＧＰＭ）、少なくとも４９２．１０ｍｌ／分（０．１３ＧＰＭ）、若しくは少なくとも５６７．８１ｍｌ／分（０．１５ＧＰＭ）でもよく、且つ／又は速度は最大で１５１４．１６ｍｌ／分（０．４ＧＰＭ）、最大で１３２４．８９ｍｌ／分（０．３５ＧＰＭ）、最大で１２１１．３３ｍｌ／分（０．３２ＧＰＭ）、最大で１１３５．６２ｍｌ／分（０．３ＧＰＭ）、最大で１０５９．９２ｍｌ／分（０．２８ＧＰＭ）、最大で９４６．３５ｍｌ／分（０．２５ＧＰＭ）、若しくは最大で８３２．７９ｍｌ／分（０．２２ＧＰＭ）でもよい。本明細書において論じるアンモニアの速度は、注入されているアンモニアの量を指す。これは、たとえば単に注入され得るいかなる水も除外する。したがって、たとえば２６４．９８ｍｌ／分（０．０７ＧＰＭ）のアンモニアを注入しようと望んでおり、溶液が２０体積パーセントのアンモニアを含む場合、アンモニア水は１３２４．８９ｍｌ／分（０．３５ＧＰＭ）の速度で注入されることになる。この速度でいくと、アンモニアは２６４．９８ｍｌ／分（０．０７ＧＰＭ）の速度で注入されることになるからである。
アンモニアは、排気ガスが反応温度になる場所で煙道に注入されるべきである。反応温度は８５０℃から１２００℃の間、又は８７５℃から１１５０℃の間、９００℃から１１００℃の間、又は９５０℃から１０５０℃の間である。
アンモニアは、煙道の一方若しくは両方の側壁、煙道の端壁、煙道の屋根若しくは天井、煙道の床面、又はこれらの組合せから注入されてもよい。アンモニアは、最上流下降管が煙道へと連結する端壁である上流端壁から注入されてもよく、最上流下降管と最下流下降管の間の煙道の側壁、天井、又は床面において注入されてもよく、最下流下降管が煙道へと連結する煙道の側壁又は床面において注入されてもよく、最下流下降管と下流端壁、コネクタ煙道又は煙突との間の煙道の側壁、天井又は床面において注入されてもよい。
アンモニアは、これらの場所において複数のノズルによって注入されてもよい。たとえば、少なくとも２個、少なくとも４個、若しくは少なくとも６個のノズルがそれぞれの場所に存在してもよく、且つ／又は最大で１４個、最大で１２個、若しくは最大で１０個のノズルがそれぞれの場所に存在してもよい。アンモニアが単一の場所において複数のノズルによって注入される場合、ノズルは別のノズルに対して水平に、且つ／又は垂直に位置合わせされてもよい。たとえば、アンモニアは、側壁若しくは端壁の上半分、側壁若しくは端壁の下半分、端壁の左半分、又は端壁の右半分に位置決めされたノズルによって注入されてもよい。特定の実例では、アンモニアは４個のノズル又は８個のノズルによって煙道に注入される。
煙道に注入されると、排気ガス中のＮＯｘはアンモニアと反応して窒素ガス及び水を形成し、それによってＮＯｘ排出を減少させる。窒素ガス及び水は煙道の残りの部分を通って任意選択でコネクタ煙道へと進み、煙突から吐出される。
「実例１」
図１及び図２には、本発明によるＮＯｘ削減システムを備えた例示的なプラントが示してある。プラントは炉１２を有し、投入開口１４を通してこの炉１２へとガラス材料を送給又は投入することができる。ガラス原料は、図１の矢印Ａによって示されているように、投入開口１４から炉１２へと送給される。
炉は複数のバーナ１６を有し、バーナ１６は炭素系燃料と酸化ガスの混合物を供給し、また炭素系燃料を酸化ガスと燃焼させて複数の酸素燃料燃焼炎１８を形成するように構成される。バーナ１６は、炉１２の側壁２４の開口に位置決めされる。側壁２４の各バーナ１６の開口は、対向する側壁２４のバーナ１６の開口とは互い違いに配置されており、したがって、別のバーナとまっすぐに対向したバーナ１６開口はない。各バーナ１６は、酸化ガス供給源及び炭素系燃料供給源へと、各供給源についての個別の供給ラインによって連結されている。酸化ガスは主として酸素であり、少なくとも９５体積パーセントの酸素を有する。酸化ガスは１体積パーセント未満の窒素ガスを含んでいたか、又は窒素ガスを含んでいなかった。この実例での炭素系燃料は天然ガスである。この酸化ガス及び炭素系燃料は、バーナ１６を通って炉１２へと送り込まれる。酸化ガス及び炭素系燃料は、少なくとも酸化ガス１．５に対して炭素系燃料１の比から最大で酸化ガス２．５に対して炭素系燃料１の比で、又はより好ましくはおおよそ酸化ガス２に対して炭素系燃料１の比で炉１２に送り込まれる。
炉１２は、異なる酸化ガス、具体的には空気又は５体積パーセントを上回る窒素ガスを有するガスの存在下で炭素系燃料を燃焼させるいかなるバーナ１６も含まない。したがって、炉１２は酸素燃焼炉又は酸素燃料炉である。したがって、燃焼チャンバは、その大気中に５体積パーセント未満の窒素ガスを有する。
炉１２の内部では、酸化ガスの存在下で炭素系燃料が燃焼して、炎１８を形成する。炎はガラス原料を溶融させ、溶融ガラス４４を形成する。炭素系燃料と酸化ガスの燃焼により、排気ガスが形成される。
この実例での炉１２は、４つの排気出口を有する。２つの上流排気出口２０が各側壁２４に１つ存在し、２つの下流排気出口２２が一方は第１の側壁に、もう一方は第２の側壁２４に存在する。排気出口２０、２２により、炉１２と２つの煙道２６（第１の煙道及び第２の煙道）との間の連通が可能になる。
第１の煙道及び第２の煙道２６は、下降管２７、２８によって排気出口２０、２２に連結される。２つの下降管２７、２８が第１の煙道２６に連結し、他の２つの下降管２７、２８が排気出口２０、２２への第２の煙道２６に連結する。排気ガスは排気出口２０、２２を通って炉１２から流れ出し、排気通路Ｂに沿って第１の煙道２６及び第２の煙道２６へと流れる。
図３～図５を参照すると、各煙道２６はＮＯｘ削減装置を有し、このＮＯｘ削減装置は、少なくとも１つのノズル３０、又は複数のノズル３０を含む。この実例では、４個のノズル３０が第１の側壁３２に位置決めされ、４個のノズル３０が第１の煙道及び第２の煙道２６の第２の側壁３４に位置決めされており、４個のノズル３０が第１の煙道及び第２の煙道２６の上流端壁３６に配置される。したがって、各煙道は３つの場所で１２個のノズルを含む。各ノズル３０は、アンモニアを添加する場所を制御するために、独立してオン又はオフにすることができる。アンモニア・ポンプにより、アンモニアを供給する流量が制御される。したがって、操作者は煙道２６へとアンモニアを送り込む場所、及び煙道２６へと送り込まれるアンモニアの量を制御することができる。
具体的には、最下流下降管２８が煙道２６へと連結する煙道２６の各３２、３４側壁に、８個のノズルを設置した。図３～図４に示されているように、各煙道２６の各側壁３２、３４は、側壁の上部に２つのノズル３０を有し、側壁３２、３４の下部に２つのノズル３０を有する。したがって、各煙道２６は第１の側壁３２に４個のノズル３０を有し、第２の側壁３４に４個のノズル３０を有する。合計では、各煙道２６は、最下流下降管２８が煙道２６へと連結するおおよその場所で、両方の側壁３２、３４の間に８個のノズル３０を有する。
