專利名稱：玻璃熔融裝置及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃熔融裝置，其包括熔化器，礦物燃料燃燒器以及至少一個用 于預(yù)熱氧化氣體的蓄熱器(換熱器)；其中在熔化器與至少一個蓄熱器之間安裝有至少兩 個爐頸，用于交替進(jìn)行氧化氣體的輸入和燃燒氣體的排除；其中所述爐頸上配置有邊孔用 于輸入附加氧化氣體，其中所述爐頸的底面在構(gòu)造上相對于其橫截面沒有階形變化。
背景技術(shù)：
德國專利DE198 18 953 CI介紹了一種玻璃熔爐，其包括蓄熱器和交替反轉(zhuǎn)運(yùn)行 的成對爐頸；在這種熔爐中，通過使用風(fēng)機(jī)吹入充足空氣，在蓄熱器的基底即蓄熱器網(wǎng)格下 邊產(chǎn)生或多或少的化學(xué)當(dāng)量的后燒，可以減少廢氣中NOx及CO的含量。然而在此過程中， 由于熱量會預(yù)先被轉(zhuǎn)移到蓄熱器的網(wǎng)格內(nèi)，蓄熱器基底的溫度就會相對較低，這就需要提 供過量的燃料以支持后燒。據(jù)該文獻(xiàn)記載，后燒使溫度提升至至少400攝氏度，熱能可通過 將廢氣通入原料預(yù)熱器加以回收利用。同樣依文獻(xiàn)所述，減少NOx和CO含量的條件是完全 相反的。 類似的思路也在德國專利DE 195 43 743 Al中得以體現(xiàn)，其中用于后燒的空氣以
類似的方式被引入到蓄熱器網(wǎng)格之下。在此專利中，一個指向下方的噴嘴矩陣對上升的空
氣會產(chǎn)生一種逆向阻礙，這就需要對蓄熱器的設(shè)計進(jìn)行相當(dāng)大的改動。 從德國專利DE 101 188 80 C2及相應(yīng)的歐洲專利EP 1 252 105 Bl中得知，為了
防止煙塵及石墨的沉積，同時不增加玻璃熔爐廢氣中的NOx含量，可以在交替運(yùn)行的成對
爐頸的邊壁上以聯(lián)合噴嘴的形式安裝輔助燃燒器，并在相應(yīng)爐頸處于加熱相時利用這些噴
嘴輸入輔助燃料氣體和氧化劑，而主燃燒器則在爐頸下邊按照常規(guī)底孔的布置進(jìn)行安裝。
為了增加輔助燃燒器或者輔助火焰的側(cè)向效果，這些爐頸含有階形結(jié)構(gòu)，輔助火焰就在其
中燃燒。依該專利文獻(xiàn)所述，在排氣相中，即燃燒氣體從熔化室排出過程中，即使沒有燃料
氣體，氧化劑也會被持續(xù)引入這些爐頸。但是實踐證明，階形結(jié)構(gòu)會阻礙存在于廢氣中的過
量燃料的后燒，因為氧化劑不能與廢氣混合充分，而會回流至熔化室，在熔化室氧化劑將不
能再起到減少廢氣中危險的CO含量的作用。 德國專利DE 43 01 664 Al公開了一種玻璃熔爐，其包括蓄熱器和交替逆向運(yùn)行 的成對爐頸；在該專利中，盡管是分級燃燒，但在加熱相中，通過獲取蓄熱器上部的熱空氣 并將其傳輸經(jīng)過熔化器，再引至相對的燃燒口上部，與廢氣流呈逆行方向，即可達(dá)到縮短燃 燒焰路徑的目的。 一方面，在第一階段產(chǎn)生的亞化學(xué)當(dāng)量的燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙A段的完全化 學(xué)當(dāng)量燃燒，而另一方面，這種安排會在燃燒室內(nèi)熔融的玻璃之上如所預(yù)期地產(chǎn)生強(qiáng)湍流， 這會對主火焰及熱量分布產(chǎn)生消極影響。 美國專利No. 5， 795， 364公開了一種玻璃熔爐，其包括蓄熱器和交替逆向運(yùn)行的 成對爐頸；在該專利中，主燃料在燃燒相中被加入燃燒器口 ，而被稱為"復(fù)燒燃料"的輔助燃 料則在排氣相中被加入。當(dāng)空氣沿著與廢氣流逆行的方向被吹入蓄熱器的上部網(wǎng)格以產(chǎn)生 湍流并確保繼之而來的氣體燃料相對不足時，輔助燃料就會產(chǎn)生強(qiáng)烈的后燒。這個過程會
