專利名稱：利用燃燒器組件產(chǎn)生燃燒的方法和所用的燃燒器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在爐子中產(chǎn)生燃燒的方法和所用的燃燒器組件，該組件包括耐火 單元、燃料供給系統(tǒng)和氧化劑供給系統(tǒng)，并且配置成在耐火單元下游產(chǎn)生火焰。本發(fā)明特別適用于熔化工藝。其特別但不唯一地適用于再生金屬的熔化、特別是 再生鋁的熔化和澆包(ladle)預(yù)熱。
背景技術(shù)：
熔化工藝通常包括多個(gè)階段或過(guò)程 將固體原料送入爐子的填裝或裝料階段， 將固體原料熔化以形成熔融物的熔化階段， 使熔融物保持熔融狀態(tài)直至達(dá)到所需均勻性水平的保持、提煉或精煉階段， 將精煉后的熔融物從爐子排出以用于進(jìn)一步加工的排放或排出階段。熔化階段和提煉階段適用不同的溫度、能量要求。熔化階段需要最多的功率或能 量(單位重量材料)，提煉階段需要較少的功率或能量(單位重量材料)?？梢允褂脻舶鼘⑷廴谖锾貏e是熔融金屬?gòu)娜蹱t運(yùn)送到諸如澆包精煉站或鑄造站 的下游設(shè)施。通常將這些澆包預(yù)熱以使對(duì)耐火墊的熱沖擊和破壞最小化，并減小澆包內(nèi)的 溫降。澆包預(yù)熱工藝同樣通常包括多個(gè)階段或過(guò)程〇將澆包容槽(ladle vessel)加熱至高溫的起始或初始階段，〇使?jié)舶莶郾３指邷?、從而使耐火材料中溫度分布均勻的保持或溫度均衡階 段。在諸如是再生熔化工業(yè)的熔化工業(yè)中，降低成本的推動(dòng)力主要集中在兩個(gè)方向 運(yùn)行成本的降低和過(guò)程控制的改進(jìn)。重要參數(shù)有 能量消耗的降低， 生產(chǎn)率的提高， 過(guò)程控制的改進(jìn)，包括 爐中氣體氛圍的更好的穩(wěn)定性； 污染物諸如NOx和含有像粉塵之類的雜質(zhì)的黑煙的大量減少。再生鋁熔煉爐的一特定參數(shù)是形成的渣滓(鹽、廢渣、鋁的氧化物和熔融鋁表面 上形成的殘存金屬鋁的混合物)的減少。在最耗能量的熔化階段中使用具有高含氧量的氧化物是有利的，以便通過(guò)輻射對(duì) 原料實(shí)現(xiàn)較高的熱傳遞，從而加速熔化過(guò)程、提高能量效率并減少能量消耗。在主要發(fā)生熔融物的溫度均勻化的提煉階段中需要較少的能量，并且燃料消耗明 顯減少。在該階段中，可以使用較少的氧參與(即，氧化劑中的氧濃度較低)來(lái)使運(yùn)行成本 最小化，這取決于燃料和氧各自的價(jià)格。DE-A-10046569描述了一種鋁冶煉工藝，其中在熔化階段使用氧燃燒，在保持階段使用空氣燃燒。此外，如下文所述，在諸如是再生鋁冶煉的某些熔化工藝中通過(guò)在提煉階段中使 用諸如是空氣的含較低氧濃度的氧化劑可以得到其它好處。對(duì)于澆包預(yù)熱，在初始階段使用具有高含氧量的氧化劑是有利的，從而能夠盡快 達(dá)到所需溫度并因此減少總的能量消耗。在第二溫度均衡階段中使用諸如是空氣的具有低 含氧量的較便宜的氧化劑可能是有利的，因?yàn)樵撨^(guò)程中該部分的能量需求較低。可以根據(jù) 燃料和富氧氧化劑各自的價(jià)格使運(yùn)行成本最小化。EP-A2-07M912公開(kāi)了一類已有技術(shù)的燃燒器裝置，讀者可以參考該文獻(xiàn)以獲得 多個(gè)背景知識(shí)。在這一現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，燃料和氧化劑通過(guò)燃燒器組件中分別設(shè)置的空 腔而被引入爐子，從而使燃料和氧化劑的燃燒具有寬廣的明亮火焰，并從而使燃料和氧化 劑的燃燒產(chǎn)生較少量的氮氧化物(NOx)。該已有技術(shù)的燃燒器裝置具有良好的能量效率并 且產(chǎn)生較少的污染物(NOx)。EP-A2-0754912中描述的裝置的一個(gè)問(wèn)題在于它僅限于使用氧 摩爾濃度至少為50%的氣體形式的氧化劑運(yùn)行。這一最低氧需求限制了該裝置的靈活性。US-A-2001/023053公開(kāi)了一種燃燒器組件，該燃燒器組件在不更換燃燒器的 情況下允許氧-燃料、空氣-燃料或富氧空氣-燃料運(yùn)行。然而，當(dāng)從氧-燃料運(yùn)行轉(zhuǎn) 變?yōu)榭諝?