專利名稱：用于熔化可玻璃化材料的熔爐和氧燃方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于熔化可玻璃化材料和用于獲得熔融玻璃的方法和氧燃料熔爐。 本發(fā)明特別涉及一種每日容量或產(chǎn)量小于或等于400噸熔融玻璃的熔爐。這種熔
爐例如用于生產(chǎn)空心玻璃器具或玻璃餐具，其中這種熔爐供給成型機(jī)熔融玻璃。 本發(fā)明更具體地涉及稱為"火焰熔爐"的這樣一種熔爐。在火焰熔爐中，由熔室中
的至少一個(gè)火焰提供熔化能的至少一部分，所述至少一個(gè)火焰通過燃燒器產(chǎn)生。
背景技術(shù)：
為了減少例如為N0x的污染排放物以及為了減少火焰熔爐中的能量消耗，可以將
富氧氣體代替空氣作為用于燃燒的氧化劑。這種熔爐稱為氧燃料火焰熔爐。借助于富氧氣
體的燃燒稱為氧燃，利用富氧氣體作為氧化劑運(yùn)行的燃燒器稱為氧燃燒器。 在氧燃熔爐中，燃燒器構(gòu)造通常由多個(gè)燃燒器組成，所述多個(gè)燃燒器設(shè)置在熔爐
的長度的一部分上且定向?yàn)榇怪庇谌蹱t/燃燒室的軸線。可單獨(dú)調(diào)節(jié)每個(gè)燃燒器的功率，
或者調(diào)節(jié)成組燃燒器的功率，以在熔爐中建立期望的熱分布(profil thermique)。根據(jù)熔
爐的產(chǎn)量調(diào)節(jié)燃燒器的總功率。 已經(jīng)提出了其它的燃燒器構(gòu)造。 因此，存在稱為"環(huán)形熔爐"的熔爐，在該環(huán)形熔爐中(1)燃燒器構(gòu)造包括很少數(shù) 量的燃燒器(通常一個(gè)或兩個(gè))，所述燃燒器定向?yàn)榇笾缕叫杏谌蹱t的縱向軸線，且(2)用 于排出煙霧的一個(gè)或多個(gè)開口定位成產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)形式為環(huán)的火焰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于在有限容量的熔爐中熔化可玻璃化材料的改進(jìn)的 氧燃料方法，以及一種能夠在此方法中使用的改進(jìn)的有限容量的熔爐。 本發(fā)明更具體地涉及一種用于通過在熔室中熔化可玻璃化材料以獲得熔融玻璃 的方法。 熔室由上游壁(也稱為加載壁或后壁)、下游壁(也稱為出口壁或前壁)、側(cè)壁、爐
床和爐頂限定。該熔室的內(nèi)表面面積小于或等于200!112，且該熔室的縱向軸線在上游壁和下
游壁之間延伸。熔室具有在上游壁附近的上游區(qū)和在下游壁附近的下游區(qū)。 在根據(jù)本發(fā)明的方法中，可玻璃化材料被裝載到上游區(qū)中?？刹ＡЩ牧贤ㄟ^在
熔室中提供熔化能被熔化以獲得熔融玻璃。熔融玻璃從下游區(qū)被取出。 熔化能的至少一部分由兩個(gè)氧燃燒器提供。這兩個(gè)氧燃燒器出現(xiàn)在熔室中，且位
于包含熔室的縱向軸線的垂直平面(也就是說，所述縱向軸線所在的垂直平面)的兩側(cè)。為
了提供所述熔化能的至少一部分，這兩個(gè)氧燃燒器被供給燃料和氧化劑，且燃料和氧化劑
通過兩個(gè)氧燃燒器被噴射至熔室中，從而產(chǎn)生兩個(gè)火焰和煙霧。這兩個(gè)火焰均具有噴射軸
線。所述氧化劑是富氧氧化劑，特別是氧含量至少為70% v/v的氧化劑。 通過煙霧排出開口將煙霧從熔室排出。
本發(fā)明的特征在于，兩個(gè)火焰的噴射軸線在距離上游壁一段距離d處相交，該距
離d在熔室的長度L的1/3至3/4之間。 熔室的內(nèi)表面面積優(yōu)選是10m2至90m2 。 氧化劑的氧含量優(yōu)選是至少80% v/v。 兩個(gè)氧燃燒器優(yōu)選定位成關(guān)于包含熔室的縱向軸線的垂直平面在兩側(cè)對稱。 兩個(gè)火焰的噴射軸線優(yōu)選在距離上游壁一段距離d處相交，該距離d是所述室的
