JPH06239618A - クロスファイアー再生ガラス炉を稼働させる方法、ＣＯ放出量を減少させる方法、クロスファイアー再生ガラス炉及び廃ガス中のＮＯｘ含有量を減少させる方法 - Google Patents

クロスファイアー再生ガラス炉を稼働させる方法、ＣＯ放出量を減少させる方法、クロスファイアー再生ガラス炉及び廃ガス中のＮＯｘ含有量を減少させる方法

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JPH06239618A JP5298461A JP29846193A JPH06239618A JP H06239618 A JPH06239618 A JP H06239618A JP 5298461 A JP5298461 A JP 5298461A JP 29846193 A JP29846193 A JP 29846193A JP H06239618 A JPH06239618 A JP H06239618A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 クロスファイアー再生ガラス炉において、フ
ラットガラスを溶融させるのに際し、クロスファイアー
再生ガラス炉を離れる排ガス中のＮＯｘ放出量を減少さ
せることである。 【構成】 クロスファイアー再生ガラス炉が、熱交換機
として働く封止再生器を備えている。化学量論的燃焼に
必要な量よりも多い燃料を供給することにより、必要と
される品質のガラスが必要な生産速度で得られるように
し、及び、クロスファイアー再生器を通って炉を離れる
廃ガスが可燃性材料を含むようにする。この可燃性材料
を充分なエアーと反応させることにより、大気へと放出
される廃ガスが、許容できるレベルの可燃性材料を含有
し、許容できるレベルのＮＯｘを含有するようにする。
又は、再生ガラス炉を、実質的に化学量論的条件下に稼
働させ、廃ガスが溶融チャンバを離れるときに廃ガスに
燃料を供給してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガラスを溶融するのに使
用するクロスファイアー再生炉の再生器から出る排ガス
中のＮＯｘ含有量を減少させる方法に関する。ＮＯｘは
ＮＯ及びＮＯ 2 のような窒素酸化物の速記名称である。
【０００２】
【従来の技術】化学量論以下における（即ち、完全燃焼
を行うのに必要とするよりも少ない空燃比における）燃
料バーナーの稼動では化学量論状態で稼動する場合より
ＮＯｘの発生が少ないということは以前より知られてお
り、この方法にて稼動すべく設計されたバーナーは例え
ば米国特許明細書第４８７８８３０号中に記載されてお
り、又、これはこの分野の先行技術を概観している。公
開特許公報第５５−８３６１号（公告特許公報第４８１
３４／８４）には、アフターバーナーを用いたガラス炉
の稼動法が開示され、補助燃料をポート、再生、熱交換
室又は煙道の周辺にて炉に導入する。米国特許明細書第
４３４７０７２ではこの詳細を論議しており、公開特許
公報第５５−８３６１に記載された方法でのガラス炉の
稼動における問題点を指摘する。米国特許明細書第４３
４７０７２号では上記ガラス溶融の燃料燃焼からの排ガ
スに炭化水素を供給し、及び炉でこの過剰燃料を燃焼さ
せ、熱エネルギーを溶融工程に供給する稼動の別の方法
が記載されている。
【０００３】溶融状態を低下させて、即ち化学量論以下
で、ガラス炉を稼動すると、低品質のガラスができると
常に思われる。大手ガラスメーカーＰＰＧの名前の米国
特許明細書第４５５９１００号では溶融ガラスの周辺の
状態が化学量論以下になるのを回避して低品質ガラスが
できるのを防止する工程を記載する。この工程では、上
記ガラスにＯ2 リッチ領域及び燃料リッチ領域を与え、
及び燃焼ガスが溶融チャンバを出るまでに全体に比較的
低い過剰エアー及び少なくとも実質的な完全燃焼を行う
のに充分な流量及び体積にて溶融チャンバに補助燃料を
噴射することが必要である。化学量論以下の状態が時折
ガラスタンク中に明らかに偶然生じ、これより低品質の
ガラスができるので、続けて炉を還元状態で稼動するの
を避ける。
【０００４】ガラス溶融タンクの煙道装置からでる排ガ
ス中のＮＯｘ量を、炉からでて再生器に入る排ガス中に
完全燃焼を行わない燃料を確実に含ませることにより、
減少できることがわかった。非化学量論的状態で稼動す
る以前の全ての提案は溶融チャンバに関連し、常に溶融
チャンバ内は酸化状態に維持され、過剰燃料が供給さ
れ、再生器装置に入る前に燃焼し、又は一定して酸化状
態である再生器を介して燃料を確実に通す。本発明は、
再生器を介して通される排ガス中に可燃物を確実に存在
させることにより再生ガラス溶融タンクからの出口煙道
ガス中のＮＯｘ量を最小にできるという発見に基づく。
この可燃性材料は未燃燃料、燃料における熱効果により
生成する可燃材料及び熱分解で精製する他のラジカルの
混合物である。この材料の一部を排ガス中のＮＯｘと反
応させ、無害な材料に転化できる。封止再生器を用いて
稼動するのは重要で、これにより再生器にエアーが入
り、耐熱性のパッキング又は格子積み構造内で未制御燃
焼を避ける。これは排ガスからのＮＯｘ除去の工程の効
率を下げる。特にバーナーを再生器のバーナーブロック
／ポートネック耐熱体中に封止する。オーバーヒートの
ために構造に損傷を受ける格子積み構造内には、燃料の
未制御燃料を引きおこす格子積み構造内に過剰エアーが
確実にない。燃焼材料をエアーを添加することにより、
好ましくは再生器の格子積み構造を出た後で、又は再生
器装置内の温度状況に依存する格子積み構造内のポイン
トにて燃やす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明によると、炉装
置から出る排ガス中のＮＯｘ放出量を最小にするため
に、フラットガラスを溶融するクロスファイアー再生ガ
ラス炉を稼動させる方法を提供する。この炉は熱交換器
として作用する封止再生器を有し、本方法は化学量論的
燃焼に要求されるよりも過剰の燃料を供給することから
なり、要求される生産速度にて要求される品質のガラス
を確実に得られ、再生器を通って炉から出る排ガスは可
燃材料を確実に含有し、この可燃材料を十分なエアーと
反応させ、大気に放出される排ガス中には許容されるレ
ベルの可燃材料及びＮＯｘが含まれる。好ましくは、再
生器は格子積み構造からなる。炉はエンドファイアー炉
又はクロスファイアー炉であり得る。ガラス成形品の例
としてはボトル、ジャー、ドリンク用グラス、卓上食器
類、プレスガラス器等の容器である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の１実施法（以降
「タイプ１」稼動という）は実質的に化学量論以下の状
態で、炉の溶融領域内で、溶融領域に過剰燃料を供給し
て稼動し、封止再生器を通って炉から排ガスと混合して
可燃材料が出ることを許容する。本発明の別の型（以降
「タイプ２」稼動という）では、溶融炉内の状態は、実
質的に化学量論とするために、制限量の燃焼エアーで稼
動され、溶融領域から出て、封止再生器構造に入る排ガ
スに燃料を供給する。このような装置では、過剰エアー
又は過剰燃料のいずれかが溶融炉内に存在し得る。この
後、炉燃料を存在バーナーにより又はポートＤ領域の補
助独立燃料「バーナー」を介して添加する。両方の場合
では、添加エアーと共に燃焼することによりほぼすべて
の可燃材料を除去するために、再生器の格子積み構造か
ら放出される排ガスにエアーを添加する。
【０００７】典型的なガス−燃焼ガラス溶融炉では、溶
融稼動を約５％の過剰エアーで行い。これにより約２５
００ｍｇ／ｍ3 の煙突排ガス中のＮＯｘ量が典型的には
作られる。本明細書では、濃度の表現（例えばｍｇ／ｍ
3 ）はＴＡＬｕｆｔ状態、即ち乾燥排ガス中の８％の測