燃料運(yùn)行或富氧空氣-燃料運(yùn)行時(shí)必須中斷燃燒并改變?nèi)紵魅肟诘牟贾谩?US-A-2003/0157450公開(kāi)了用于燃燒預(yù)熱燃料和預(yù)熱氧化劑的這類燃燒器組件的一具體實(shí) 施例。根據(jù)所述實(shí)施例的一個(gè)方面，該燃燒器組件包括適于傳送經(jīng)預(yù)熱氧化劑的管道，該管 道延伸通過(guò)一壓力室，該壓力室適于將環(huán)境溫度下的流體傳送到該壓力室的圍繞經(jīng)預(yù)熱氧 化劑管道的環(huán)狀區(qū)域，從而使燃燒器部件上的熱應(yīng)力和凈熱損失最小。進(jìn)入圍繞經(jīng)預(yù)熱氧 化劑管道的環(huán)狀區(qū)域中的環(huán)境溫度下的流體自身可以是氧化劑，特別是與經(jīng)預(yù)熱氧化劑成 分不同的氧化劑。US-A-4M7150公開(kāi)了一種具有中央燃料噴射器和同軸圍繞的氧化劑噴射器的燃 燒器組件，其中氧化劑的含氧量可以從不富氧(空氣-燃料燃燒)到不同富氧等級(jí)變化。DE-A-10046569和US-A-US2002192613公開(kāi)了用于使用兩種不同氧化劑的套管 式燃燒器，該燃燒器具有同軸的燃料噴射器和氧化劑噴射器以及位于燃料噴射器下游的燃 料-氧化劑預(yù)混合室。JP-A-2000146129公開(kāi)了一種富氧率可變的燃燒器，該燃燒器具有中央燃料氣體 通道、同軸圍繞的空氣供給通道、和位于該同軸的空氣供給通道內(nèi)且圍繞該燃料氣體管道 的多個(gè)管體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種使用燃燒器組件(也稱作“燃燒器”)產(chǎn)生燃燒 的改進(jìn)的方法，特別地在于提供在氧化劑中的氧濃度方面具有改進(jìn)的靈活性的這樣一種方 法。本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于提供一種使用燃燒器組件產(chǎn)生燃燒的方法，該方法在氧 化劑中的氧濃度方面具有改進(jìn)的靈活性，并且能夠提供寬廣的火焰和較低的NOx燃燒。本發(fā)明還涉及特別適于在所述方法中使用的改進(jìn)的燃燒器組件。因此，本發(fā)明提供了一種使用燃燒器組件產(chǎn)生燃燒的方法，所述燃燒器組件包括耐火單元、燃料供給系統(tǒng)和氧化劑供給系統(tǒng)。耐火單元沿一平面(下文中稱作“第一平面”) 限定至少一個(gè)從燃料入口延伸至燃料出口的燃料通道，大體沿單獨(dú)的第二平面限定至少一 個(gè)從氧化劑入口延伸至氧化劑出口的氧化劑通道，所述第一平面和第二平面沿所述出口之 外(即，下游)的直線交叉。氧化劑供給系統(tǒng)包括一對(duì)彼此獨(dú)立的氧化劑供給裝置內(nèi)部氧 化劑供給裝置和外部氧化劑供給裝置。該內(nèi)部氧化劑供給裝置具有在使用中與第一氧化劑 源連接的入口。該外部氧化劑供給裝置至少部分地圍繞該內(nèi)部氧化劑供給裝置，并且具有 在使用中與第二氧化劑源連接的入口。內(nèi)、外部氧化劑供給裝置至少部分地延伸入所述至 少一個(gè)氧化劑通道，從而該氧化劑供給系統(tǒng)配置成在使用中為所述至少一個(gè)氧化劑通道的 出口供給所述第一氧化劑和第二氧化劑之一或兩者的混合物。因此，在本發(fā)明的方法中，燃燒器組件可以只使用第一氧化劑、只使用第二氧化劑 或使用第一氧化劑和第二氧化劑的混合物運(yùn)行并產(chǎn)生燃燒。第一氧化劑和第二氧化劑典型地具有不同的含氧量(以％ vol.的氧表示)。因 此，使用該燃燒器組件使得通過(guò)燃燒器向燃燒過(guò)程供給的氧化劑的含氧量能夠從第一氧化 劑的含氧量向第二氧化劑的含氧量和含氧量的中間水平變化。本文中，術(shù)語(yǔ)“oxidant (氧化劑)”和“oxidiser (氧化劑)”或“oxidizer (氧化 劑)”是同義的。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)使用未用形容詞“第一”或“第二”修飾的術(shù)語(yǔ)“氧化劑”時(shí)，所述術(shù) 語(yǔ)指的是由燃燒器向燃燒區(qū)噴射的所有“氧化劑”，所述“氧化劑”可以(a)當(dāng)只向燃燒器供 給第一氧化劑時(shí)相當(dāng)于“第一氧化劑”，(b)當(dāng)只向燃燒器供給第二氧化劑時(shí)相當(dāng)于“第二氧 化劑”，(C)當(dāng)同時(shí)向燃燒器供給第一氧化劑和第二氧化劑時(shí)相當(dāng)于“第一氧化劑”和“第二 氧化劑”的混合物。