ノズル３０の数は重要ではなく、各実例において、単にアンモニアの流量を制御する手段として使用された。そのノズル３０が煙道内の排気ガスの量に対して適当な体積のアンモニアを送達することができる限り、本明細書に記載のいずれかの場所の単一のノズル３０で十分なはずであることが予見できる。
各図には示されていないアンモニア配管を介して、各ノズル３０をアンモニア・ポンプに連結した。やはり各図には示されていない局所的空気供給源にも、ノズル３０を連結した。アンモニアを、３７．８５ｍｌ／分（０．０１ＧＰＭ）から３０２８．３３ｍｌ／分（０．８ＧＰＭ）の速度で排気ガスに注入した。この注入速度は、すべてのノズル３０全体でアンモニアが添加される速度である。好ましくは、アンモニア流量は１８９．２７ｍｌ／分（０．０５ＧＰＭ）から８３２．７９ｍｌ／分（０．２２ＧＰＭ）の間であるべきである。
第１の煙道及び第２の煙道２６は、第１の煙道及び第２の煙道の下流端壁３８で、又はその近くで、コネクタ煙道４０へと連結する。コネクタ煙道４０により、第１の煙道２６、第２の煙道２６、及び煙突４２の間の連通が可能になる。排気出口２０、２２、下降管２７、２８、第１の煙道及び第２の煙道２６、コネクタ煙道４０、並びに煙突４２は、炉１２から排出されたガスを煙突４２からプラントの外に排出するように構成される。煙突４２から排出される排気ガスのＮＯｘの量は、炉１２において認められる排気ガスと比較して減少している。
この実例ではノズル３０の具体的な場所、及びそれぞれの場所としてのノズル３０の具体的な数が提示されているが、ノズル３０の場所及び数はノズル３０の他の場所又は他の数へと変更されてもよいことが、当業者には容易に理解されるはずである。たとえば、それぞれの場所に１つだけのノズルが使用されてもよく、又は場所は最下流下降管２８と下流端壁３８の間でも、下流端壁３８でも、最下流下降管２８と上流端壁３６の間でも、最上流下降管２７が煙道２６へと連結する場所の側壁３２若しくは３４でもよい。さらに、ＮＯｘ削減装置及び／又はノズル３０はこれらの場所のうちの１つ又は複数に設置されてもよく、第１の煙道２６のみに設置されてもよく、第２の煙道２６のみに設置されてもよい。別法として、ノズル３０は第１の煙道及び／又は第２の煙道２６の天井（若しくは屋根）、又は床面に設置されてもよい。
開口又は投入端部１４において、投入装置を介して炉１２へとガラス原料を送給した。炉１２の内部では、バーナ１６により酸素燃焼ガス及び炭素系燃料が供給され、炭素系燃料は酸素燃焼ガスの存在下で燃焼する。炉１２の大気に意図的に添加された窒素はほとんど又はまったく存在しなかった。炉１２は気密封止されていなかったので、窒素ガスが存在した限り、窒素は炉１２に入り込んだはずである。
炭素系燃料と酸素が燃焼することにより、溶融ガラス４４及び排気ガスが形成されることになる。いくらかの窒素が炉１２に入り込んだはずであるので、排気ガスはいくらかのＮＯｘを含んでいた。排気ガスは、炉１２から左右の排気出口２０及び２２を介して左右の下降管２７及び２８へと吐出されることになる。排気ガスは、通路Ｂに沿って第１の煙道及び第２の煙道２６へと進むことになる。
煙道の内部では、上述の場所において煙道２６に設置されたノズル３０により、アンモニアが注入されることになる。アンモニアはＮＯｘと反応して窒素及び水を形成し、それにより、酸素燃焼炉１２によって生成されるＮＯｘ排出を減少させることになる。
実例１～２２では、煙道２６の側壁３２、３４、及びノズル３０が側壁３２、３４に設置される場所を参照する。明確に述べられていない限り、側壁３３、３４のノズル３０は煙道２６の側壁３２、３４の任意の位置に配置されてもよく、煙道２６の屋根及び煙道２６の床面は側壁３２、３４の適当な代替物になることが理解される。
「実例２」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが第１の煙道及び第２の煙道２６の上流端壁３６のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは第１の煙道及び第２の煙道２６の上流端壁３６において煙道に注入されるか、又は第１の煙道及び第２の煙道２６の上流端壁３６においてのみ煙道に注入される。
「実例３」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが第１の煙道及び第２の煙道２６の第１の側壁３２及び第２の側壁３４のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズル３０はオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは第１の煙道及び第２の煙道２６の第１の側壁３２及び第２の側壁３４において注入されるか、又は第１の煙道及び第２の煙道２６の第１の側壁３２及び第２の側壁３４のみにおいて注入される。
「実例４」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが一方の煙道２６又は第１の煙道２６のみの上流端壁３６のみに位置決めされ、両方の煙道には位置決めされないことを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズル３０はオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは上流端壁３６において一方の煙道若しくは第１の煙道２６に注入されるか、又は上流端壁３６において一方の煙道若しくは第１の煙道２６のみに注入される。
「実例５」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが一方の煙道２６又は第１の煙道２６のみの第１の側壁３２及び第２の側壁３４のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズル３０はオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは第１の側壁３２及び第２の側壁３４において第１の煙道２６に注入されるか、又は第１の側壁３２及び第２の側壁３４において第１の煙道２６のみに注入される。
「実例６」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが第１の煙道及び第２の煙道２６の下流端壁３８のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８において煙道２６に注入されるか、又は第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８においてのみ煙道２６に注入される。
「実例７」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが第１の煙道及び第２の煙道２６の下流端壁３８、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４において煙道２６に注入されるか、又は第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４においてのみ煙道２６に注入される。
