发明创造名称：一种烟气再循环降低NOx排放的系统和方法
外观设计名称：
决定号：190654
决定日：2019-09-12
委内编号：1F252540
优先权日：
申请（专利）号：201610351104.6
申请日：2016-05-25
复审请求人：上海华之邦科技股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：常梦媛
合议组组长：梁月明
参审员：邱俊杰
国际分类号：F23C9/08;F23N3/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果权利要求的技术方案与最接近对比文件存在的区别已被其它对比文件和所属领域的公知常识公开，且所起的作用与其在该权利要求中相同，则该权利要求相对于现有技术是显而易见的，即不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610351104.6，名称为“一种烟气再循环降低NOx排放的系统和方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为上海华之邦科技股份有限公司。申请日为2016年5月25日，公开日为2016年8月10日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年2月9日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-2相对于对比文件1（CN1O45O12O3A，公开日为2015年4月8日）和本领域的公知常识的结合不具备专利法第22条第3款的规定。驳回决定所依据的文本为申请日2016年5月25日提交的权利要求第1-2项、说明书第[0001]-[0015]段（第1-3页）、说明书附图1、说明书摘要及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种烟气再循环降低NOX排放的系统，包括依次先后串联连接的鼓风机、燃烧器、锅炉/加热炉、烟道和烟囱，其特征在于：所述烟道置有旁路循环烟气管；所述鼓风机的进风口置有空气-烟气混合器，助燃空气进口通过空气风门与所述混合器进口管道连接相通，所述旁路循环烟气管通过循环烟气风门与所述混合器进口管道相接连通；所述空气风门和循环烟气风门与电动或者气动调节仪连接。
2. 根据权利要求1所述烟气再循环降低NOX排放的系统的降排方法，其特征在于：所述电动或者气动调节仪通过调节空气风门挡板的开度和调节循环烟气风门挡板的开度，控制进入混合器中助燃空气与循环烟气量之间的配比，再由鼓风机输送混合气经过燃烧器后进入锅炉/加热炉燃烧。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年5月23日向国家知识产权局提出了复审请求。复审请求人认为：(1) 本申请中不更换鼓风机，不增加循环风机，仅在鼓风机入口处的烟气混合箱上设置空气风门和循环烟气风门，设置“空气风门”的目的，并不仅仅是调整空气侧的进风，而是在锅炉低负荷运行时，进行憋压，即关小了空气风门，迫使当下鼓风机的入口足以抽取烟气，保证锅炉低负荷运行时烟气循环量，进而确保降氮效果。而对比文件1中鼓风机其实是新增的再循环风机，不是锅炉原先燃烧器所用的鼓风机；(2) 本申请的发明目的是提供的系统……结构简单、适用性强，一般锅炉/加热炉系统仅需要稍加改进即可应用，权利要求1中仅增加了“空气风门”和“循环烟气风门”就克服了背景技术中指出的没有循环烟气引风机（抽力）所存在的问题和如增设循环烟气引风机相应产生的诸多安装、成本和震动影响平稳运行等问题。本申请虽然简单，但解决了大问题，有重大经济效益和社会效益，在评述创造性时不能不考虑。因此本申请具有创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年5月29日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：（1）陈述的技术特征未在权利要求1中记载；（2）对比文件1的发明构思与本申请相同；（3）对比文件1也可根据实际燃烧工况来调节空气与烟气的量以达到减少NOX排放的目的，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2018 年12 月26 日向复审请求人发出复审通知书，指出权利要求1-2相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2019 年1 月31 日提交了意见陈述书和修改后的权利要求书，具体修改方式为将原权利要求1、2合并并加入说明书中的特征形成新的权利要求1。