典型地，第二氧化劑是含氧量低于25% vol.的氧化劑，諸如是空氣。第一氧化劑 有利地是含氧量為從70% vol.到100% vol.、優(yōu)選地從90% vol.到100% vol.、更優(yōu)選 地從95% vol. IlJ 100% vol.的富氧氧化劑。第一氧化劑和/或第二氧化劑可以是環(huán)境溫度下的或經(jīng)預(yù)熱的。通常它們或者同 是環(huán)境溫度下的，或者同是經(jīng)預(yù)熱的。因此，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，新方法為在氧與空氣、或氧與空氣的組合或混合物 之間改變氧化劑的成分提供了可能。因此可以向氧化劑中引入一部分空氣或氧，以便在 21% vol.(空氣)和100% vol.(純氧)或接近100% vol.之間有效地改變氧化劑中的含氧量。本發(fā)明一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于，所述氧化劑的成分的變化可以在不中斷燃燒過(guò)程的 情況下實(shí)現(xiàn)。內(nèi)部氧化劑供給裝置可以未到達(dá)所述氧化劑出口，從而使所述氧化劑通道的在所 述內(nèi)部氧化劑供給裝置的出口和所述氧化劑出口的孔口之間延伸的長(zhǎng)度限定了一混合室， 當(dāng)氧化劑通道供給第一氧化劑和第二氧化劑時(shí)，該混合室用于將所述第一氧化劑和所述第 二氧化劑預(yù)混合。在所述至少一個(gè)氧化劑通道內(nèi)部，所述內(nèi)、外部氧化劑供給裝置優(yōu)選地大體上是 同軸的。燃燒器組件的氧化劑供給系統(tǒng)還可以包括用于控制進(jìn)入所述第一、第二氧化劑中至少一者——優(yōu)選地是兩者，最優(yōu)選地是兩者各自地——的所述氧化劑通道的流率的裝置。燃燒器組件還包括多個(gè)氧化劑通道和多個(gè)燃料通道，兩組通道都沿其各自的平面 相間隔，所述氧化劑通道位于所述燃料通道上方，從而使所述氧化劑與所述燃料沿介于其 各自平面之間的交線相遇，從而在所述交線前面并朝向遠(yuǎn)離所述耐火單元的方向產(chǎn)生大體 是平面的火焰。該燃料通道或每個(gè)所述燃料通道可以包括燃料噴射器噴嘴，該燃料噴射器噴嘴具 有圍繞其自身的間隙或通道。特別地，可以設(shè)置用于使一部分氧化劑從所述氧化劑供給系 統(tǒng)流出到所述燃料通道中、更明確地是流入所述周圍間隙或通道中的裝置，從而使流出的 氧化劑以圍繞所述燃料噴射器噴嘴外側(cè)的保護(hù)流(shield)的形式被噴射，在使用中，所述 流出的氧化劑中的所述流出的部分通過(guò)燃料噴射器噴嘴周圍的燃料出口噴射。從而增加了 火焰的穩(wěn)定性。所述氧化劑流出裝置典型地是一個(gè)或多個(gè)使氧化劑供給系統(tǒng)與一個(gè)或多個(gè)燃料 通道的間隙流體連接的管、管道或通道。所述內(nèi)、外部氧化劑供給裝置中的一個(gè)或每個(gè)可以配置成向所述燃料供給裝置、 特別是向圍繞所述燃料供給裝置的燃料噴射器的間隙或通道供給氧化劑流。因此所述氧化 劑流出裝置特別地可以包括 內(nèi)部氧化劑供給裝置和所述燃料通道的所述間隙之間的第一流體聯(lián)接，從而當(dāng) 氧化劑供給系統(tǒng)向所述至少一個(gè)氧化劑通道的出口供給第一氧化劑時(shí)使一部分第一氧化 劑流入所述間隙； 外部氧化劑供給裝置和所述燃料通道的所述間隙之間的第二流體聯(lián)接，從而在 氧化劑供給系統(tǒng)向所述至少一個(gè)氧化劑通道的出口供給第二氧化劑時(shí)使一部分第二氧化 劑流入所述間隙。當(dāng)氧化劑供給系統(tǒng)向所述至少一個(gè)氧化劑通道的出口供給由第一氧化劑和第二 氧化劑的混合物組成的氧化劑時(shí)，上述氧化劑流出裝置可以類似地使第一氧化劑和第二氧 化劑的混合物流入所述間隙。燃燒器可以包括多個(gè)燃料通道。每個(gè)所述燃料通道可以裝備有用于噴射同種燃料 的燃料噴射器，或者可選擇地，所述燃料通道中的兩個(gè)可以裝備有配置成用于噴射不同燃 料的燃料噴射器。所述燃料可以是諸如天然氣或重燃油的烴類燃料。該燃料也可以是粉狀固體燃 料。