4導(dǎo)致燃料損耗，因為蓄熱器的熱量回收會有損失。 德國專利DE 100 44 237 Al以及相應(yīng)的專利文件No. WO 02/02468 Al進(jìn)一步披 露，為了減少玻璃熔爐廢氣中NOx的含量，可以在爐頸兩個邊壁上安裝燃燒器，并依需要安 裝廢氣進(jìn)口 ，又被稱為燃燒氣口 ，另外再安裝垂直于燃燒氣流的所謂火焰根部防護(hù)結(jié)構(gòu)，空 氣通過這些防護(hù)結(jié)構(gòu)留下的縫隙可側(cè)向進(jìn)入，產(chǎn)生可以減少湍流和廢氣流底流的交叉流。 火焰根部防護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了避開氣流的區(qū)域，并可以有多種形狀，如與氣流同向或相垂直的 楔形、斜坡頂或矩形。在任何實施例中，沿著向外流動的方向會設(shè)置兩個邊緣鋒利的階式結(jié) 構(gòu)。因此，有必要對由陶瓷材料制成的爐頸的壁和底部進(jìn)行廣泛和昂貴的改動，文獻(xiàn)中關(guān)于 剔除底部材料的必要性的說明也暗示了這一點。這種結(jié)構(gòu)安排類型幾乎不適用于已有爐頸 的改裝。文獻(xiàn)沒有闡述在交替運(yùn)行過程中廢氣從燃燒室回流越過熔化器的情況，沒有闡述 二次氧化，也沒有記載對廢氣中CO含量會產(chǎn)生何種影響的有關(guān)信息。 美國專利No. 6， 047， 565公開的玻璃熔爐內(nèi)的爐頸，其底部表面在構(gòu)造上可以有 階式結(jié)構(gòu)，也可以沒有階式結(jié)構(gòu)。如果噴嘴安裝在爐頸的邊壁上，其用途在于注入少量的燃 料，燃料注入量占全部用量的比例介于5% -30%之間。該專利文件沒有說明氧化劑即使在 燃燒氣體的回流過程中也應(yīng)通過這些噴嘴加入，如果應(yīng)該這樣做，當(dāng)噴嘴向熔爐內(nèi)部做小 角度調(diào)整時就會造成壓力增加，這就會阻滯來自熔爐內(nèi)部的排氣流并改變其內(nèi)的化學(xué)當(dāng)量 關(guān)系。 據(jù)美國專利No. 5， 755， 846記載，用于加入附加燃料的噴嘴可以安裝在爐頸的頂 部、底部和其中的一個邊壁上，從而產(chǎn)生亞化學(xué)當(dāng)量和過化學(xué)當(dāng)量的氣體混合物的分層燃 燒。該文獻(xiàn)沒有記載有關(guān)輔助氧化劑注入的情況。 據(jù)歐洲專利EP 1634 856 Al文獻(xiàn)可知，可以在相對的爐頸上安裝移動噴嘴，并使 它們的開口指向熔爐膛內(nèi)。即使在廢氣排氣階段，也可以通過這些噴嘴將氧化劑注入到熔 爐燃燒室內(nèi)。然而，這些噴嘴也會對廢氣產(chǎn)生阻礙作用，從而限制其流動，同時使后燒被限 制在熔爐內(nèi)部。 據(jù)美國專利No.5，417，731文獻(xiàn)可知，可以在排氣相時將輔助氧化劑加入爐頸以 實現(xiàn)一氧化碳的后燒。然而，噴嘴在指向熔爐內(nèi)部做小角度調(diào)整時也還會造成壓力增加，從 而阻滯來自熔爐內(nèi)部的廢氣排氣流。 通過概述現(xiàn)有技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)仍存在以下問題優(yōu)化燃燒氣體中的燃?xì)鈅空氣比使 之接近完全化學(xué)當(dāng)量的燃燒，是使用礦物燃料加熱的玻璃熔爐的現(xiàn)有技術(shù)。接近完全化學(xué) 當(dāng)量的燃燒可保證最佳的火焰溫度和能量利用。完全化學(xué)當(dāng)量的燃燒作為術(shù)語是指，選用 精確數(shù)量的燃燒氣體從而使其中的氧含量恰好滿足需要以將燃料中的碳?xì)浠衔锓肿油?全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物水和二氧化碳。溫度在超過燃料燃點之上時放熱過程即發(fā)生，釋放出熱 量。這里需要注意到，該兩種反應(yīng)產(chǎn)物也都具有傳熱的作用。 