复审请求人认为：(1)对比文件1没有公开权利要求1中的如下技术特征：“所述烟道置有旁路循环烟气管……所述旁路循环烟气管通过循环烟气风门与混合器进口管道相接连通”、“再由所述鼓风机输送混合器经过所述燃烧器后……产生极少量的NOX”、“所述旁路循环烟气管通过……调节仪连接”和“所述烟气在循环降低……进行简单改进即可”；（2）本申请采用烟气与常温空气在进入风机前进行混合的方式，使得烟气再循环至鼓风机前温度降低，进而避免了鼓风机因进入高温气体造成鼓风机不能承受的问题，而对比文件1是要充分利用烟气的余热。从发明构思来说，本申请是将现有烟气再循环技术应用锅炉或工业炉的进风设备进行改进，而对比文件1是提供一种新的以固体为燃料，提高锅炉的燃烧效率和降低氮氧化物的产生量的设备。对比文件1必须要更换风机为高温风机，而且相应的对循环通道重新进行耐温设置，增大改造难度和改进成本；（3）本申请的有益效果为提供一种经过简单改进即能实现烟气再循环降低NOX排放的系统和方法，而且采用烟气与常温空气在进入风机前进行混合的方式，使得烟气在循环至鼓风机前温度降低，进而避免了鼓风机因进入高温气体造成鼓风机不能承受的问题。
新修改的权利要求书如下：
“1. 一种烟气再循环降低NOX排放的系统，包括依次先后串联连接的鼓风机、燃烧器、锅炉/加热炉、烟道和烟囱，其特征在于：所述烟道置有旁路循环烟气管；所述鼓风机的进风口置有空气-烟气混合器，助燃空气进口通过空气风门与所述混合器进口管道连接相通，所述混合器的入口直接联通到大气中，能够轻易将助燃空气吸入到所述混合器内；
所述旁路循环烟气管通过循环烟气风门与所述混合器进口管道相接连通；所述空气风门和循环烟气风门与电动或者气动调节仪连接；
所述电动或气动调节仪通过调节空气风门挡板的开度和调节循环烟气风门挡板的开度，控制进入混合器中助燃空气与循环烟气量之间的配比，再由鼓风机输送混合气经过燃烧器后进入锅炉/加热炉燃烧；所述锅炉/加热炉运行时，特别是小负荷时，空气风门挡板需关小，开度足够小的时候，少量助燃空气进入置于鼓风机进风口的空气-烟气混合器；所述旁路循环烟气管中部分烟气在鼓风机的抽离下能克服烟道烟囱的自拔力也流向鼓风机进风口的空气-烟气所述混合器；需要增大负荷时，开大所述空气风门挡板，同时也开大所述循环烟气风门挡板，空气和所述循环烟气就能按一定比例进入到空气-烟气所述混合器里；
通过所述鼓风机进风口设置的所述空气风门挡板开度调节，自动抽取部分炉膛内烟气与助燃空气相结合，控制空气量与循环烟气量之间的配比，再由所述鼓风机输送混合气经过所述燃烧器后到达燃烧室与燃料混合燃烧，防止局部高温产生并缩短了烟气在高温区的停留时间，从而产生合适的、均匀的稳定火焰，同时抑制了NOX的生成，产生极少量的NOX，所述烟气再循环降低NOX排放的系统结构简单、方法简便，只需要在原有锅炉/加热炉系统基础上进行简单改进即可。”
合议组于2019年4月28日再次向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1不符合专利法第22条第3款规定的创造性。合议组认为：（1）复审请求人认为的对比文件1与权利要求1的区别技术特征已部分被对比文件1公开。（2）对比文件1的发明构思为将通过阀门调节流量的烟气与通过阀门调节流量的空气进入混合气体箱后，再通过鼓风机将烟气与空气的混合气抽吸至炉膛以降低NOX的排放，而且其在说明书中明确记载了其涉及到中小型工业层燃锅炉的技术改造，即其也是将现有的烟气再循环技术应用到工业层燃锅炉中。因此，对比文件1与本申请的发明构思是相同的。对比文件1中，补充至锅炉的新鲜空气通过空气预热器进行预热，其作用是使锅炉烟气的外排温度降低并充分利用锅炉烟气中的余热，但当本领域技术人员不需要进行余热利用时，本领域技术人员可以选择不设置空气预热器，而直接将常温空气与烟气进行混合。