定乾燥Ｏ2 におけるものであり、ＮＯｘ放出量はＮＯ 2
放出量として表現される。体積測定値はすべて７６０ｍ
ｍＨｇ、０℃にて示され、ｐｐｍは体積タームで示さ
れ、これらもＴＡＬｕｆｔ状態下におけるものである。
既知の炉におけるより少ない過剰エアー量で稼動するこ
と、即ち化学量論又は化学量論以下の状態を用いること
は溶融チャンバ内で発生するＮＯｘが少ないのみなら
ず、残留燃料が、再生器中で存在するＮＯｘをＮ2 に還
元することがわかった。このダブル効果により、煙突排
ガス中で放出されるＮＯｘ量がかなり減少する。本発明
によると、５００ｍｇ／ｍ3 未満のＮＯｘ煙突エッショ
ンを達成できる。
【０００８】実質的に還元状態でガラス炉又はタンクを
稼動すると、低品質のガラスを生じるという従来の確信
にもかかわらず、悪影響なく反応状態が実質的に化学量
論以下であるようなタンクに供給された燃料及び燃焼エ
アーの量にて稼動できることがわかった。このことは、
炉内で非常に注意深く化学量論の制御をし、化学量論以
下の状態が不充分なエアーよりむしろ過剰燃料の使用に
より作られる場合にのみ可能であり、さもないと、溶融
工程にエネルギーが充分に供給されず、ガラスの品質及
び／又は生産速度が低下すると我々は信じる。出口ポー
トにて酸素含有量のみならず、この場所で未燃の可燃材
料の量を監視することが好ましい。炉内の状態が実質的
に化学量論以下である場合に、充分な速度及び品質にて
溶融ガラスを生産するのに必要な量の熱を供給するため
に充分な燃料が燃焼することを確実にする必要がある。
【０００９】本発明の別の観点では、溶融チャンバの反
対側に離間されており、協同した対として設置されてい
る複数のポートを有し、更に封止再生器を有しているク
ロスファイアー再生炉中で燃料の燃焼により発生する排
ガス中のＮＯｘ含有量を減少する方法を提供する。この
方法は溶融チャンバ内の少なくとも１箇所又はそれ以上
の箇所にてガス中の可燃物及び酸素の双方を測定するこ
と、及びこのような測定値に応じて燃料及び燃焼エアー
の供給を制御することからなり、溶融チャンバ内で、平
均化学量論比が完全燃焼を行うのに必要な値よりも実質
的に確実に下がり、一方、溶融チャンバ中で生じる実際
に燃焼する燃料の部分は溶融及び精製工程の熱入力要求
により示される以上であり、溶融チャンバ（時々溶融及
び精製（リファイニング）チャンバという）から出た
後、大気に放出される前に、排ガスに補助燃焼エアーを
供給して、排ガス中に残っているすべての可燃物を実質
的に完全に燃焼させる。
【００１０】浮遊質のガラスを一貫した満足の行く方法
で製造するために、溶融及び再生チャンバ内の燃焼状態
を維持することが好適であることを見出し、溶融したガ
ラスがチャンバに残るので、最終ポートの上流側のポー
トよりも、より少なく還元してより多く酸化する最終ポ
ートにおいて条件が抽出される。浮遊質のガラスとして
は、直径０．５ｍｍより大きい欠陥（実質４ｍｍ）の目
的欠陥密度、０．２５／１０ｍ2 より多くないバブル、
０．２５／１０ｍ2 より多くない含有物、を有するフラ
ットガラス製品を意味する。
【００１１】本発明を稼働する一つの方法は、バッチが
供給されるところから溶融されたガラスが排出されると
ころまで溶融及び再生チャンバにそって測定された化学
量論が、溶融されたガラスが溶融チャンバから排出する
ポイントに近付くほど、より少なく還元しより多く酸化
するように、燃料及び可燃エアーを各ポートにおいて調
整することである。本発明の好ましい実施例は、ガラス
溶融炉を稼働する方法であり、ここでは化学量論的条件
が、第１ポートで少なくとも、そのポートにおいて炉に
供給された可燃材料を完全燃焼させるのに要求される量
より１０％少ない量の燃料エアーを供給することによっ
て生じる。また、その条件は最後のポートで完全燃焼す
るために要求される量あるいはほぼその量に応じて上昇
する。
【００１２】上記の通り、可燃材料が排ガスと共に再生
器を介して通る別の方法は、炉のポートネックから出る
排ガスに燃料を供給することによる。これは、アフター
バーナー位置に燃料供給装置を配置することにより実施
できる。アフターバーナーを排ガスが出る通路に配置し
てもよい。燃料を排ガス中に流れと同じ方向で又は反対
向きの流れにて指向させることができる。アフターバー
ナーは排ガス流れ中に燃料を供給する独立した装置とす
ることが可能で、炉の排ガス出口側面に非−燃焼バーナ
ーを、排ガス流れ中に燃料を導入するのに使用できる。
ＮＯｘ還元工程で必要とされるよりも多くの燃料が燃焼
することを避けるために、溶融及び精製チャンバ内の状
態は好ましくは化学量論値にて又はそれより下にて維持
される。
【００１３】第２エアーは再生器／煙道装置内の位置に
て導入される。この場所の温度では可燃種の点火により
完全燃焼でき、大気へ放出されるガスが実質的に可燃材
料を含まない。再生装置はエアーの侵入に対してほとん
ど封され、これにより、第２エアーの導入は制御され、
燃焼は主に再生器パッキング／格子積みの外側でのみ行
われる。出口ポート口に存在する可燃材料及び酸素の量
はそこの場で、又は利用できる装置を用いて採取分析に
より測定できる。このような装置は酸素を測定するのに
ジルコニアプローブを、そして可燃物を測定するのに触
媒セルを有する。テレダイン（Teledyne）９８０ガス分
析器はこの目的に満足なものである。ＮＯｘはランコム
（Lancom）６５００ポータブル煙道ガス分析器又はシグ
ナルケミルミネッセンス（Signal Chemiluminescence）
分析器を用いて測定できる。
【００１４】本発明は、更に、フラットガラスを溶融す
るために、クロスファイアー再生ガラス炉から出る排ガ
ス中のＣＯ放出量を少なくする方法を提供する。この炉
は熱交換器として作用する封止再生器を有し、この方法
は例えば６５０℃より高い温度にて、供給された燃料に
対する燃焼エアーに基づいて、約８％の過剰エアー中の
ＣＯを燃焼することにより、再生器中の排ガスからＣＯ
を除去することからなる。
【００１５】本発明は更に、フラットガラスを溶融する
ためのクロスファイアー再生ガラス炉を提供する。この
炉は熱交換として作用する格子積み構造を有する封止再
生器を有し、更に、炉は炉から出る排ガス中のＮＯｘ放
出量を下げるための装置を有し、この装置は炉の溶融チ
ャンバから出る排ガスに補助燃料を供給する装置を有
し、これにより、煙突排ガス中のＮＯｘ放出量をＴＡＬ
ｕｆｔ状態下で測定した５００ｍｇ／ｍ3 未満に減少す
る。
【００１６】図１及び図２は再生ガラス溶融炉２を示
し、これは末端燃焼であり、容器を製造するのに使用す
るガラスの溶融のために典型的に使用される。しかしな
がら、横燃焼炉を選択的に使用できる。横燃焼炉はマル
チポート炉である。
【００１７】図１及び図２は典型的なクロスファイアー
再生可能な炉１０を示し、この炉は両側に封止再生器１
３、１４を具える溶融及び精製チャンバ１２を有してい
る。各再生器は耐熱性のパッキング１５、１５’を有
し、これらは分離された箱型再生器として形成されてい
る。各箱型セクションは溶融チャンバ１２にポートによ
って連結されている。これらのポート１６、１７はタン
クの各サイドに配置されている。溶融チャンバには一方
の端部１８からガラス形成材料が供給され、溶融された
ガラスはタンクの溶融領域にウエスト１９を通じて残留
する。
【００１８】熱が溶融チャンバ１２に、主としてメタン
（他の燃料、ガス状（例えばプロパン）又は液状（例え
ばオイル）のものももちろん使用することができる）か
らなる天然ガスの燃焼によって供給される。燃焼サイク
ルの最初は、エアーは再生器１４からポートネック及び
ポート１７を介して溶融及び再生チャンバへ流れる。一
方、燃焼生成物は、ポート及びポートネック１６から再