亞化學(xué)當(dāng)量燃燒或過化學(xué)當(dāng)量燃燒過程都會偏離能量利用效率的最佳值。使燃燒 接近完全化學(xué)當(dāng)量燃燒是減少NOx排放的主要辦法。通常以廢氣中過剩氧的含量作為衡量 燃?xì)鈅空氣比的指標(biāo)。以標(biāo)準(zhǔn)參照條件下的干燥廢氣為測量基礎(chǔ)，過剩氧的含量通常接近 0. 5%。 高溫條件下氣體不斷增加的粘性會阻礙預(yù)熱的燃燒空氣與燃料充分混合。供燃 燒的預(yù)熱空氣溫度會接近1250°C，因而其粘性會達(dá)到0. 5*10—^g/ms，這個數(shù)值達(dá)到了液體粘性的數(shù)量級。當(dāng)專家評價燃燒產(chǎn)物在廢氣流中可測量而又不均勻的分布狀況時，將這種
狀況稱之為"條紋構(gòu)成"。在接近完全化學(xué)當(dāng)量燃燒的情況下，尤其存在一種不斷增大的風(fēng)
險——在廢氣中仍會發(fā)現(xiàn)含有一氧化碳，盡管廢氣中也殘存著少量的氧。 可能是為解決這個問題，為了確保燃燒完全，有人選擇在操作早期即將燃料與燃
燒空氣盡可能充分地混合。但實踐顯示，當(dāng)燃料旋動時，氧化氮的組成含量增加了。因此氣
體旋動會產(chǎn)生一種相反的、非常負(fù)面的效果。實踐證明，為了降低燃燒中的污染物排放量，
保持穩(wěn)定的火焰是必要的。 按照現(xiàn)有技術(shù)，迄今，附加的燃料和氧化劑主要被添加至燃燒室前部，在蓄熱式燃 燒裝置的新鮮空氣一側(cè)。這就是所謂的"多級加熱"。已知這種添加輔助燃料的操作方式的 目的，是在實際燃燒之前創(chuàng)造一個火焰前鋒，延遲現(xiàn)實中的主火焰。但這會延遲主燃?xì)饬鞯?燃燒，在火焰根部周圍產(chǎn)生一種亞化學(xué)當(dāng)量的混合，并降低火焰心周圍的溫度。不管怎樣， 這兩種效果僅僅會導(dǎo)致構(gòu)成中N0x含量的減少。 進(jìn)一步的研發(fā)表明，在爐頸內(nèi)的一個階式結(jié)構(gòu)之后注入輔助燃料(如德國專利DE 101 18 880 C2所記載)是有利的。這樣可以確保輔助燃料能夠分散至爐頸和空氣輸入流 的全部寬度。然而，這種階式結(jié)構(gòu)也能導(dǎo)致積灰的增加，并在附加燃料的進(jìn)口附近造成不良 的煙塵沉積。為解決這一問題曾有人嘗試向輔助燃料中添加少量的輔助空氣。這種輔助空 氣同時也作為一種氧化劑使用，盡管這主要用于支持燃燒。輔助燃料的添加在排氣階段被 中斷，但為了消除煙塵沉積，氧化劑的供給卻持續(xù)不斷。在這種情況下，階式結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了負(fù) 面作用，因為其阻礙了氧化劑與排放氣體的混合。因此這種方法不能證明在有效減少廢氣 中C0含量方面具有有益效果，階式結(jié)構(gòu)阻礙了氧化劑與本可以進(jìn)行后燒的廢氣進(jìn)行混合。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供改進(jìn)前述玻璃熔融裝置的方法手段，通過這些方法手
段可以對已有的爐頸進(jìn)行簡單有效的翻新改型，可以使火焰溫度達(dá)到最佳值，實現(xiàn)高效的
能源利用，籍此還可以使燃料中未完全燃燒及/或未完全氧化的成分再被氧化，使廢氣中
的C0含量大大降低，同時不增加其中N0x的含量。特別是，本發(fā)明的目的還在于避免或限
制那些不得不進(jìn)入爐頸內(nèi)部的結(jié)構(gòu)性改造措施。 使用本發(fā)日月設(shè)備的優(yōu)勢 前述玻璃熔爐通過下述方式實現(xiàn)本發(fā)明的目的 a)用于輸入附加氧化氣體的開口與爐頸的自由截面在爐頸底面之上成一線；
b)用于輸入氧化氣體的開口通過管道與氧化氣體鼓風(fēng)機(jī)相連；