「実例８」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが第１の煙道及び第２の煙道２６の下流端壁３８及び上流端壁３６のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８及び上流端壁３６において煙道２６に注入されるか、又は第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８及び上流端壁３６においてのみ煙道２６に注入される。
「実例９」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが一方の煙道２６又は第１の煙道２６のみの下流端壁３８のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、下流端壁３８において一方の煙道２６に注入されるか、又は下流端壁３８において一方の煙道２６のみに注入される。
「実例１０」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが一方の煙道２６又は第１の煙道２６のみの下流端壁３８、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、一方の煙道２６若しくは第１の煙道２６のみの下流端壁３８、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４において煙道２６に注入されるか、又は一方の煙道２６若しくは第１の煙道２６のみの下流端壁３８、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４においてのみ煙道２６に注入される。
「実例１１」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが第１の煙道及び第２の煙道２６の下流端壁３８、第１の側壁３２、第２の側壁３４、及び上流端壁３６のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８、第１の側壁３２、第２の側壁３４、及び上流端壁３６において注入されるか、又は第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８、第１の側壁３２、第２の側壁３４、及び上流端壁３６のみにおいて注入される。
「実例１２」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが第１の煙道及び第２の煙道２６の下流端壁３８、第１の側壁３２、第２の側壁３４、及び上流端壁３６のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８、第１の側壁３２、第２の側壁３４、及び上流端壁３６において注入されるか、又は第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８、第１の側壁３２、第２の側壁３４、及び上流端壁３６のみにおいて注入される。
「実例１３」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが第１の煙道及び第２の煙道２６の一方の側壁のみ（第１の側壁３２又は第２の側壁３４のみ）に位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズル３０はオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、第１の煙道及び第２の煙道２６の一方の側壁のみ（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）において煙道に注入されるか、又は第１の煙道及び第２の煙道２６の一方の側壁のみ（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）においてのみ煙道に注入される。
「実例１４」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが一方のみの煙道２６（第１の煙道２６）の一方のみの側壁（第１の側壁３２又は第２の側壁３４）のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズル３０はオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、一方のみの煙道２６（第１の煙道２６）の一方のみの側壁（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）において煙道に注入されるか、又は一方のみの煙道２６（第１の煙道２６）の一方のみの側壁（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）においてのみ煙道に注入される。
「実例１５」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが第１の煙道及び第２の煙道２６の上流端壁３６、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、第１の煙道２６及び第２の煙道２６の上流端壁３６、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４において煙道２６に注入されるか、又は第１の煙道２６及び第２の煙道２６の上流端壁３６、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４においてのみ煙道２６に注入される。
「実例１６」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが一方のみの煙道２６（第１の煙道２６）の上流端壁３６、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、一方のみの煙道２６（第１の煙道煙道２６）の上流端壁３６、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４において煙道２６に注入されるか、又は一方のみの煙道２６（第１の煙道煙道２６）の上流端壁３６、第１の側壁３２、及び第２の側壁３４においてのみ煙道２６に注入される。
「実例１７」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが第１の煙道及び第２の煙道２６の上流端壁３６及び一方のみの側壁（第１の側壁３２又は第２の側壁３４）のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、第１の煙道２６及び第２の煙道２６の上流端壁３６、一方のみの側壁（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）において煙道２６に注入されるか、又は第１の煙道２６及び第２の煙道２６の上流端壁３６、一方のみの側壁（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）においてのみ煙道２６に注入される。