長度L的約2/3 (在所述室的長度L的7/12至9/12之間)。 兩個(gè)火焰的噴射軸線優(yōu)選在包含熔室的縱向軸線的垂直平面內(nèi)相交。 火焰的噴射軸線應(yīng)被理解成表示火焰的初始取向或方向，也就是說在燃燒器的出
口的取向或方向。 根據(jù)本發(fā)明的方法具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 實(shí)際上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在具有這樣的內(nèi)表面面積的熔爐中，根據(jù)本發(fā)明的具有如上所 述的兩個(gè)火焰的取向、特別是具有在熔爐中相交的噴射軸線的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對爐料更加 有效的熱傳導(dǎo)，這使得能夠獲得用于熔爐的更高的制成率(tir6e)和/或更好品質(zhì)的熔融 玻璃，特別是在離開熔爐的熔融玻璃的成分的均勻性和溫度方面，或甚至在實(shí)現(xiàn)燃料節(jié)省 方面。 這種兩個(gè)火焰具有交點(diǎn)的取向——這可產(chǎn)生高溫燃燒區(qū)——對熔池中的熔化的 玻璃的流動(dòng)及其均勻性的控制有明顯改進(jìn)。這種取向還能夠增加煙霧在爐料上的停留時(shí) 間，這樣可提高對爐料的熱傳導(dǎo)并降低離開熔爐的煙霧的溫度。 考慮到這樣的事實(shí)，即，對于給定的功率，氧燃中的氣體體積(特別是氧化劑和煙 霧)相對于空燃中的氣體體積大大減少，則鑒于兩個(gè)火焰的取向，降低了由火焰和煙霧攜 帶可玻璃化材料或熔融玻璃的成分的危險(xiǎn)，并且考慮到這一點(diǎn)，還降低了破壞熔室的壁以 及產(chǎn)生可玻璃化材料和/或成分的損失的危險(xiǎn)。 本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，能夠執(zhí)行對一個(gè)或兩個(gè)燃燒器、或者用于供給兩個(gè)燃燒 器之一燃料和/或氧化劑的設(shè)備的維護(hù)，而無需中斷熔化以及無需因此將熔爐冷卻——這 可導(dǎo)致清空熔池的正在熔化的可玻璃化材料和熔融玻璃——這樣可避免停工和很大的生 產(chǎn)損失。 在熔室中具有兩個(gè)穿過上游壁的氧燃燒器使得能夠在氧燃燒器中的一個(gè)不工作
或進(jìn)行維護(hù)或其供應(yīng)裝置進(jìn)行維護(hù)或甚至用于預(yù)熱供給到所述氧燃燒器的燃料和/或氧
化劑的裝置進(jìn)行維護(hù)時(shí)，將功率切換至兩個(gè)氧燃燒器中的另一個(gè)。 不工作的燃燒器的功率可由兩個(gè)燃燒器中的另一個(gè)部分或全部補(bǔ)償。 氧化劑的氧含量有利的是大于85% v/v，優(yōu)選至少90% v/v，更加優(yōu)選地是至少
95% v/v，或甚至至少99X v/v。 根據(jù)一個(gè)特別有利的實(shí)施例——該實(shí)施例提高了根據(jù)本發(fā)明的方法和熔爐的靈 活性——所述兩個(gè)氧燃燒器是具有可旋轉(zhuǎn)火焰的氧燃燒器，即，能夠改變火焰的噴射軸線 的方向的氧燃燒器。在L'Air Liquide公司的專利申請WO 2008/003908和FR 2903479中 特別描述了這種具有可旋轉(zhuǎn)火焰的燃燒器。使用這種類型的燃燒器尤其使得能夠在熔室中 移動(dòng)兩個(gè)火焰的噴射軸線相交的位置。這使得能夠例如考慮熔爐的產(chǎn)量和/或可玻璃化材 料的成分的變化。
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優(yōu)選地，排出的煙霧的至少一部分被輸送至熱回收裝置。 通過在兩個(gè)燃燒器的上游將反應(yīng)物(氧化劑和/或燃料)的至少一部分、特別是 氧化劑的一部分預(yù)熱，可進(jìn)一步改進(jìn)熔化方法的能量平衡。所述預(yù)熱有利地在熱回收裝置 中、特別是通過使用一個(gè)或多個(gè)熱交換器執(zhí)行。這些熱交換器通常設(shè)置在用于在熔爐下游 排出煙霧的回路上。 這種將反應(yīng)物預(yù)熱的技術(shù)使得能夠在氧和燃料的消耗方面獲得約10%的增益。確