c)氧化氣體輸入口以直角伸入爐頸。 將特征b)和c)結(jié)合起來十分重要。無論是在相關(guān)燃燒器的燃燒相中吹入氧化氣 體，還是在相關(guān)燃燒器的廢氣排放相中吹入氧化氣體，其對一定流動方向的氧化氣體的成 分影響都是中性的。尤其是，在朝向熔爐內(nèi)部的方向上，不會出現(xiàn)能阻礙燃燒氣體排出的壓 力增大現(xiàn)象，這就會促成在熔爐室內(nèi)發(fā)生完全化學(xué)當(dāng)量的化學(xué)變化。直到目前，沒有任何現(xiàn) 有技術(shù)揭示了這一技術(shù)信息。相反，美國專利No. 5， 417， 731實際推薦了一種與此相反的技 術(shù)，即在與燃燒反應(yīng)氣體所流經(jīng)的廢氣路線相反的方向上，向熔爐引入輔助氧化氣體。
本發(fā)明的主要貢獻(xiàn)，在于通過它可以對已有的爐頸進(jìn)行簡單有效的翻新改型，還在于通過它可以使火焰溫度達(dá)到最佳值，實現(xiàn)高效的能源利用，籍此還可以使燃料中未完 全燃燒及/或未完全氧化的成分再被氧化，特別是還可以使廢氣中的CO含量降低至近乎 零，同時不增加其中NOx的含量。尤其，本發(fā)明還避免或限制了那些不得不進(jìn)入爐頸內(nèi)部的 結(jié)構(gòu)性改造措施。 本發(fā)明特別有助于接近完全化學(xué)當(dāng)量條件下的主燃燒，在熔爐內(nèi)的這種燃燒，只 有少量未燃燒或部分燃燒的燃料殘存，并至少在最大程度上可以被轉(zhuǎn)化為幾乎不含CO的 廢氣。本發(fā)明也可以解決因氣體混合不充分所導(dǎo)致的問題。氣體混合不充分源于這樣的事 實通常在溫度達(dá)到125(TC左右時，用于主燃燒的預(yù)熱燃燒空氣的粘性為0. 5*10—3，這種粘 性會導(dǎo)致混合氣體的條塊分割。 尤其是，利用本發(fā)明可以在不求助于附加措施的情況下使得廢氣中的CO含量符 合法律規(guī)定。在熔爐燃燒室內(nèi)形成的CO可以在離開燃燒室不久即被氧化。實踐中，一氧化 碳含量的區(qū)域值在100mg/Nm 還已知其峰值為1000mg/Nm3。本發(fā)明可以將一氧化碳的含量 值減低至近乎零。 作為前述玻璃熔融裝置的更多實施例，如果具有下述一項或多項特征，就會更加 有利 氧化氣體輸入口安裝在爐頸底面與頂面之間垂直距離的中間區(qū)域附近，
氧化氣體輸入口安裝在爐頸兩端間距的中間區(qū)域附近，
氧化氣體輸入口的橫截面大小介于20-350cm2之間，優(yōu)選50_80cm2，
氧化氣體輸入口由圓柱形壁面圍成， 氧化氣體輸入口的直徑介于50-200mm之間，優(yōu)選直徑介于80-100mm之間，及/ 或 氧化氣體輸入口的長度介于100-500mm之間，優(yōu)選介于300-400mm之間的長度。
利用本發(fā)B月方法的優(yōu)勢: 本發(fā)明還涉及一種操作玻璃熔融裝置的方法，其所操作的玻璃熔融裝置包括一個 熔化器，礦物燃料燃燒器以及至少一個用于預(yù)熱氧化氣體的蓄熱器；其中在熔化器與至少 一個蓄熱器之間安裝有至少兩個爐頸，用于交替進(jìn)行氧化氣體的輸入和燃燒氣體的排除； 所述爐頸上配置有邊孔用于輸入附加的氧化氣體，其中所述爐頸內(nèi)的氣流不會被任何階式 結(jié)構(gòu)阻斷。 為了實現(xiàn)前述任務(wù)并達(dá)到相同的有益效果，本方法具有如下特征 a)輸入的附加氧化氣體在燃燒氣體的排氣階段被導(dǎo)入至爐頸底面上部的自由截
面， b)附加氧化氣體通過一個鼓風(fēng)機(jī)被吹入爐頸內(nèi)，并
c)氧化氣體以相對于氣流垂直的角度被吹入爐頸內(nèi)。 作為前述方法的更多實施例，如果具有下述一項或多項特征，效果會相當(dāng)有利 附加氧化氣體被引入至爐頸底面與頂面之間垂直距離的中間區(qū)域附近， 附加氧化氣體被引入至爐頸兩端間距的中間區(qū)域附近， 附加氧化氣體通過燒嘴磚內(nèi)的圓柱形壁面區(qū)域被引入至爐頸內(nèi)， 附加氧化氣體的輸入流速介于5-20m/s之間，優(yōu)選流速介于8-10m/s，及/或 附加氧化氣體占主燃燒所需要量的比例介于1_7%，優(yōu)選比例介于4-6%。