生器１３を介してタンクに残る。燃焼のための燃料がポ
ート１７内に位置するバーナによって供給される。この
ようなバーナをポート内に装着する方法は様々である。
図１を参照すると、スルーポート（ａ）、サイドポート
（ｂ）、アンダーポート（ｃ）の３つの可能な構成が図
示されている。燃焼サイクルの間に天然ガスが、再生器
１４の予熱エアーの流れの中にバーナ（本実施例ではア
ンダーポートバーナが使用されている）から供給され
る。結果として生じる炎と燃焼生成物がポート１７から
溶融ガラスの表面にかけて通過して生成され、熱を溶融
及び精製チャンバ１２内のガラスに伝達する。燃焼サイ
クルの他の部分では、配置が逆になり、すなわち、あら
かじめ熱せられた燃焼エアーが再生器１３からポートネ
ックとポート１６に流れ、天然ガスがポート１６に装着
されたバーナに供給される。燃焼サイクルの両方の部分
において、バーナに供給される燃料の燃焼によって生じ
る浪費ガスが、ライダーアーチ２５、２５’近傍の再生
器から橋渡し煙道２１、２１’及び煙突２２を介して大
気中へ漏れて行く。燃料配分は、スライディングゲート
逆バルブ２４、２４’を有する中央主煙道２３をもつ従
来のサイドエントリーシステムである。各ポート口と再
生器からの出口において、煙突のベースおけると同様に
溶融炉１２に残るガス中の可燃物と酸素の双方を測定す
る手段が具えられている。浪費ガスの通り道にそって測
定ポイントが図１に符号１で示されている。溶融炉は、
不燃／部分的燃焼／熱分解材料が再生器に入り、浪費ガ
スが溶融チャンバに残る後に追加のエアーを浪費ガスに
加え、実質的に完全燃焼が行われ、可燃物材料がほんの
すこししかあるいはまったく煙突を介して大気中にでな
いことを確実にするように稼働する。付加エアーは図１
の〔２〕で供給できる。残りの可燃物の最後の燃焼を
〔３〕で示した点にて行う。排ガス中の可燃材料の約７
０％は一酸化炭素であり、残りは主に水素である。
【００１９】本発明の１実施態様に関する図１及び２に
示したガラス溶融炉の稼動（例えばタイプ１の稼動）で
は、バーナーに供給した燃料及び供給された燃焼エアー
をポート口及び格子上部にて、酸素及び可燃材料の量
を、溶融チャンバ１２内即ち溶融チャンバ１２の点に
て、供給した燃焼エアーが供給した燃料の完全燃焼に必
要な量より少ないことを確実にするために、測定するこ
とにより制御する。エアーの過剰割合として、供給した
燃料の化学量論的エアー要求量より多い燃焼エアーの供
給を示すのが通常であり、この場合陽性表現である。本
発明では、制御を容易にするために、完全燃焼に要求さ
れるより少ないエアー量であり、これを同様に表現する
が、陰性表現となる。これは、過剰なエアー量における
変化は供給エアー量が完全燃焼に要求されるより多いか
少ないかを同じ方法で監視し、報告する。本発明の１実
施態様では、各ポートにて供給した燃料及び燃焼エアー
量を測定値に応じて調製し、これにより炉の溶融チャン
バ内の過剰なエアー量が化学量論的燃焼エアーの−３％
〜−１０％好ましくは−８％〜−１０％の範囲となる。
図示したようにマルチ−ポート炉では好ましくはポート
からポートへの過剰エアー量は最初のポートで−１５％
から最後のポートで０％である。最初のポートと最後の
ポート間の割込ポートに供給するエアー量は−１５％の
同じレベルであるか又は−９％の平均に下がってもよ
い。
【００２０】図３はＮＯｘ放出が、炉中のポート口の過
剰エアー量にいかに関係しているかを示し、ＮＯｘ濃度
及び過剰エアー値は、全体として、炉に対する重み付き
平均値である。実線はポート口におけるＮＯｘ濃度を、
破線は煙突内でのＮＯｘ濃度を示し、ＮＯｘ濃度及び過
剰エアー値は、全体として、炉に対する重み平均値であ
る。ポート口での過剰エアーが低い、−２％より少ない
場合、煙突内のＮＯｘ濃度はポート口の量に関係して減
少され、このことはＮＯｘ還元が、ポート口と煙突との
間で再生器中にて起こることを示す。減−ＮＯｘ反応は
過剰燃料がＮＯｘ種を減じる結果として、格子積み構造
中で最初に生じる。陰性過剰エアー値は陽性過剰燃料値
に一致して等しい。タイプ１の稼動では減−ＮＯｘ反応
の開始のポート口にて化学量論値に応じて少なくとも３
％のエアーが不足している、即ち多くとも約−３％の過
剰エアーである、必要がある。これにより、格子積み構
造上部で多くとも約−３％の過剰エアーとなり、この結
果として、格子積み構造中の過剰燃料がこの中でＮＯｘ
還元を生じる。陰性過剰エアーの量がより多いとき、即
ち、エアーの不足がより大きいときは、ある減−ＮＯｘ
が再生器の上側チャンバで生じることを見出した。
【００２１】マルチ−ポート炉では、最後のポートがそ
れより前のポートより、より低い還元状態／より高い酸
化状態を維持している限り、ガラスの品質に悪影響がな
いことを見出した。過剰エアーレベルに対して選択した
値はＮＯｘ放出の要求限界のみならず溶融チャンバから
出る未燃焼材料のための熱損失に関係しており、稼動さ
れる溶融炉の形および放出に関する地域的要求値に応じ
て変わる。ある場合では、最後のポートで約−１〜０％
に上昇し、上流にあるポートで−４％のレベルに維持さ
れた過剰エアーレベルで稼動することは十分に可能であ
る。排ガスの規制基準（酸素及び可燃物の両方）に基づ
いて監視することにより、必要に応じて、受入れ難いＮ
Ｏｘ放出の増加又はガラス品質の低下を避けるべく各ポ
ート口にて過剰エアーをきびしく制御するために燃料及
び燃焼エアーの両方の供給を調製できる。各ポートに最
適なエアー及び燃料レベルは、目標放出量を達成するた
めに、各ポートに対して確立する必要がある。これは、
正確な量は各ポート独自の特性に依存するからである。
ポート毎の最適なＮＯｘ濃度はポータブルな測定装置を
用いて、煙突を塞いで、架橋煙道にて測定する。
【００２２】タイプ２の稼動では、溶融炉はほぼ化学量
論状態、即ち約０％の過剰エアーで稼動され、過剰燃料
は炉室の外側で排ガスに添加される。これは後−炉燃焼
燃料添加である。燃料は非燃焼側でポートバーナーの下
部より都合よく添加され、これは図１中のバーナー２６
として示されている。効率と格子積みの安全性のため
に、後−炉燃焼は、ポート口過剰燃料が化学量論値に近
いか又はより理想的に化学量論以下の場合にのみ添加さ
れるべきである。ポート口の排ガス中に過剰エアーが存
在する結果として、添加燃料の幾分かは上側チャンバ及
び格子積み構造中の排ガスの温度を上昇させるのに消費
され、これにより格子積みの温度が上昇する。
【００２３】図４はポート口（実線）及び煙突（破線）
のＮＯｘ濃度とポート口の過剰エアーとの間の関係を示
す。化学量論状態での作動では、煙突中のＮＯｘ濃度
を、後−燃焼燃料の量を増加して添加することにより減
少させることができ、これにより格子積み構造中のＮＯ
ｘ還元を引きおこし、その結果、煙突ガス中のＮＯｘ濃
度が減少する。再生器での減−ＮＯｘ反応を開始するた
めに、最初の燃料添加の百分率として少なくとも３％の
過剰燃料、好ましくは約８〜１０％の過剰燃料を添加す
る。タイプ２の稼動の利点は非燃焼側に添加燃料を噴射
する付加装置の用意は別として、ガラス炉の実質的変更
が必要ないことである。実際、タイプ２の稼働は、溶融
タンク中で限定量の過剰エアーを用いて操作することが
できる。更に、タイプ２の稼動は、溶融タンク中の化学
量論以下の状態での稼動には使用せず、若干の淡彩ガラ
スのような特別のガラスに適している。
【００２４】タイプ１及びタイプ２のハイブリッドの状
態を用いて、ＮＯｘ還元を達成する炉を稼動することも
できる。このような稼動では、好ましくは、出口ポート
口にて多くて−２％の過剰エアー、望ましくはより少な
いエアーで、化学量論以下の状態で炉は稼動され、過剰
燃料は、好ましくは少なくとも３％の過剰燃料で、非燃
焼側の排ガス中に噴射される。図５は煙突煙道中のＮＯ