切的增益取決于反應(yīng)物達(dá)到的溫度水平、熔爐的設(shè)計(jì)以及使用的燃燒器的類型。 盡管實(shí)現(xiàn)這種氧燃技術(shù)的設(shè)備——其具有對于小尺寸熔爐有價(jià)值和有利的熱反
應(yīng)物——是復(fù)雜的，設(shè)備的成本與產(chǎn)生的節(jié)約相當(dāng)，以及預(yù)熱設(shè)備的整體尺寸(大)，但是，
為了制造該設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提出熱回收裝置包括至少一個(gè)熱交換器，該熱
交換器位于熔室的外側(cè)且大致在上游壁的后面，其中兩個(gè)氧燃燒器以及提供給所述兩個(gè)氧
燃燒器的氧化劑的至少一部分且優(yōu)選地全部通過與導(dǎo)熱流體的熱交換而在至少一個(gè)第一
熱交換器中被預(yù)熱。 因此，本發(fā)明能夠從預(yù)熱具有小容量熔室的熔爐中的反應(yīng)物的技術(shù)所提供的能量 增益獲利，這涉及較為簡單的實(shí)施方法/手段和合理的設(shè)備成本，并且沒有太大的尺寸。
應(yīng)當(dāng)注意，在本文中，術(shù)語"熔室"還涵蓋了熔化/精煉室。 根據(jù)本發(fā)明的方法利用作為低容量室的熔室執(zhí)行。該熔室通常具有每天小于或等
于400噸熔融玻璃、優(yōu)選每天50-200噸熔融玻璃的容量或產(chǎn)量。這通常對應(yīng)于內(nèi)表面面積
(=長度LX寬度1)小于或等于2001112，優(yōu)選10m2至90m2的室。 在下文中，術(shù)語"低容量室"指的是根據(jù)以上描述的任何一種的室。 兩個(gè)氧燃燒器均設(shè)有用于供應(yīng)燃料的裝置，該裝置使得可調(diào)節(jié)傳輸至所述燃燒器
的燃料的流動(dòng)。 特別是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在低容量室中，能夠利用安裝在上游壁的兩個(gè)分級的和/或可 變脈沖的氧燃燒器實(shí)現(xiàn)火焰對爐料(可玻璃化材料和熔融玻璃)的很好的覆蓋以及很好的 熱分布。 分級燃燒是在兩個(gè)連續(xù)燃燒區(qū)中的燃燒。在第一燃燒區(qū)中，反應(yīng)物中的一種(燃 料或氧化劑)以少于用于燃燒的化學(xué)當(dāng)量數(shù)量的數(shù)量被噴射。在此第一區(qū)中，燃燒是富含 燃料的(在氧化劑或特別是氧的低于化學(xué)當(dāng)量噴射的情況下)或燃燒是富含氧的(在燃料 的低于化學(xué)當(dāng)量噴射的情況下)。以低于化學(xué)當(dāng)量被噴射的反應(yīng)物的補(bǔ)充部分遠(yuǎn)離第一燃 燒區(qū)被噴射，這樣產(chǎn)生第二燃燒區(qū)，在該第二燃燒區(qū)中以低于化學(xué)當(dāng)量被噴射的反應(yīng)物的 補(bǔ)充部分與來自第一區(qū)的燃燒的殘余物反應(yīng)，特別是與來自另一反應(yīng)物的煙霧中的殘余物 反應(yīng)。 更經(jīng)常地，以低于化學(xué)當(dāng)量被噴射至第一燃燒區(qū)的反應(yīng)物是氧化劑。 可有利地用于根據(jù)本發(fā)明的方法和熔爐的分級燃燒器——也稱為"分離射流燃燒
器"-特別在本申請人的W0-A-02/081967、 W0-A-2004/094902和W0-A-2005/059440中
進(jìn)行了描述且由申請人公司以商標(biāo)AlglasSTMSim進(jìn)行售賣。
分級燃燒的氧燃燒器具有以下優(yōu)點(diǎn)
靈活的功率，其特別可適應(yīng)于所需的熔爐產(chǎn)量的變化，