有關(guān)本發(fā)明的目的、操作方法及其更多優(yōu)點，將通過下面的一個實例進(jìn)行詳細(xì)闡 述，并參照圖l-5。圖示如下 圖1. 一幅穿過蓄熱器及其兩個腔膛、兩個爐頸和熔化器裝料區(qū)的水平截面圖； 圖2. —副穿過其中一個爐頸的豎直截面圖； 圖3.圖1所示的一個爐頸的水平截面圖的放大效果圖； 圖4. 一個燒嘴磚的三維視圖，其上有一個用于向爐頸輸入氧化氣體的開口 ；
圖5.爐頸的一個邊壁及與之聯(lián)成一體的燒嘴磚的豎直截面圖。
具體實施方案 圖1顯示一個蓄熱器l，其包括兩個已知類型的蓄熱室la和lb，每一個蓄熱室分 別通過爐頸2和爐頸3與一個熔化器4的備料端區(qū)相連接。其中的爐料，也被稱為成批配 料，通過一個所謂的投料口 5投入；在熔化器相對的一邊也可以安裝一個同樣的投料口。燃 燒礦物燃料的燃燒器6和7安裝于爐頸2、3的下部并在熔化器4之內(nèi)容物的上部，因而圖 中只標(biāo)出了燃燒器6和7的開口。點火方式采用底孔點火方式，這是已知方法。
如圖1所示，加熱過程發(fā)生于圖下邊的爐頸3內(nèi)，來自蓄熱室lb的被預(yù)熱的氧化 氣體，通常是空氣，沿著長箭頭的方向加入到燃燒氣體中。同時，當(dāng)燃燒氣體將其大部分熱 能傳遞至熔化器4后，其會流經(jīng)另外一個爐頸2 (圖中上邊部分所示)，此時相關(guān)的燃燒器6 的操作處于停止。這個過程大約每20分鐘反轉(zhuǎn)一次。該構(gòu)造及操作方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，例 如，屬于本申請人的德國專利DE 198 18 953 Cl公開了這一技術(shù)。 本發(fā)明的關(guān)鍵點在于在每一個爐頸2和3的外邊壁2a或3a上安裝有輸入口 8 和9，用于將附加氧化氣體垂直輸入到爐頸2和3的自由截面內(nèi)。每一個輸入口分別連接到 管道10和11. 在此之前所使用的參照數(shù)字在圖2中繼續(xù)使用，該圖顯示爐頸有一個左手端2b， 其連接至蓄熱室la，還有一個右手端2c，其位于熔化器4的邊緣4a之上?？梢郧宄乜吹?， 盡管爐頸2有一個呈輕微斜角的底面2d，但在橫截面上沒有階形變化，并且輸入口 8以特定 方式安裝于底面2d之上，從而使來自輸入口 8的附加氧化氣體被導(dǎo)向爐頸2的底面2d上 部的自由截面處。還可以看到，輸入口 8位于底面2d與拱形頂面2e之間的垂直距離"H" 的中間區(qū)域附近。而且，輸入口 8還位于爐頸兩端2b和2c之間氣流通道"S"的中央?yún)^(qū)域。
在圖3中蓄熱室la中的蓄熱室網(wǎng)格結(jié)構(gòu)被省略了，其與圖2結(jié)合起來作如下顯 示粗箭頭代表燃燒氣體在排氣相中從熔化器流向蓄熱室la。附加氧化氣體(通常是用風(fēng) 機(jī)吹入管道10的周邊空氣)通過輸入口 8以一定的動力被吹進(jìn)，在此動力下，其最初垂直 移動，從而在細(xì)箭頭所指的方向上不產(chǎn)生方向影響，并與燃燒氣體混合，氧化剩余的一氧化 碳。這個氧化過程將持續(xù)到進(jìn)入蓄熱室la。 圖4和圖5顯示的是輸入口 8和9所體現(xiàn)的特別有助益的設(shè)計輸入口 8是一種 連續(xù)性的通道，由一個直徑為"D"的圓柱形邊壁圍成，安裝在一個矩形的由耐熱礦物材料制 成的燒嘴磚12內(nèi)。直徑"D"介于50-200mm之間，優(yōu)選80-100mm。長度"L"介于300-400mm 之間。如果直徑"D"是80mm，選擇高度"h"為200mm、寬度"b"也為200mm是有利的。如果把上述裝置按照圖5所示裝入一個高和寬均為380mm、由耐熱礦物材料磚制成的方磚13 內(nèi)， 一個墻插物就形成了 ，可以用于在已有的玻璃熔融裝置內(nèi)進(jìn)行安裝或更新，非常簡易和 廉價。 