KR20080092387A

KR20080092387A - ＳＮＣＲ에 의해 회전식 킬른에서 ＮＯｘ 방출을감소시키기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080092387A
Application number: KR1020087018140A
Authority: KR
Inventors: 에릭 알. 한센; 제임스 알. 투트; 랄프 에이. 수펠락; 케네스 제이. 덱슨; 케빈 블랭켄쉽; 월터 파커
Original assignee: 카덴스 엔바이론멘탈 에너지, 인코포레이티드; 애쉬 그로브 시멘트 컴퍼니
Priority date: 2006-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-10-15
Also published as: AU2007204747A1; EP1993708A4; US7959435B2; CA2636193A1; EA200801513A1; US20080070177A1; WO2007082198A3; EP1993708A2; WO2007082198A2; BRPI0706435A2; JP2009522538A

Abstract

미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법은 과량의 선택적 비-촉매 환원반응(SNCR) 환원제를 킬른으로 도입하는 단계를 포함한다. SNCR 환원제는 고체, 액체 또는 기체일 수 있다. SNCR의 수행을 위해 변경되는 미네랄 가공 킬른이 또한 공개된다.

Description

ＳＮＣＲ에 의해 회전식 킬른에서 ＮＯｘ 방출을 감소시키기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING NOx EMISSIONS IN ROTARY KILNS BY SNCR}

본 발명은 미네랄 가공 킬른(processing kiln)에 관계가 있으며, 특히 그 안에서 가공된 미네랄이 열처리 동안 기체를 유리하는(liberate) 킬른에 관계가 있다.

시멘트의 제조를 위해 폭넓게 사용되는 상업적 공정에 있어서, 시멘트 원료를 건조하고, 소성하고(calcining) 및 클링커하는 단계들은 석회질 미네랄, 실리카 및 알루미나를 포함하는, 미세하게 분리된 원료가 가열되고 경사진 회전 용기 또는 킬른을 통과하는 것을 동반한다. 종래의 긴 건식 또는 습식 킬른으로서 알려진 바에 있어서, 전체 미네랄 가열 공정은 통상적으로 "회전 용기(rotary vessel)"로서 인용되는, 가열된 회전 킬른 실린더에서 처리된다. 회전 용기는 전형적으로 직경 10 내지 25 피트 및 길이 150-700 피트이고(전형적인 길이-대-직경의 비율은 15:1와 40:1 사이의 어디든 존재함), 용기가 회전되기 때문에, 킬른 실린더의 상부 단부로 공급된 원료는 중력의 영향 하에서 최종 클링커링(clinkering) 공정이 일어나고, 생성물 시멘트 클링커(clinker)가 냉각 및 추후 공정을 위해 배출되는 하부 "가열된" 단부 쪽으로 움직이도록 경사진다. 킬른의 가열된 클링커링 영역(zone)에 서의 킬른 기체 온도는 약 1300℃(~2400℉)부터 약 2200℃(~4000℉)의 범위이다. 킬른 기체 출구 온도는 이른바 습식(wet process) 킬른의 상부 미네랄 수신 단부에서 약 250℃(~400℉) 내지 350℃(~650℉)만큼 낮다. 1100℃(~2000℉)까지의 킬른 기체 온도가 건식 회전 킬른의 상부 단부에 나타난다.

일반적으로, 원료가 냉각 기체 출구 미네랄 공급 단부로부터 회전식 킬른 용기의 가열된/클링커 출구 하부 단부로 흐르기 때문에, 숙련된 당업자들은 회전식 킬른 내에서 시멘트 제조 공정이 여러 단계에서 일어나도록 고려한다. 미네랄 물질이 킬른의 길이 아래로 이동함에 따라, 킬른 기체 온도가 증가한다. 따라서, 킬른 기체 온도가 최저인 킬른 실린더의 상부 부분에서, 제조 과정의 미네랄 물질은 먼저 건조/예열 공정을 받고 그 후 온도가 소성(calcining) 온도에 오를 때까지 킬른 실린더 아래로 이동한다. 미네랄이 소성 공정(이산화탄소를 방출함)을 받는 킬른의 길이는 소성 영역을 나타낸다. 제조 과정의 미네랄은 결국 킬른 실린더의 가열된 하부 단부에서의 클링커링 영역인, 기체 온도가 가장 높은 영역으로, 킬른 아래로 이동한다. 킬른 기체 흐름은 클링커링 영역으로부터 제조 과정의 미네랄 물질의 흐름에 반대로 흘러, 중간의 소성 영역과 미네랄 건조/예열 영역을 통과하고, 킬른의 상부 기체 출구 단부 밖으로 흘러 킬른용 집진 시스템(kiln dust collection system)으로 향한다. 킬른을 통과하는 킬른 기체의 흐름은 킬른 기체 배기 흐름에 위치한 통풍 유도 송풍기(draft induction fan)에 의해 임의의 정도까지는 조절될 수 있다. 지난 10-20년간 예열기/예비소성기(precalciner) 시멘트 킬른은 전통적인 긴 킬른보다 더욱 에너지 효율적이라는 것을 증명해 왔다. 예열기/예비소성기 킬른 에서, 원료 공급물은 고온의 클링커링 반응을 위해 가열된 회전 용기로 떨어지기 전에 정지 역류(counterflow) 예열기/예비소성기 용기에서 소성 온도까지 가열된다.

일부 킬른 조작자는 질소 산화물(NOx) 방출을 감소시키는 방법으로서 선택적 비-촉매 환원반응(SNCR)에 대해 실험했다. SNCR은, 참조문헌으로서 통합되어 있는 "A Mode for Prediciton of Selective Noncatalytic Re도관ion of Nitrogen Oxides by Ammonia, Urea, and Cyanuric Acid with Mixing Limitations in the Presence of CO" by Brower et al., Twenty Sixth Symposium (International) on Combustion/The Combustion Institute, 1996, pp. 2117- 2124에서 논의된 바와 같이, 효과적이고 개선가능한 NOx 조절 기술임을 나타냈다. SNCR은 시멘트 킬른에서 입증되었는데, 여기서 요소(urea) 또는 암모니아의 연속 흐름은 SNCR 반응이 일어나는 임계 온도 범위, 900℃ 내지 1100℃에서 시멘트 킬른으로 도입될 수 있다. 예열기/예비소성기 시멘트 킬른에서, 임계 온도 영역은 예열기/예비소성기의 정지 부분, 회전 킬른의 하부 흐름에 존재하는데, 여기서 암모니아 또는 요소 용액의 연속 흐름을 기체 흐름과 교차하여 도입하는 것이 실제적이다. 종래의 긴 가공 시멘트 킬른에서, 배기 기체 온도는 전형적으로 SNCR 반응이 일어나는데 필요한 최소의 900℃보다 훨씬 낮은, 600℃보다 더 낮다. 일부 긴 킬른에 있어서, 개념은 미국 특허 제 5,728,357호에 기재된 바와 같이, 필요한 온도 영역에 도달하기 위해서 고속(high velocity) 하에서 킬른의 기체 배출 단부에서 요소를 분사하도록 제안되었다. 그러나, 이러한 방법이 더욱 효과적인 경우에, 체인(chain) 시스템과 같은 내 부 열 교환 장치의 존재로 인한 킬른의 단부에서 임계 온도 영역으로 요소를 분사할 수 없거나 또는 단순히 거리가 너무 먼(즉, 50미터 이상) 킬른에 대해 실제적이지 않다.

그로서, 회전 킬른의 벽에 있는 개구(opening)를 통과하여 요소를 도입하도록 또한 시도되었다. 예를 들면, 요소 프릴(prills)은 타이어 드롭 튜브를 통과하는 것과 같이 킬른 벽에 있는 개구를 통과하여 도입되었다. 그러나, 중요한 반응(즉, NOx 감소)이 관찰되지 않았다. 이것은 요소 첨가 지점이 정확한 온도 범위에 있을 때조차 놀라운 일이 아니다. 이것은 다수의 이유들에 대해 사실이다. 예를 들면, 킬른 벽에 있는 개구를 통과하여 요소의 도입을 위한 기회는 오직 흐름 타이어 분사 드롭 튜브(current tire injection drop tube)에서 회전당 한번 일어난다. 긴 건조 킬른은 전형적으로 45초에 한번 회전한다. 온도가 900℃와 1100℃ 사이에 있는 기체 속도는 초당 약 6 내지 10이다. SNCR이 일어나는 임계 온도 범위에서 총 기체 체류 시간은 약 3초의 범위에 있다. 비료(fertilizer)로서 중요하게 사용되거나(프릴은 퍼짐을 촉진함) 또는 SNCR을 위해 요소의 수용성 분사에 사용되는 바와 같이(여기서 프릴은 용해를 촉진함) 수용액(water solution)으로 용해하는데 사용하기 때문에, 요소는 주로 1mm 내지 2mm 직경의 프릴 형태로 상업적으로 이용할 수 있다. 900℃-1100℃의 기체 흐름으로 프릴의 추가는 킬른 기체로부터 또는 접촉할 수 있는 800℃에서의 미네랄 층(mineral bed)으로부터 열을 전달하는데 노출된 높은 표면 영역 때문에 요소[133℃의 해리(dissociation) 온도를 가짐]의 거의 동시에 일어나는 휘발화(volatilization)에 이르게 된다. 그러므로, 요소 프릴의 투입 은 킬른 투입들 사이에 오직 작은 부분의 시간 동안, 대체로 기껏해야 오직 1초 또는 2초 동안 킬른 기체를 처리한다. 따라서, 투입들 사이의 45초 동안에, 휘발성 물질(volatiles)이 요소로부터 방출되고 있고 대부분의 킬른 기체가 처리를 못 받는 오직 몇 초간이 있다.

SNCR의 수행에 있어서 극복되어야 할 추가적인 문제는 킬른 기체의 층형성(stratification)이다. 기체 온도가 900℃-1100℃인 킬른의 영역에서, 킬른 하부에서의 물질 온도는 850℃의 소성 온도이고 킬른 기체에 대해 44 대 30의 분자량(molecular weight)으로 CO₂를 유리한다. 기체 밀도 차이 때문에, 킬른의 하부에서의 기체는 하부에 머물러 있어서, 하부에서의 기체와 킬른의 상부에서의 기체 사이에 상당한 온도 차이가 있다. 게다가, 첨가된 요소는 휘발성 물질을 방출하려는 킬른 하부에 미네랄 층으로 떨어질 것이다. 휘발성 물질은 킬른의 하부에 머무르려는 경향이 있을 것이고 전체 기체 단면적을 처리하지 않아서, 킬른의 상부에 기체를 지나가는 결과로 되어 킬른을 미처리되게 남겨둘 것이다. 전형적으로, 긴 킬른은 직경 4 내지 6미터이고 기체 속도는 초당 6 내지 10미터이다.

전형적으로, SNCR을 이용하는 예열기/예비소성기 킬른은 수용성 암모니아 또는 수용성 요소를 사용한다. 수용성 암모니아는 일반적으로 암모니아의 톤당 약 $700이다. 무수 암모니아(암모니아 기체)는 톤당 $400로 상당히 더 저렴하다. 그러나, 더욱더 비용 효과적인 무수 암모니아는 일반적으로 다수의 이유들로 사용되지 않는다. 첫째로, 무수 암모니아는 위험물로서 취급되어야 한다. 이것은 특정한 규 정의 보고 필요조건 등등을 필요로 한다. 게다가, 무수 암모니아는 킬른 도관에서 킬른 기체의 전체 단면적으로 혼합하기 어렵다.

본 발명의 하나의 양상에 따라, 요소 또는 암모니아와 같은 환원제는 SNCR에 의해 NOx 방출을 감소시키는 미네랄 가공 킬른(kiln)에 도입된다. SNCR 환원제는 기체, 액체 또는 고체로서 도입될 수 있다. 게다가, SNCR 환원제는 액체 또는 고체의 기체 분해 생성물로서 도입될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 있어서, SNCR 환원제의 도입은 킬른 기체 흐름으로 분사되는 높은 에너지/속도 공기에 의해 보완된다. SNCR 환원제는 가압된(pressurized) 공기와 함께 도입되거나 또는 거기서부터 따로따로 도입될 수 있다. 어느 경우에나, 가압된 공기 모두는 미네랄 가공 킬른에서 기체의 층 형성을 감소시키거나 또는 제거하기까지 되는 한편, 또한 킬른의 단면적과 교차하여 SNCR 환원제를 살포한다.