可調(diào)節(jié)的火焰長度。
這些燃燒器尤其使得能夠獨(dú)立于操作功率而改變火焰長度，并通過這種方法在所 述室的長度上分布熱。 具有或不具有氧噴槍以增加靈活性的可變脈沖燃燒器使得能夠通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物 (氧化劑和燃料)的噴射速度來調(diào)節(jié)火焰長度。脈沖分級燃燒器也使得能夠獨(dú)立于操作功 率改變火焰長度。所述燃料通常是氣態(tài)燃料。 可有利地用于根據(jù)本發(fā)明的方法和熔爐的可變脈沖燃燒器特別在本申請人的 FR-A-2 837 916、EP_A_1 195 557、EP_A-0 763 692禾口 EP_A_1 016 825中進(jìn)行描述且由本 申請人:公司以AlglaSSTMVM為商標(biāo)進(jìn)行售賣。 應(yīng)當(dāng)注意，盡管本發(fā)明能夠利用安裝在上游壁的兩個(gè)氧燃燒器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)火焰對熔 池和從而對爐料(可玻璃化材料和熔融玻璃)的良好覆蓋以及良好的熱分布，但是這并不 排除在熔室中特別是在下游區(qū)中、尤其是在熔化/精煉室的情況下在精煉區(qū)內(nèi)存在用于燃 料和/或氧化劑的其它燃燒器和/或噴射器或噴槍。 但是，安裝在上游壁中的兩個(gè)氧燃燒器有效地供應(yīng)所述室中的熔化能的至少 60 % ，優(yōu)選至少70 % ，更加優(yōu)選地至少80 % 。 可以設(shè)想，通過安裝在上游壁中的這兩個(gè)氧燃燒器提供所述室中的熔化能的至少 90%或甚至全部。 通過將兩個(gè)氧燃燒器定位于上游壁中，能夠?qū)⒂糜陬A(yù)熱這些氧燃燒器的氧化劑的 至少一部分的至少一個(gè)熱交換器基本地且優(yōu)選全部地定位在上游壁的后面(從所述室的 內(nèi)部或在下游壁前方的位置觀看)，這樣限制了整體的尺寸。 位于上游壁后面的至少一個(gè)第一熱交換器可以是被排出的煙霧穿過的直接交換 器，在該第一熱交換器中，氧化劑的至少一部分通過與所述煙霧熱交換而被預(yù)熱，所述煙霧 在這種情況下是熱交換流體。盡管這種方案具有合理的成本，但是似乎沒有提供足夠的安 全水平。 優(yōu)選地，位于上游壁后面的至少一個(gè)第一交換器優(yōu)選是間接交換器。在這種情況 下，氧化劑的至少一部分通過與煙霧以外的導(dǎo)熱流體進(jìn)行熱交換而被預(yù)熱，所述熱交換流 體本身已通過第二熱交換從煙霧中回收熱能。 氧化劑的至少一部分和導(dǎo)熱流體之間的熱交換以及導(dǎo)熱流體和煙霧之間的熱交 換可在相同的(第一)熱交換器中執(zhí)行，或者在兩個(gè)單獨(dú)的交換器中執(zhí)行，至少用于導(dǎo)熱流 體和氧化劑之間的熱交換的交換器(第一交換器)基本定位在上游壁后面。
Air Liquide公司的US_A_6， 071， 116和US-A 6， 250， 916中描述了可有利地用于 本發(fā)明的范圍的間接熱交換設(shè)備。 優(yōu)選地，在被供給到兩個(gè)氧燃燒器之前，燃料的至少一部分且優(yōu)選地全部在位于 所述室外側(cè)且基本在上游壁后面的至少一個(gè)第一熱交換器中被預(yù)熱。有關(guān)預(yù)熱氧化劑的上 述考慮因素也可應(yīng)用于預(yù)熱燃料。 可利用各種燃料執(zhí)行本方法。優(yōu)選是氣態(tài)燃料。 如上所述，所述氧化劑的至少一部分有利地通過與排出的煙霧間接熱交換而被預(yù) 熱，這使得能夠提高該方法的可靠性和安全性。 為了提高能量增益，也可以通過在至少第一熱交換器中與導(dǎo)熱流體熱交換而預(yù)熱 所述燃料的至少一部分，還可優(yōu)選地通過與排出的煙霧間接熱交換而執(zhí)行此預(yù)熱。