ｘ濃度と非燃焼側で燃料追加を伴う格子積み上部の過剰
エアーとの関係を示す。約−２％の過剰エアーで、燃料
の追加を行って、ＮＯｘ濃度は大幅に減少する。
【００２５】本発明の別の実施例では、ガラス溶融炉
は、炉中で電子熱装置により熱を供給することにより、
炉の熱燃焼を少なくする種類である。タイプ１及びタイ
プ２の両稼動及びタイプ 1／2 のハイブリッド稼動で
は、ＮＯｘを減少するのに必要な生燃料入力の増加レベ
ルは所望の速さ及び質にてガラスを生産するのに普通に
使用される燃料の典型的に５〜１５％過剰である。
【００２６】ＮＯｘを減少するために、ガラス溶融炉で
要求される燃料の増加から金銭上の損失を最小にするた
めに、たとえば炉に供給される燃焼エアーに蒸気を添加
することにより、ガラス溶融炉の全燃効率を改良して、
増加した燃料コストを補うような方法で稼動できる。
【００２７】燃焼のために、炉に供給されるエアーの化
学量論的体積の約６容積％のレベルで典型的に蒸気を添
加することにより（すべての体積は０℃，７６０ｍｍＨ
ｇに標準化される）、５％まではガラス溶融炉の熱効率
を改良できる。輻射熱を受け入れられる燃焼エアー中に
ある気体種の量を増加することにより、格子積み及び重
要な再生器構造の上側チャンバの間の輻射熱移動を増加
して、エアー予熱を高める。
【００２８】排ガスの利用できる熱含量の増加はＮＯｘ
を減少するために要求される炉で燃える燃料中の１５％
の増加から導かれ、この目的又は他の目的のために蒸気
を発生するのに直接使用できる。６０ネットサーム／ト
ンでの５０００トン／週炉は、化学量論的運転又は脱Ｎ
Ｏｘに対するアフターバーナーを組み入れており、必要
な通常溶融炉の１０％の熱供給で、６０サーム／トンに
相当する熱供給に増大する。５％量の蒸気の添加は（７
６０ｍｍＨｇ及び０℃に標準化した）、プロセスの熱効
率を３サーム／トン改善し、６３ネットサーム／トンの
最終運転消耗を与える。又、炉の稼動及び他の放出量に
おける本発明の減−NOx 稼動の効果を調べた。後−炉燃
料の添加は炉からのＳＯ2 の放出量における長期間の作
用はなく、Ｈ2Ｓ, ＨＣＮ又はＮＨ3 は煙突にて測定し
た排ガス中で全く検出されなかった。更に、後−炉燃料
の添加は、煙突煙道に連結した静電的促進機から回収さ
れるダストの組成に影響しなかった。
【００２９】また、本発明者は、ガラス溶融炉の煙突か
らの一酸化炭素の放出を監視した。上側チャンバ又は格
子積み構造の中へと少量の漏れ量のエアーを供給しかつ
化学量論的又は化学量論的以下で稼働する炉を備えた、
封止再生器を使用すると、そのポート口に加えられた燃
料のうちいくらかは、この炉のライダーアークに、即
ち、この再生器の下流に、未燃焼ガスとして、まだ存在
するであろう。この未燃焼ガスは、煙突から放出する前
に燃焼することが必要であり、この未燃焼ガスは、化学
種の複雑な混合物であり、この化学種の典型的には約７
０％が一酸化炭素として存在しており、この残りは主と
して水素である。
【００３０】更に、こうして添加された燃料は、その燃
焼による単なる分解から予想されるであろうよりも、一
酸化炭素として、最大３０％以上の可燃材料を生じさせ
ることができた。完全な燃焼を生じさせて、一酸化炭素
及び他の可燃材料を酸化するためには、この格子積み構
造の下流で廃ガスに充分なエアーを加える必要がある。
こうしたエアーは、自然な漏れの結果として存在しうる
か、又は、格子積み構造の下流で廃ガスに加えることが
できる。ひとたび充分なエアーが存在していれば、温度
を、酸化反応が適当な速度で進行するのに充分に高くす
る必要がある。
【００３１】冷却エアーの漏れ量が過剰ではないものと
すると、この再生器のベース及び煙道内における一酸化
炭素及び他の可燃性種の燃料は、熱量の放出を伴ってお
り、この熱量によって廃ガスの温度が上昇する。これを
説明し、例示すると、本発明者が発見したところでは、
この再生器のベース及び煙道領域内の温度が約６５０°
Ｃを上回っており、かつ可燃材料を完全に燃焼させるの
に充分なエアーが存在するものとすると、この煙道のガ
ス中での一酸化炭素の放出量は、標準的な水準まで、又
は標準的な水準未満にまで、減少する。
【００３２】驚くべきことに、本発明者が発見したとこ
ろでは、この再生器のベース及び煙道領域内の温度が６
５０°Ｃ以上であると、減─ＣＯ反応が開始され、次い
で煙道内におけるガスの保持時間が長い炉の中央煙道内
で進行し、これによりＣＯの完全な除去が確保される。
再生器のベース内に加熱エアーを供給し、この温度を約
７００°Ｃへと向かって上昇させる、バーナー又は複数
のバーナー（即ち、図１中の２７で示されているバーナ
ー）を使用することによって、煙道の放出物内のＣＯの
レベルを許容可能なまでに低減することができた。
【００３３】単に、加熱していない余分のエアーをライ
ダーアークに加えても、又は、格子積みの上のより高い
位置に余分のエアーを加えてさえも、より低い再生器チ
ャンバ及び架橋煙道内で有効な一酸化炭素の燃焼を達成
するのには不十分なことを見いだした。なぜなら、この
温度が低すぎるからであり、即ち、約６５０°Ｃのしき
い値よりも下だからである。すべてのポート上で後炉燃
料を用いて炉を稼働させた場合には、すべての廃ガスが
約６５０°Ｃの臨界値に達するようにし、主煙道の指示
温度が６８０°Ｃに上昇したときに、上記の主煙道内で
生じた激しい燃焼によって、煙道内で約１８０ｐｐｍの
低いＣＯレベルを達成した。こうした高い煙道の温度
は、この主煙道の耐火性ライニングが、この主煙道内に
おけるＣＯの燃焼によって達する温度よりも高い温度設
計限界を有しているとすれば、本溶融炉内で容易に達成
することができる。
【００３４】更に、もし廃熱ボイラーを煙突の煙道内に
設けた場合には、ボイラーの熱容量を越えないように、
プリセットボイラーの入口の温度を、上昇させる必要が
あるか、又は、このボイラーの入口をバイパスさせる必
要がありうる。更に、この廃ガスを、汚染処理プラント
及び静電沈降機に通過させるのに先立って、この廃ガス
を冷却させる必要がありうる。これは、水の噴射及び／
又はさらなるエアーによる希釈によって、達成すること
ができる。再生器のベース及び煙道領域内でＣＯを完全
燃焼させるのに充分なエアーを確保するために、適当な
位置でエアーを一定して漏らすことができる。
【００３５】本発明者が測定したところでは、ＣＯ及び
他の可燃材料の燃焼を達成するための、再生器装置内に
おける最適な位置は、ライダーアークの下の下側チャン
バ内である。本発明者が測定したところでは、約８％の
エアー漏れで最大のＣＯ燃焼が生じ、これによりＣＯの
レベルが約２０００ｐｐｍの下にまで減少した。
【００３６】図６は、図１及び図２に示す炉のポート２
のライダーアークでの、エアー添加量に対するＣＯのレ
ベルの関係を示し（実線）、エアー添加量と温度との関
係を示す（破線）。このＣＯレベル及び温度は、位置Ｂ
で、架橋煙道のほぼ中央部で測定した。エアーを漏らす
のに先立って、このライダーアークに約３〜６％の未燃
焼ガスがあり、廃ガスの温度は６５０°Ｃよりも下であ
り、従って、この温度及び酸素含有量は、ＣＯの除去を
開始するのには低すぎる。このライダーアークレベルの
すぐ上にあるクリーンアウトホールを通してポート２で
下側チャンバ内へとエアーの漏れを生じさせ、これによ
り、約２５０００〜３００００ｐｐｍであったライダー
アークでのＣＯの濃度を減少させ、同時に架橋煙道位置
Ｂでの約５０００ｐｐｍのＣＯを、この架橋煙道位置Ｂ
で約２０００ｐｐｍに減少させた。
【００３７】図６から理解できるように、漏れエアーの
増大により、ＣＯの燃焼が増大し、約８％のエアー添加
で最大の脱ＣＯ反応が生ずるに至り、約２０００ｐｐｍ
のＣＯ量をもたらした。エアーの漏れ量がこの水準を越
えても、更なる一酸化炭素の燃焼は生じなかった。エア