고 에너지/속도 공기는 전형적으로 약 0.15 기압 이상의 정지 압력을 제공하는 공기 가압 공급원으로부터, 초당 약 100 내지 약 1000 피트의 속도로 회전 용기에 분사되고, 본 발명의 하나의 양상에 있어서, 킬른 기체와 미네랄 사이의 온도 차이가 가장 큰 회전 용기의 하부 절반 길이의 사이 지점에서, 미네랄로부터 방출된 기체를 초기의 버너(burner)로부터의 연소 기체와 혼합한다. 분사된 공기의 질량 유량은 킬른에 의한 연소 공기의 사용의 약 1 내지 약 15%의 질량 유량이다.

본 발명의 특정 대표적인 양상에서, 시멘트, 석회, 경량의 응집체, 석회 슬러지, 타코나이트(taconite) 및 다른 미네랄 가공 킬른들을 포함하는 종래의 긴 킬 른에서 SNCR을 수행하는 방법이 기재된다. 요소는 킬른의 회전 용기의 벽을 통과하여 도입된다. 요소, 요소의 부산물, 암모니아 또는 다른 암모니아 함유 물질은 정지 플레넘(plenum)의 사용에 의해 (기체, 고체 또는 액체의 형태로) 도입될 수 있다. 대신에, 요소, 요소의 부산물, 암모니아 또는 다른 암모니아 함유 물질은 다수의 드롭 튜브의 사용에 의해 (기체, 고체 또는 액체의 형태로) 도입될 수 있다. 요소, 요소의 부산물, 암모니아 또는 다른 암모니아 함유 물질을 도입하기 위한 다른 메커니즘이 또한 사용될 수 있다.

또 다른 양상에 따라, 예열기/예비하소기 시멘트 킬른 또는 다른 물질 가공 킬른에서 NOx 방출의 감소를 위한 SNCR의 응용은 환원제로서 무수 암모니아(암모니아 기체)를 사용하는 것에 의해 달성된다. 암모니아 기체는 암모니아의 0.1부피% 내지 10부피%의 농도 범위에서 고압(즉, 압축된) 기체 흐름에 혼합된다. 이 혼합물은 하나 또는 그 이상의 노즐을 통과하는 음속에 대해 음속의 약 30%의 속도로 공정 용기 또는 정지 도관으로 분사된다. 이러한 방법에서, 층형성된 킬른 기체는 혼합되고[즉, 층화 제거됨(de-stratified)] 암모니아는 킬른 기체와 혼합된다.

하나의 대표적인 실시예에서, 암모니아의 1부피% 내지 10부피%를 함유하는 압축된 공기 흐름은 하나 또는 그 이상의 노즐을 통과하는 음속의 50% 내지 100%로 도관 또는 용기에 분사된다.

본 발명의 개념에 따라, 질소 산화물(NOx) 방출을 감소시키는 방법으로서 선택적 비-촉매 환원반응(SNCR)을 수행하기 위해 환원제가 미네랄 가공 킬른에 도입된다. 다수의 실시예에서, 환원제의 도입은 킬른 기체와 SNCR 환원제의 단면적 혼합을 얻기 위해 에너지를 킬른에 있는 기체로 전달하도록 미네랄 가공 킬른에 분사되는 가압된 공기의 도입에 의해 보완된다. 이러한 방법에 있어서, 가압된 공기의 분사와 함께 SNCR 환원제를 도입하는 것에 의해 킬른에서 기체의 층 형성이 감소되거나 또는 제거되기까지 되는 한편, 동시에, SNCR 환원제는 킬른의 단면적과 교차하여 도입된다. 분사된 고압 공기는 제조 과정의 미네랄로부터 유리된 기체를 킬른의 연소 영역에서 나오는 연소 기체와 혼합하기 위해 에너지를 제공하는 한편, SNCR 환원제는 NOx 방출을 감소시킨다. 킬른에서 기체의 층형성을 줄이기 위해 미네랄 가공 킬른으로 가압된 공기 분사의 예들은 2005년 5월 25일에 출원되었던 미국 특허 출원 제11/137,288호에 더하여, 통상적으로 소유된 미국 특허 제6,672,865호에 공개되는데, 이들의 전체 모두가 이에 의해 참고문헌으로 통합된다.

본 발명의 개념은 종래의 긴 킬른과 예열기/예비소성기 킬른 양쪽 모두에서 SNCR을 수행하는데 사용될 수 있다. 이러한 킬른에서 전형적으로 가공된 물질은 포트랜드(Portland) 시멘트 원료(raw materials), 점토, 석회석(limestone), 타코나이트 및 열적으로 가공되고 가열시 기체를 유리하는(liberate) 다른 미네랄 물질이다.

본원에 기재된 다수의 실시예에서, SNCR 환원제의 공급원은 미네랄 가공 킬른의 회전 용기에서 멀리 떨어져 있다. 회전 용기에 관하여 SNCR 환원제의 공급원의 관계와 관련이 있는 것과 같이, 본원에서 "멀리 떨어진(remote)"의 용어가 의미하는 것은 SNCR 환원제의 공급원이 회전 용기에 고정되지 않고, 그로서, 회전 용기와 함께 회전하지 않는다. 그로서, SNCR 환원제의 공급원은, 회전 용기로부터 떨어져 있고, 고체, 기체 또는 액체 SNCR 환원제를 포함하고 미네랄 가공 킬른을 조작하는 동안 SNCR 환원제를 회전 용기에 공급하는 탱크, 저장용기, 용기, 호퍼(hopper) 또는 그밖에 유사한 것들로서 구체화될 수 있다. 예를 들면, 본원에서 기재된 일부의 실시예에서, SNCR 환원제는 멀리 떨어진 공급원으로부터 회전 또는 정지 플레넘으로 제공되고 그 후에 회전 용기로 끌려 들어간다. 회전 용기로부터 멀리 떨어진 SNCR 환원제의 공급원의 사용에 의해, 예를 들어, SNCR 환원제의 공급원은 킬른 조작을 방해하지 않고 다시 채워질 수 있다. 이것은 탱크 또는 그밖에 유사한 것들이 회전 용기에 고정되어 있는 설계와는 다르다.

도 1-6은 SNCR에 의한 NOx 방출의 감소를 위해 변경되었던 미네랄 가공 킬른의 대표적인 실시예를 도시한다.

도 7 및 8은 SNCR에 의한 NOx 방출의 감소를 위해 변경되었던 미네랄 가공 킬른의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 9-12는 SNCR에 의한 NOx 방출의 감소를 위해 변경되었던 미네랄 가공 킬른의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 13 및 14는 SNCR에 의한 NOx 방출의 감소를 위해 변경되었던 미네랄 가공 킬른의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 15는 SNCR에 의한 NOx 방출의 감소를 위해 변경되었던 미네랄 가공 킬른의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 16-20는 SNCR에 의한 NOx 방출의 감소를 위해 변경되었던 미네랄 가공 킬른의 한층 더한 실시예를 도시한다.

도 21-23은 SNCR에 의한 NOx 방출의 감소를 위해 변경되었던 미네랄 가공 킬른의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 24 및 25는 환원제를 회수하기 위해 수용성 둑(aqueous weir)과 함께 플레넘을 갖는 미네랄 가공 킬른을 도시한다.

도 26-28은 미네랄 가공 킬른의 플레넘을 배수하기 위한 다양한 설계들을 도시한다.

도 29는 외부 증발 장치를 갖는 미네랄 가공 킬른을 도시한다.

도 30 및 31은 고체 물질 공급기의 사용으로 SNCR에 의해 NOx 방출의 감소를 위해 변경되었던 미네랄 가공 킬른을 도시한다.

도 32-41은 정지 용기에서 SNCR에 의해 NOx 방출의 감소를 촉진하기 위해 고압 공기를 도입하는 분사기를 포함하도록 변경되었던 다양한 형태의 정지 예열기/예비소성기 용기를 개략적으로 도시한다.

도 1-6을 참조하면, 미네랄 가공 킬른(10)은 원통형(cylindrical)의 벽(14), 하부 연소 공기 입구/버너 단부(16) 및 상부 기체 출구 단부(18)를 갖는 회전 용기(12)를 포함한다. 조작시, 원료 공급물(20)은 기체 출구 단부(18)로 운반되고, 회전 용기(12)의 회전으로, 미네랄 층이 기체 출구 단부(18)에서 공기 입구/버너 단부(16) 쪽으로 움직인다. 이러한 방법에서, 미네랄은 킬른 기체 흐름을 형성하는 연소 생성물에 대해 반대 방향으로 흐른다. 버너(24)는 제 1 원료 공급원(26)으로부터 제공되고 연소 공기는 열 회수기(30)로부터 흡입되어, 후드(28)를 거쳐서 연소 공기 입구 단부(16)를 향한다. 가공된 미네랄은 연소 공기 입구 단부(16)에 존재하고 열 회수기(30)로 운반된다. 송풍기(fan), 블로어(blower) 또는 압축기(34)[이하, 서술의 용이함을 위해, 송풍기(34)]와 같은 공기 가압기(pressurizer)와 함께 공기 흐름 전달에 있어서 하나 또는 그 이상의 공기 분사 튜브(32)는, 미네랄 층(22)에 있는 제조 과정의 미네랄이 소성하는 지점에서 또는 킬른 기체 흐름과 미네랄 층(22) 사이에 온도 차이가 가장 극심한 지점에서, 가장 통상적으로는 회전 용기(12)의 하부 대부분의 절반 부분인, 기체 출구 단부(18)보다 연소 공기 입구/버너 단부(16)에 더 근접한 부분에 회전 용기(12)의 길이를 따라 위치해 있다. 공기 분사 튜브(32)는 킬른 기체 흐름에 회전 운동량(rotational momentum)을 주기 위해 설계된 경로를 따라 분사된 공기를 유도하도록 위치한 노즐(36)로서 회전 용기에서 종결한다. 하나의 구체적인 실시예에서, 노즐(36)의 오리피스(orifice, 38)는 1 보다 큰 종횡비(aspect ratio)를 갖는다.

미네랄 가공 킬른(10)은 미네랄 층(22)에 있는 제조 과정의 미네랄과 접촉하여 연소하기 위해 보충 연료 공급원(40)으로부터 연료 운반 장치(42)를 통과하여 회전 용기(12)로 운반되는, 사용된 타이어와 같은, 보충 연료를 연소하는 것으로 구체화될 수 있다. 하나의 구체적인 실시예에서, 공기는 연료 운반 장치(42)와 연소 공기 입구/버너 단부(16) 사이의 지점에서 킬른 기체 흐름으로 회전 운동량을 주기 위해 분사된다. 대신에, 공기는 보충 연료 전달 장치(42)와 기체 출구 단 부(18) 사이의 위치에서 회전 용기(12)를 따라 하나 또는 그 이상의 추가적인 지점에서 분사될 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 두 개 또는 그 이상의 공기 분사 튜브(32)는 회전 용기(12)의 원통형 벽(14)를 통하여 확장할 수 있다. 가압된 공기는 송풍기(34)에 의해 분사 튜브로 운반된다. 공기 분사 튜브(32)는 고 에너지 분사된 공기를 회전 용기로 인도하여(direct) 킬른 기체 흐름에 회전 운동량을 주기 위해 미네랄 층(22)의 상부와 회전 용기(12)의 회전 축 사이 지점에서 킬른으로 종결한다. 킬른 기체 흐름에 회전 운동량을 생성하기 위해 고 에너지 공기를 킬른으로 분사하여, 킬른 기체 흐름에서 연소하는, 타이어와 같은, 보충 연료 구성요소들은 연속적으로 그들 자체의 연소 생성물을 걷어내고(cleared of) 혼합된 킬른 기체들과 접촉되어 연소 및 에너지 전달을 위한 더 양호한 조건을 제공한다.

킬른 기체 흐름에 회전 운동량을 주는데 효과적인 고 에너지 혼합 공기의 분사는 예를 들어 미네랄 층(22)에 있는 소성 미네랄에 의해 생성된 층형성된 층을 흩어지게 한다. 보통 미네랄 층(22)을 덮는 더 고밀도의 이산화 탄소 층들의 제거 또는 흩어짐으로, 회전 용기(12)의 원통형 벽(14) 및 킬른 기체 흐름으로부터의 복사 에너지는 킬른 기체 흐름과 단부 가공 미네랄 사이에 더욱 효과적인 에너지 전달을 허용하도록 층에 도달한다.