可在單個(gè)熱交換器中執(zhí)行間接熱交換，在該單個(gè)熱交換器中導(dǎo)熱流體通過與排出的煙霧直接熱交換而被加熱，并且氧化劑以及可能地燃料通過與這樣被加熱的導(dǎo)熱流體直接熱交換而被加熱。但是，通常有益的是在兩個(gè)單獨(dú)的交換器中執(zhí)行兩個(gè)直接的熱交換。
因此，根據(jù)本方法的一個(gè)實(shí)施例，例如為空氣或惰性氣體的導(dǎo)熱流體通過在靠近至少一個(gè)排出開口的至少一個(gè)第二熱交換器處與排出的煙霧的至少一部分熱交換而被加熱。導(dǎo)熱流體被引向位于上游壁后面的至少第一熱交換器，在該處發(fā)生所述氧化劑的至少一部分以及可能地所述燃料的至少一部分的預(yù)熱。 根據(jù)本方法的一個(gè)替代實(shí)施例，排出的煙霧的至少一部分被引向靠近上游壁的至
少一個(gè)第二熱交換器，特別地，此至少一個(gè)熱交換器也可基本定位在上游壁的后面。例如為
空氣或惰性氣體的導(dǎo)熱流體通過在該至少一個(gè)第二熱交換器中與排出的煙霧的至少一部
分熱交換而被加熱。被加熱的導(dǎo)熱流體被引向位于上游壁后面的至少一個(gè)第一熱交換器，
以便將所述氧化劑的至少一部分以及可能地所述燃料的至少一部分預(yù)熱。 本發(fā)明還涉及一種用于熔化可玻璃化材料和用于獲得熔融玻璃的熔爐，該熔爐能
夠執(zhí)行上述方法。 根據(jù)本發(fā)明的熔爐具有熔室，該熔室由上游壁、下游壁、側(cè)壁、爐床和爐頂限定，且具有在上游壁附近的上游區(qū)和在下游壁附近的下游區(qū)。所述室的內(nèi)表面面積小于或等于200m2 。 熔爐還具有位于上游區(qū)的用于裝載可玻璃化材料的開口，和位于下游區(qū)的用于熔融玻璃的至少一個(gè)出口。 根據(jù)本發(fā)明的熔爐還具有用于排出煙霧的至少一個(gè)開口和用于從排出的煙霧回收熱的裝置。 所述熔爐還具有兩個(gè)氧燃燒器，這兩個(gè)氧燃燒器穿過上游壁出現(xiàn)在熔室中且位于包含熔室的縱向軸線的平面的兩側(cè)。這兩個(gè)氧燃燒器均配備有用于供給氧化劑的裝置和用于供給燃料的裝置。 特別地，根據(jù)本發(fā)明的熔爐的特征在于，穿過上游壁出現(xiàn)在熔室中的兩個(gè)氧燃燒器具有氧化劑噴射器和燃料噴射器，從而能夠在燃燒室中沿著噴射軸線產(chǎn)生火焰，所述火焰在距離上游壁一段距離d處相交，該距離d在所述室的長度L的1/3和3/4之間。
熔室的內(nèi)表面面積優(yōu)選是10m2至90m2。 所述兩個(gè)氧燃燒器優(yōu)選在包括熔室的縱向軸線的垂直平面的兩側(cè)對稱設(shè)置。 兩個(gè)火焰的噴射軸線優(yōu)選在距離上游壁一段距離d處相交，所述距離d是所述室
的長度L的約2/3 (所述室的長度L的7/12至9/12之間)。 兩個(gè)火焰的噴射軸線優(yōu)選在包含熔室的縱向軸線的垂直平面中相交。 用于供給氧化劑的裝置連接于氧化劑源，該氧化劑源的氧含量至少是70% v/v。
此氧含量有利地大于80 % 。特別是大于85 % v/v，優(yōu)選至少90 % v/v，更加優(yōu)選是至少95 %
v/v或甚至至少99% v/v。 用于供給燃料的裝置優(yōu)選連接于氣態(tài)燃料源。但是，本發(fā)明并不限于利用氣態(tài)燃
料運(yùn)行的熔爐，而是還包括利用其它燃料例如液態(tài)燃料運(yùn)行的熔爐。 所述兩個(gè)氧燃燒器優(yōu)選是分級的和/或可變脈沖燃燒氧燃燒器。 用于從排出的煙霧回收熱的裝置有利地包括至少一個(gè)熱交換器，所述至少一個(gè)熱交換器位于熔室的外側(cè)且基本在上游壁的后面。用于進(jìn)給氧化劑的裝置的至少一部分連接 于所述至少一個(gè)熱交換器，以使得氧化劑的至少一部分能夠通過與導(dǎo)熱流體熱交換而被預(yù) 熱。 有利地，用于供給燃料的裝置的至少一部分連接于所述至少一個(gè)熱交換器，以使