ーの添加量が増加すると、やはり約８％のエアー添加量
の百分率で、この温度が約６５０°Ｃの最大値へと上昇
する。この廃ガス温度は、ほぼこの百分率の漏れ量の値
へと上昇するが、それから漏れ量がこの水準よりも高く
なると、徐々に低下する。これが示すところでは、特定
の漏れレベルを越えると、この漏れにより、廃ガスが有
効に冷却され、ＣＯの酸化が阻害される。
【００３８】この煙道の視覚検査が示すところでは、Ｃ
Ｏの酸化を示す薄青色の細い炎が、ライダーアークで、
又はライダーアークのすぐ下から始まり、この煙道へと
連続し、クリーンアウトホールで連続し、このクリーン
アウトホールで、漏れたエアーが廃ガスに接触する。図
６の結果が示すところでは、一酸化炭素の有効な燃焼
を、約８％のエアーの漏れ量で、及び約６５０°Ｃを越
える温度で、達成することができる。
【００３９】一酸化炭素の燃焼の向上を達成するため
に、ライダーアークの下方で、この箇所に熱量を加える
ことによって、エアー／ＣＯの混合物の温度を上昇させ
た。また、この温度を、再生器装置内で煙道ダンパを動
かすことによって、上昇させることができる。最大９０
０°Ｃの温度のエアーを供給する能力がある、天然ガス
燃焼用のエアー高過剰バーナーを、本例において、図１
に示すように炉の一方のポート上のみに配置することが
できる。
【００４０】このバーナーは、エアーを、約８００°Ｃ
以上で、約６％のポート燃料に等しい、約５０ｍ3 ／時
間のバーナーガスの速度で、供給した。この廃ガスの温
度を、約２０〜３０°Ｃに上昇させた。これにより、Ｃ
Ｏの除去量が増加するので、図１に示す架橋煙道位置Ｂ
で、３００ｍｇ／ｍ3 よりも低いＣＯレベルの達成が可
能になった。
【００４１】図７は、ＣＯの量とバーナーの天然ガス供
給量との関係を示し（実線）、天然ガスの供給量と、架
橋位置Ａ及びＢにおける温度との関係を示す（破線）。
バーナーのガス供給量が増加するのにつれて、位置Ａ及
びＢにおける温度がそれぞれ上昇し、ＣＯの濃度が急激
に減少しているのが判る。更に、ガスの供給量が増大す
るのにつれて、バーナーが加熱エアーを供給し続けてい
るので、ライダーアークの下の過剰のエアーもまた増大
する。位置Ａにおいては、約６５０°Ｃの温度で、ＣＯ
レベルが約８００ｍｇ／ｍ3 にまで減少しているのが判
るであろう。
【００４２】本発明の方法のタイプ２の稼働方法におい
ては、後炉燃料をポート２へと加えたとき、廃ガスの温
度の上昇を検出し、これに伴って、過剰な、しかし自然
に漏れたエアーとの自然燃焼を示す、ライダーアークで
の炎が存在していた。こうした燃焼は、燃焼生成物中に
存在する一酸化炭素の酸化を幾分か生じさせる。
【００４３】主煙道内における廃ガスの温度が、６５０
°Ｃよりも高い温度に達したときには、極めて良好な脱
─ＣＯ反応が達成され、注目すべきことには、燃焼が、
主煙道内で測定点を過ぎて継続した。エアーの自然な漏
れによって、全ての６つのポートの主煙道内におけるＣ
Ｏの量が、約５００ｐｐｍであり、これは煙突内で約１
８０ｐｐｍのＣＯにまで減少した。これは、後の炉煙道
添加の前の、煙突内での当初のＣＯの濃度２５０ｐｐｍ
と比較することができる。このように、本発明の方法に
より、ガラス溶融炉からのＣＯの放出量をも減少させる
ことができる。
【００４４】約６５０°Ｃ以上の比較的に低い温度で
の、ＣＯの酸化的除去は、燃焼した燃料の燃焼生成物で
ある廃ガス中のＨ2 Ｏの存在によって、補助されている
ものと、信じられており、とりわけこの燃料がメタンで
ある場合に、そのように信じられている。このガス中に
存在するＨ2 Ｏにより、ＣＯの酸化が生ずる温度、最大
のＣＯの酸化が生ずる温度が低下するものと、信じられ
ている。
【００４５】本発明によりもたらすことができる顕著な
技術的利益は、ガラス炉からのＮＯｘの放出量を、５０
０ｍｇ／ｍ3 よりも下にまで顕著に減少させうることで
あり、この炉の稼働方法及び構造に大きな変化がないこ
とであり、ガラスの品質に悪影響がないことである。
【００４６】他の放出物は、容易に制御され、例えば、
ＣＯの放出量は、３００ｍｇ／ｍ3よりも下に制御する
ことができ、塵の再生及び静電沈降は影響されない。ガ
ラスの品質及び生産速度を維持し、しかもＮＯｘの放出
量を減少させるためには、燃料の必要量が最大１５％に
増大するので、熱効率が減少する。しかし、高価な脱Ｎ
Ｏｘ触媒装置を採用しないので、本発明の方法は、現存
するガラス溶融炉内へと、容易に、かつコスト上効率的
に備えつけることができる。従って、本発明により、従
来技術における選択的触媒的還元（ＳＣＲ）、選択的非
触媒的還元（ＳＮＣＲ）及びオキシ─燃料技術のよう
な、他のＮＯｘ制御技術に比べて、資本コスト及び稼働
コストの低い代替法を提供することができる。
【００４７】
【実施例】次に実施例を説明する。ただし、これらの実
施例は発明を限定するものではない。 比較例Ｉ ２０％のカレットを７００トン／日、５８．５グロス
サーム／トンの熱性能（１４７４ｋＣａｌ／ｋｇ）で、
天然ガス六口クロスファイアーガラス溶融炉を、排出ポ
ート口における平均過剰エアーレベルを３．４％にして
稼働させた。排出ポート口における平均ＮＯｘ濃度は約
２２００ｍｇ／ｍ3 、主煙道におけるＮＯｘ濃度は約２
１００ｍｇ／ｍ3 、煙突におけるＮＯｘ濃度は約２００
０ｍｇ／ｍ3 であった。過剰エアーレベルは、可燃物全
体が７０％のＣＯを含み、残りがＨ2 であることを仮定
して計算した。チェッカートップ、ライダーアーチ、橋
渡し煙道（位置Ａ）、橋渡し煙道（位置Ｂ）、主煙道お
よび煙突において、過剰エアーの値（全部、重み付き平
均）は、それぞれ５．２％，５．８％，８．３％，１
４．３％，１６．９及び２８．０％であった。ポートマ
ウス、チェッカートップ、ライダーアーチ、橋渡し煙道
（位置Ａ）、橋渡し煙道（位置Ｂ）、主煙道における、
このシステムの浪費ガスの温度は、それぞれ、１５９２
℃、１４５８℃、５３５℃、５７３℃、５３０℃及び５
１７℃であった。過剰エアーの重み付き平均の値及び流
体の温度は、投入された燃料の分布を用いて、交差する
流れを無視して計算した。過剰エアーレベルが約３．４
％のとき、ポート口において炉に残る不燃燃料の量は、
供給された燃料全体の約２．５％になった。再生器シス
テム内へのエアーの自然漏れ量は小さく、ポート口とラ
イダーアーチ間で化学量論的エアー必要量の約２．５％
にすぎなかった。しかし、更に約１１％の漏れ量が再生
システムのベースと煙道の間に生じた。
【００４８】実施例Ｉ 比較例１の炉のベースラインの値を、本発明に係るタイ
プ１のＮＯｘの還元動作を用いて修正した。ポート２に
おける過剰エアーを、比較例の＋４％の過剰エアーのベ
ースラインからー６．３％まで減少させた。このポート
が選択されたのは、燃料の流れが最も高く（２２％）、
高い開始ＮＯｘレベルが測定されたためである。この結
果を表１に示す。ポート口に負の量の過剰エアーを供給
することで、ポート口と橋渡し煙道の双方においてＮＯ
ｘの量を実質的に減少させていることがわかる。
【００４９】封止再生器への漏れ量は少なく、溶融炉の
化学量論的エアー必要量の２．４％であった。しかし、
再生器のベース及び煙道で１０％の漏れ量が発生した。
【００５０】ＣＯ及び他の可燃物を”燃焼させきる”た
めの再生器システムの理想的な位置はライダーアーチの
下の下側チャンバ内である。ライダーアーチでは３ー６
％の不燃ガスがあり、主な要件である充分な酸素を満足
させるためには、下側チャンバ内への自然のエアーの漏
れ量が不十分であった。浪費ガスの温度は通常６５０℃
より低かった。
【００５１】図６はライダーアーチレベルの真上のクリ
ーンアウトホールを通ってポート２において下側チャン
バ内にエアーをゆっくりと漏出させる効果を示す。ライ
ダーアーチにおける初期のＣＯ濃度は２５０００ー３０