「実例１８」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが一方のみの煙道２６（第１の煙道２６）の上流端壁３６及び一方のみの側壁（第１の側壁３２又は第２の側壁３４）のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、第１の煙道２６のみの上流端壁３６、一方のみの側壁（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）において煙道２６に注入されるか、又は第１の煙道２６のみの上流端壁３６、一方のみの側壁（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）においてのみ煙道２６に注入される。
「実例１９」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが一方のみの煙道２６（第１の煙道２６）の下流端壁３８及び上流端壁３６のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、第１の煙道２６のみの下流端壁３８及び上流端壁３６において煙道２６に注入されるか、又は第１の煙道２６のみの下流端壁３８及び上流端壁３６においてのみ煙道２６に注入される。
「実例２０」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが第１の煙道及び第２の煙道２６の下流端壁３８、一方のみの側壁（第１の側壁３２又は第２の側壁３４）、及び上流端壁３６のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８、一方のみの側壁（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）、及び上流端壁３６において注入されるか、又は第１の煙道２６及び第２の煙道２６の下流端壁３８、一方のみの側壁（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）、及び上流端壁３６のみにおいて注入される。
「実例２１」
この実例では、プラントは、ＮＯｘ削減装置ノズルが一方のみの煙道２６（第１の煙道２６）の下流端壁３８、一方のみの側壁（第１の側壁３２又は第２の側壁３４）、及び上流端壁３６のみに位置決めされることを除いて、実例１と同様に構成される。ＮＯｘ削減装置ノズル３０が任意の他の場所に存在する限りこれらのノズルはオフにされており、したがって、その他の場所においてアンモニアを煙道に送り込むことはできない。したがって、アンモニアは、第１の煙道２６のみの下流端壁３８、一方のみの側壁（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）、及び上流端壁３６において注入されるか、又は第１の煙道２６のみの下流端壁３８、一方のみの側壁（第１の側壁３２若しくは第２の側壁３４）、及び上流端壁３６においてのみ注入される。
「実例２２」
実例１～２１のいずれかを使用して、アンモニア水を指定された流量で排気ガス及び煙道へと送り込んだ。流量は図５に提示してある。アンモニアが酸素燃焼炉からの排気ガスに注入されたとき、驚くことに、ＮＯｘの顕著な減少が生じた。顕著な、また驚くべきＮＯｘの減少は、１９体積パーセントのアンモニア水の、排気ガスへのわずか７１９．２３ｍｌ／分（０．１９ＧＰＭ）の流量（すなわち１３６．２７ｍｌ／分（０．０３６ＧＰＭ）のアンモニア流量）で観察された。より大きい流量ではより著しい減少が観察されたが、３７８５．４１ｍｌ／分（１．０ＧＰＭ）を上回る流量の１９体積パーセントのアンモニア水（すなわち７１９．２３ｍｌ／分（０．１９ＧＰＭ）のアンモニア流量）では、アンモニア・スリップが問題となった。
番号付けされた以下の条項において、本発明をさらに説明する。
条項１：燃焼プロセスのためのプラントであって、材料を熱する炉と、前記炉において酸化ガス及び炭素系燃料を燃焼させるように構成されたバーナであって、前記酸化ガスが、少なくとも８０体積パーセントの酸素、具体的には少なくとも８５体積パーセント、より具体的には少なくとも９０体積パーセント、より具体的には少なくとも９２体積パーセント、より具体的には少なくとも９４体積パーセント、又は少なくとも９５体積パーセントの酸素を有する、バーナと、前記炉と煙道との間の連通を可能にし、前記燃焼プロセスの間に生成された排気ガスを前記炉から前記煙道へと除去するように構成された排気出口と、前記煙道に位置決めされ、前記煙道及び／又は前記排気ガスへとアンモニアを注入するように構成されたノズルとを有し、前記アンモニアが、アンモニア水、無水アンモニア、尿素、又はこれらの組合せからなる群から選択される、プラント。
条項２：前記燃焼プロセスがガラスを製作するために使用され、前記炉において熱される前記材料がガラス・バッチ材料である、条項１に記載のプラント。
条項３：前記煙道が上流端壁を有し、前記ノズルが前記上流端壁において前記煙道に位置決めされている、条項１又は２に記載のプラント。
条項４：前記煙道が第１の側壁を有し、前記ノズルが、前記第１の側壁において前記煙道に位置決めされている、条項１から２までに記載のプラント。
条項５：前記煙道が第２の側壁を有し、第２のノズルが、前記第１のノズルにほぼ対向するか又は対向して、前記第２の側壁において前記煙道に位置決めされている、条項４に記載のプラント。
条項６：前記ノズルが前記煙道の下流端壁に位置決めされている、条項１又は２に記載のプラント。
条項７：前記煙道を前記排気出口に連結する下降管をさらに有する、条項１から６までのいずれかに記載のプラント。
条項８：前記ノズルが、前記下降管が前記煙道へと連結する前記端壁又は側壁において前記煙道に位置決めされている、条項７に記載のプラント。
条項９：前記排気出口が上流排気出口であり、前記プラントが下流排気出口をさらに有し、前記上流排気出口及び前記下流排気出口が前記煙道と連通している、条項１から６までのいずれかに記載のプラント。
条項１０：前記下流排気出口を前記煙道に連結する最下流下降管と、前記上流排気出口を前記煙道に連結する最上流下降管とをさらに有する、条項９に記載のプラント。
条項１１：前記ノズルが、前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口の下流の位置、前記煙道の下流端壁と前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口との間の位置、及び／又は前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口と前記最上流下降管若しくは前記上流排気出口との間の位置において前記側壁に位置決めされている、条項９又は１０に記載のプラント。