得燃料的至少一部分能夠通過與導(dǎo)熱流體熱交換而被預(yù)熱。 至少一個(gè)第一熱交換器可以是直接或間接熱交換器。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例使得氧化劑的至少一部分和可能地燃料的至少一部分 能夠被間接預(yù)熱，所述熔爐還包括 靠近用于排出煙霧的至少一個(gè)開口的至少一個(gè)第二熱交換器，用于通過與排出 的煙霧的至少一部分熱交換而加熱導(dǎo)熱流體， 管道，該管道能夠?qū)⒈患訜岬膶?dǎo)熱流體引向位于上游壁后面的至少一個(gè)第一熱 交換器。 根據(jù)一個(gè)替代實(shí)施例，所述熔爐具有 靠近上游壁的至少一個(gè)第二熱交換器，用于通過與排出的煙霧的至少一部分熱 交換而加熱導(dǎo)熱流體， 管道，該管道使得通過排出開口排出的煙霧的至少一部分能夠被引向至少一個(gè) 第二熱交換器， 管道，該管道使得被加熱的導(dǎo)熱流體能夠被引向位于上游壁后面的至少一個(gè)第 一熱交換器。 所述熔爐有利地是用于生產(chǎn)空心玻璃器具或玻璃餐具的熔爐，其設(shè)計(jì)為向成型機(jī) 供應(yīng)熔融玻璃。


下面參考附圖通過本發(fā)明的實(shí)施例的具體例子說明本發(fā)明，該附圖是根據(jù)本發(fā)明 的熔爐的橫截面的示意圖。
具體實(shí)施例方式
如附圖所示，作為熔化/精煉室的熔室具有長度L和寬度l。所述室裝有兩個(gè)分級 燃燒氧燃燒器7 ，這兩個(gè)氧燃燒器穿過上游壁出現(xiàn)在熔室中。所述氧燃燒器在包含所述室的 縱向軸線x-x的豎直平面的兩側(cè)對稱分布。 兩個(gè)氧燃燒器均具有由耐火材料制成的組件(bloc)，所述組件具有用于噴射燃料 的第一通道、帶有圍繞所述第一通道的環(huán)形區(qū)段的用于噴射主要氧化劑的通道或"護(hù)套"、 距離第一通道較短距離和距離第一通道較長距離的用于噴射次要氧化劑的(多個(gè))通道。
申請人:公司售賣商標(biāo)名稱為AlglassTM Sun的具有耐火組件的燃燒器，每個(gè)組件具 有如上所述的用于燃料和氧的通道，因此能夠用作根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)氧燃燒器之一。在此 情況下，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)，兩個(gè)組件中的每一個(gè)單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)氧燃燒器。
用于排出煙霧的開口位于下游壁中。 排出的煙霧被引導(dǎo)到位于排出開口附近的煙霧/空氣回流換熱器或第二熱交換 器1。在此第二熱交換器中，用作導(dǎo)熱流體的空氣通過與排出的煙霧熱交換而被加熱。
通過這種方法獲得的熱空氣通過管道2被引向設(shè)置在上游壁后面的兩個(gè)第一熱 交換器3和4中。 在空氣/氧交換器3中，氧氧化劑在通過氧接頭被引向所述兩個(gè)氧燃燒器7之前 通過與熱空氣的熱交換被預(yù)熱。 天然氣燃料在通過天然氣接頭被弓I向氧燃燒器7之前通過在空氣/天然氣交換器 4中與預(yù)熱的空氣熱交換而被預(yù)熱。 兩個(gè)氧燃燒器7被定向?yàn)槭沟脙蓚€(gè)燃燒器的火焰噴射軸線在位于包括所述室的 縱向軸線x-x的垂直平面中的交叉點(diǎn)相交，從而在那里產(chǎn)生熱點(diǎn)。 根據(jù)期望的熱點(diǎn)位置選擇所述燃燒器的角度a 。例如，對于在距離d = 2XL/3處 的熱點(diǎn)，tana =l/(2Xd) =3X1/(4XL)。 根據(jù)本發(fā)明的方法和熔爐的一個(gè)示例，熔室的長度是9m，寬度是4. 5m。 下表給出這種方法的參數(shù)
煙霧成分37% v/vC02，50% v/vH20，9% v/vN2， 5% v/v02
溫度1350。C至1450°C
流率《20000Nm2/h
氧化劑成分氧(> 90% v/v)
預(yù)熱溫度550°C
燃料(天然氣)成分天然氣
預(yù)熱溫度450°C
導(dǎo)熱流體成分空氣