０００ｐｐｍであり、橋渡し煙道では５０００ｐｐｍで
あった。自然なエアーの漏れ量のほとんど（主な炉煙道
に対して約１０％の化学量論）は遅いが、この領域で幾
らかのＣＯの還元が明らかに行われており、したがって
ＣＯに効果的に反応するの時間がかからない。
【００５２】エアーは、ライダーアーチレベルにおいて
下側チャンバ内に徐々に漏れていくので、最大還元ＣＯ
が８％の割り増し漏入エアーでが生じるまで（ＣＯは２
０００ｐｐｍまで下がる）ＣＯの燃焼量は増える。割り
増し漏れ量がこのレベルを超えると、還元ＣＯは効力が
なくなる。
【００５３】橋渡し煙道における浪費ガス温度の試験
は、漏れ量が８％まであがると、１０ー２０℃あがるこ
とを示した。しかし、漏れ量のレベルがより高くなると
共に温度は徐々に下がった。明らかに、幾らかのエアー
の漏れ量は益になるが、上述のあるレベルにおいて、こ
の漏れ量は効果的に浪費ガスを冷却し、ＣＯの酸化を禁
止するものである。
【００５４】これらの結果は、より高い温度でエアーが
存在すれば、より良好にＣＯの還元が行われることを示
すものであった。
【００５５】実施例II 比較例Ｉのベースラインの測定をポート２においてポス
ト炉燃料を追加することによって修正した。その結果を
表２に示す。ポスト炉に燃料を追加することなく単に化
学量論的な炉の状態を変えることで、炉内のＮＯｘレベ
ルを２５ー３０％減少させることがわかる。したがっ
て、ポスト炉燃料の追加によって、ＮＯｘが減少するこ
との全体的な利益は、炉内の化学量論の変化に起因する
要素を含んでいる。少なくとも４％のポスト炉燃料を追
加した後にＮＯｘの減少が再生器で開始され、約６％の
ポスト炉燃料を追加した時に著しいＮＯｘの減少が生じ
た。ポスト炉燃料の追加が約８．５％のとき、橋渡し煙
道の下流部分の位置Ｂ（したがって煙突）で目的の値で
ある５００ｍｇ／ｍ3 のＮＯｘが達成された。
【００５６】図８は、ポスト燃焼燃料の追加量を変化さ
せた時のポート２における、ＮＯｘエミッションの関係
を示す図である。この図から、橋渡し煙道において目的
のリミットである５００ｍｇ／ｍ3 のＮＯｘエミッショ
ンが、ポート口におけるＮＯｘ濃度のベースラインが約
２０００ｍｇ／ｍ3 で、約７％のポスト燃焼燃料を追加
した時に達成されている。追加する燃料のしきい値は、
チェッカートップにおける約ー２％の同等の過剰エアー
レベル（燃焼燃料全体に対する）として表現してもよい
（０．８％の可燃物、約６０００ｐｐｍの測定されたＣ
Ｏ）。しかしながら、目的のＮＯｘレベルを達成するた
めには、チェッカートップの過剰エアーは約ー７％でな
くてはならない（２．７％の可燃物、約２００００ｐｐ
ｍの測定されたＣＯ）。
【００５７】チェッカーワーク構造における主な期待さ
れた還元に加えて、ポート口とチェッカートップとの間
で著しいＮＯｘの減少、すなわち約３０％までのＮＯｘ
の減少が観察された。この結果を図９に示す。図９は、
チェッカートップにおける過剰エアーに対する、チェッ
カーワークの様々な部分におけるＮＯｘ減少率を示す。
ＮＯｘの減少反応が生じ得る温度の窓は大変広く、約６
００ー１６００℃であり、その結果再生器の構造内で長
い反応時間を与える。しかし、これは再生器の上側チャ
ンバにおけるエアーの漏れ量が少なく、封止再生器にお
いて漏れ量レベルが高ければ、上側チャンバで還元ＮＯ
ｘ反応が行われず、したがって、高レベルの追加燃料が
要求されるであろう。
【００５８】実施例Ｉでは、冷たいエアーを加えた炉上
の還元ＣＯに対する試みは、充分にエアーがあれば、温
度上昇がＣＯが燃焼するのを改善するに違いないという
ことを示している。温度を上昇させるために、９００℃
までのエアーを供給できる高過剰エアーバーナが使用さ
れた。
【００５９】一本のバーナがポート２で何度か試みら
れ、各時点で、著しいＣＯの還元が記録された。特に、
供給されたエアーが約８００℃（約５０ｍ３／ｈｒのバ
ーナーガス、６％のポート燃料と同量）になると見積も
られた時、著しいＣＯの還元が記録された。この様な状
態のもとで、浪費ガス全体の温度が約２０ー３０℃上昇
し、部分的にはたぶんもう少し上昇した。より高い温度
でみられるバーナからの可視炎が、初期燃焼を助成し
た。
【００６０】ＣＯの受入れ可能なレベルである＜３００
ｍｇ／ｍ3 は、これらの条件のもと、橋渡し煙道で達成
された。図７は、バーナ燃料のレベルが上昇するにつれ
て、還元ＣＯと燃料温度がどのようにプログレスしたか
を示す。
【００６１】実施例III 比較例Ｉの炉を修正して、全部のポートにポスト炉燃焼
燃料を使用した。６つのポートに与えたポスト炉燃焼燃
料の量を表３に示す。この表からポスト炉燃焼燃料の平
均パーセンテージが７．７５％であることがわかる。
【００６２】ＮＯｘエミッションが測定された。その結
果を表４に示す。ポスト炉燃焼燃料の使用で煙突におけ
るＮＯｘエミッションレベルが２７０ｍｇ／ｍ3 （比較
例Ｉにおける開始レベルの２０００ｍｇ／ｍ3 に比較し
て８６％減少）達した事がわかる。これは、わずかに少
ないポスト炉燃料を要求する目標レベルの５００ｍｇｍ
3 をかなり下回るものである。
【００６３】表５は、比較例Ｉの炉のベースライン測定
と、ポスト炉燃料を全ポートに与えた時の対応する結果
の比較を重み付き平均で示す。この結果は、全ポートに
対してチェッカートップのポート口間で、また、チェッ
カートップとライダーアーチ間で著しい還元ＮＯｘが発
生することを示すものである。ライダーアーチの下ある
いは煙道内ではほんのわずかしかあるいはまったくＮＯ
ｘの還元が発生しない。追加されたポスト炉燃焼燃料の
レベル、すなわち、７〜８％のレベルで、ＮＯｘの濃度
は各ポートの管で５００ｍｂ／ｍ3 より低く、その結
果、全体的な煙突エミッションレベルは約３００ｍｇ／
ｍ3 になった。チェッカートップにおける炉の温度に著
しい変更がないにもかかわらず、ほとんどのポートで約
２０ー３０℃、浪費ガス温度がわずかに減少したことが
記録された。温度の低下は、最小の自由酸素の存在のも
と、天然ガスの分離に対するエネルギー要件に起因する
ものであると考えられる。測定された燃焼エアーの予熱
においては著しい変更はない。ライダーアーチにおける
平均浪費ガス温度のわずかな上昇は、ポート２で生じる
浪費ガス量の著しい上昇に起因する、ポート２ライダー
アーチの温度の大きな上昇に起因するほとんどの部分に
対するものである。なぜなら、煙道におけるＣＯの燃焼
を目的とするトライアルの間に実験結果として生じる硫
化ソディウムの溶融及び／または分離による付随的なｄ
ｅｓｌａｇｇｉｎｇのためである。
【００６４】ポスト炉燃料が各ポートに加えられた時、
橋渡し煙道入り口において温度が平均３０℃上昇した。
【００６５】燃焼が発生するところに期待されるとお
り、浪費ガスの温度が実質的に上がる。しかし、浪費ガ
スを分析すると、強い炎と高い温度上昇を示すポートに
おいても考慮に値するだけの量の不燃ガスが残留してい
ることがわかる。
【００６６】トータルのポスト炉燃料を徐々に炉に加え
た時に、主煙道における浪費ガスの温度がモニタして、
安定した上昇を示した。最初は、測定されたＣＯレベル
が著しく上昇するが、主煙道の温度が６５０℃以上に達
するやいなや極めて良い還元ＣＯを示して、次いで下降
し始めた。この段階で、主煙道において、第２ポートか
ら煙突までに強い燃焼が観察された。実際、燃焼は測定
ポイントを過ぎて主煙道でまだ継続しており、開始レベ
ルの２５０ｐｐｍより低い、１８０ｐｐｍの最終ＣＯエ
ミッションを煙突で示していた。これは、意図的なエア
ーの漏れ量がない状態で達成され、充分なエアーが煙道
システム中に自然に漏れている。
【００６７】これらの結果として、充分な酸素があれ
ば、また、浪費ガスの温度が少なくとも６５０℃に達し
ていれば、そして、充分な残留時間が有れば、大変良