条項１２：前記ノズルが開くか又は閉じるように構成されている、条項１から１１までのいずれかに記載のプラント。
条項１３：前記ノズルが、前記アンモニアの流量を増加又は減少させるように構成されている、条項１から１２までのいずれかに記載のプラント。
条項１４：前記アンモニアが、少なくとも３７．８５ｍｌ／分（０．０１ガロン毎分（ＧＰＭ））、少なくとも１１３．５６ｍｌ／分（０．０３ＧＰＭ）、少なくとも１８９．２７ｍｌ／分（０．０５ＧＰＭ）、少なくとも２６４．９８ｍｌ／分（０．０７ＧＰＭ）、少なくとも３４０．６９ｍｌ／分（０．０９ＧＰＭ）、少なくとも４１６．４０ｍｌ／分（０．１１ＧＰＭ）、少なくとも４９２．１０ｍｌ／分（０．１３ＧＰＭ）、若しくは少なくとも５６７．８１ｍｌ／分（０．１５ＧＰＭ）の総アンモニア流量で前記排気ガスへと注入され、且つ／又は速度が最大で１５１４．１６ｍｌ／分（０．４ＧＰＭ）、最大で１３２４．８９ｍｌ／分（０．３５ＧＰＭ）、最大で１２１１．３３ｍｌ／分（０．３２ＧＰＭ）、最大で１１３５．６２ｍｌ／分（０．３ＧＰＭ）、最大で１０５９．９２ｍｌ／分（０．２８ＧＰＭ）、最大で９４６．３５ｍｌ／分（０．２５ＧＰＭ）、若しくは最大で８３２．７９ｍｌ／分（０．２２ＧＰＭ）になり得る、条項１から１３までのいずれかに記載のプラント。
条項１５：前記ノズルが、前記排気ガスが８５０℃から１２００℃の間、又は８７５℃から１１５０℃の間、９００℃から１１００℃の間、又は９５０℃から１０５０℃の間の反応温度になる前記煙道に位置決めされている、条項１から１４までのいずれかに記載のプラント。
条項１６：前記プラントが前記煙道の側壁のみへとアンモニアを注入するように構成されている、条項１、２、４、５、条項７から１５までのいずれかに記載のプラント。
条項１７：前記ノズルが、おおよそ前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口と前記煙道との間、又は前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口と前記煙道との間の接合部において、前記煙道の前記側壁に位置決めされている、条項１６に記載のプラント。
条項１８：前記ノズルが、前記最下流下降管又は前記煙道の下流端壁の間で前記煙道の前記側壁に位置決めされている、条項１６に記載のプラント。
条項１９：前記プラントが前記煙道の上流端壁のみにアンモニアを注入するように構成されている、条項１から３まで、又は条項７から１５までのいずれかに記載のプラント。
条項２０：前記プラントが、前記煙道の下流端壁のみにアンモニアを注入するように構成されている、条項１、２、又は条項６から１５までのいずれかに記載のプラント。
条項２１：前記プラントが、前記アンモニアを前記排気ガスと反応させる触媒を含まない、条項１から２０までのいずれかに記載のプラント。
条項２２：前記炉が酸素燃焼炉である、条項１から２１までのいずれかに記載のプラント。
条項２３：前記排気ガスが、誘引煙突効果、又は前記煙道に位置付けられた誘引ファンによって除去される、条項１から２２までのいずれかに記載のプラント。
条項２４：前記排気ガスが誘引煙突効果によって除去される、条項１から２２までのいずれかに記載のプラント。
条項２５：燃焼プロセスのためのプラントであって、材料を熱する炉と、前記炉において酸化ガス及び炭素系燃料を燃焼させるように構成されたバーナであって、前記酸化ガスが少なくとも８０体積パーセントの酸素、具体的には少なくとも８５体積パーセント、より具体的には少なくとも９０体積パーセント、より具体的には少なくとも９２体積パーセント、より具体的には少なくとも９４体積パーセント、又は少なくとも９５体積パーセントの酸素を有する、バーナと、前記炉と煙道との間の連通を可能にし、前記燃焼プロセスの間に生成された排気ガスを前記炉から前記煙道へと除去するように構成された排気出口と、前記煙道に位置決めされ、前記煙道及び／又は前記排気ガスへとアンモニアを注入するように構成された複数のノズルとを有し、前記アンモニアが、アンモニア水、無水アンモニア、尿素、又はこれらの組合せからなる群から選択される、プラント。
条項２６：前記燃焼プロセスがガラスを製作するために使用され、前記炉において熱される前記材料がガラス・バッチ材料である、条項２５に記載のプラント。
条項２７：前記煙道が上流端壁、第１の側壁、第２の側壁、及び下流端壁を有し、前記複数のノズルが、前記上流端壁、前記第１の側壁、前記第２の側壁、前記下流端壁、又はこれらの任意の組合せに位置決めされている、条項２５又は２６に記載のプラント。
条項２８：前記煙道を前記排気出口に連結する下降管をさらに有し、前記複数のノズルのうちの少なくとも一部が、前記下降管が前記煙道へと連結する位置で前記煙道の前記側壁及び／又は前記上流端壁に位置決めされている、条項２５から２７までのいずれかに記載のプラント。
条項２９：前記排気出口が上流排気出口であり、前記プラントが下流排気出口をさらに有し、前記上流排気出口及び前記下流排気出口が前記煙道と連通している、条項２５から２７までのいずれかに記載のプラント。
条項３０：前記下流排気出口を前記煙道に連結する最下流下降管と、前記上流排気出口を前記煙道に連結する最上流下降管とをさらに有する、条項２９に記載のプラント。
条項３１：前記複数のノズルが、前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口の下流の位置、前記煙道の下流端壁と前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口との間の位置、及び／又は前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口と前記最上流下降管若しくは前記上流排気出口との間の位置において前記側壁に位置決めされている、条項２９又は２０に記載のプラント。
条項３２：前記ノズルが開くか又は閉じるように構成されている、条項２５から３１までのいずれかに記載のプラント。
条項３３：前記ノズルが、前記アンモニアの流量を増加又は減少させるように構成されている、条項２５から３２までのいずれかに記載のプラント。
条項３４：前記アンモニアが、少なくとも３７．８５ｍｌ／分（０．０１ガロン毎分（ＧＰＭ））、少なくとも１１３．５６ｍｌ／分（０．０３ＧＰＭ）、少なくとも１８９．２７ｍｌ／分（０．０５ＧＰＭ）、少なくとも２６４．９８ｍｌ／分（０．０７ＧＰＭ）、少なくとも３４０．６９ｍｌ／分（０．０９ＧＰＭ）、少なくとも４１６．４０ｍｌ／分（０．１１ＧＰＭ）、少なくとも４９２．１０ｍｌ／分（０．１３ＧＰＭ）、若しくは少なくとも５６７．８１ｍｌ／分（０．１５ＧＰＭ）の総アンモニア流量で前記排気ガスへと注入され、且つ／又は速度が最大で１５１４．１６ｍｌ／分（０．４ＧＰＭ）、最大で１３２４．８９ｍｌ／分（０．３５ＧＰＭ）、最大で１２１１．３３ｍｌ／分（０．３２ＧＰＭ）、最大で１１３５．６２ｍｌ／分（０．３ＧＰＭ）、最大で１０５９．９２ｍｌ／分（０．２８ＧＰＭ）、最大で９４６．３５ｍｌ／分（０．２５ＧＰＭ）、若しくは最大で８３２．７９ｍｌ／分（０．２２ＧＰＭ）になり得る、条項２５から３３までのいずれかに記載のプラント。