當(dāng)在輸入口 8的出口處的流速介于5-20m/s，優(yōu)選流速為8_10m/s時，氧化氣體可 以穿越燃燒氣體流，從而確保氣體充分混合和燃燒。如果附加氧化氣體量占用于玻璃熔化 的主燃燒所需氧化氣體量的比例介于1_7%，結(jié)果是有益的，只要恰當(dāng)選定附著于管道10 及11的風(fēng)機(jī)(圖中沒有顯示)的尺寸，就可以實現(xiàn)這一點。當(dāng)然這也適用于爐頸3在相應(yīng) 時間段的操作。 圖1所顯示的是一種所謂的馬蹄形火焰爐內(nèi)的情況，在該爐中熔化玻璃之上的燃 燒氣體流反轉(zhuǎn)180。。當(dāng)本發(fā)明用于所謂的橫焰爐時也會產(chǎn)生同樣的益處，在橫焰爐中協(xié)同 運(yùn)行的成對爐頸被分別安裝在熔爐相對的邊壁上。 通過上面的描述，可以清楚看出本發(fā)明的目的得以實現(xiàn)。盡管只闡述了一種具體 實施例，但基于上述描述所產(chǎn)生的可替代實施例及各種改型，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是 顯而易見的。這些以及其它替代實施例應(yīng)被認(rèn)為屬于等同物，并被包括在本發(fā)明的原理范 圍之內(nèi)。應(yīng)當(dāng)這樣理解，我們希望將那些可以合理地、恰當(dāng)?shù)貧w入我們對現(xiàn)有技術(shù)所做貢獻(xiàn) 的范圍之內(nèi)的所有改型，均納入此授權(quán)專利的保護(hù)范圍。
1蓄熱器la蓄熱室lb蓄熱室2爐頸2a邊壁2b端口2c端口2d底面2e頂面3爐頸3a邊壁4熔化器4a邊緣5投料口6燃燒器7燃燒器8輸入口9輸入口10管道11管道12燒嘴磚13方磚
9
"b"寬度 "D"直徑 "H"豎直距離 "h"高度 "S"氣流通道 "L"長度
權(quán)利要求
一種玻璃熔融裝置，包括熔化器(4)，燃燒礦物燃料的燃燒器(6，7)以及至少一個用于預(yù)熱氧化氣體的蓄熱器(1)，其中在至少一個蓄熱器(1)與熔化器(4)之間安裝至少兩個爐頸(2，3)用于交替運(yùn)行氧化氣體的輸入和燃燒氣體的排出，其中爐頸(2，3)安裝有側(cè)面輸入口(8，9)用于輸入附加氧化氣體，其中爐頸在橫截面上沒有階形變化，其特征在于，a)用于輸入附加氧化氣體的輸入口(8，9)與爐頸(2，3)的底面(2d)上部的自由截面成一線，b)用于輸入附加氧化氣體的輸入口(8，9)通過管道(10，11)與氧化氣風(fēng)機(jī)相連，而且c)用于輸入附加氧化氣體的輸入口(8，9)在爐頸(2，3)內(nèi)以直角開口。
2. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)安裝于爐 頸(2，3)的底面(2d)與頂面(2e)之間的垂直距離("H")的中間區(qū)域附近。
3. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)安裝于爐 頸(2， 3)兩端(2b，2c)之間的氣流通道("S")的中央?yún)^(qū)域。
4. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的橫截面 積介于20-350cm2。
5. 按照權(quán)利要求4所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的橫截面 積介于50-80cm2。
6. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)由圓柱形 的壁面圍成。
7. 按照權(quán)利要求6所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的直徑 ("D")介于50-200mm之間。
8. 按照權(quán)利要求7所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的直徑 ("D")介于80-100mm之間。
9. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的長度 ("L")介于100-500mm之間。
10. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的長度 ("L")介于;300-400mm之間。
11. 一種操作玻璃熔融裝置的方法，其所操作的玻璃熔融裝置包括熔化器(4)，燃燒礦 物燃料的燃燒器(6， 7)以及至少一個用于預(yù)熱氧化氣體的蓄熱器(l)，其中在至少一個蓄 熱器(1)與熔化器(4)之間通過至少兩個爐頸(2，3)進(jìn)行連接，用于交替運(yùn)行氧化氣體的 輸入和燃燒氣體的排出，其中爐頸(2， 3)安裝有側(cè)面輸入口 (8， 9)用于輸入附加氧化氣體， 其中爐頸(2， 3)內(nèi)部的氣流不會被階式結(jié)構(gòu)阻斷，其特征在于，a) 在燃燒氣體的排氣階段，附加氧化氣體的輸入路線與爐頸(2， 3)的底面(2d)上部的 自由截面成一線，b) 通過使用鼓風(fēng)機(jī)將附加氧化氣體引入爐頸(2，3)內(nèi)，且c) 氧化氣體以直角被吹入爐頸(2， 3)內(nèi)。
12. 按照權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體被引入至爐頸(2，3)的底 面(2d)與頂面(2e)之間垂直距離("H")的中間區(qū)域附近。
13. 按照權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體被輸入至爐頸(2，3)兩端 (2b，2c)之間氣流通道("S")的中間區(qū)域附近。
14. 按照權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體通過燒嘴磚(12)內(nèi)的圓 柱形壁面被注入爐頸(2， 3)內(nèi)。
15. 按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體的輸入流速介于5-20m/So
16. 按照權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體的輸入流速介于8-10m/So
17. 按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體的選用量占主燃燒所需 氧化氣體量的比例介于1_7%。
18. 按照權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體的選用量占主燃燒所需 氧化氣體量的比例介于4-6% 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玻璃熔融裝置及一種操作這種裝置的方法，這種裝置包括熔化器(4)，燃燒礦物燃料的燃燒器(6，7)以及至少一個用于預(yù)熱氧化氣體的蓄熱器(1)，其中在至少一個蓄熱器(1)與熔化器(4)之間安裝至少兩個無階形結(jié)構(gòu)的爐頸(2，3)用于交替運(yùn)行氧化氣體的輸入和燃燒氣體的排出，其中爐頸(2，3)安裝有側(cè)面輸入口(8，9)用于輸入輔助氧化氣體。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，為了在向廢氣流注入氧化氣體時不產(chǎn)生方向性影響，并達(dá)到構(gòu)造簡單、能量利用效率佳的效果，建議使輸入輔助氧化氣體的輸入口(8，9)垂直于爐頸(2，3)中無階形底面(2d)之上的自由截面。
文檔編號C03B5/235GK101754936SQ200880022941
公開日2010年6月23日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者曼弗雷德·瓦格納, 馬提亞·林帝格 申請人:索格投資公司