い”還元ＣＯ”が達成されることが確認された。
【００６８】各実施例ＩーIII において、ガラスの質は
影響されなかった。実際クリアバブルのレベル、硫酸塩
バブル及び含有物は若干改善された。ガラス中のＳＯ3
のレベルは炉の化学量論によって影響を受けなかった。
【００６９】実施例IV 封止再生器付き天然ガスクロスファイアー炉を、５００
０トン／週の出力で、サイドポートバーナを使用して天
然ガスを燃焼させることによって稼働した。燃焼エアー
は、実質的に化学量論的状態のもと、炉中でガスが燃焼
するレベルに維持されていた。煙突のベースで測定した
ときの、再生器に残る浪費ガスのＮＯｘの濃度は２５０
０ｍｇ／ｍ3 のオーダーである。ＮＯｘの濃度はこの実
施例及び実施例Ｖ及びVIでは、ウエットな浪費ガス中に
おけるＮＯ2 の等価質量として表されている。体積は、
０℃と７６０mmＨｇ絶対圧力に、また、エアー漏れ量に
よる希釈を考慮してドライサンプル用に計算された８％
の酸素含有量に規格化されている。
【００７０】炉が稼働され、炉内に存在する過剰エアー
が第１ポートにおけるー１５％から、最終ポートにおけ
る０％まで上昇する。一方、ガラス溶融率とガラスの質
を維持するために充分な燃料を供給する。これは浪費ガ
スとともに可燃材料を確実に溶融チャンバに残す。浪費
ガスのＮＯｘ濃度は約９０％まで落ちる。浪費ガスが大
気中にでて行くにつれて、制御された量のエアーが浪費
ガスに加えられ、浪費ガスが大気中に出て行く前にいか
なる残りの可燃物も実質的に燃焼する。
【００７１】実施例Ｖ 封止再生器付き８ポートクロスファイアー炉を、サイド
ポートバーナーを用いてＬＰＧ（液体ペトロリウムガ
ス）を燃焼させて、５７００トン／週の出力で稼働さ
せ、浮遊質ガラスを製造した。燃焼エアーが維持され
て、排出ポート口における重み付き過剰エアーレベルは
４．８％であり（すなわち、過剰エアーが燃料供給ポー
トからポートへ重みづけをした ー 下記の表を参
照）、ポートネックと煙突ベースにおけるＮＯｘレベル
は２０００ｍｇ／ｍ3 のオーダーである。炉を稼働し
て、炉内の重み付き過剰エアーは４．８％からー２／５
％へ下げる一方、ガラスの溶融率と質を維持するのに充
分な燃料を更に供給して、ＮＯｘは１２００ｍｇ／ｍ3
のオーダーのレベルに下げ、４０％の減少とする。さら
に、可燃物を含む浪費ガスが再生器に残っている時に浪
費ガスをエアーが加えて、いかなる可燃物も浪費ガスが
大気中にでる前に実質的に燃焼させる。
【００７２】表６は、正の過剰エアーと負の過剰エアー
との双方、すなわち化学量論的及び全体の平均状態で稼
働している時の各ポート口における過剰エアーのパーセ
ンテージを示す。煙突ベースで測定されたＮＯｘの量が
記載されている。
【００７３】実施例VI 封止再生器付き５ポートクロスファイアー炉を、サイド
ポートバーナを用いて天然ガスを燃焼して、１４００ト
ン／週の出力、１．５ＭＷの電力で稼働し、浮遊ガラス
を製造した。
【００７４】燃焼エアーが維持されているので、排出ポ
ート口における重み付き過剰エアーは３．０％であり、
ＮＯｘのレベルは２１５０ｍｇ／ｍ3 のオーダーであ
る。炉も稼働しているので、炉中の重み付き過剰エアー
はー７．５％に下がり、浪費ガス中の可燃物材料を確か
なものにする。
【００７５】煙突ベースにおけるＮＯｘは、Ｏ2 ８％
（ドライ）で約４００ｍｇ／ｍ3 （ウエット）に落ち、
８０％以上減少する。表７は双方に置ける結果を示す。
【００７６】
【表１】
【００７７】
【表２】
【００７８】
【表３】
【００７９】
【表４】
【００８０】
【表５】
【００８１】
【表６】
【００８２】
【表７】
【００８３】実施例VII この炉のポート３にアフターバーナが含まれている。過
剰エアーのパーセンテージは約０．５％であった。
【００８４】チェッカートップとライダーアーチにおけ
るＮＯｘは２０００ｍｇ／ｍ3 のオーダーで有った。エ
アサイドポートに供給される燃料の８％のオーダーの量
の燃料を浪費ガスポートに加えることによって、ＮＯｘ
の著しい減少がこのポートから生じた。
【００８５】ライダーアーチにおけるＮＯｘのレベルは
このポートで４００ｍｇ／ｍ3 に下がった。
【００８６】本発明のプロセスはすべてのフラットガラ
ス炉に適用できる。本発明のプロセスを用いることによ
って製造されるガラスの質に影響をおよぼすものではな
い。本発明の方法はＮＯｘエミッションを５００ｍｇ／
ｍ3 以下の低レベルに下げることが示されているが、こ
れは実験に基づいて達成されたものに過ぎない。
【００８７】フラットガラスの質に関する規格化された
定義はないことは明らかである。異なる製造業者やエン
ドユーザには、異なる質的な要求がある。本発明に係る
プロセスの使用はいかなる質的な要求に対しても逆効果
をもつものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】クロスファイアー再生炉の断面図である。
【図２】図１に示すクロスファイアー再生炉の横断面図
である。
【図３】ＮＯｘの放出量が、炉中のポート口の過剰エア
ーにいかに関係しているのかを示すグラフである。
【図４】ポート口及び煙突のＮＯｘ濃度と、ポート口の
過剰エアーとの関係を示すグラフである。
【図５】格子の上部での過剰なエアーの量と、ＮＯｘの
量との関係を示すグラフである。
【図６】図１及び図２に示す炉のポート２のライダーア
ーチでの、エアー添加量に対するＣＯのレベルの関係を
示し（実線）、エアー添加量と温度との関係を示す（破
線）グラフである。
【図７】ＣＯの量とバーナーの天然ガス供給量との関係
を示し（実線）、天然ガスの供給量と、架橋位置Ａ及び
Ｂにおける温度との関係を示す（破線）グラフである。
【図８】ポスト燃焼燃料の追加量を変化させた時のポー
トにおける、ＮＯｘエミッションの関係を示すグラフで
ある。
【図９】チェッカートップでの過剰エアーと再生器中の
ＮＯｘ比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２ 溶融炉 ４，６ 封止再生器 ８ 下側チャンバ １０ 炉 １２ 溶融及び精製チャンバ １３、１４ 再生器 １５、１５′ パッキング １６，１７ ポート １８ 端部 １９ ウェスト ２１、２１′ 橋渡し煙道 ２２ 煙突 ２３ 主煙道 ２４、２４′ 逆バルブ ２５、２５′ ライダーアーチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デヴィッド アラン バード イギリス国 エル40 １テーイー ランカ シャー ニア オームスキルク ラフォー ド ハイサンドス アベニュー 51 (72)発明者 イアン ナイジェル ウィリアム シュル ヴァー イギリス国 ピーアール８ ６ピーエル マーシーサイド サウスポート クルゾン ロード 32 (72)発明者 ロビン マクスウェル マッキントッシュ イギリス国 ダブリューエヌ８ 744 パ ールボルド ニューバーロー ドウ ミー ドウ ７

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フラットガラスを溶融させるクロスファ
    イアー再生ガラス炉を、この炉装置を離れる排ガス中の
    ＮＯｘ放出量を最小限にできるように、稼働させる方法
    であって、この炉が、熱交換機として働く封止再生器を
    備えており、化学量論的燃焼に必要なものよりも多い燃
    料を供給することにより、必要とされる品質のガラスが
    必要な生産速度で得られるようにし、及び、再生器を通
    って炉を離れる廃ガスが可燃性材料を含むようにし、前
    記可燃性材料を充分なエアーと反応させることにより、
    大気へと放出される廃ガスが、許容できるレベルの可燃
    性材料を含有し、許容できるレベルのＮＯｘを含有する