本發(fā)明產(chǎn)生燃燒的方法利用根據(jù)任一上述實(shí)施例的燃燒器裝置來(lái)產(chǎn)生燃燒，該方 法包括(a)選擇性地為耐火單元的氧化劑通道的內(nèi)部氧化劑供給裝置供給第一氧化劑， 所述第一氧化劑有利地含有至少70% vol.、優(yōu)選地至少90% vol.、更優(yōu)選地至少95% vol.的氧；(b)選擇性地為同一氧化劑通道的同軸的外部氧化劑供給裝置供給第二氧化劑， 所述第二氧化劑優(yōu)選地含有低于25%的氧，并且有利地是空氣；(c)通過(guò)只向內(nèi)部氧化劑供給裝置供給第一氧化劑(不向外部氧化劑供給裝置供給第二氧化劑)、只向同軸的外部氧化劑供給裝置供給第二氧化劑(不向內(nèi)部氧化劑供給 裝置供給第一氧化劑)、和向內(nèi)部氧化劑供給裝置供給第一氧化劑與向同軸的外部氧化劑 供給裝置供給第二氧化劑相結(jié)合來(lái)改變向至少一個(gè)氧化劑通道供給的所述第一氧化劑和 第二氧化劑之間的比例；和(d)將所述氧化劑引導(dǎo)向燃燒器下游的用于與其一起燃料的燃料。所述用于產(chǎn)生燃燒的方法還可以包括(c’ )為至少一個(gè)燃料通道供給燃料并通過(guò)所述至少一個(gè)燃料通道的燃料出口噴 射所述燃料。實(shí)際中，特別是當(dāng)爐子中的氣體氛圍含有足夠的可燃物時(shí)——該可燃物例如 可以是由爐子中爐料釋放的、由其它燃料供給裝置噴射的或在不完全燃燒后剩余的——不 通過(guò)燃料出口噴射燃料也可以產(chǎn)生燃燒。本發(fā)明還涉及該產(chǎn)生燃燒的方法在熔化工藝、特別是再生熔化工藝(諸如再生鋁 冶煉工藝)中的應(yīng)用，并涉及該產(chǎn)生燃燒的方法在澆包預(yù)熱工藝中的應(yīng)用。本發(fā)明還涉及如上文所述的與產(chǎn)生燃燒的方法相關(guān)的改進(jìn)的燃燒器組件。本發(fā)明還涉及裝備有至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的燃燒器的爐子。所述爐子特別地可以 是轉(zhuǎn)爐或反射爐，例如鋁熔煉爐。


下面通過(guò)示例并參考

本發(fā)明，其中圖1是在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的產(chǎn)生燃燒的方法中使用的燃燒器組件的透視 圖；圖2是圖1中燃燒器組件的后視圖；圖3是圖1中燃燒器組件的前視圖；圖4是圖1中燃燒器組件的側(cè)視圖，其中局部剖視示出了燃料噴射器；圖5是在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的產(chǎn)生燃燒的方法中使用的燃燒器組件的前視 圖；圖6是從圖5所示的前視圖中沿直線A-A的剖面圖；圖7是圖5所示燃燒器組件的透視圖；圖8是圖5所示燃燒器組件的后視圖；圖9示意性示出了燃燒組件的總?cè)紵鲃?dòng)量與功率之比I/P(I/P以N表示)和燃 燒組件的功率P (P以麗表示)在本發(fā)明的方法中對(duì)于燃燒器組件的不同運(yùn)行范圍而言的 函數(shù)關(guān)系。在圖9中，直線1表示本發(fā)明的方法中的燃燒器組件只使用大體純凈的氧(第一 氧化劑)作為氧化劑的運(yùn)行，直線2表示本發(fā)明的方法中的燃燒器組件只使用空氣(第二 氧化劑)作為氧化劑的運(yùn)行，區(qū)域3表示本發(fā)明的方法中的燃燒器使用第一氧化劑和第二 氧化劑的混合物的運(yùn)行。
具體實(shí)施例方式參考附圖，燃燒器組件10包括耐火單元12，穿過(guò)該耐火單元12限定有一系列通 道。耐火單元12可以是例如由陶瓷制成的單獨(dú)的單元或單元組件。其可以與爐壁成為一體。耐火單元12背面連接有安裝支架14、燃料供給系統(tǒng)18和氧化劑供給系統(tǒng)20。在所示實(shí)施例中，安裝支架還支承點(diǎn)火器16。點(diǎn)火器的有無(wú)是可選的，特別地，諸 如玻璃熔化爐的爐子可以不需要點(diǎn)火器，在該玻璃熔化爐中，爐子氣體氛圍的溫度足夠高 以導(dǎo)致燃料和氧化劑的自發(fā)點(diǎn)火。點(diǎn)火器16配置成通過(guò)點(diǎn)火器通道22向耐火單元12的朝向爐子前側(cè)面沈上的前 導(dǎo)噴射孔M提供前導(dǎo)火種/點(diǎn)火火焰。