条項３５：前記ノズルが、前記排気ガスが８５０℃から１２００℃の間、又は８７５℃から１１５０℃の間、９００℃から１１００℃の間、又は９５０℃から１０５０℃の間の反応温度になる前記煙道に位置決めされている、条項２５から３４までのいずれかに記載のプラント。
条項３６：前記プラントが前記煙道の側壁のみへとアンモニアを注入するように構成されている、条項２５から３４までに記載のプラント。
条項３７：前記ノズルが、おおよそ前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口と前記煙道との間、又は前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口と前記煙道との間の接合部において、前記煙道の前記側壁に位置決めされている、条項３６に記載のプラント。
条項３８：前記ノズルが、前記最下流下降管又は前記煙道の下流端壁の間で前記煙道の前記側壁に位置決めされている、条項３６に記載のプラント。
条項３９：前記プラントが、前記煙道の上流端壁の側壁のみにアンモニアを注入するように構成されている、条項２５から３４までに記載のプラント。
条項４０：前記プラントが、前記煙道の下流端壁の側壁のみにアンモニアを注入するように構成されている、条項２５から３４までに記載のプラント。
条項４１：前記プラントが、前記アンモニアを前記排気ガスと反応させる触媒を含まない、条項２５から４０までのいずれかに記載のプラント。
条項４２：前記炉が酸素燃焼炉である、条項２５から４１までのいずれかに記載のプラント。
条項４３：前記排気ガスが、誘引煙突効果、又は前記煙道に位置付けられた誘引ファンによって除去される、条項２５から４２までのいずれかに記載のプラント。
条項４４：前記排気ガスが誘引煙突効果によって除去される、条項２５から４２までのいずれかに記載のプラント。
条項４５：燃焼プロセスのためのプラントであって、材料を熱する炉と、前記炉において酸化ガス及び炭素系燃料を燃焼させるように構成されたバーナであって、前記酸化ガスが少なくとも８０体積パーセントの酸素、具体的には少なくとも８５体積パーセント、より具体的には少なくとも９０体積パーセント、より具体的には少なくとも９２体積パーセント、より具体的には少なくとも９４体積パーセント、又は少なくとも９５体積パーセントの酸素を有する、バーナと、前記炉と第１の煙道との間の連通を可能にし、前記燃焼プロセスの間に生成された排気ガスを前記炉から前記第１の煙道へと除去するように構成された第１の排気出口と、前記第１の煙道に位置決めされ、前記第１の煙道及び／又は前記排気ガスへとアンモニアを注入するように構成された１つ又は複数の第１の煙道ノズルであって、前記アンモニアが、アンモニア水、無水アンモニア、尿素、又はこれらの組合せからなる群から選択される、１つ又は複数の第１の煙道ノズルと、前記炉と第２の煙道との間の連通を可能にし、前記燃焼プロセスの間に生成された前記排気ガスを前記炉から前記第２の煙道へと除去するように構成された第２の排気出口とを有する、プラント。
条項４６：前記第２の煙道が、前記第２の煙道へと前記アンモニアを注入するように構成されたいかなるノズルも含まない、条項４５に記載のプラント。
条項４７：前記第２の煙道が１つ又は複数の第２の煙道ノズルを有し、前記第２の煙道ノズルがオフ位置に構成されており、したがって、アンモニアが前記第２の煙道へと注入され得ない、条項４５に記載のプラント。
条項４８：前記第２の煙道が、前記第２の煙道へと前記アンモニアを注入するように構成された１つ又は複数の第２の煙道ノズルを有する、条項４５に記載のプラント。
条項４９：前記燃焼プロセスがガラスを製作するために使用され、前記炉において熱される前記材料がガラス・バッチ材料である、条項４５から４８までのいずれかに記載のプラント。
条項５０：前記第１の煙道が上流端壁、第１の側壁、第２の側壁、及び下流端壁を有し、前記１つ又は複数のノズルが、前記上流端壁、前記第１の側壁、前記第２の側壁、前記下流端壁、又はこれらの任意の組合せに位置決めされている、条項４５から４９までのいずれかに記載のプラント。
条項５１：前記第１の煙道を前記第１の排気出口に連結する下降管をさらに有し、前記１つ又は複数のノズルが、前記第１の煙道の前記側壁、及び／又は前記第１の煙道の前記上流端壁に位置決めされている、条項４５から５０までのいずれかに記載のプラント。
条項５２：前記第１の排気出口が第１の上流排気出口であり、前記プラントが第１の下流排気出口をさらに有し、前記第１の上流排気出口及び前記第１の下流排気出口が前記第１の煙道と連通している、条項４５から５１までのいずれかに記載のプラント。
条項５３：前記第１の下流排気出口を前記第１の煙道に連結する第１の最下流下降管と、前記第１の上流排気出口を前記煙道に連結する第１の最上流下降管とをさらに有する、条項５２に記載のプラント。
条項５４：前記１つ又は複数のノズルが、前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口の下流の位置、前記煙道の下流端壁と前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口との間の位置、前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口と前記最上流下降管若しくは前記上流排気出口との間の位置、又はこれらの任意の組合せにおいて前記側壁に位置決めされている、条項４５から５３までのいずれかに記載のプラント。
条項５５：前記１つ又は複数のノズルが開くか又は閉じるように構成されている、条項４５から５４までのいずれかに記載のプラント。
条項５６：前記１つ又は複数のノズルが、前記アンモニアの流量を増加又は減少させるように構成されている、条項４５から５５までのいずれかに記載のプラント。
条項５７：前記アンモニアが、少なくとも３７．８５ｍｌ／分（０．０１ガロン毎分（ＧＰＭ））、少なくとも１１３．５６ｍｌ／分（０．０３ＧＰＭ）、少なくとも１８９．２７ｍｌ／分（０．０５ＧＰＭ）、少なくとも２６４．９８ｍｌ／分（０．０７ＧＰＭ）、少なくとも３４０．６９ｍｌ／分（０．０９ＧＰＭ）、少なくとも４１６．４０ｍｌ／分（０．１１ＧＰＭ）、少なくとも４９２．１０ｍｌ／分（０．１３ＧＰＭ）、若しくは少なくとも５６７．８１ｍｌ／分（０．１５ＧＰＭ）の総アンモニア流量で前記排気ガスへと注入され、且つ／又は速度が最大で１５１４．１６ｍｌ／分（０．４ＧＰＭ）、最大で１３２４．８９ｍｌ／分（０．３５ＧＰＭ）、最大で１２１１．３３ｍｌ／分（０．３２ＧＰＭ）、最大で１１３５．６２ｍｌ／分（０．３ＧＰＭ）、最大で１０５９．９２ｍｌ／分（０．２８ＧＰＭ）、最大で９４６．３５ｍｌ／分（０．２５ＧＰＭ）、若しくは最大で８３２．７９ｍｌ／分（０．２２ＧＰＭ）になり得る、条項４５から５６までのいずれかに記載のプラント。