更进一步，在不考虑其他热量损失的情况下，相同量的烟气，其无论是与空气预热器进行换热后再与空气混合，还是烟气直接与空气混合，其需要的热量是相同的，所以，其在进入鼓风机前的温度都是一样的，因此，并不会出现复审请求人认为的高温烟气导致鼓风机不能承受的问题。再退一步，即使出现复审请求人的认为的温度过高的问题，本领域技术人员也可以通过调节进入空气预热器的空气量从而保证烟气与空气混合后进入鼓风机的混合气体的温度，不会造成鼓风机不能承受的问题。（3）对比文件1公开的技术方案也能实现简单改进以实现烟气再循环降低NOX排放的有益效果，而烟气与常温空气直接混合是本领域的常规选择，其效果可以预期。因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合并未产生预料不到的技术效果。
复审请求人于2019年6月13日提交了意见陈述书，未修改申请文件。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）、审查文本的认定
复审请求人于2019年6月13日提交的意见陈述书中未提交修改权利要求书。复审请求审查决定所针对的文本是申请日2016年5月25日提交的说明书第[0001]-[0015]段（第1-3页），说明书附图图1，说明书摘要及摘要附图，2019年1月31日提交的权利要求第1项。
（二）、关于创造性
专利法第22条第3款规定，创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果权利要求的技术方案与最接近对比文件存在的区别已被其它对比文件和所属领域的公知常识公开，且所起的作用与其在该权利要求中相同，则该权利要求相对于现有技术是显而易见的，即不具备创造性。
1、权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1要求保护一种烟气再循环降低NOX排放的系统。对比文件1公开了一种缺氧富二氧化碳气体实现低氮燃烧的气体混合比例控制的设备及方法，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第1段至第22段、图1）：其涉及到中小型工业层燃锅炉的技术改造，其包括：空气预热器2、混合气体箱7、鼓风机8、锅炉烟气回流烟管5、新鲜空气风管6和鼓风机风管9，空气预热器2的烟气入烟室3的一端与锅炉1的烟气出口11相通，并通过锅炉烟气回流烟管5与混合气体箱7连通，空气预热器2的新鲜空气出口通过新鲜空气风管6与锅炉的一次风风室入风口12相通，为锅炉的一次风风室提供混合气体。所述锅炉烟气回流烟管5的一端通过焊接连接空气预热器的烟气入烟室3，另一端通过焊接与混合气体箱7连接，所述的锅炉烟气回流管5上设有第一阀门41，用来控制烟气回流气体量的大小，所述的新鲜空气风管6上设有第二阀门42，控制补充的新鲜预热空气的空气量大小，通过调节上述两个阀门，控制两股气体的风量（相当于本申请的通过调节空气风门挡板的开度和调节循环烟气风门挡板的开度，控制进入混合器中助燃空气和循环烟气量之间的配比），进一步的，所述锅炉烟气回流烟管5与第一阀门41通过法兰与螺丝连接，所述新鲜空气风管6与第二阀门42通过法兰与螺丝连接，所述鼓风机风管9与鼓风机8 的进风口和出风口用法兰和螺栓连接，所述鼓风机风管9与混合气体箱7通过焊接连接。即对比文件1公开了一种利用烟气再循环来降低氮氧化物排放的系统，包括依次先后串联连接的鼓风机8、锅炉1和烟道，烟道设有锅炉烟气回流烟管5（相对于本申请中的旁路循环烟气管），鼓风机8的进风口设有混合气体箱7（相当于本申请中的空气-烟气混合器），新鲜空气进口通过第二阀门42（相当于本申请中的空气风门）与混合气体箱7的进口管道相通，锅炉烟气回流烟管5通过第一阀门41（相当于本申请中的循环烟气风门）与混合气体箱8的进口管道相连通，通过第一阀门41和第二阀门42控制两股气体的风量，以降低NOX排放