    ようにする、再生ガラス炉を稼働させる方法。
  2. 【請求項２】 前記封止再生器が格子積み構造を備えて
    いる、請求項１記載の再生ガラス炉を稼働させる方法。
  3. 【請求項３】 化学量論的条件下に稼働されている溶融
    チャンバ内でガラスを溶融させ、これにより可燃性材料
    が前記廃ガスと共にこの溶融チャンバを離れる、請求項
    １又は２記載の、再生ガラス炉を稼働させる方法。
  4. 【請求項４】 前記溶融チャンバ内において、過剰なエ
    アーの量が最大−３％である、請求項３記載の再生ガラ
    ス炉を稼働させる方法。
  5. 【請求項５】 前記溶融チャンバ内において、過剰なエ
    アーの量が−８〜−１０％の範囲にある、請求項４記載
    の再生ガラス炉を稼働させる方法。
  6. 【請求項６】 前記炉がマルチポート炉であり、化学量
    論が、炉に沿って第一のポートから最後のポートへと向
    かって一般に増大している、請求項１〜５のいずれか一
    つの項に記載の、再生ガラス炉を稼働させる方法。
  7. 【請求項７】 この最後のポートでの燃焼条件が、この
    最後のポートのすぐ上流のポートでの燃焼条件よりも、
    減少させる能力が少ない、請求項６記載の再生ガラス炉
    を稼働させる方法。
  8. 【請求項８】 ガラスを、実質的に化学量論的な条件
    の下で溶融チャンバ内で溶融させ、廃ガスがこの溶融チ
    ャンバを離れて封止再生器に入るときに燃料を廃ガスに
    供給する、請求項１又は２記載の、再生ガラス炉を稼働
    させる方法。
  9. 【請求項９】 供給した主燃料を基にして、少なくとも
    ３％過剰の燃料を、廃ガスへと供給する、請求項８記載
    の再生ガラス炉を稼働させる方法。
  10. 【請求項１０】 供給した主燃料を基にして、８〜１０
    ％の範囲で過剰な燃料を、廃ガスへと供給する、請求項
    ９記載の再生ガラス炉を稼働させる方法。
  11. 【請求項１１】 前記燃料を、廃ガスへと、炉のポート
    口内に配置された補助専用バーナーによって供給する、
    請求項８〜１０のいずれか一つの項に記載の、再生ガラ
    ス炉を稼働させる方法。
  12. 【請求項１２】 逆サイクルにおいて、主燃料を炉へと
    供給するバーナーによって、廃ガスへと燃料を供給す
    る、請求項８〜１０のいずれか一つの項に記載の、再生
    ガラス炉を稼働させる方法。
  13. 【請求項１３】 化学量論的条件下に稼働されている溶
    融チャンバ内でガラスを溶融させ、これにより可燃性材
    料が前記廃ガスと共にこの溶融チャンバを離れ、この廃
    ガスが溶融チャンバを離れて封止再生器に入るときに廃
    ガスへと補助燃料を供給する、請求項１又は２記載の、
    再生ガラス炉を稼働させる方法。
  14. 【請求項１４】 前記溶融チャンバにおいて、過剰なエ
    アーの量が最大−２％であり、供給した前記主燃料に基
    づいて、少なくとも３％過剰の燃料を、廃ガスへと供給
    する、請求項１３記載の再生ガラス炉を稼働させる方
    法。
  15. 【請求項１５】 再生器が格子積み構造を備えており、
    過剰のエアーをこの格子積み構造の下流で再生器へと入
    らせ、これにより廃ガス中で実質的に完全燃焼を確保す
    る、請求項１〜１４のいずれか一つの項に記載の、再生
    ガラス炉を稼働させる方法。
  16. 【請求項１６】 煙突の廃ガス中のＮＯｘの放出量が、
    ＴＡＬｕｆｔ条件下で測定して５００ｍｇ／ｍ3 未満で
    ある、請求項１〜１５のいずれか一つの項に記載の、再
    生ガラス炉を稼働させる方法。
  17. 【請求項１７】 更に、格子積み構造の下流で約６５０
    °Ｃよりも高い温度でＣＯを燃焼させることによって、
    再生器中の廃ガスからＣＯを除去する、請求項１〜１６
    のいずれか一つの項に記載の、再生ガラス炉を稼働させ
    る方法。
  18. 【請求項１８】 エアーが、格子積み構造の下流に、一
    酸化炭素を実質的に完全燃焼させるのに充分な量で存在
    しており、この量は、存在する未燃焼燃料の量及び採用
    した一酸化炭素の燃焼温度に依存している、請求項１７
    記載の再生ガラス炉を稼働させる方法。
  19. 【請求項１９】 エアーを、再生器の構造内へと、格子
    積み構造の下方で供給する、請求項１７又は１８記載
    の、再生ガラス炉を稼働させる方法。
  20. 【請求項２０】 煙突の廃ガス中のＣＯの放出量が、Ｔ
    ＡＬｕｆｔ条件の下で測定して３００ｍｇ／ｍ3 未満で
    ある、請求項１７〜１９のいずれか一つの項に記載の、
    再生ガラス炉を稼働させる方法。
  21. 【請求項２１】 フラットガラスを溶融させるクロスフ
    ァイアー再生ガラス炉を離れる排ガス中の、ＣＯ放出量
    を減少させる方法であって、この炉が、熱交換機として
    働く封止再生器を備えており、供給した燃料に対する燃
    焼エアーに基づいて、約８％過剰のエアー内で、６５０
    °Ｃよりも高い温度で、ＣＯを燃焼させることによっ
    て、再生器内の廃ガスからＣＯを除去する、ＣＯ放出量
    を減少させる方法。
  22. 【請求項２２】 フラットガラスを溶融させるクロスフ
    ァイアー再生ガラス炉であって、この炉が備えている封
    止再生器が、熱交換機として働く格子積み構造を備えて
    おり、この炉が更に、この炉を離れる廃ガス中のＮＯｘ
    放出量を減少させるための装置を備えており、この装置
    が、廃ガスが炉の溶融チャンバを離れるときにこの廃ガ
    ス中へと補助燃料を供給する手段を備えており、これに
    より煙突の廃ガス中のＮＯｘ放出量が、ＴＡＬｕｆｔ条
    件下で測定して５００ｍｇ／ｍ 3 未満に減少する、再生
    ガラス炉。
  23. 【請求項２３】 更に格子積み構造の下方でホットエア
    ーを供給するためのホットワークバーナーを備えてお
    り、このバーナーが、格子積み構造の下方で少なくとも
    ６５０°Ｃの温度を保持する能力があり、これによりホ
    ットエアーによってＣＯが酸化され、これにより煙突の
    廃ガス中のＣＯ放出量が、ＴＡＬｕｆｔ条件下で測定し
    て３００ｍｇ／ｍ3 未満に減少する、請求項２２記載の
    再生ガラス炉。
  24. 【請求項２４】 溶融及び精製チャンバの対向側に沿っ
    て離間され、協同する対として設置されている複数のポ
    ート、及び封止再生器を有するクロスファイアー再生炉
    において、化石燃料の燃焼によって発生した廃ガス中の
    ＮＯｘ含有量を減少させる方法であって、このガス中の
    可燃性材料及び酸素の双方を溶融及び精製チャンバ内の
    少なくとも一箇所又は数箇所で測定し、燃料及び燃焼エ
    アーの供給をこの測定に対応して制御し、これによりこ
    の溶融及び精製チャンバ内において平均化学量論が完全
    燃焼を実施するのに必要なものよりも実質的に下になる
    ようにし、この一方燃料の実際に燃焼された部分が、溶
    融プロセスの熱供給の必要量によって指示される量以上
    になるようにし、廃ガスが溶融及び精製チャンバを離れ
    た後に、廃ガスが大気に放出される前に、廃ガス中へと
    追加の燃焼用エアーを供給し、これにより廃ガス中に残
    留するあらゆる可燃性材料を実質的に完全燃焼させる、
    廃ガス中のＮＯｘ含有量を減少させる方法。
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