미네랄 가공 킬른(10)은 SNCR의 수행을 위해 변경되었다. 특히, 송풍기(34)는 기체 암모니아, 요소의 기체 분해 생성물 또는 일부 다른 SNCR 환원 기체와 함께 공기를 회전 용기(12) 내로 분사한다. 정지 플레넘(50)은 회전 용기의 벽(14)을 둘러싼다. 주위 공기는 공기 입구(52)를 통과해 플레넘(50)으로 도입된다. 플레넘(50)은 유동적으로 SNCR 환원제의 공급원(48)에 연결된다. 도 1-6의 구체적인 실시예에서, 기체 암모니아, 요소의 기체 분해 생성물 또는 공급원(48)으로부터 일부 다른 SNCR 환원 기체는 기체 입구(54)를 통해 플레넘(50)으로 도입된다. 공기 및 기체 암모니아, 요소의 기체 분해 생성물 또는 일부 다른 환원 기체는 그 다음에 출구(56)를 통과하여 끌어 당겨지고, 송풍기(34)까지의 도관(58)으로 끌어 당겨져, 그 후 분사 튜브(32)를 거쳐서 회전 용기(14)로 분사된다. 출구(56) 및 도관(58)은 송풍기(34)의 흡입구(intake)에 고정되고 따라서 정지 플레넘(50)과 비교하여 용기(12)와 함께 회전한다. 분사된 공기와 기체 암모니아(또는 요소의 기체 분해 생성물 또는 일부 다른 SNCR 환원 기체)는 그 다음에 본원에 기술된 방법으로 층형성된 킬른 기체를 감소시킨다. 바꾸어 말하면, 도 1-6의 시스템은 층형성된 킬른 기체를 혼합하는 기능(본원에서 기술된 무수한 다른 실시예들에서 기술된 바와 같음)을 할 뿐만 아니라 SNCR 환원제의 도입에 의해 NOx 방출을 감소시키는 기능을 한다.

한 쌍의 기계적 씰(seal, 60)은 정지 플레넘(50)과 한 쌍의 회전 면판(face plate, 62) 사이에 계면(interface)을 밀봉한다. 각각의 면판(62)의 내부 직경 표면은 회전 용기(12)의 벽(14)의 외부 표면에 고정된다. 그로서, 면판(62)은 회전 용기(12)와 함께 회전한다. 기계적 씰(60)은 스프링 강(spring steel)으로 조립된다. 면판(62)과 같이, 기계적 씰(60)은 고리 모양이면서, 정지 플레넘(50)에 고정되어 있는 외부 직경 부분(64)에 존재한다(도 3을 참조하라). 기계적 씰(60)의 내 부 직경 부분(66)은 면판(62)의 각각의 외부 표면에 반대하여 편향된다(도 3을 참조하라). 이러한 방법에서, 내부 부피(68)는 (i) 플레넘(50)에 의해, (ii) 용기 벽(14)의 외부 표면에 의해, (iii) 씰(60)에 의해 및 (iv) 면판(62)에 의해 한정된다. 면판(62)들 중 하나는 그 안에 한정된 구멍을 갖는다. 출구(56)는 면판(62)에 고정되어 내부 부피(68)는 도관(58)과 유체 연통(fluid communication) 된다.

다른 조립체(assembly)들이 기체 암모니아, 요소의 기체 분해 생성물 또는 일부 다른 SNCR 환원 기체를 회전 용기(12)로 도입하는데 사용될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 예를 들면, 통상적으로 소유된 미국 특허 제 5,451,255호는 바이패스(bypass) 시스템의 부분으로서 킬른으로부터 일부의 킬른 기체를 제거하기 위한 수많은 방법과 장치들을 공개한다. 이러한 방법들 및 장치들은, 거기에 변경이 있든지 없든지, 기체 암모니아, 요소의 기체 분해 생성물 또는 일부 다른 SNCR 환원 기체를 회전 용기(12)로[또는 송풍기(34)에 의하여 회전 용기(12)로 도입하기 위한 도관(58)에 유사한 도관으로] 도입하는데 사용될 수 있다.

도 1-6의 구체적인 실시예에서, 기체 암모니아, 요소의 기체 분해 생성물 또는 일부 다른 SNCR 환원 기체는 용기(12)의 전체 회전 기간 동안 내내 용기(12)로 도입될 수 있다. 기체 암모니아, 요소의 기체 분해 생성물 또는 일부 다른 SNCR 환원 기체의 다수의 상이한 공급원(48)들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 기체 암모니아는 가압된 탱크 또는 암모니아 발생기(generator)로부터 제공될 수 있다. 요소의 기체 분해 생성물은 미네랄 가공 킬른(10) 근처에 위치한 외부 열분해 챔버(chamber)로부터 제공될 수 있다.

대신에, 고체 또는 수용성 요소는 정지 플레넘(50)으로 도입될 수 있다. 도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 고체 물질 입구 또는 호퍼(70)가 요소 프릴과 같은 고체 물질을 플레넘(50)으로 도입하는데 사용될 수 있다. 공기 잠금 장치(72)는 공기 및 기체가 플레넘(50)에서 새어나오는 것을 막는데 사용될 수 있다. 수용성 요소는 기체 입구(54)를 통해 도입될 수 있다. 주어진 설계는 오직 하나의 기체/액체 입구(54) 및 고체 물질 입구(70) 또는 양쪽 모두를 포함할 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 도 7 및 8에서 도시된 실시예에서, 비록 다른 공기 입구 방법들 및 장치가 사용될 수 있을지라도 공기는 조절 벨브(76)에 의해 조절되는 입구 유체와 함께, 공기 입구(74)를 통해서 플레넘(50)으로 도입된다. 하나의 구체적인 실시예에서, 고체 또는 수용성 요소는 플레넘(50)으로 도입되는데, 여기서 고체 또는 수용성 요소는 회전 용기(12)의 벽(14)의 뜨거운 외부 표면에 접촉하고 플레넘(50) 안쪽에 기체 생성물로 열분해(pyrolysis)를 받는다. 거기서부터, 기체 분해 생성물은 상기 기술된 방법으로 송풍기(34)에 의해 회전 용기(12)로 끌려 들어간다. 플레넘(50)에서 요소의 직접적인 열분해는 회전 용기(12)의 벽(14)의 외부 표면 온도에 얼마간 의존적이다. 전형적으로, 플레넘(50)이 위치되어 있는 영역에서 회전 용기(12)의 벽(14)의 외부 표면은 약 250℃의 온도를 갖는다. 그러나, 송풍기(34)의 통풍(draft) 및 요소 또는 요소 용액의 열 용량으로 인한 공기의 이동으로, 특정 존재하는 킬른 설계에서 열분해를 이루기 위해 충분한 온도를 유지하려는 킬른의 내부로부터 충분한 열전달이 존재하지 않을 수 있다. 회전 용기(12)의 벽(14) 안쪽에 안감을 댄 내화성 물질의 변형이 만들어져서, 적절한 열전도가 요소 열분해를 이루기 위해 충분히 뜨거운 회전 용기(12)의 벽(14)의 외부 표면을 유지하도록 지속되게 한다. 이러한 변형은 전체 회전 용기(12)에 또는 오직 정지 플레넘(12)에 가장 가까운 용기(12)의 영역에서 만들어질 수 있다. 구체적인 실시예에서, 회전 용기(12)는 회전 용기(12)의 벽(14)의 외부 표면 온도가 250℃ 내지 350℃ 사이로 유지되도록 설계된다.

또 다른 구체적인 실시예에서, 회전 용기(12)를 둘러싼 플레넘(50)은 요소 프릴로 공급된다. 고체 물질은 정지 플레넘(50)의 하부로 떨어져서 고체 물질은 팬(pan, 78)에 모인다. 비록, 필요하다면, 요소를 지속적으로 열분해 하는데 충분히 뜨거운 온도를 유지하기 위해 팬(78)이 보충된 전기 스트립 가열기, 스팀 또는 그밖에 유사한 것들로 가열될지라도, 팬(78)은 회전 용기(12)에 의해 가열된다. 요소 프릴은 팬(78)에서 요소의 기체 분해 생성물과 함께 열분해를 받고 그 다음에 상기에서 기재된 방법으로 송풍기(34)에 의해 회전 용기(12)로 끌려 들어간다. 요소 프릴은 용기 회전의 12시 지점에서 또는 그 대신에 3시 또는 6시 지점에서 첨가될 수 있고, 공급되는 만큼 빠르게 요소를 열분해하기 위해 충분히 가열되는 플레넘(50)의 하부에 똑바로 떨어졌다. 공기 입구(74)의 위치는 들어오는 주위 공기가 열분해 영역을 지나가는 것을 허용한다(즉, 흡입 공기는 팬(78)을 통해 끌려 들어간다).

요소의 열분해를 이용하는[플레넘(50) 외부적으로든 아니면 내부에서든] 상기 기술된 방법은 킬른 조작자가 건조 또는 수용성 요소를 수용하고 조절하게 하고, 그 후 조절된 방법으로 현장에서 요소를 기체 암모니아로 변환시키는 것으로 이해하여야 한다. 이것은 킬른 조작자가 공장 부지에서 중요한 다량의 유독한 암모니아를 처리하는 것을 막도록 한다.

상기 기술된 바와 같이, 정지 플레넘(50)은 킬른에서 기체의 체류시간에 비례하여 반응물의 연속적인 추가에 의해 SNCR을 위한 요소의 효율적인 사용을 고려한다. 바람직한 온도 영역에서의 기체 체류 시간은 1초 내지 5초의 범위에 있다. 기체 암모니아, 요소의 기체 분해 생성물 또는 다른 SNCR 환원 기체가 이 전체 기간 동안 도입되기 때문에, 상기 기술된 장치 및 방법은 효과적인 NOx 감소를 제공한다. 효과적인 NOx 감소는 또한 다른 방법들 및 장치들에 의해 달성될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 예를 들면, 요소는 하나 또는 그 이상의 연료 운반 장치(42)를 통과하여 회전 용기(12)로 도입될 수 있다. 사용될 수 있는 대표적인 연료 운반 장치는, 전체 모두가 이에 의해 참고문헌으로 통합된, 통상적으로 소유된 미국 특허 제4,850,290호 및 제4,930,965호에 공개된 연료 운반 장치들이다. 예를 들면, 연료 운반 장치(42)는 임의의 드롭 튜브 및 상기 통합된 특허들에 기재된 관련 하드웨어로서 구체화될 수 있다.

전형적으로, 긴 시멘트 킬른에 대한 회전 기간은 약 40초 내지 60초이다. 이로서, 완화된 요소 투입량은 투입량이 용기(12)로 떨어질 때 투입량이 완전히 분해되는데 1 회전만큼 적어도 길게 걸리는 형태로 드롭 튜브를 통해 회전 용기(12)로 도입될 수 있다. 이러한 경우에, 특히 방출된 휘발성 물질이 본원에서 기술된, 예를 들어, 분사된 공기 방법의 사용에 의해[예를 들어, 송풍기(34) 및 관련된 공기 분사 튜브(들)(32)의 사용에 의해] 잘 혼합되면, NOx 감소는 실현될 수 있다.

따라서, 요소(또는 다른 SNCR 환원제)의 해리(dissociation) 생성물에 대해 (연속적인 기저 위에) 킬른 기체의 부피를 나타내기 위해, 투입량의 휘발화 비율은 변경될 수 있어서, 휘발성 물질의 방출은 투입량들 사이에 최소한 기간 동안 지속한다. 휘발성 물질의 방출의 완화는 요소로 열 전달을 감소시키는 형태로 요소를 가공하는 것에 의해 이뤄질 수 있다. 이러한 가공 방법은 예를 들어, (i) 요소를 컨테이너에 넣거나 포장하는 방법(예를 들어, 1 리터 캔 또는 판지 컨테이너 또는 봉지), (ii) 표면적을 질량 비율로 감소시키기 위해 연탄으로 만들거나 또는 다른 방법으로 덩어리로 만드는 방법(예를 들어, 요소 블럭 또는 벽돌을 형성하는 방법), (iii) 요소를 킬른 분진 또는 대체 고체 연료와 같은 물질과 혼합하는 방법 및/또는 (iv) 요소와 다른 물질의 혼합물을 컨테이너에 넣거나 또는 덩어리로 만들어 휘발성 물질의 방출을 완화시키는 방법을 포함할 수 있다. 본 발명의 개념과 사용될 수 있는 휘발성 물질의 방출을 완화하는 다른 방법들은 전체가 이에 의해 참고문헌으로 통합된, 통상적으로 소유된 미국 특허 제5,122,189호에 공개된, 첨가된 연료 구성요소(element)로부터 휘발성 물질의 방출을 완화하는 방법들이다.