根据上述对比文件1公开的内容可知，“当锅炉/加热炉运行时，特别是小负荷时，空气风门挡板需要关小，开度足够小的时候，少量助燃空气进入置于鼓风机进口的混合气体箱7，锅炉烟气回流烟管5中的部分烟气能够在鼓风机8的抽离下克服烟道烟囱的自拔力流向鼓风机进口的混合气体箱7；需要增大负荷时，打开第二阀门42，同时也打开第一阀门41，空气和循环烟气按照一定比例进入混合气体箱7中。通过鼓风机8进口设置的第二阀门开度调节，自动抽气部分炉膛内烟气与助燃空气向结合，控制空气量与循环烟气量之间的配比，再由鼓风机8输送混合气到达燃烧室与燃料混合燃烧，防止局部高温产生并缩短了烟气在高温区的停留时间，从而产生合适的、均匀的稳定火焰，同时抑制了NOX的生成，产生极少量的NOX，烟气再循环降低NOX排放的系统结构简单、方法简便、只需要在原有的锅炉/加热炉系统基础上进行简单改进即可”是对比文件1隐含公开的内容。
权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别特征在于：系统中，鼓风机连接燃烧器，鼓风机输送混合气经过燃烧器后进入锅炉/加热炉燃烧，混合器的入口直接联通到大气中，能够轻易将助燃空气吸入到混合器中，烟道连接烟囱，并且空气风门和循环烟气风门是通过电动或气动调节仪连接和调节。基于上述区别特征，权利要求1要求保护的技术方案实际解决的技术问题是，如何设置烟气循环系统及如何选择调节空气与烟气的流量。
根据实际工况需求，采用设置在锅炉的一侧设置燃烧器的方式并将鼓风机与燃烧器连接用于向锅炉中送入一次风和/或混合气体是本领域的常规技术手段；采用烟道与烟囱连接的方式用于将烟气排放至环境也是本领域的常规选择；采用电动或气动调节仪控制空气风门和烟气风门进而控制混合器中助燃空气与循环烟气量之间的配比以降低NOX排放也是本领域技术人员常规技术手段，其效果可以预期。另外，对比文件 1公开了混合气体箱7的空气入口与空气预热器相连，但当不需要对空气预热时而将混合器的入口直接与大气连通并将助燃空气吸入到混合器中也是本领域技术人员的常规技术手段。
由此可见，在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段得到权利要求1要求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，因此权利要求1要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点，因而不具备创造性。
2、关于复审请求人的意见陈述
复审请求人在2019年6月13日提交的意见陈述书中认为：（1）权利要求1与对比文件1存在区别技术特征：“所述烟道置有旁路循环烟气管；……能够轻易将助燃空气吸入到所述混合器内”、“再由所述鼓风机输送混合气经过所述燃烧器后到达燃烧室与燃料混合燃烧，……产生极少量的NOX”和“所述锅炉/加热炉运行时，特别是小负荷时，……空气和所述循环烟气就能按一定比例进入到空气-烟气所述混合器里”；（2）首先，相对于对比文件1，本申请实际解决的技术问题是：当再循环烟气引至鼓风机入口时，如何解决减低NOX排放的烟气再循环系统在低负荷状态下克服烟囱自拔力正常使用的问题。对比文件1给出了使用阀门控制气量的技术启示，但本申请的空气风门挡板的作用是用于憋压，降低风机对空气侧的抽吸能力，提高对烟气侧的抽吸能力。本领域中，当烟气进入量降低时，容易想到的是开大烟气侧的阀门，而不会采用本申请中的关小空气侧阀门的方式。其次，本申请中抽取的再循环烟气为可以直接被烟囱排放的低温烟气，排出的烟气与常温空气在进入风机前混合，避免了烟气直接计入风机对风机造成损伤的问题。对比文件1的空气是加热后的空气，因此，混合气体箱中的混合气体的总热量大于冷风和低温烟气混合之后的热量，本领域技术人员从对比文件1中获得技术启示是：使用空气预热器设置在烟气出口侧利用高温对空气进行加热，而不会采用本申请的“烟气与常温空气在进入风机前混合的动机，本申请的混合气相当于低温烟气与空气的混合，对比文件1的混合空气相当于低温烟气与预热后的热空气混合，二者属于不同的技术方案”；最后，认为本申请的技术方案是本领域技术人员能够做出的常规设置，不能使人信服；（3）本申请具有有益效果，具有显著进步。