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權(quán)利要求
一種用于通過在熔室中熔化可玻璃化材料而獲得熔融玻璃的方法，該熔室由上游壁、下游壁、側(cè)壁、爐床和爐頂限定，且內(nèi)表面面積小于或等于200m2，優(yōu)選為10m2至90m2，所述熔室具有在上游壁附近的上游區(qū)，在下游壁附近的下游區(qū)，且具有在上游壁和下游壁之間延伸的縱向軸線，在該方法中·將可玻璃化材料加載到上游區(qū)中，·通過在熔室中提供熔化能而使可玻璃化材料熔化以獲得熔融玻璃，通過向兩個(gè)氧燃燒器提供燃料和氧化劑來提供熔化能的至少一部分，所述氧化劑的氧含量至少是70％v/v，優(yōu)選至少是80％v/v，通過借助于所述兩個(gè)氧燃燒器將燃料和氧化劑噴射到熔室中，以產(chǎn)生具有噴射軸線的兩個(gè)火焰和煙霧，所述兩個(gè)氧燃燒器穿過上游壁出現(xiàn)在熔室中且定位于包含熔室的縱向軸線的垂直平面的兩側(cè)，·將熔融玻璃從下游區(qū)排出，以及·借助于用于排出煙霧的開口將煙霧從熔室排出，并且在該方法中兩個(gè)火焰的噴射軸線優(yōu)選在包含熔室的縱向軸線的垂直平面中、在距離上游壁一段距離d處相交，該距離d在熔室的長度L的1/3至3/4之間，優(yōu)選在熔室的長度的約2/3處。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，被排出的煙霧的至少一部分被輸送至熱 回收裝置，且氧化劑的至少一部分在供應(yīng)至兩個(gè)氧燃燒器之前在熱回收裝置中被預(yù)熱。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，氧化劑的氧含量至少是85% v/v，優(yōu) 選至少是90% v/v，甚至更優(yōu)選是至少95% v/v。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述熱回收裝置包括至少 一個(gè)熱交換器，該熱交換器位于熔室的外側(cè)且基本在上游壁的后面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，氧化劑的至少一部分在供應(yīng)給兩個(gè)氧燃 燒器之前通過在至少第一熱交換器中與導(dǎo)熱流體熱交換而被預(yù)熱。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)熱流體通過在靠近至少一個(gè)排出 開口的至少一個(gè)第二熱交換器中與被排出的煙霧的至少一部分熱交換而被加熱，且被加熱 的導(dǎo)熱流體被引導(dǎo)至位于上游壁后面的至少第一熱交換器，以用于預(yù)熱所述氧化劑的至少 一部分以及可能地所述燃料的至少一部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，被排出的煙霧的至少一部分被引導(dǎo)至靠 近上游壁的至少一個(gè)第二熱交換器，導(dǎo)熱流體通過在該至少一個(gè)第二熱交換器中與被排出 的煙霧的至少一部分熱交換而被加熱，被加熱的導(dǎo)熱流體被引導(dǎo)至位于上游壁后面的至少 一個(gè)第一熱交換器，以用于將所述氧化劑的至少一部分以及可能地所述燃料的至少一部分 預(yù)熱。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述兩個(gè)氧燃燒器定位 成相對于包含熔室的縱向軸線的垂直平面在兩側(cè)對稱。