在所示實(shí)施例中，安裝支架還支承有火焰檢測(cè)器50，典型的是UV火焰檢測(cè)器，其 能通過(guò)穿過(guò)耐火單元12的獨(dú)立的火焰檢測(cè)通道52檢測(cè)燃燒器下游火焰的出現(xiàn)或消失。所 述火焰檢測(cè)器的有無(wú)同樣是可選的。燃料供給系統(tǒng)18包括用于向一個(gè)或多個(gè)穿過(guò)耐火單元12限定的燃料通道引入燃 料的燃料入口 28。在圖1至圖4所示的非限制性實(shí)施例中，單個(gè)燃料通道28B沿平面Pl穿過(guò)耐火單 元12，該平面橫穿耐火單元12的下半部分，并且在圖3與相關(guān)的圖4的視圖中用A-A表示。 燃料通道28B沿平面Pl —直穿過(guò)耐火單元12的中心，并具有沿其自身布置的液態(tài)燃料霧 化器30。霧化器30的霧化氣體的入口布置在燃料入口觀附近。工作時(shí)，液態(tài)燃料通過(guò)與 中央通道28B軸向?qū)R的霧化器30以霧化形式被供給，并沿燃料通道28B所在的同一平面 Pl離開(kāi)耐火單元12被導(dǎo)入爐子。在圖5至圖8所示的非限制性實(shí)施例中，有三個(gè)用于氣態(tài)燃料的燃料通道^AJSB 和觀(。這三個(gè)燃料通道都大體上沿同一水平面Pl穿過(guò)耐火單元12，該平面Pl橫穿耐火 單元12的下半部分，并在圖5中用A-A表示。所述燃料通道之一 28B沿平面Pl —直穿過(guò) 耐火單元12的中心。外側(cè)的兩燃料通道28A和28C沿與入口觀相同的平面Pl向遠(yuǎn)離入 口 28的方向水平向外分開(kāi)，并分別在中央燃料通道28B兩側(cè)離開(kāi)耐火單元12的前側(cè)面26。 在使用中，由此將氣態(tài)燃料離開(kāi)耐火單元12導(dǎo)入爐子，從而沿燃料通道^A、28B和28C所 在的同一平面Pl形成一層(燃料)。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語(yǔ)“燃料”包括液態(tài)或氣態(tài)的烴類燃料。即，例如室溫(25攝氏度) 或預(yù)熱狀態(tài)下的甲烷、天然氣、丙烷、霧化油等(氣態(tài)或液態(tài))。該“燃料”也可以是粉狀固 體燃料。可選擇的實(shí)施例可以包括多個(gè)具有相關(guān)的霧化器或固體燃料噴槍的燃料通道、單 個(gè)燃料通道、或者一個(gè)或多個(gè)液態(tài)燃料通道與一個(gè)或多個(gè)氣態(tài)燃料通道的組合等，當(dāng)存在 多個(gè)燃料通道時(shí)，這些通道有利地位于同一平面Pi上。下面考慮氧化劑供給系統(tǒng)20，在安裝支架14上設(shè)置有位于燃料入口觀上方的氧 化劑入口 34，該氧化劑入口 34配置成與氧化劑源(下文中稱作“第二氧化劑源”)連接以 供給諸如空氣形式的氧化劑(下文中稱作“第二氧化劑”)。入口管34以“Y”形向外分成一對(duì)直徑縮小的支管40A、40B，該支管40A、40B向前 折轉(zhuǎn)到安裝支架14背面、穿過(guò)安裝支架14并通過(guò)耐火單元12的背面44進(jìn)入一對(duì)氧化劑 通道42A、42B，該對(duì)氧化劑通道42A、42B從耐火單元12的背面44到其前面沈穿過(guò)該耐火 單元12進(jìn)行限定。氧化劑通道42A、42B沿各自的中心線大約穿過(guò)耐火單元12的一半，所述中心線與入口管34的中心線共面，因此也在與燃料通道28B或燃料通道^A、28B和^C的平面Pl 大體平行的平面上。在耐火單元12內(nèi)大約一半處的點(diǎn)60處，氧化劑通道向下傾斜并通過(guò)各自的氧化 劑出口 46A、46B離開(kāi)耐火單元12的前面沈。氧化劑出口中心線的向下傾斜沿平面P2，平 面P2與燃料通道的平面Pl相交于遠(yuǎn)離耐火單元12的前面沈的一點(diǎn)。這保 證了氧化劑供給將與燃料供給在其各自的出^AJ8BJ8C、46A、46B之外的一點(diǎn)相遇。平面 P2在附圖中以圖4中的點(diǎn)60左側(cè)的下降的直線B-B表示。P2可以例如下傾5°。大徑管34具有氧化劑流出管48形式的排出口，其配置成使一部分氧化劑從氧化 劑管34流出并向下流入燃料箱18 (也可稱作“燃料單元”或“燃料供給系統(tǒng)”)。