对此，合议组经审查后认为：（1）对比文件1公开了“所述烟道置有旁路循环烟气管；……与所述混合器进口管道连接相通；所述旁路循环烟气管通过循环烟气风门与混合器进口管道相接连通”、“再由所述鼓风机输送混合气经过所述燃烧器后到达燃烧室与燃料混合燃烧，……产生极少量的NOX”已被对比文件1公开，具体参见对权利要求1的评述；对于特征“所述锅炉/加热炉运行时……进入到空气-烟气所述混合器里”，对比文件1中虽然没有明确的文字记载，但上述内容是对比文件1隐含公开的内容，对比文件1公开了“所述的锅炉烟气回流管5上设有第一阀门41，用来控制烟气回流气体量的大小，所述的新鲜空气风管6上设有第二阀门42，控制补充的新鲜预热空气的空气量大小，通过调节上述两个阀门，控制两股气体的风量”，即可以通过烟气回流管上的第一阀门控制烟气回流气体量的大小并且通过控制新鲜空气风管上的第二阀门控制空气量的大小。由于对比文件1公开的上述结构与本申请的结构相同，因此，当锅炉/加热炉需要小负荷时，控制烟气的第一阀门和控制空气的第二阀门通常都会关小，当开度足够小时，进入混合器中的空气减少，部分烟气能够在鼓风机的抽离下克服烟囱的自拔力而流向混合器，这是由于对比文件1的具体结构而客观上能够达到的效果，当需要大负荷时，空气和循环烟气按照一定比例计入混合器中。即对比文件1与本申请的控制目标和达到的效果是一致的。
（2）首先，对比文件1的发明构思为将通过阀门调节流量的烟气与通过阀门调节流量的空气进入混合气体箱后，再通过鼓风机将烟气与空气的混合气抽吸至炉膛以降低NOX的排放，而且其在说明书（参见说明书第[0001]段）中明确记载了其涉及到中小型工业层燃锅炉的技术改造，即其也是将现有的烟气再循环技术应用到工业层燃锅炉中。因此，对比文件1与本申请的发明构思是相同的。虽然对比文件1没有明确公开烟道连接烟囱，但这是本领域的通用设置方式。当循环烟气引入鼓风机入口时，特别是在低负荷的情况下会出现如何克服自拔力而正常使用的问题，这也是客观上存在的问题。但本领域技术人员知晓，烟囱的自拔力是由于热烟气的比重和外界冷空气的比重之间的比重差造成的，本领域技术人员在面对此问题时会根据实际工况需求，可以选择关小空气阀门对系统进行憋压、通过增大引风机风量、减少排风机风量或是降低排烟温度等多种可行的方式克服烟气再循环中烟道自拔力对其的影响；而且在本申请的权利要求中并未记载关小空气阀门对系统进行憋压的相关特征，而只是记载了“所述锅炉/加热炉运行时，特别是小负荷时，空气风门挡板需关小，开度足够小的时候，少量助燃空气进入置于鼓风机进风口的空气-烟气混合器；所述旁路循环烟气管中部分烟气在鼓风机的抽离下能克服烟道烟囱的自拔力也流向鼓风机进风口的空气-烟气所述混合器”；其次，对比文件1中的进入混合器的空气-烟气的混合器也是经过外界新鲜空气降温后混合气体，其也避免烟气直接计入风机对风机造成损伤的问题。对比文件1中加热空气的热源为锅炉中排出的烟气，因此，无论是对比文件1中公开的从锅炉中排出的烟气先与外界的新鲜空气换热然后再进入混合器，还是本申请的从锅炉中排出烟气和外界的新鲜空气分别进入混合后再换热，这两种方式进入鼓风机时混合气的温度都是一样的，不存在复审请求人认为的混合气不同的情况。另外，对比文件1第[0003]段记载了现有技术中锅炉鼓风机的鼓风温度是常温气体，即采用常温的空气作为鼓风气体是本领域的常规技术手段，因此，采用外界新鲜空气直接与鼓风机连通并没有带来预料不到的技术效果。最后，合议组并未认为本申请的技术方案是本领域技术人员能够做出的常规设置，而是认为在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段得到权利要求1要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的。（3）对比文件1公开的技术方案也能实现简单改进以实现烟气再循环降低NOX排放的有益效果，而烟气与常温空气直接混合、调节空气风门挡板和循环烟气风门挡板的开度以解决低负荷状态下再循环烟气的供应问题都是本领域的常规选择，其效果可以预期。因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合并未产生预料不到的技术效果。
综上，合议组对复审请求人的请求意见不予支持。
基于上述事实和理由，合议组依法做出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年2 月9 日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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