요소를 덩어리로 만드는 대표적인 방법은 판지 컨테이너에 젖은 프릴(prills)의 1kg 투입량을 형성하는 방법을 포함한다. 또 다른 대표적인 방법은 1중량부(part) 요소를 10중량부 킬른 분진과 혼합하여, 결과 혼합물을 금속 5 갤런(gallon) 캔에 놓아두는 방법을 포함한다. 또 다른 방법은 요소 프릴을 약간 적시고 압축하는 방법을 포함한다. 게다가, 프릴 제조 공정은 사용에 적절할 수 있는 응집체(agglomerates)의 원하지 않는 부산물을 생산할 수 있으며, 그에 의해 이러 한 제조 폐기물에 대한 유익한 처분원(disposal source)을 제공한다.

단일 드롭 튜브 설계에 더하여, 다수의 복합 튜브들이 요소를 회전 용기로 도입하는데 사용될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 예를 들어, 회전 용기(12)는 2개 내지 6개의 드롭 튜브들(또는 아마도 훨씬 더 많음)로 갖추어질 수 있다. 드롭 튜브의 수의 증가로, 요소 도입의 연속성은 강화된다. 게다가, 스쿱(scoop)은 용기 회전의 9시 위치에 있을 때 입자상 요소(예를 들어, 요소 프릴)로 채워진 드롭 튜브에 고정될 수 있고 그 다음에 드롭 튜브의 단부에 있는 스쿱이 10:30 위치에 도달하면, 프릴은 드롭 튜브로 유출하기 시작한다. 이 유출은 드롭 튜브가 약 1:30 위치에 위치해 있을 때까지 계속될 것이다. 그 다음에, 킬른이 4개의 이러한 튜브들을 갖추게 된다면, 또 하나의 최근 채워진 튜브가 10:30 위치에 도달하고 킬른으로 입자상 요소의 어느 정도 연속적인 공급을 생성하는 드롭 튜브로 요소를 유출하기 시작한다. 바람직한 결과를 달성하는 동일성의 정도는 드롭 튜브를 어느 정도 사용하는 것에 의해 조절될 수 있다. 본원에서 기재된 각각의 방법으로, 다수의 드롭 튜브들을 사용하는 경우에, NOx 감소는, 특히 방출된 휘발성 물질은 예를 들어, 본원에서 기재된 분사된 공기의 사용에 의해[예를 들어, 송풍기(34) 및 관련된 공기 분사 튜브(들)(32)의 사용에 의해] 잘 혼합된다면, 실현될 수 있다.

10시부터 2시까지의 위치에서 킬른 둘레에 다기관(manifold)에 있는 다수의 벨브와 노즐을 통해 수용성 요소를 드롭 튜브로 분사하는 것이 또한 가능하다. 드롭 튜브가 벨브와 노즐 아래에서 회전하기 때문에, 액체의 분취량(aliquot)은 드롭 튜브로 분사된다. 액체는 뜨거운 드롭 튜브 표면 위에서 대부분 충돌하는데, 여기 서 수분은 빠르게 증발하고 고체 요소는 기체 분해 생성물로 열분해를 받으며, 그리고나서 회전 용기가 대기에 비해 부압(negative pressure) 하에 있기 때문에 이러한 분해 생성물은 회전 용기(12)로 끌려 들어간다. 본원에 기재된 각각의 방법들로서, 하나 또는 그 이상의 드롭 튜브로 수용성 요소의 도입의 경우에, NOx 감소는, 특히 방출된 휘발성 물질이 예를 들어, 본원에 기재된 분사된 공기 방법의 사용에 의해[예를 들어, 송풍기(34) 및 관련된 공기 분사 튜브(들)(32)의 사용에 의해] 잘 혼합된다면, 실현될 수 있다.

상기 기재된 바와 같이, 요소의 기체 분해 생성물은 송풍기(34) 및 관련된 공기 분사 튜브(들)(32)의 사용에 의해 회전 용기(12)로 도입될 수 있다. 고체 요소가 또한 송풍기(34) 및 관련된 공기 분사 튜브(들)(42)의 사용에 의해 회전 용기(12)로 도입될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 이렇게 하기 위해, 요소 프릴, 분말로 된 요소 프릴, 요소 분말 또는 그밖에 유사한 것들은 송풍기(34)와 관련된 공기 분사 튜브(들)(32) 사이에[예를 들어, 송풍기(34)의 하부 흐름 위치에] 도관들에 도입될 수 있다. 대신에, 분말로 된 요소 프릴 또는 요소 분말은 송풍기(34)로 끌려 모여질 수 있고 그 후 공기 분사 튜브(들)(32)을 통해 회전 용기(12)로 배출될 수 있다. 이러한 경우에, 분말의 입자 크기는 송풍기(34)를 효과적으로 통과하기 위해 선택된다. 이 선을 따라서, 송풍기(34)의 주어진 설계가 요소 프릴을 지나가게 한다면, 요소를 분말로 만들 필요가 없다.

한층 더, 요소 또는 암모니아의 가스 분해 생성물은 기체를 혼합하는데 사용되는 고속 공기의 제트(jet)에 있는 예열기/예비소성기 킬른의 출구 기체로 도입될 수 있었다. 많은 예열기/예비소성기 킬른들은 수용성 요소를 킬른 출구 기체로 분사하기 위해 배열된다. 이들 응용들은 요소 용액의 동일한 분포(distribution)를 기체 도처에서 얻는 필요조건에 직면하고, 따라서 몇몇의 노즐을 필요로 한다. 본 발명의 개념에 따라, 환원제는 고압 제트로 도입될 수 있고 이에 의해 환원제의 더 나은 분포를 생성한다.

이제, 도 9-12를 참조하면, 수용성 SNCR 환원제(80)(예를 들어, 암모니아 또는 수용성 요소)를 회전 용기(12)로 분사하는데 사용될 수 있는 또 다른 SNCR 시스템이 도시된다. 도 9-12의 실시예는 액체의 분사가 100%의 용기의 회전 전체에 걸쳐 퍼지도록 한다. 분사기(82)의 수 및 크기는 주어진 킬른 설계의 필요성에 맞춰지도록 설계될 수 있다. 조작시, 킬른 속도(RPM) 및 위치(P1)는 감지되고 조절기(84)에 입력되고 나서 조절기는 바람직한 시간을 계산하여 주어진 분사기(82)의 솔레노이드 벨브(86)를 열어 헤더(88)에 있는 액체가 드롭 튜브(90)로 들어가도록 한다. 액체는 노즐(92)을 통해 가속되고 드롭 튜브(90)를 통과하며 킬른 기체의 중심부로 들어간다. 조절기(84)는 다음 분사 스테이션을 위한 적절한 분사 시간을 계산하고 그 시간에 적절한 솔레노이드 벨브(86)를 연다. 이 공정은 도시된 6개의 스테이션 모두가 순환할 때까지(비록 시스템이 많은 분사기들로 구체화될 수 있지만) 계속된다. 그때, 다음의 드롭 튜브(90)는 일렬로 정렬되고 조절기(84)는 선두 솔레노이드 벨브(86)를 열기 시작하여 다시 순환을 시작한다. 대표적인 실시예에서, 회전 용기(12)의 1번의 완전한 회전은 총 18번의 분사를 위해 분사기(82)들의 3번의 순환을 필요로 한다. 각각의 솔레노이드 벨브(86)에 전압을 주는 비율은 용기 속도 에 달려있고 따라서 용기 속도가 증가될 때 증가할 것이고 용기 속도가 감소될 때 감소할 것이다.

도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 드롭 튜브(90)를 위한 덮개 판(cover plate)은 수용성 용액의 제트를 회전 용기(12)로 들어가도록 허용하는 개구(opening)를 포함할 수 있다. 덮개 판에 있는 개구는 입구 영역을 2개의 격납(containment) 용기(98)로 분리하는 격벽(septum, 96) 역할을 할 수 있다. 격납 용기(98)는 노즐(92)로부터 회전 용기(12)의 내부로의 운송(transit)을 성공적으로 만들지 못한 액체를 포착하는데 사용될 수 있다. 그 다음에 액체는 용기의 회전을 가지고 용기(12)의 상부 쪽으로 운반되고 액체가 회전의 상부 120도를 통과할 때 용기(12)의 내부로 쏟아진다.

도 9-12의 실시예의 대표적인 구성에 있어서, 다음의 물리적 매개 변수가 사용될 수 있다:

용기 직경(VESSEL DIAMETER) 12'-0"

용기 속도(VESSEL SPEED) 90 RPH

드롭 튜브 직경(DROP TUBE DIA.) 18"

노즐 직경(NOZZLE DIAMETER) 1.5"

이러한 형태의 분사 시스템은 시간당 17 내지 23톤의 액체를 분사하는 것으로 예상된다. 그러나, 용량(capacity)은 물리적 매개 변수의 변경으로 바뀔 것이라고 이해하여야 한다.

SNCR 환원제(예를 들어, 암모니아 또는 수용성 요소)를 회전 용기(12)로 분 사하는데 사용될 수 있는 또 다른 SNCR 시스템은 도 13 및 14에 도시된다. 도 13 및 14의 시스템은, 기체 또는 액체 환원제의 일정한 공급(supply)을 제공하기 위해 사용되는 회전 조인트(joint)와 함께, 바람직한 온도(예를 들어, 1700-1800℉)를 갖는 킬른의 위치에서 SNCR 환원제가 도입된다는 점에서 본원에 기재된 다른 시스템과 유사하다. 도 13 및 14의 시스템은 또한 킬른 기체가 킬른 내에서 혼합되는 것[즉, 층형성 파괴(de-stratification)]을 촉진한다. 도 14에 도시한 바와 같이, 환원제 공급 분사기(100)는 분사 튜브(32)의 플랜지(flange) 내로 편입되어서 SNCR 환원 기체 및/또는 액체는 분사 튜브(32)로 도입된다. 분사기(100)의 배출은 분사 튜브(32)의 중심선에서 종결하고 SNCR 환원제가 가압된 공기 흐름으로 도입한다. 분사기(100)는 혼합 성능(capabilities)을 강화시키기 위해 분무 노즐을 갖추게 될 수 있다. SNCR 환원제는 그 다음에 분사 튜브의 노즐 오리피스(orifice)를 통하여 혼합 공기와 함께 가속되고 균일하게 킬른 기체와 혼합된다. 이러한 배열이 또한 SNCR 환원제와 다른 성분을 킬른으로 도입하는데 사용될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 예를 들어, 액체 및/또는 기체 연료 또는 폐수가 분사기(100)에 의해 도입되고 분사 튜브로부터 고압 공기 흐름에 의해 킬른으로 운반될 수 있다.

SNCR 환원제(예를 들어, 수용성 암모니아 또는 수용성 요소)를 회전 용기(12)로 도입하는데 사용될 수 있는 또 다른 SNCR 시스템은 도 15에 도시된다. 이 실시예에서, 공급관(144)은 킬른의 회전축을 따라 배열되고 미네랄 가공 킬른(10)의 상부 단부(18)에 들어간다. 공급관(144)의 제1 단부는 SNCR 환원제의 공급원(48)에, 대표적인 경우에, 수용성 암모니아 또는 수용성 요소의 탱크에 연결된 다. 공급관(144)의 제2 단부는 회전 커플링(148)을 거쳐 제2 공급관(146)에 연결된다. 공급관(146)은 회전 용기(12)의 벽(14)을 거쳐 나가고 용기의 길이를 따라 뻗어있다. 공급관(146)은 송풍기(34)의 출구에 연결된다. 예를 들면, 공급관(146)은 도 15에 도시된 바와 같이, 송풍기(34)와 분사 튜브(32)의 지관(branch) 사이의 지점에서 연결된다. 이러한 방법에 있어서, 액체 SNCR 환원제(예를 들어, 수용성 암모니아 또는 수용성 요소)는 SNCR 환원제의 멀리 떨어진 공급원으로부터 송풍기의 가압된 측면으로 공급될 수 있다.