流出的氧 化劑隨后用于在霧化液態(tài)燃料、氣態(tài)燃料或粉狀固體燃料從燃料通道28B或燃料通道^A、 ^BJSC出來(lái)時(shí)將其包圍，從而使操作的靈活性和火焰的穩(wěn)定性最大化。氧化劑供給系統(tǒng)還包括附加的和獨(dú)立的氧化劑供給裝置，該裝置配置成沿著與第 二氧化劑供給34、40A、40B相同的氧化劑供給管道42A、42B從另一個(gè)氧化劑源(下文中稱 作“第一氧化劑源”)供給氧化劑。用于傳送單獨(dú)的第一氧化劑供給(由第一氧化劑源供給的氧化劑，下文中稱作 “第一氧化劑”，且具有比第二氧化劑高的含氧量)的裝置是內(nèi)部氧化劑噴槍58A、58B形式 的，分別位于氧化劑支管40A、40B中。根據(jù)所示實(shí)施例，在安裝位置上，氧化劑噴槍58A、58B是直的，并且在氧化劑通道 42A、42B中進(jìn)一步延伸到氧化劑通道42A、42B下傾處的點(diǎn)60之外。因此每個(gè)氧化劑噴槍 58A、58B的出口沿著與其相關(guān)聯(lián)的氧化劑通道42A、42B的至少一部分長(zhǎng)度大體同軸，但是 由于存在下傾角度，氧化劑噴槍58A、58B的出口在這些通道42A、42B中較高。特別參考圖 4將更好的觀察到這一點(diǎn)。氧化劑噴槍58A和58B只是最低限度地下傾的實(shí)施例特別適用于包括位于燃燒器 下方的爐料的爐子，其中該爐料易受不需要的氧化作用的影響。這樣，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的燃燒 器只向爐子中噴射諸如空氣的具有低含氧量的第二氧化劑時(shí)，所述第二氧化劑向下噴向爐 料，從而增加了與爐料的對(duì)流熱傳遞。由于該第二氧化劑的氧濃度較低，因此該爐料幾乎沒(méi) 有被氧化。另一方面，當(dāng)只向爐子中噴射具有高含氧量的第一氧化劑時(shí)，由于第一氧化劑 只是略微地向爐料傾斜，第一氧化劑和爐料之間幾乎沒(méi)有直接接觸，并且在燃料燃燒過(guò)程 中第一氧化劑在到達(dá)爐料之前完全或幾乎完全被消耗掉，從而限制或避免了氧化劑對(duì)爐料 的氧化。當(dāng)噴射第一氧化劑和第二氧化劑的混合物時(shí)，氧化劑的總的氧濃度處于第一氧化 劑的氧濃度和第二氧化劑的氧濃度之間，并且氧化劑的總的噴射方向同樣處于只噴射第一 氧化劑時(shí)的噴射方向和只噴射第二氧化劑時(shí)的噴射方向之間。應(yīng)意識(shí)到，當(dāng)爐子包括不易 受或只是略微易受不需要的氧化作用影響的爐料時(shí)，氧化劑通道和氧化劑噴槍兩者都可以 (向下)朝向爐料被引導(dǎo)，以增加對(duì)流熱傳遞。氧化劑噴槍58A、58B未到達(dá)氧化劑通道42A、42B各自的出口，氧化劑通道42A、 42B的位于氧化劑噴槍58A、58B的端部和這些出口之間的區(qū)域限定了各自的預(yù)混合室42C、 42D。在可能同時(shí)使用兩種氧化劑供給的情況下，預(yù)混合室42C、42D用于使兩種單獨(dú)引入的 氧化劑的混合物在排出之前均勻化。每個(gè)氧化劑噴槍58A、58B的供給側(cè)都與氧化劑供給裝置62連接，該氧化劑供給裝置62獨(dú)立于通向大徑氧化劑入口 34的氧化劑供給。所述與獨(dú)立的氧化劑供給的連接是管 狀聯(lián)接件64形式的，該聯(lián)接件64與根狀歧管(log-manifold) 66的中央連接，該根狀歧管 66水平橫跨在支管40A、40B上方。氧化劑噴槍58A、58B自身采取L形管的形式，從根狀歧管66的端部區(qū)域向下延 伸，在支管40A、40B轉(zhuǎn)直處進(jìn)入該支管40A、40B，并進(jìn)入氧化劑通道42A、42B。這樣，氧化劑 噴槍58A、58B只需要一個(gè)肘部以轉(zhuǎn)向氧化劑通道42A、42B。從根狀歧管66分接出一小徑管68，該小徑管68向下接入燃料箱18。類似于從大 徑管34伸出的氧化劑流出管48，該小徑管配置成使一部分單獨(dú)的第一氧化劑供給從根狀 歧管向下流入燃料箱18。同另一流出管48—樣，由小徑流出管流出的氧化劑也用于在霧化 液態(tài)燃料或氣態(tài)燃料從各自的燃料通道28B或燃料通道出來(lái)時(shí)將其包圍，從 而提高火焰的穩(wěn)定性和運(yùn)行的靈活性。