条項５８：前記１つ又は複数のノズルが、前記排気ガスが８５０℃から１２００℃の間、又は８７５℃から１１５０℃の間、９００℃から１１００℃の間、又は９５０℃から１０５０℃の間の反応温度になる前記第１の煙道に位置決めされている、条項４５から５７までのいずれかに記載のプラント。
条項５９：前記プラントが、前記第１の煙道の側壁のみにアンモニアを注入するように構成されている、条項４５から５８までに記載のプラント。
条項６０：前記１つ又は複数のノズルが、おおよそ前記第１の最下流下降管若しくは前記第１の下流排気出口と前記第１の煙道との間、又は前記第１の最下流下降管若しくは前記第１の下流排気出口と前記第１の煙道との間の接合部において、前記煙道の前記側壁に位置決めされている、条項５９に記載のプラント。
条項６１：前記１つ又は複数のノズルが、前記第１の最下流下降管又は前記第１の煙道の第１の下流端壁の間で前記第１の煙道の前記側壁に位置決めされている、条項５９に記載のプラント。
条項６２：前記プラントが、前記第１の煙道の第１の上流端壁の側壁のみにアンモニアを注入するように構成されている、条項４５から６１までに記載のプラント。
条項６３：前記プラントが、前記第１の煙道の第１の下流端壁の側壁のみにアンモニアを注入するように構成されている、条項４５から６２までに記載のプラント。
条項６４：前記プラントが、前記アンモニアを前記排気ガスと反応させる触媒を含まない、条項４５から６３までのいずれかに記載のプラント。
条項６５：前記炉が酸素燃焼炉である、条項４５から６４までのいずれかに記載のプラント。
条項６６：前記排気ガスが、誘引煙突効果、又は前記煙道に位置付けられた誘引ファンによって除去される、条項４５から６５までのいずれかに記載のプラント。
条項６７：前記排気ガスが誘引煙突効果によって除去される、条項４５から６６までのいずれかに記載のプラント。
条項６８：前記炉が、前記第２の煙道と前記炉との間の連通を可能にする第２の上流排気出口及び第２の下流排気出口を有し、任意選択で、前記第２の上流排気出口を前記第２の煙道に連結する第２の上流下降管を有し、任意選択で、前記第２の下流排気出口を前記第２の煙道に連結する第２の下流下降管を有する、条項４５から６７までのいずれかに記載のプラント。
条項６９：前記第２の煙道が上流端壁、第１の側壁、第２の側壁、及び下流端壁を有し、前記１つ又は複数のノズルが、前記上流端壁、前記第１の側壁、前記第２の側壁、前記下流端壁、又はこれらの任意の組合せに位置決めされている、条項６８に記載のプラント。
条項７０：前記第２の煙道の前記１つ又は複数のノズルが、前記排気ガスが前記第２の煙道において８５０℃から１２００℃の間、又は８７５℃から１１５０℃の間、９００℃から１１００℃の間、又は９５０℃から１０５０℃の間の反応温度になるところに位置決めされている、条項６８から６９までのいずれかに記載のプラント。
条項７１：酸素燃焼炉でのＮＯｘ排出を減少させる方法であって、少なくとも８０体積パーセントの酸素、具体的には少なくとも８５体積パーセント、より具体的には少なくとも９０体積パーセント、より具体的には少なくとも９２体積パーセント、より具体的には少なくとも９４体積パーセント、又は少なくとも９５体積パーセントの酸素を有する酸化ガス中で炭素系燃料を燃やすステップと、排気出口から煙道へと排気ガスを排出するステップと、前記煙道において前記排気ガスをアンモニアと反応させるステップと、前記煙道から前記排気ガスを排出するステップとを有する、方法。
条項７２：前記酸素燃焼炉が酸素燃焼ガラス溶融炉である、条項７１に記載の方法。
条項７３：前記酸素燃焼炉において原料を溶融させるステップをさらに有する、条項７１又は７２に記載の方法。
条項７４：前記原料がガラス・バッチである、条項７３に記載の方法。
条項７５：前記アンモニアが、上流端壁、第１の側壁、第２の側壁、下流端壁、又はこれらの組合せにおいて前記煙道へと注入される、条項７１から７４までのいずれかに記載の方法。
条項７６：前記アンモニアが前記第１の側壁において前記煙道へと注入される、条項７１から７５までのいずれかに記載の方法。
条項７７：前記アンモニアが、前記第１の側壁において、且つ前記第１の側壁の注入場所にほぼ対向するか又は対向する地点で前記第２の側壁において前記煙道へと注入される、条項７１から７６までのいずれかに記載の方法。
条項７８：前記アンモニアが前記煙道の下流端壁において前記煙道へと注入される、条項７１から７４までのいずれかに記載の方法。
条項７９：前記排気ガスが前記炉から出て前記排気出口を通り、下降管から前記煙道へと排出される、条項７１から７８までのいずれかに記載の方法。
条項８０：前記アンモニアが、前記下降管が前記煙道へと連結する前記端壁又は前記側壁において前記煙道へと注入される、条項７９に記載の方法。
条項８１：前記排気出口が上流排気出口であり、前記排気ガスが、下流排気出口及び最下流下降管から、且つ前記上流排気出口から上流下降管を通って前記煙道へとさらに排出され、アンモニアが、前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口の下流の位置、前記煙道の下流端壁と前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口との間の位置、前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口と前記最上流下降管若しくは前記上流排気出口との間の位置、又はこれらの組合せにおいて前記煙道へと注入される、条項７１から７８までのいずれかに記載の方法。
条項８２：アンモニアの前記注入が、増加又は減少させることができる流量で注入される、条項７１から８１までのいずれかに記載の方法。
条項８３：前記アンモニアが、少なくとも３７．８５ｍｌ／分（０．０１ガロン毎分（ＧＰＭ））、少なくとも１１３．５６ｍｌ／分（０．０３ＧＰＭ）、少なくとも１８９．２７ｍｌ／分（０．０５ＧＰＭ）、少なくとも２６４．９８ｍｌ／分（０．０７ＧＰＭ）、少なくとも３４０．６９ｍｌ／分（０．０９ＧＰＭ）、少なくとも４１６．４０ｍｌ／分（０．１１ＧＰＭ）、少なくとも４９２．１０ｍｌ／分（０．１３ＧＰＭ）、若しくは少なくとも５６７．８１ｍｌ／分（０．１５ＧＰＭ）の総アンモニア流量で前記排気ガスへと注入され、且つ／又は速度が最大で１５１４．１６ｍｌ／分（０．４ＧＰＭ）、最大で１３２４．８９ｍｌ／分（０．３５ＧＰＭ）、最大で１２１１．３３ｍｌ／分（０．３２ＧＰＭ）、最大で１１３５．６２ｍｌ／分（０．３ＧＰＭ）、最大で１０５９．９２ｍｌ／分（０．２８ＧＰＭ）、最大で９４６．３５ｍｌ／分（０．２５ＧＰＭ）、若しくは最大で８３２．７９ｍｌ／分（０．２２ＧＰＭ）になり得る、条項７１から８２までのいずれかに記載の方法。
条項８４：前記アンモニアが、前記排気ガスが８５０℃から１２００℃の間、又は８７５℃から１１５０℃の間、９００℃から１１００℃の間、又は９５０℃から１０５０℃の間の反応温度になる前記煙道に注入される、条項７１から８３までのいずれかに記載の方法。
条項８５：前記アンモニアが前記煙道の側壁へと注入される、条項７１から８４までに記載のプラント。