게다가, 도 15의 대표적인 실시예에서, 본원에 기재된 많은 다른 실시예와 같이, SNCR 환원제는 회전 용기(12) 내에 있는 위치에서, 송풍기(34)로부터 고압 공기의 흐름으로 도입될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 도 15의 실시예의 경우에, 송풍기(34)의 출구로 공급관(146)의 종결 단부를 연결하는 대신에, 종결 단부는 송풍기(34)의 상류인[회전 용기(12)의 킬른 기체의 흐름에 비해] 위치에서 회전 용기(12)로 삽입될 수 있다. 바꾸어 말하면, 공급관(146)의 종결 단부는 미네랄 가공 킬른(10)의 하부 단부(16)와 노즐(36) 사이의 위치에서 회전 용기(12)로 확장할 수 있다. 이러한 방법에 있어서, SNCR 환원제는 상류 위치에서 회전 용기(12)로 도입되는데, 여기서 SNCR 환원제는 킬른 기체에 의해 하류부분으로 운반되어서 노즐(36)로부터의 고압 공기 흐름과 접촉하여 SNCR 환원제는 킬른 기체와 함께, 회전 용기(12)의 단면적 전체에 걸쳐 혼합된다.

상기 기재된 바와 같이, 무수 암모니아, 기화된 수용성 암모니아, 또는 요소의 열분해 생성물과 같은 다른 SNCR 환원 기체는 송풍기 입구에 다기관에서 혼합될 수 있고, 그 후에 킬른의 회전 용기(12)로 도입될 수 있다. 이 개념의 또 다른 구체적인 수행은 도 16-20에 도시된다. 플레넘(50)이 고정된 도 1-8의 배열과 다르게, 도 16-20의 대표적인 수행에 있어서, 플레넘(102)은 회전 용기(12)의 벽(14)에 고정되고 따라서 용기(12)와 함께 회전한다. 플레넘(102)의 출구(104)는 유동적으로 도관(58)에 의해 송풍기(34)의 흡입구(intake)에 연결된다. 그로서, 플레넘(102), 송풍기(34) 및 도관(58)은 회전 용기(12)와 함께 회전한다. 도 18에 도시한 바와 같이, 플레넘(102)은 그 안에 형성된 환상 슬롯(annular slot, 106)을 갖는다. 도 16-20의 대표적인 수행에 있어서, 비록 환상 슬롯이 출구(104)와 동일한 측면에서 슬롯을 형성하도록 의도될지라도, 환상 슬롯(106)은 출구(104)의 반대쪽 플레넘(102)의 측면에서 형성된다.

도 17 및 20에 도시된 바와 같이, 분사기 노즐(108) 또는 다른 기체 및/또는 액체 입력 장치는 슬롯(106)으로 확장한다. 분사기 노즐(108)은 고정되고 따라서 회전 용기(12)가 회전하는 동안 슬롯(106) 안에 떠있다. 무수 암모니아, 요소의 수용성 분해 생성물 또는 일부 다른 SNCR 환원 기체는 분사기 노즐(108)을 통해 플레넘(102)으로 도입된다. 외부에, 주위 공기는 또한 슬롯(106)을 통과하여 플레넘(102)으로 끌려 들어가는데, 여기서 주위 공기는 무수 암모니아(또는 다른 SNCR 환원 기체)와 혼합된다. 혼합된 공기 및 무수 암모니아(또는 다른 SNCR 환원 기체)는 플레넘(102)의 출구(104)를 통과하고 송풍기(34)에 의해 도관(58)으로 끌려 들어가며 그 후에 분사 튜브(32)를 거쳐 회전 용기(12) 내로 분사된다.

분사기 노즐(108)은 다수의 위치들 중 어디에서든 플레넘(102)으로 확장할 수 있다. 예를 들어, 도 17에서 도시된 바와 같이, 분사기 노즐(108)은 플레넘의 하부에 가깝게(예를 들어, 6시 위치에) 플레넘(102) 내로 확장한다. 그러나, 다른 위치들은 주어진 킬른 설계의 필요성에 적합하도록 사용될 수 있다.

송풍기(34) 및 슬롯(106)의 하나 또는 양쪽 모두는 플레넘(102) 내에 부압(negative pressure)을 유지하도록 구성될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 이렇게 하여, 무수의 암모니아(또는 다른 SNCR 환원 기체)가 슬롯(106)을 통과하여 플레넘(102)에서 새어나가는 것을 막는다. 하나의 대표적인 실시예에서, 슬롯(106)은 (1/2)"의 폭 및 14'의 직경으로 형성된다. 이러한 형태에 있어서, 대표적인 송풍기, 블로어 또는 압축기(compressor)에 의해 발생되는 공기 속도는, 무수 암모니아(또는 다른 SNCR 환원제)가 슬롯(106)을 통과하여 플레넘(102)에서 새어나가는 것을 막는데 필요한 부압을 일으키는데 매우 충분하다. 대표적인 실시예에 있어서, 송풍기(34)는 초당 17-40 피트의 공기 삽입 속도를 일으키는데 사용될 수 있다.

슬롯(106)의 크기는 공기의 바람직한 중량 흐름이 송풍기(34)에 공급되도록 형성될 수 있는 것으로 또한 이해하여야 한다. 바꿔 말하면, 시스템 형태는 킬른 조작을 위한 공기의 필요한 질량 흐름을 충족시키는 한편, 또한 플레넘(102) 내에 부압을 유지하도록 설계될 수 있다. 그러나, 주어진 킬른 설계가 주어진 슬롯 설계를 통해 끌어낼 수 있는 것 외에 공기 질량 흐름이 필요한 경우에, 추가된 공기 입구는 송풍기(34)의 흡입구에 연결될 수 있다.

상기에 언급된 바와 같이, SNCR 환원 기체에 추가로, 수용성 SNCR 환원제는 또한 분사기 노즐(108)을 통해 도입될 수 있다. 추가로, 다른 형태는 수용성 SNCR 환원제의 사용을 촉진하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 21-28에 도시된 바와 같이, 플레넘(102)은 플레넘의 외부 벽(114)의 내부 표면(112)에서 뻗은 다수의 리프터(lifter, 110)들로 구성될 수 있다. 이러한 배열에서, 비록 다른 위치가 주어진 킬른 설계의 필요에 적합하게 사용될 수 있을지라도, 수용성 암모니아(또는 다른 SNCR 환원제)는 플레넘의 상부 단부 근처의 위치에서(예를 들어, 11시) 플레넘(102)으로 도입된다. 수용성 암모니아는 플레넘의 내부 벽(118)의 내부 표면(116) 위로 인도되는데, 수용성 암모니아는 회전 용기(12)의 벽(14)에서의 열 에너지에 의해 가열된다. 일부 형태에서, 회전 용기(12)의 외부 표면은 플레넘(102)의 내부 벽을 한정할 수 있는데, 이러한 경우에 수용성 암모니아는 벽(14) 위로 직접 인도되었을 것으로 이해하여야 한다. 어느 경우에나, 회전 용기(12)의 벽(14)의 외부 표면에서 열 및 송풍기(34)에 의해 플레넘(102)을 통과하여 끌어 당겨진 공기 흐름의 조합은 상기에 기재된 방법으로 회전 용기(12)로 끌어 당겨진 수용성 암모니아의 증발 생성물과 함께 수용성 암모니아의 증발을 촉진한다. 리프터(110)는 가열된 벽 표면 및 공기 흐름에 표면 영역 노출을 높이도록 수용성 암모니아의 일정한 운동(movement)을 제공한다.

도 23-28에 도시된 바와 같이, 다수의 상이한 배열은, 만약 있다면, 플레넘(102)에서 과잉 수용성 암모니아를 관리하는데 사용될 수 있다. 하나의 수행에서, 간단한 배수구(120)는 플레넘(102)을 배수하는데 사용될 수 있다. 도 26 및 27에 도시된 바와 같이, 배수구(120)는 고정될 수 있어서 과잉 액체가 배수구의 포집기(collector, 122) 내로 배수될 수 있다. 일단 포집기(122)에 의해 포획되면, 배 수된 액체는 그 다음에, 원한다면, 플레넘(102) 내로 재순환될 수 있다. 대신에, 도 28에 도시된 바와 같이, 배수구(120)는 플레넘(102) 내에 통합되고 배수구 플러그(124)로 틀어막혀질 수 있다. 이러한 경우에, 과잉 액체는 플러그(124)를 제거하여 주기적으로 배수될 수 있다. 도 24 및 25에 도시된 바와 같이, 과잉 액체는 예를 들어, 수용성 위어(aqueous weir, 128)를 통해 추가된 가열실(126)로 나아갈 수 있는데, 여기서 과잉 액체는 가열되고 추후 가열 소자(heating element, 130)(예를 들어, 전기 저항 가열 소자)에 의해 증발된다. 추가된 가열실(126)에서의 증발 생성물은 플레넘(102)으로 다시 끌려 당겨지고 그 후에 회전 용기(12)로 도입된다. 추가된 가열실(126)에 있는 과잉 액체는 배수구(132)를 통해 배수된다.

수용성 암모니아를 이용하는 또 다른 수행은 도 29에 도시된다. 이러한 경우에, 수용성 암모니아는 킬른 외부에 있는 증발 장치(134)로 도입된다. 증발 장치(134)는 수용성 암모니아를 증발시키고, 그로부터의 증발 생성물은 분사기 노즐(108)을 통해 플레넘(102)으로 도입되며, 그 후에 상기 기재된 방법으로 회전 용기(12) 내로 끌어 당겨진다.

기체 및 액체 SNCR 환원제에 더하여, 건조 및/또는 고체 환원제가 또한 슬롯(106)을 통과하여 도입되고 따라서 플레넘(102)을 통해 회전 용기로 도입될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 예를 들어, 분말 요소 프릴, 요소 분말 또는 다른 고체는 슬롯(106)을 지나서 확장하는 고체 또는 분말 분사 장치에 의하여 플레넘(102)으로 도입될 수 있다. 게다가, 도 30 및 31에 도시된 바와 같이, 플레넘(102)는 외부 환상 표면(138)에서 한정된 슬롯(136)으로 구체화될 수 있다. 한 쌍의 각진 플랜지(140)들은 슬롯(136)의 양쪽 위에 위치해 있다. 나사 공급기(screw feeder, 142)와 같은 공급기는 요소 프릴, 분말 요소 프릴, 요소 분말 또는 다른 고체 SNCR 환원제를 슬롯(106)을 통과하고 플레넘(102)으로 공급한다. 거기에서, 요소 프릴, 분말 요소 프릴, 요소 분말 또는 다른 고체 SNCR 환원제는 송풍기(34)의 삽입구로 끌려 당겨지고 그 후에 공기 분사 튜브(들)(32)를 관통하여 회전 용기(12)로 배출된다. 이러한 경우에, 분말의 입자 크기 또는 프릴의 크기는 송풍기(34)를 효과적으로 통과하도록 선택될 수 있다.

도 32-41에 관하여, 정지 부분(150)으로 고압 공기의 분사를 위한 지점을 가져서 정지 부분(150)을 관통하여 흐르는 킬른 기체 흐름에서 혼합을 일으키는 다양한 형태의 예열기/예비소성기 킬른의 정지 부분(150)이 도시된다. 따라서, 공기는 고압에서, 예를 들어, 송풍기, 블로어 또는 압축기로부터 예열기/예비소성기 킬른의 정지 부분(150)의 벽에 위치한 하나 또는 그 이상의 지점을 통해 분사될 수 있어서, 이러한 예열기/예비소성기 장치에서 국지적 연소 불균질성 및 층 형성과 관련된 오염물의 필연적 환원과 함께 기체의 혼합 운동량을 제공한다.

도 32로 되돌아가, 정지 부분(150)은 회전 용기(12)의 상부 단부(18)에 가장 가깝게 위치해 있는 정지 용기 또는 수직 도관(152)을 포함한다. 그로서, 정지 용기(152)는 회전 용기(12)에 연결되어서 킬른 기체 흐름(154)은 회전 용기(12)에서 나와서 정지 용기(152) 내로 흐른다. 킬른 기체 흐름(154)은 정지 용기(152)의 하부 단부(156)에서 상부 단부(158)로 흐른다.