9. 一種用于熔化可玻璃化材料的熔爐，該熔爐具有 熔室，該熔室由上游壁、下游壁、側(cè)壁、爐床和爐頂限定，且具有在上游壁附近的上游 區(qū)和在下游壁附近的下游區(qū)，所述熔室的內(nèi)表面面積小于或等于200!112，且優(yōu)選為10!112至 90m、并且具有在上游壁和下游壁之間延伸的縱向軸線， 位于上游區(qū)中的用于加載可玻璃化材料的至少一個(gè)開口， 位于下游區(qū)中的用于熔融玻璃的至少一個(gè)出口， 用于排出煙霧的至少一個(gè)開口，禾口，兩個(gè)氧燃燒器，所述兩個(gè)氧燃燒器穿過上游壁出現(xiàn)在熔室中且位于包含熔室的縱向 軸線的垂直平面的兩側(cè)，每個(gè)氧燃燒器配備有用于供給氧化劑的裝置和用于供給燃料的裝 置，其中，所述兩個(gè)氧燃燒器具有氧化劑噴射器和燃料噴射器，從而能夠沿噴射軸線在熔 室中產(chǎn)生兩個(gè)火焰，所述噴射軸線優(yōu)選在包含熔室的縱向軸線的垂直平面內(nèi)在距離上游壁 一段距離d處相交，該距離d在所述室的長度的1/3至3/4之間，優(yōu)選在所述室的長度的約 2/3處。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熔爐，其特征在于，所述兩個(gè)氧燃燒器定位成相對于包含熔 室的縱向軸線的垂直平面在兩側(cè)對稱。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的熔爐，其特征在于，用于供給氧化劑的裝置連接于氧化 劑源，該氧化劑源的氧含量至少是70% v/v，優(yōu)選大于80X v/v，更優(yōu)選的是大于85X v/v， 甚至更優(yōu)選的是至少90% v/v。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任何一項(xiàng)所述的熔爐，其特征在于，該熔爐包括用于從 排出的煙霧回收熱的裝置，所述用于從排出的煙霧回收熱的裝置包括至少一個(gè)第一熱交換 器，所述至少一個(gè)第一熱交換器位于熔室的外側(cè)且基本在上游壁的后面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的熔爐，其特征在于，所述用于供給氧化劑的裝置連接于所 述至少一個(gè)第一熱交換器，以使得氧化劑的至少一部分通過與導(dǎo)熱流體熱交換而被預(yù)熱。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熔爐，其特征在于包括 靠近用于排出煙霧的至少一個(gè)開口的至少一個(gè)第二熱交換器，用于通過與排出的煙 霧的至少一部分熱交換而加熱導(dǎo)熱流體， 管道，該管道使得被加熱的導(dǎo)熱流體能夠被引向位于上游壁后面的至少一個(gè)第一熱 交換器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熔爐，其特征在于包括 靠近上游壁的至少一個(gè)第二熱交換器，以用于通過與排出的煙霧的至少一部分熱交 換而加熱導(dǎo)熱流體， 管道，該管道使得通過排出開口排出的煙霧的至少一部分能夠被引向至少一個(gè)第二 熱交換器， 管道，該管道使得被加熱的導(dǎo)熱流體能夠被引向位于上游壁后面的至少一個(gè)第一熱 交換器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在低容量熔爐中熔化可玻璃化材料的方法，其中，由兩個(gè)氧燃燒器供應(yīng)熔化能的至少一部分，所述兩個(gè)氧燃燒器穿過上游壁伸進(jìn)熔室且布置在包含熔室的縱向軸線的垂直平面的兩側(cè)，這樣產(chǎn)生兩個(gè)火焰，所述火焰各自的噴射軸線在距離上游端壁一段距離處相交，該距離在熔室的長度L的1/3至3/4之間。
文檔編號C03B5/00GK101743207SQ200880024235
公開日2010年6月16日 申請日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月10日
發(fā)明者A·普瓦里耶, B·勒魯, B·格朗德, G·康斯坦丁, L·雅里, P·博杜安, P·迪佩雷, R·卡爾切維克, R·齊阿瓦, S·H·江 申請人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司