Співробітниками Інституту газу НАН України ще в 60-70 р. вивчений механізм утворення оксидів азоту в топкових процесах і в 70-90 р. вперше в б. СРСР упроваджені на 100 котлах електростанцій і більш ніж на 300 котлах потужних котельних заходи, що знижують утворення оксидів азоту на 40..50 % (в Україні, Росії, Литві, Латвії, Білорусії, Болгарії).
Рециркуляція газів в топкову камеру в даний час широко застосовується в котлах великої потужності встановлених на крупних електростанціях. Зазвичай димові гази з температурою 300-400 °С відбираються перед повітряпідігрівачем і спеціальним рециркуляційним димососом подаються в топкову камеру. При цьому умови введення можуть бути різними. В деяких випадках гази раніше подавалися через канали в под топки (котел ТГМП-314), через шліци під пальниками (ТГМП-114), через кільцевий канал навколо пальника. При цьому їх дія на вихід оксидів азоту була незначною. Починаючи з 1970-х років гази рециркуляції в більшості котлів за ініціативою Інституту газу НАНУ, ВТІ і ТКЗ стали подаватися в дуттєве повітря. Застосування рециркуляції дозволяє регулювати тепловіддачу до топкових екранів і температуру перегріву пари, зближувати характеристики роботи котлів при спалюванні різних палив, наприклад, рідких і газоподібних.
Ступінчасте спалювання газу – один з найбільш перспективних (унаслідок дешевизни, надійності і універсальності) методів регулювання топкових режимів з підтримкою незмінним ККД котла і одночасним зниженням утворення оксидів азоту в топкових процесах. Застосований на ряду котлів енергоблоків 300 і 200 МВт і тисячах водогрійних котлів.
При спалюванні газу і мазуту стадійний процес горіння може бути організований:
- шляхом подачі повітря в окремі пальники (або ряди пальників) з недоліком повітря, а в пальники, зазвичай розташовані вище, з надлишком повітря;
- шляхом створення спеціальних пальників двохстадійного спалювання палива. Останній спосіб перевірений в експлуатаційній практиці у водогрійних котлах і котлах ПТВМ протягом 20 років. По цій схемі спроектовані і знаходяться в тривалій експлуатації більше 1000 пальникових пристроїв двохстадійного спалювання для котлів ПТВМ-100 і ПТВМ-50 (ГДС-100, ГДС-50) в Україні, Росії, країнах Прибалтики і ін., а також понад 300 пальникових пристроїв двохстадійного горіння для парових котлів потужністю 50, 75, 100 т. пара/годину.
Інститутом розроблені і вперше в країнах СНД застосовані методи інтенсифікації дії рециркуляції:
- Подача газів рециркуляції не в дуттєве повітря, а в паливний газ – підвищує ефективність дії газів рециркуляції в 2-3 рази, що дозволяє для зниження виходу NOx в 2 рази вводити в пальниковий пристрій не 20%, а лише 7% газів рециркуляції (це також дозволяє не знижувати ККД котла), знижує навантаження тягодуттєвих машин. Для застосування методу розроблені принципово нові пальникові пристрої, застосовані на котлах 100 т/ч пари Северодонецької ТЕЦ;
- Збільшення подачі газів рециркуляції в центральні пальники і відповідне зниження подачі їх в крайні – підвищує інтенсивність впливу газів рециркуляції, вихід оксидів азоту зменшується на 25-30% – застосований на котлах енергоблоків 200 МВт Сургутської ГРЕС-1 і ін.
Для промислових котлів і електростанцій, що не мають рециркуляційного димососу, в Інституті відпрацьована і використана на ряді котлів схема перепускання частини димових газів з димососа у вхідний патрубок вентилятора.
Інститут газу НАНУ може узяти на себе розробку і пуско-наладку таких систем. Також Інститут газу розробляє методи зниження оксидів азоту на вугільних котлах.