정지 부분(150)은 입구(164)를 거쳐 제3차 공기(162)와 같은 예비가열된 연 소 공기를 도입하는 제2 연소 영역(160)을 포함할 수 있다. 제2 연소 영역(160)은 약 1400℉ 내지 약 2000℉의 온도 범위에, 가열된 제3차 공기(162)의 흐름을 포함한다. 이 위치에서, 가열된 제3차 공기(162)의 흐름은 정지 부분(150)에 도입되어 정지 부분(150) 내에서 연소를 돕는다. 정지 부분(150)은 또한 연료 입구(166) 및 공급 조립체(feed assembly, 168)를 포함할 수 있다. 연료 입구(166)는 정지 부분(150) 쪽으로 통해 있으며 이를 통해 석탄과 같은 연료가 정지 부분(150)으로 도입될 수 있다. 공급 조립체(168)는 정지 부분(150) 쪽으로 통해 있으며 이를 통해 미네랄(20)과 같은 공급물이 정지 부분(150)으로 도입될 수 있다. 예열기/예비소성기 킬른에 대해, 정지 부분(150)은 또한 연료 입구(166)에 인접한, 산소 함유 기체, 전형적으로 예비-가열된 연소 공기를 제공하여 연료 입구(166)를 관통하여 흐르는 연료 및 공급 조립체(168)를 거쳐 정지 부분(150)으로 흐르는 공급물의 분포를 촉진하는 노즐을 포함할 수 있다.

정지 부분(150)은 또한 도 32에 도시된 바와 같이 고압 공기(172)의 흐름을 정지 용기(152)로 도입하기 위한 분사기(170)를 포함할 수 있다. 분사기(170)는 다량의 고압 공기(172)를 발생시키는 송풍기, 블로어 또는 가압기[이후, 기재의 용이함을 위하여, 가압기(174)]에 연결된 관규격 80의 탄소강 파이프(schedule 80 carbon steel pipe)로서 구체화될 수 있다. 이러한 파이프는 하나 또는 그 이상의 구멍(hole)으로 구성될 수 있으며 이를 통해 고압 공기가 정지 부분으로 흐른다. 하나의 실시예에서, 분사기(170)는 정지 용기(152)의 상반부(upper half)에 위치해 있다. 다량의 고압 공기(172)는 주위 공기와 같이 가열되지 않은 공기이다. 바꾸어 말하면, 이러한 고압 공기(172)는 정지 부분(150)으로 들어감에 앞서 킬른 가공에 의해 가열되지 않는다. 분사기(170)로부터 방출되는 다량의 고압 공기(172)는 킬른 기체 흐름(154)에 운동량을 주어서, 정지 용기(152)의 하부 단부(156)로부터 상부 단부(158)로 흐르는 킬른 기체 흐름(154)의 층형성된 층들을 흩어지게 한다. 그로서, 다량의 고압 공기(172)는 회전 용기(12)를 나와서 정지 부분(150)을 관통하여 흐르는 킬른 기체 흐름(154)에 운동량을 준다. 비록 오직 단일 분사기(170)가 도 32에 도시될지라도 많은 분사기들이 사용될 수 있는 것으로 이해하여야 한다.

하나의 실시예에서, 분사기(170)는 킬른 기체 흐름(154)의 흐름 방향에 비례하여 수직 방향으로 운동량을 주는 다량의 고압 공기(172)를 도입하는 위치에 있을 수 있다. 이러한 운동량은 혼합되는 기체 및 고체의 질량에 비례하여 정량화될 수 있다. 혼합되기 위한 기체의 질량에 대해 도입된 운동량의 비율이 높아질수록 혼합은 더 빨리 될 것으로 이해하여야 한다. 예를 들어, 1일 용량(day capacity) 당 2300 미터톤(metric ton)에서 작동하는 예비소성기(precalciner) 용기 또는 도관은 고체 및 기체의 약 78 kg/sec의 질량 유량을 갖는다. 단일 분사기(170)는 248 m/sec의 속도에서 1.66kg/sec의 공기(172)를 분사하고, 그에 의해 412 kg*m/sec의 운동량의 추가 벡터(vector)를 준다. 용기에서 질량에 대해 추가로 주어진 운동량의 비율은 소성기(calciner) 흐름의 kg 당(즉, 소성기 용기로 들어가는 기체 및 고체의 kg 당) 5.28 kg*m/sec이다.

하나의 대표적인 실시예에 따라, 분사기(170)는 다량의 고압 공기(172)를 도입하도록 조작될 수 있어서, 생성된 운동량 대 질량 비율은 소성기 용기로 들어가 는 기체 및 고체의 kg 당 2.0과 20.0 kg*m/sec 사이에 있다. 더 특정한 대표적인 실시예에서, 분사기(170)는 다량의 고압 공기(172)를 도입하도록 조작될 수 있어서 생성된 운동량 대 질량 비율은 소성기 용기로 들어가는 기체 및 고체의 kg 당 4.0과 10.0 kg*m/sec 사이에 있다.

하나의 실시예에서, 분사기(170)는 다량의 고압 공기(172)를 약 6psi의 압력에서 도입할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 분사기(170)는 다량의 고압 공기(172)를 약 6psi 내지 12psi의 압력으로 도입할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 분사기(170)는 다량의 고압 공기(172)를 약 2psi 내지 100psi의 압력으로 도입할 수 있다.

하나의 실시예에서, 분사기(170)는 다량의 고압 공기(172)를 정지 부분(150)의 총 질량 유량(즉, 소성기 용기로 들어가는 고체 및 기체의 총 질량 유량)의 약 1% 내지 약 5%의 질량 유량으로 도입할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 분사기(170)는 다량의 고압 공기(172)를 정지 부분(150)의 총 질량 유량의 약 2%의 질량 유량으로 도입할 수 있다.

실시예에서, 분사기(170)는 도 33에 도시된 바와 같이 킬른 기체 흐름(154)의 흐름 방향과 비교하여 비-수직 각도로 운동량을 주는 고압 공기(172)를 도입하는 위치에 있을 수 있다. 게다가, 비록 2개의 분사기(170)들이 도 33에 도시되지만, 오직 단일 분사기(170)가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 반대로, 2개 이상의 분사기들이 또한 사용될 수 있다.

도 34를 참조하면, 분사기(170)는 또한, 킬른 기체 흐름(154)의 흐름 방향에 대하여, 연료 입구(166) 및 공급 조립체(168)의 하부 흐름 위치에 있을 수 있다. 그로서, 분사기(170)는 연료 입구(166) 및 공급 조립체(168) 위쪽에 위치해 있다. 분사기(170)는 고압 공기(172)를 연료 입구(166) 및 공급 조립체(168)의 하부 흐름 위치에서 도입할 수 있다. 비록 2개의 분사기(170)들이 도 34에 도시되지만, 오직 단일 분사기(170)도 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 거꾸로 말하면, 2개 이상의 분사기 또한 사용될 수 있다.

도 35에 도시된 바와 같이, 정지 용기(152)를 관통하는 킬른 기체 흐름(154)의 흐름 방향에 대하여, 분사기(170)는 정지 용기(152) 안에 제3차 공기(162)의 입구(164)의 하부 흐름 위치에 있을 수 있다. 그로서, 분사기(170)는 입구(164) 위쪽에 있을 수 있다. 이러한 방법에서, 분사기(170)는 고압 공기(172)를 제3차 공기(162)의 입구(164)의 하부 흐름 위치에서 도입한다. 도 36 및 37에 도시된 바와 같이, 분사기(170)는 고입 공기(172)를 도입하기 위하여 제3차 공기(162)의 입구(164) 반대 위치에 있을 수 있어서, 운동량을 제3차 공기(162)에 줄 수 있다. 비록 오직 단일 분사기(170)가 도 35-37의 실시예에 도시되지만, 많은 분사기들이 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

도 38을 참조하면, 공급 조립체(168)는 미네랄과 같은 공급물(20)이 정지 부분(150)으로부터 정지 용기(152)를 거쳐서 회전 용기(12)의 상부 단부(18) 안으로 나아가도록 정지 부분(150)에 연결된다. 정지 용기(152)를 통과하는 공급물(20)의 흐름 방향에 대하여, 분사기(170)는 공급 조립체(168)로부터 하부 흐름 위치에 있을 수 있다. 이러한 실시예에서, 분사기(170)는 과량의 고압 공기(172)를 도입하여 운동량을 공급물(20)에 주며, 공급물(20)이 공급 조립체(168)를 나감에 따라 킬른 기체 흐름과 공급물(20)의 혼합을 촉진한다. 따라서, 공급물(20)이 정지 부분(150)으로부터 회전 용기(12)의 상부 단부(18)로 나아감에 따라, 분사기(170)는 과량의 고압 공기(172)를 공급물(20)의 하부 흐름에 도입한다. 비록 오직 단일 분사기(170)가 도 38에 도시될지라도, 많은 분사기들이 사용될 수 있음을 이해해야한다.

도 39에 도시된 바와 같이, 공급물(20)이 공급 조립체(168)를 관통하여 정지 용기(152) 내로 이동함에 따라 운동량을 고압 공기(172)를 거쳐 공급물(20)에 주기 위해, 분사기(170)는 공급 조립체(168) 내에 위치해 있을 수 있다. 비록 오직 단일 분사기(170)가 도 39에 도시될지라도, 많은 분사기들이 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

도 40 및 41을 참조하면, 분사기(170)는 연료 입구(166)의 반대 위치에 있을 수 있다. 이러한 실시예에서, 분사기(170)는 고압 공기를 도입하여 운동량을 연료에 주며, 연료가 연료 입구(166)를 나감에 따라 연료의 혼합을 촉진한다. 비록 오직 단일 분사기(170)가 도 40에 도시될지라도, 많은 분사기들이 사용될 수 있다.

정지 부분(150)의 형태 및 분사기(170)의 위치에 관계없이, 분사기(170)는 과량의 고압 공기(172)를 정지 용기(152) 내로 도입하여 킬른 기체 흐름(154) 및/또는 공급물(20)의 단면적 혼합을 촉진한다. 그로서, 분사기(170)는 과량의 고압 공기(172)를 도입하여 정지 용기(152)에 난류(turbulent), 회전 또는 사이클론 흐름과 같은 혼합 흐름을 증진한다.

SNCR은 또한 다른 위치들 가운데, 도 32-41에 도시된 위치에서와 같은 예열기/예비소성기 킬른의 정지 부분(150)에서 수행될 수 있다. 그렇게 하는 하나의 방법은 무수 암모니아를 분사된 고압 공기 흐름으로 도입하여 정지 부분(150)들을 관통하여 흐르는 킬른 기체들을 혼합하고 SNCR에 의한 NOx 방출을 줄일 수 있다. 따라서, 공기는 고압에서, 예를 들어, 압축기(174)로부터, 예열기/예비소성기 킬른의 정지 부분(150)의 벽에 위치된 하나 또는 그 이상의 지점을 통과하는 무수 암모니아로 분사될 수 있어서, 이러한 예열기/예열소성기 장치 및 SNCR에서 국지적 연소 불균질성 및 층형성에 관련된 오염물의 필연적인 감소를 기체의 혼합 운동량에 제공한다. 무수 암모니아는 공기와 함께 압축기(174)를 관통하여 나아가게 될 수 있거나 또는 압축기의 하부 흐름에 도입될 수 있다.

도 32-41에 관해서 상기에서 기술된 바와 같이, 예열기/예비소성기 킬른의 정지 도관 내에서의 혼합은 고압 공기의 사용에 의해 이뤄질 수 있다. 무수 암모니아를 갖는 SNCR은 일부 암모니아 기체를 고압 공기 흐름에 넣는 것에 의해 이뤄질 수 있다. 그렇게 하여, 암모니아 기체는 처리되는 기체 흐름 전체에 걸쳐 암모니아를 혼합하기 위해서 고 운동량 공기 흐름으로 킬른 공정(예를 들어, 예열기/예열소성기 킬른)에 도입될 수 있다. 대표적인 실시예에서, 공기는 도관의 단면적으로 암모니아를 혼합하는데 충분한 운동량으로 및 도관 내의 질량 흐름의 1%보다 더 많은 과량으로 도입된다. 이러한 배치는 수용성 암모니아를 예열기/예비소성기 킬른 내로 도입하는 종래 기술에 완전히 대조를 이루며 여기서, 오직 부수적인 공기는 수용성 분무로 도입된다. 게다가, SNCR의 가격은 상당히 무수 암모니아의 사용을 통 하여 감소될 수 있다. 예를 들어, 전형적인 연간 1,000,000톤의 예비소성기 킬른은 수용성 용액으로 운반되는 하루에 3톤의 암모니아만큼 많이, 대략 $700/톤 또는 연간 약 $700,000의 비용으로 사용할 수 있다. 무수 암모니아는 현재 약 $400/톤으로 훨씬 적게 비용이 든다. 그로서, 무수 암모니아의 사용에 의해, $400/톤의 무수 암모니아를 사용하는 동일한 하루에 3톤 킬른(three tons-per-day kiln)은 암모니아에 대해 연간 약 $400,000의 비용이 들고 그에 의해 연간 $300,000의 절약을 산출g한다.