通過(guò)提供每個(gè)氧化劑供給的氧化劑流出管48、68，該優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)保證了不 管使用哪一種氧化劑供給——單獨(dú)使用或與另一種混合使用，在氣態(tài)燃料射流的周圍總是 存在流出的氧化劑供給，以用于使火焰穩(wěn)定。這樣，通過(guò)在燃料噴射器周圍噴射一些氧化劑 和在距離燃料噴射器一定距離處噴射剩余氧化劑而獲得了火焰的穩(wěn)定性。本發(fā)明的使用特殊燃燒器設(shè)計(jì)的方法能夠(a)通過(guò)控制第一氧化劑和第二氧化劑的比例來(lái)改變氧化劑的含氧量，(b)控制氧化劑的噴射速度，而不管只噴射第一氧化劑、只噴射第二氧化劑或噴射 兩種氧化劑的混合物，(c)由于具有多個(gè)氧化劑通道而獲得寬廣并因此更均勻的覆蓋爐料的火焰，(d)對(duì)于該類燃燒器設(shè)計(jì)而言保證具有很低的氮氧化物(NOx)排放量的低強(qiáng)度燃 燒反應(yīng)。NOx的排放量在氧化劑主要由純氧構(gòu)成時(shí)最低，并且隨著氧化劑中含氧量的降低 和含氮量的相應(yīng)提高而提高。本發(fā)明提供了用于向爐子供入兩種獨(dú)立的氧化劑供給的具體結(jié)構(gòu)，并使這些氧化 劑能夠靈活使用——完全使用其中一種或另一種或兩者的任意混合物。一種氧化劑可以 例如是空氣，另一種可以是氧氣，從而可以在21%氧濃度(只有空氣)到100%氧或基本 100%氧之間運(yùn)行。最近幾年中鋁的使用比其它任何金屬增加得都多，而且在未來(lái)許多年中預(yù)計(jì)都會(huì) 有比其它金屬更快的增長(zhǎng)速度。如今世界上鋁產(chǎn)量的幾乎30%來(lái)源于再循環(huán)利用。再生鋁的熔化在反射爐或轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，尤其在歐洲和日本，異常高的燃料價(jià)格使 得富氧燃燒的使用越來(lái)越引起人們的關(guān)注。實(shí)際上，本已較高的燃料價(jià)格使得熔爐中越來(lái) 越多地使用氧或富氧空氣，以降低能量消耗和相關(guān)成本。根據(jù)本發(fā)明，可如下進(jìn)行分批式鋁冶煉工藝，特別是再生鋁冶煉工藝。在裝備有一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的燃燒器組件的爐子中進(jìn)行該冶煉工藝。第一氧化劑是具有至少70% vol.、優(yōu)選地為至少90% vol.、更優(yōu)選地為至少95% vol.的含氧量的富氧氣體。第二氧化劑具有不高于25% vol.含氧量，且優(yōu)選地是空氣。所述工藝包括以下階段
裝料階段， 熔化階段， 提煉階段， 排出階段。熔化階段和保持階段適用不同的溫度、能量要求。熔化階段需要最多的功率或能 量(單位重量材料)，提煉階段需要較少的功率或能量(單位重量材料)。根據(jù)本發(fā)明，在熔化階段開(kāi)始時(shí)，一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件運(yùn)行成使得氧化劑主要 (即，多于50% vol.，有利地多于按體積計(jì)75%)由第一氧化劑構(gòu)成。換句話說(shuō)，氧化劑的 主要部分(多于50% vol.，有利地多于按體積計(jì)75% )由內(nèi)部氧化劑供給裝置供給，該內(nèi) 部氧化劑供給裝置的入口與第一氧化劑源連接。優(yōu)選地，氧化劑完全由第一氧化劑構(gòu)成。換 句話說(shuō)，全部氧化劑由供給富氧的第一氧化劑氣體的所述內(nèi)部氧化劑供給裝置供給。在熔化階段結(jié)束時(shí)，通過(guò)增加由第二氧化劑(S卩，空氣)構(gòu)成的氧化劑部分來(lái)降低 氧化劑的含氧量。這是通過(guò)增加(a)由外部氧化劑供給裝置供給的第二氧化劑(流量或流 率)與(b)由內(nèi)部氧化劑供給裝置供給的第一氧化劑(流量或流率)之間的比例實(shí)現(xiàn)的。 該增加過(guò)程可以是逐步增加，或者是逐漸或逐量增加。對(duì)此使用該燃燒器組件的用于控制 相應(yīng)流量的裝置。逐漸增加由于火焰的穩(wěn)定性的原因而是優(yōu)選的。在提煉階段，一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件運(yùn)行成使得氧化劑主要(S卩，多于50% vol.