条項８６：アンモニアが、おおよそ前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口と前記煙道との間、又は前記最下流下降管若しくは前記下流排気出口と前記煙道との間の接合部においてのみ注入される、条項７１から８５までのいずれかに記載の方法。
条項８７：前記アンモニアが、前記最下流下降管又は前記煙道の下流端壁の間で前記煙道の前記側壁へと注入される、条項７１から８６までのいずれかに記載の方法。
条項８８：前記アンモニアが前記煙道の第１の側壁のみ、前記煙道の第２の側壁のみ、前記煙道の下流端壁のみ、前記煙道の上流端壁のみ、又は前記煙道の前記第１の側壁及び前記第２の側壁のみに注入される、条項７１から８７までのいずれかに記載の方法。
条項８９：前記排気ガスが第２の煙道へと排出され、第１の煙道及び前記第２の煙道が煙突と連通している、条項７１から８８までのいずれかに記載の方法。
条項９０：アンモニアが前記第２の煙道に注入されない、条項８９に記載の方法。
条項９１：アンモニアが前記第２の煙道の上流端壁、第１の側壁、第２の側壁、下流端壁、又はこれらの組合せにおいて前記第２の煙道へと注入される、条項８９又は９０に記載の方法。
条項９２：前記アンモニアが、少なくとも３７．８５ｍｌ／分（０．０１ガロン毎分（ＧＰＭ））、少なくとも１１３．５６ｍｌ／分（０．０３ＧＰＭ）、少なくとも１８９．２７ｍｌ／分（０．０５ＧＰＭ）、少なくとも２６４．９８ｍｌ／分（０．０７ＧＰＭ）、少なくとも３４０．６９ｍｌ／分（０．０９ＧＰＭ）、少なくとも４１６．４０ｍｌ／分（０．１１ＧＰＭ）、少なくとも４９２．１０ｍｌ／分（０．１３ＧＰＭ）、若しくは少なくとも５６７．８１ｍｌ／分（０．１５ＧＰＭ）の総アンモニア流量で前記排気ガスへと注入され、且つ／又は速度が最大で１５１４．１６ｍｌ／分（０．４ＧＰＭ）、最大で１３２４．８９ｍｌ／分（０．３５ＧＰＭ）、最大で１２１１．３３ｍｌ／分（０．３２ＧＰＭ）、最大で１１３５．６２ｍｌ／分（０．３ＧＰＭ）、最大で１０５９．９２ｍｌ／分（０．２８ＧＰＭ）、最大で９４６．３５ｍｌ／分（０．２５ＧＰＭ）、若しくは最大で８３２．７９ｍｌ／分（０．２２ＧＰＭ）になり得る、条項９１に記載の方法。
条項９３：前記アンモニアを前記排気ガスと反応させるために触媒を使用しない、条項７１から９２までのいずれかに記載の方法。
条項９４：前記炉が酸素燃焼炉である、条項７１から９３までのいずれかに記載の方法。
条項９５：前記排気ガスが、誘引煙突効果、又は前記煙道に位置付けられた誘引ファンによって除去される、条項７１から９４までのいずれかに記載の方法。
条項９６：前記排気ガスが誘引煙突効果によって除去される、条項７１から９４までのいずれかに記載の方法。

Claims (15)

  1. 燃焼プロセスのためのプラントであって、
    材料を加熱する炉と、
    前記炉において酸化ガス及び炭素系燃料を燃焼させるように構成されたバーナであって、前記酸化ガスが少なくとも８０体積パーセントの酸素を有する、バーナと、
    前記炉と煙道との間の連通を提供する排気出口であって、前記燃焼プロセスの間に生成された排気ガスを前記炉から前記煙道へと除去するように構成された排気出口と、
    前記煙道内に位置決めされ、前記煙道及び／又は前記排気ガスへとアンモニアを注入するように構成されたノズルであって、前記アンモニアが、アンモニア水、無水アンモニア、尿素、又はそれらの組合せからなる群から選択される、ノズルと
    を有するプラント。
  2. 前記燃焼プロセスがガラスを製作するために使用され、前記炉において加熱される前記材料がガラス・バッチ材料である、請求項１に記載のプラント。
  3. 前記煙道が上流端壁を有し、前記ノズルが、前記上流端壁において前記煙道内に位置決めされている、請求項１又は２に記載のプラント。
  4. 前記煙道が第１の側壁を有し、前記ノズルが、前記第１の側壁において前記煙道内に位置決めされている、請求項１から２までに記載のプラント。
  5. 前記ノズルが前記煙道の下流端壁に位置決めされている、請求項１又は２に記載のプラント。
  6. 前記煙道を前記排気出口に連結する下降管をさらに有し、前記ノズルは、前記下降管が前記煙道へと連結する前記端壁又は前記側壁において前記煙道内に位置決めされている、請求項１又は２に記載のプラント。
  7. 前記排気出口が上流排気出口であり、前記プラントが下流排気出口をさらに有し、前記上流排気出口及び前記下流排気出口が前記煙道と連通しており、前記プラントが、前記下流排気出口を前記煙道に連結する最下流下降管と、前記上流排気出口を前記煙道に連結する最上流下降管とをさらに有し、前記ノズルが、前記最下流下降管又は前記下流排気出口の下流の位置で前記側壁に位置決めされている、請求項１から６までのいずれかに記載のプラント。
  8. 前記ノズルは、前記排気ガスが８５０℃から１２００℃の間の反応温度であるところで前記煙道内に位置決めされている、請求項１から７までのいずれかに記載のプラント。
  9. 前記プラントが、前記アンモニアを前記排気ガスと反応させる触媒を含まない、請求項１から８までのいずれかに記載のプラント。
  10. 前記アンモニアが、少なくとも３７．８５ｍｌ／分（０．０１ガロン毎分（ＧＰＭ））の総アンモニア流量で前記排気ガスへと注入され、前記流量が最大で８３２．７９ｍｌ／分（０．２２ＧＰＭ）になり得る、請求項１から９までのいずれかに記載のプラント。
  11. 前記排気出口が上流排気出口であり、前記プラントが下流排気出口をさらに有し、前記上流排気出口及び前記下流排気出口が前記煙道と連通しており、前記プラントが、前記下流排気出口を前記煙道に連結する最下流下降管と、前記上流排気出口を前記煙道に連結する最上流下降管とをさらに有し、前記ノズルが、前記煙道の下流端壁と、前記最下流下降管又は前記下流排気出口との間に位置決めされている、請求項１、２、８、９、及び１０のいずれかに記載のプラント。
  12. 前記排気出口が上流排気出口であり、前記プラントが下流排気出口をさらに有し、前記上流排気出口及び前記下流排気出口が前記煙道と連通しており、前記プラントが、前記下流排気出口を前記煙道に連結する最下流下降管と、前記上流排気出口を前記煙道に連結する最上流下降管とをさらに有し、前記ノズルが、前記最下流下降管又は前記下流排気出口と、前記最上流下降管又は前記上流排気出口との間に位置決めされている、請求項１、２、４、８、９、及び１０のいずれかに記載のプラント。
  13. 前記プラントが、唯一前記煙道の下流端壁内へアンモニアを注入するように構成されている、請求項１、２、５、８、９、及び１０に記載のプラント。
  14. 前記プラントが、唯一前記煙道の側壁内へアンモニアを注入するように構成されている、請求項１、２、４、及び請求項６から１０までのいずれかに記載のプラント。
  15. 前記炉が酸素燃焼炉である、請求項１から１４までのいずれかに記載のプラント。
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