가압된 공기 및 무수 암모니아는 약 30%의 음속에서 음속까지의 속도로 킬른 안으로 도입될 수 있다. 음속의 또는 근접한 음속의 제트(jet)는 도관 전체에 걸쳐 암모니아를 분포시키고 도관의 전체 단면적을 혼합하는데 충분한 운동량을 갖는다. 이러한 방법으로, 암모니아는 도관에서 기체로 혼합되고 보통 도관의 층형성된 기체는 혼합된다(즉, 층화 제거됨). 바꾸어 말하면, 킬른 기체로의 암모니아의 혼합과 킬른 기체 자체의 혼합 양쪽 모두의 조합은 도관 내에서 이뤄진다.

무수 암모니아는 압축기 또는 송풍기 전에 또는 후에 압축된 기체 내로 혼합될 수 있다. 바꾸어 말하면, 암모니아 기체는 압축기 또는 송풍기[예를 들어, 도 32-41의 압축기(174)]의 입구 내로 도입될 수 있다. 대신에, 도 32에 겉보기(in phantom) 도시된 바와 같이, 무수 암모니아는 도 32-41의 압축기(174)와 노즐(170) 사이의 위치에서와 같이 압축기 또는 송풍기의 하부 흐름 위치에서 고압 공기 흐름으로 도입될 수 있다. 또한 도 32에 겉보기 도시된 바와 같이, SNCR 환원제는 또한 고압 공기(172) 내로 인도되는 위치에서 용기(152) 내의 고압 공기 흐름으로 도입 될 수 있다. 이러한 방법으로, SNCR 환원제는 상부 흐름 위치에서(킬른 기체의 흐름의 방향에 비해) 용기(152) 내로 도입되는데, 여기서 SNCR 환원제는 킬른 기체에 의해 하부 흐름으로 운반되고 노즐(170)로부터 고압 공기 흐름(172)과 접촉하여 킬른 기체와 함께 용기(152)의 단면적 전체에 걸쳐 혼합된다. 하나의 대표적인 배열에서, 암모니아 기체가 이미 가압되어서 무수 암모니아는 압축기의 하부 흐름 위치에서 도입된다. 긴 킬른의 구조에서 수행되는 경우, 암모니아 기체는 송풍기 입구에서 다기관(manifold) 내에서 혼합될 수 있다.

무수 암모니아에 더하여, 다른 SNCR 환원 기체가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 요소의 열분해 생성물이 고압 공기 흐름으로 혼합되고 추후 킬른 내로 도입될 수 있다.

대표적인 수행에 있어서, 하루에 1600톤(시간당 66톤)의 예열기 킬른은 처리하는 시간당 약 150톤의 연소 기체를 갖는다. 사용된 암모니아의 전형적인 양은 클링커 톤당 1.0파운드 내지 2.0파운드이다. 킬른에 대하여, 클링커 톤당 1.5파운드의 암모니아로, 킬른은 시간당 100파운드의 암모니아를 시간당 300,000파운드(시간당 150톤)의 연소 생성물 내로 혼합하는데 필요하다. 킬른 기체가 오직 약 1초 동안 필요한 온도 영역에 존재하기 때문에 이러한 혼합이 빨리 수행되어야만 한다. 큰 질량의 기체와 같이 급속 혼합은 상당한 양의 에너지를 소모한다. 암모니아는 고압 기체 흐름(2psi 내지 10psi, 또는 이 예에서의 15psi)으로 무수 혼합물을 제1 혼합에 의해 대량의 기체로 혼합될 수 있다. 이러한 예에서, 시간당 100파운드의 암모니아(약 40cfm)는 시간당 약 2.25톤(1000cfm)의 유량을 갖는 압축된 공기 흐름 으로 혼합된다. 지금 부피로 약 4%의 암모니아 기체를 함유하는, 15psi에서의 이러한 압축된 공기 흐름은 그 후 약 50%의 음속 내지 음속의 속도로 킬른의 정지 도관으로 분사된다. 이러한 음속의 또는 근접한 음속의 제트는 암모니아 기체를 도관 전체에 걸쳐 분포시키고 도관의 전체 단면적을 혼합하는데 충분한 운동량을 가진다.

명세서는 다양한 변경 및 대안적 형태가 가능한 한편, 이의 특정 대표적인 실시예는 예로서 도면으로 도시되었고 본원에서 자세히 기술되었다. 그러나, 공개된 특별한 형태에 대해 명세서를 제한하려는 의도는 없으나 그와는 반대로, 발명은 첨부된 청구항에서 정의된 바와 같이 발명의 정신 및 범위에 들어가는 변경, 대등 및 대안을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본원에서 기재된 장치 및 방법의 다양한 특징에서 일어나는 현 명세서의 수많은 이점들이 있다. 현 명세서의 장치 및 방법의 대안적인 실시예는 기재된 모든 특징들을 포함할 수 없지만 이러한 특징들의 적어도 일부의 이점에서 이익을 보는 것을 유의해야 할 것이다. 기술 분야의 당업자들은 이미 현 명세서의 하나 또는 그 이상의 특징들을 통합하고 현 명세서의 정신 및 범위 내에 들어가는 장치와 방법의 그들 자신의 수행을 고안할 수 있다.

Claims

다음을 포함하는, 경사진 회전 용기를 갖는 미네랄 가공 킬른(kiln)을 조작하는 방법:

경사진 회전 용기의 상부 단부로부터 경사진 회전 용기의 하부 단부로 미네랄을 나아가게 하는 회전 용기를 회전하는 단계,

회전 용기의 상부 단부와 회전 용기의 하부 단부 사이의 위치에서 회전 용기의 벽에 있는 개구(opening)를 통과하는 고압 공기의 흐름을 도입하는 단계,

회전 용기가 회전하는 동안, 회전 용기로부터 멀리 떨어진 공급원으로부터 SNCR 환원제를 나아가게 하는 단계, 및

SNCR 환원제를 고압 공기의 흐름으로 도입하는 단계.
제 1항에 있어서, 고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 미네랄 가공 킬른에 의한 연소 공기의 질량 소비 속도의 1% 내지 15%의 질량 유량을 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법.
제 1항에 있어서, 다음을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법:

미네랄 가공 킬른은 용기의 벽에 있는 개구를 통과하여 회전 용기로 확장하는 공기 노즐을 더욱 갖고, 및

고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 공기 노즐을 통과하여 고압 공기를 도 입하는 단계를 포함함.
제 3항에 있어서, 다음을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법:

공기 노즐은 그에 연결된 공기 가압기(pressurizer)를 갖고, 및

고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 공기 가압기로부터 공기 노즐을 통과하여 고압 공기를 도입하는 단계를 포함함.
제 1항에 있어서, 다음을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법:

미네랄 가공 킬른은 다음을 더욱 갖고;

(i) 용기의 벽에 있는 개구를 통해 회전 용기로 확장하는 공기 노즐,

(ii) 공기 노즐에 연결된 출구(output)를 갖는 공기 가압기, 및

(iii) 공기 가압기의 흡입구(intake)에 연결된 플레넘,

고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 플레넘으로부터 공기를 끌어당기는 단계 및 공기 가압기와 함께 노즐을 통과하는 고압 공기를 도입하는 단계를 포함하고; 및

SNCR 환원제를 도입하는 단계는 다음을 더욱 포함함.

(i) SNCR 환원제를 플레넘 내로 도입하는 단계, 및

(ii) 공기 가압기와 함께 플레넘으로부터 SNCR 환원제를 끌어당기는 단계.
제 5항에 있어서, SNCR 환원제를 도입하는 단계는 플레넘으로 기체 SNCR 환 원제를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법.
제 5항에 있어서, SNCR 환원제를 도입하는 단계는 플레넘으로 액체 SNCR 환원제를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법.
제 7항에 있어서, SNCR 환원제를 도입하는 단계는 다음을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법:

플레넘에 액체 SNCR 환원제를 열분해 하는 단계, 및

플레넘으로부터 열분해된 SNCR 환원제를 끌어당겨서 공기 가압기와 함께 노즐을 통과하여 열분해된 SNCR 환원제를 도입하는 단계.
제 5항에 있어서, SNCR 환원제를 도입하는 단계는 플레넘으로 고체 SNCR 환원제를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법.
제 9항에 있어서, SNCR 환원제를 도입하는 단계는 다음을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법:

플레넘에 고체 SNCR 환원제를 열분해 하는 단계 및

플레넘으로부터 열분해된 SNCR 환원제를 끌어당겨서 공기 가압기와 함께 노즐을 통과하여 열분해된 SNCR 환원제를 도입하는 단계.
제 5항에 있어서, 회전 단계는 플레넘에 대응하는 회전 용기를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법.
제 5항에 있어서, 회전 단계는 회전 용기 및 플레넘을 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법.
제 1항에 있어서, 다음을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법:

미네랄 가공 킬른은 다음을 더욱 가지고;

(i) 용기의 벽에 있는 개구를 통과하여 회전 용기로 확장하는 공기 노즐, 및

(ii) (a) 흡입구 및 (b) 공기 노즐에 유동적으로 연결된 출구를 갖는 공기 가압기,

고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 공기 가압기의 흡입구로부터 공기를 끌어당기는 단계 및 공기 가압기와 함께 공기 노즐을 통과하여 고압 공기를 도입하는 단계를 포함함; 및

SNCR 환원제를 고압 공기의 흐름으로 도입하는 단계는 공기 가압기의 출구와 공기 노즐 사이의 위치에서 고압 공기 흐름으로 SNCR 환원제를 도입하는 단계를 포함함.
제 1항에 있어서, 다음을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법:

미네랄 가공 킬른은 다음을 더욱 가지고;

(i) 용기의 벽에 있는 개구를 통과하여 회전 용기로 확장하는 공기 노즐, 및

(ii) (a) 흡입구 및 (b) 공기 노즐에 유동적으로 연결된 출구를 갖는 공기 가압기,

고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 공기 가압기의 흡입구로부터 공기를 끌어당기는 단계 및 공기 가압기와 함께 공기 노즐을 통하여 고압 공기를 도입하는 단계를 포함함 및

SNCR 환원제를 고압 공기의 흐름으로 도입하는 단계는 공기 가압기의 흡입구의 상부 흐름 위치에서 SNCR 환원제를 도입하여 SNCR 환원제가 공기 가압기의 흡입구로 끌어 당겨지는 단계를 포함함.
다음을 포함하는, 미네랄 가공 킬른:

상부 단부 및 하부 단부를 갖는 경사진 회전 용기,

경사진 회전 용기의 하부 단부에 가까이 위치한 버너(burner),

회전 용기의 상부 단부와 회전 용기의 하부 단부 사이의 위치에서 고압 공기의 흐름을 도입하는데 사용 가능한 공기 노즐,

공기 노즐에 유동적으로 연결된 출구를 갖는 플레넘(plenum), 및

SNCR 환원제를 플레넘으로 도입하기 위해 플레넘에 연결된 SNCR 환원제의 공 급원.
제 15항에 있어서, 플레넘에 유동적으로 연결된 흡입구 및 공기 노즐에 유동적으로 연결된 출구를 갖는 공기 가압기를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른, 여기서:

플레넘은 SNCR 환원제의 공급원에 연결된 입구를 갖고, 및

공기 가압기는 플레넘으로부터 SNCR 환원제 및 공기를 끌어당기고 공기 노즐을 관통하여 회전 용기 내로 공기 및 SNCR 환원제를 도입하는데 사용 가능함.
제 16항에 있어서, 플레넘의 입구는 플레넘의 정면에 정의된 방사상 슬롯(radial slot)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른.
제 16항에 있어서, 플레넘의 입구는 기체 입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른.
다음을 포함하는, 미네랄 가공 킬른:

상부 단부 및 하부 단부를 갖는 경사진 회전 용기,

경사진 회전 용기의 하부 단부에 가까이 위치한 버너,

회전 용기의 상부 단부와 회전 용기의 하부 단부 사이의 위치에서 고압 공기의 흐름을 도입하는데 사용 가능한 공기 노즐,

경사진 회전 용기로부터 멀리 떨어진 SNCR 환원제의 공급원, 및

공급원으로부터 고압 공기의 흐름으로 SNCR 환원제를 도입하기 위한 방법.
다음을 포함하는, 킬른 기체의 흐름이 경사진 회전 용기로부터의 방향으로 및 정지 부분을 통과하는 방향으로 흐르는, 경사진 회전 용기 및 경사진 회전 용기에 연결된 정지 부분을 갖는 예열기/예비소성기 킬른을 조작하는 방법:

정지 부분으로부터 경사진 회전 용기의 상부 단부로 미네랄을 나아가게 하는 단계,

경사진 회전 용기의 상부 단부에서 경사진 회전 용기의 하부 단부로 미네랄을 나아가게 하는 단계,

경사진 회전 용기의 하부 단부를 관통하는 가용성 연료 및 과량의 연소 공기를 도입하는 단계,

고압 공기의 흐름이 킬른 가스의 흐름에 운동량을 주는, 정지 부분으로 고압 공기의 흐름을 도입하는 단계, 및

고압 공기의 흐름으로 무수 암모니아를 도입하는 단계.
제 21항에 있어서, 고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 고압의 가열되지 않은 공기의 흐름을 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예열기/예비소성기 킬른을 조작하는 방법.
제 21항에 있어서, 고압 공기의 흐름을 정지 부분으로 도입하는 단계는, 정지 부분으로 들어가는 기체 및 고체의 총 질량 유량의 1% 내지 5%의 질량 유량으로 고압 공기의 흐름을 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예열기/예비소성기 킬른을 조작하는 방법.
제 21항에 있어서, 고압 공기의 흐름을 정지 부분으로 도입하는 단계는 고압 공기를 2psi 내지 100psi의 압력으로 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예열기/예비소성기 킬른을 조작하는 방법.
다음을 포함하는, 킬른 가스의 흐름이 경사진 회전 용기로부터의 방향으로 및 정지 부분을 관통하는 방향으로 흐르는, 경사진 회전 용기 및 경사진 회전 용기에 연결된 정지 부분을 갖는 예열기/예비소성기 킬른을 조작하는 방법:

정지 부분으로부터 경사진 회전 용기의 상부 단부로 미네랄을 나아가게 하는 단계,

경사진 회전 용기의 상부 단부로부터 경사진 회전 용기의 하부 단부로 미네랄을 나아가게 하는 단계,

경사진 회전 용기의 하부 단부를 관통하는 가연성 연료 및 과량의 연소 공기를 도입하는 단계,

고압 공기의 흐름이 정지 부분에 들어가는 기체 및 고체의 kg 당 2와 20 kg*m/sec 사이의 비율로 킬른 기체의 흐름에 운동량을 주는, 정지 부분으로 고압 공기의 흐름을 도입하는 단계, 및

SNCR 환원제를 고압 공기의 흐름으로 도입하는 단계.
제 24항에 있어서, 고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 고압의 가열되지 않은 공기의 흐름을 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예열기/예비소성기 킬른을 조작하는 방법.
제 24항에 있어서, 고압 공기의 흐름을 정지 부분으로 도입하는 단계는, 정지 부분으로 들어가는 기체 및 고체의 총 질량 유량의 1% 내지 5%의 질량 유량으로 고압 공기의 흐름을 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예열기/예비소성기 킬른을 조작하는 방법.
제 24항에 있어서, 고압 공기의 흐름을 정지 부분으로 도입하는 단계는 고압 공기의 흐름을 2psi 내지 100psi의 압력으로 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예열기/예비소성기 킬른을 조작하는 방법.
제 24항에 있어서, SNCR 환원제를 도입하는 단계는 액체 SNCR 환원제를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예열기/예비소성기 킬른을 조작하는 방법.
제 24항에 있어서, SNCR 환원제를 도입하는 단계는 기체 SNCR 환원제를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예열기/예비소성기 킬른을 조작하는 방법.
다음을 포함하는, 킬른 기체의 흐름이 경사진 회전 용기로부터의 방향으로 및 정지 부분을 관통하는 방향으로 흐르는, 경사진 회전 용기 및 경사진 회전 용기에 연결된 정지 부분을 갖는 킬른을 조작하는 방법:

정지 부분에서 경사진 회전 용기의 상부 단부로 미네랄을 나아가게 하는 단계,

경사진 회전 용기의 상부 단부에서 경사진 회전 용기의 하부 단부로 미네랄을 나아가게 하는 단계,

경사진 회전 용기의 하부 단부를 관통하는 가연성 연료 및 연소 공기를 도입하는 단계,

정지 부분을 관통해 흐르는 킬른 기체 흐름으로 운동량을 주기 위해, 정지 부분으로 들어가는 기체 및 고체의 총 질량 유량의 1% 내지 5%의 질량 유량으로 고압 공기의 흐름을 정지 부분으로 도입하는 단계, 및

SNCR 환원제를 고압 공기의 흐름으로 도입하는 단계.
제 30항에 있어서, 고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 고압 가열되지 않은 공기의 흐름을 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 킬른을 조작하는 방 법.
제 30항에 있어서, 고압 공기의 흐름을 정지 부분으로 도입하는 단계는 고압 공기의 흐름을 2psi 내지 100psi의 압력으로 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 킬른을 조작하는 방법.
제 30항에 있어서, SNCR 환원제를 도입하는 단계는 액체 SNCR 환원제를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 킬른을 조작하는 방법.
제 30항에 있어서, SNCR 환원제를 도입하는 단계는 기체 SNCR 환원제를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 킬른을 조작하는 방법.
다음을 포함하는, 미네랄 가공 킬른:

하부 단부 및 상부 단부를 갖는 경사진 회전 용기,

다음을 포함하는, 회전 용기의 상부 단부에 가까이 위치한 예열기/예비소성기; 및

(i) 정지 용기,

(ii) 2psi 내지 100psi의 압력으로 고압 공기의 흐름을 정지 용기로 도입하는데 사용 가능한 분사기, 및

(iii) 과량의 SNCR 환원제를 고압 공기의 흐름으로 도입하는데 위치한 출구 를 갖는 SNCR 환원제의 공급원,

미네랄이 경사진 회전 용기로의 진출에 앞서 회전 용기를 관통하도록, 미네랄을 회전 용기의 상부 단부로 나아가게 하는데 이용 가능한 공급 조립체(feed assembly).
제 35항에 있어서, 분사기는 정지 용기에 수직인 방향으로 고압 공기의 흐름을 도입하는 위치에 있는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른.
제 35항에 있어서, 다음을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른:

정지 용기는 제3차 공기 입구를 가짐, 및

분사기는 제3차 공기 입구 위쪽에 정지 용기 상의 위치에서 고압 공기의 흐름을 도입하는 위치에 있음.
제 35항에 있어서, 분사기는 공급 조립체 아래쪽에 정지 용기 상의 위치에서 고압 공기의 흐름을 도입하는 위치에 있는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른.
제 35항에 있어서, 분사기는 공급 조립체 위쪽에 정지 용기 상의 위치에서 고압 공기의 흐름을 도입하는 위치에 있는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른.
제 35항에 있어서, 분사기는 공급 조립체 내부에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른.
제 35항에 있어서, 다음을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른:

정지 용기는 연료 입구를 가짐, 및

분사기는 연료 공급 입구 위쪽에 정지 용기 상의 위치에서 고압 공기의 흐름을 도입하는 위치에 있음.
제 35항에 있어서, SNCR 환원제의 공급원은 기체 SNCR 환원제의 공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른.
제 42항에 있어서, 기체 SNCR 환원제는 무수 암모니아를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른.
제 35항에 있어서, SNCR 환원제의 공급원은 액체 SNCR 환원제의 공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른.
다음을 포함하는, 경사진 회전 용기를 갖는 미네랄 가공 킬른 조작하는 방법:

회전 용기를 회전하여 미네랄을 경사진 회전 용기의 상부 단부에서 경사진 회전 용기의 하부 단부로 나아가게 하는 단계,

회전 용기의 상부 단부와 회전 용기의 하부 단부 사이의 위치에서 회전 용기의 벽에 있는 개구를 통과하여 고압 공기의 흐름을 도입하는 단계, 및

기체 SNCR 환원제를 고압 공기의 흐름으로 도입하는 단계.
제 45항에 있어서, 고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 미네랄 가공 킬른에 의해 연소 공기의 질량 소비 속도의 1% 내지 15%의 질량 유량을 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른 조작하는 방법.
제 45항에 있어서, 다음을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른 조작하는 방법:

미네랄 가공 킬른은 용기의 벽에 있는 개구를 통과하여 회전 용기 내로 확장하는 공기 노즐을 더욱 가짐, 및

고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 공기 노즐을 통과하여 고압 공기를 도입하는 단계를 포함함.
제 47항에 있어서, 다음을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른 조작하는 방법:

공기 노즐은 공기 노즐에 연결된 공기 가압기를 가짐, 및

고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 공기 가압기로부터 공기 노즐을 관통하여 고압 공기를 도입하는 단계를 포함함.
제 45항에 있어서, 기체 SNCR 환원제를 도입하는 단계는 다음을 더욱 포함하 는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법:

플레넘에서 액체 SNCR 환원제를 열분해 하는 단계, 및

플레넘으로부터 열분해된 SNCR 환원제를 끌어당겨서 열분해된 SNCR 환원제를 고압 공기의 흐름으로 도입하는 단계.
제 45항에 있어서, 기체 SNCR 환원제를 도입하는 단계는 다음을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법:

플레넘에서 고체 SNCR 환원제를 열분해 하는 단계, 및

플레넘으로부터 열분해된 SNCR 환원제를 끌어당겨서 열분해된 SNCR 환원제를 고압 공기의 흐름으로 도입하는 단계.
제 45항에 있어서, 다음을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법:

다음을 더욱 갖는 미네랄 가공 킬른;

(i) 용기의 벽에 있는 개구를 통과하여 회전 용기로 확장하는 공기 노즐, 및

(ii) (a) 흡입구 및 (b) 공기 노즐에 연결된 출구를 갖는 공기 가압기,

고압 공기의 흐름을 도입하는 단계는 공기 가압기의 흡입구로부터 공기를 끌어당기는 단계 및 공기 가압기와 함께 공기 노즐을 통과하여 고압 공기를 도입하는 단계를 포함함; 및

기체 SNCR 환원제를 고압 공기의 흐름으로 도입하는 단계는 공기 가압기와 공기 노즐 사이의 위치에서 기체 SNCR 환원제를 고압 공기 흐름으로 도입하는 단계를 포함함.
제 45항에 있어서, 다음을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른을 조작하는 방법:

다음을 더욱 갖는 미네랄 가공 킬른;

(i) 용기의 벽에 있는 개구를 관통하여 회전 용기로 확장하는 공기 노즐, 및

(ii) (a) 흡입구 및 (b) 공기 노즐에 유동적으로 연결된 출구를 갖는 공기 가압기,

고압 공기 흐름을 도입하는 단계는 공기 가압기의 흡입구로부터 공기를 끌어당기는 단계 및 공기 가압기와 함께 공기 노즐을 통과하여 고압 공기를 도입하는 단계를 포함함; 및

기체 SNCR 환원제를 고압 공기의 흐름으로 도입하는 단계는, 기체 SNCR 환원제를 공기 가압기의 흡입구의 상부 흐름 위치에서 도입하여 기체 SNCR 환원제가 공기 가압기의 흡입구로 끌어 당겨지는 단계를 포함함.
다음을 포함하는, 미네랄 가공 킬른:

상부 단부 및 하부 단부를 갖는 경사진 회전 용기,

경사진 회전 용기의 하부 단부에 가까이 위치한 버너,

회전 용기의 상부 단부와 회전 용기의 하부 단부 사이의 위치에서 고압 공기 의 흐름을 도입하는데 이용 가능한 공기 노즐, 및

경사진 회전 용기에서 멀리 떨어진, 미네랄 가공 킬른을 조작하는 동안, 공기 노즐과 유체 연통(fluid communication) 되는 SNCR 환원제의 공급원.
제 53항에 있어서, 다음을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른:

공기 노즐과 유체 연통 되는 출구를 갖는 공기 가압기,

SNCR 환원제의 공급원과 유체 연통 되는 정지 공급관,

공기 노즐과 유체 연통 되는 회전 공급관, 및

정지관을 회전관에 연결하는 회전 연결관.
제 53항에 있어서, 다음을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른:

(i) 공기 노즐에 연결된 출구, 및

(ii) SNCR 환원제의 공급원에 연결된 입구를 갖는 플레넘,

여기서, 공기 가압기는 플레넘으로부터 SNCR 환원제 및 공기를 끌어당기고 공기 노즐을 통과하여 회전 용기로 SNCR 환원제 및 공기를 도입하는데 이용 가능함.
제 53항에 있어서, SNCR 환원제의 공급원은 액체 SNCR 환원제의 공급원을 포 함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 가공 킬른.