， 有利地多于按體積計(jì)75%)由第二氧化劑(即，空氣)構(gòu)成。換句話說(shuō)，氧化劑的主要部分 (多于50% vol.，有利地多于按體積計(jì)75% )由外部氧化劑供給裝置供給，該外部氧化劑 供給裝置的入口與第二氧化劑/空氣的源連接。在提煉階段中，氧化劑優(yōu)選地全部由第二 氧化劑構(gòu)成。換句話說(shuō)，全部氧化劑是由供給含有相對(duì)較少含氧量的第二氧化劑(特別是 空氣)的所述外部氧化劑供給裝置供給的空氣。當(dāng)原料含有諸如是存在于廢金屬表面的油漆、涂料、油等可燃物時(shí)，該可燃物可以 在熔化階段初期作為燃料。在熔化階段的所述初期，可暫時(shí)減小由一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件 通過(guò)一個(gè)或多個(gè)燃料出口供給的燃料量(流量或流率)與通過(guò)一個(gè)或多個(gè)氧化劑出口并作 為氧化劑的一部分供給的氧的量(流量或流率)之間的比例。這樣就考慮到了原料對(duì)燃料 的貢獻(xiàn)。當(dāng)使用本發(fā)明的上述方法時(shí)，在熔化階段開(kāi)始時(shí)溫度迅速上升，熔化更迅速地發(fā) 生。由于高輻射火焰和隨之產(chǎn)生的傳遞給爐料的高輻射能量，能量效率也得到增加。在提煉階段中，鋁處于高溫和熔融狀態(tài)，這增加了氧化的風(fēng)險(xiǎn)，并且隨之增加了材 料損失和渣滓形成的風(fēng)險(xiǎn)?？梢酝ㄟ^(guò)使?fàn)t料上方氣體氛圍沿爐子形成大體均勻或一致的溫度分布來(lái)降低材 料損失的風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)際上，提煉階段中材料損失的減少是通過(guò)在提煉階段中運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)燃燒器 組件從而使氧化劑主要且優(yōu)選地完全由空氣構(gòu)成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖9中直線2所示，這導(dǎo)致 了更高的動(dòng)量(I)與功率(P)之比。在所述提煉階段中，一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件可以有利 地使用空氣作為氧化劑運(yùn)行，從而在爐料上方實(shí)現(xiàn)基本均勻的燃燒，也因此在爐料上方沿 爐子實(shí)現(xiàn)基本均勻一致的溫度分布。由于提煉階段的能量需求較低，因此在該階段可以使用空氣作為氧化劑，而不減少熔化階段的總效率。在提煉階段使用空氣作為氧化劑使得在該階段在爐子氣體氛圍中出現(xiàn)氮。然而， 這不會(huì)導(dǎo)致大量NOx的形成，因?yàn)榕c氧-燃料火焰的明顯較高的溫度相比，空氣-燃料火焰 的溫度較低。盡管上文針對(duì)鋁熔化工藝說(shuō)明了本發(fā)明的工藝，但是該工藝也可以有利地用于包 括熔化階段和提煉階段的其它熔化工藝，例如玻璃熔化工藝，尤其是分批式玻璃熔化工藝。根據(jù)本發(fā)明，澆包預(yù)熱工藝可以如下進(jìn)行以將澆包容槽加熱至高溫為目的的初 始階段。為了增加該工藝的能量強(qiáng)度和從而減少該工藝步驟所需的時(shí)間，在該階段中氧化 劑的含氧量選擇為較高。初始階段之后的第二階段是保持階段，澆包容槽在該階段中保持 高溫，從而使耐火材料中溫度分布均勻。為了只維持所需溫度，在該第二階段中減少了能量 輸入。為了獲得盡可能最低的總運(yùn)行成本，可以根據(jù)燃料、氧和空氣的可變成本選擇氧和空 氣的最佳混合物。根據(jù)本發(fā)明，在初始階段開(kāi)始時(shí)，一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件運(yùn)行成使得氧化劑主要 (即，多于50% vol.，有利地多于按體積計(jì)75%)由第一氧化劑構(gòu)成。換句話說(shuō)，氧化劑的 主要部分(多于50% vol.，有利地多于按體積計(jì)75% )由內(nèi)部氧化劑供給裝置供給，該內(nèi) 部氧化劑供給裝置的入口與第一氧化劑源連接。優(yōu)選地，氧化劑完全由第一氧化劑構(gòu)成。換 句話說(shuō)，全部氧化劑都由供給富氧的第一氧化劑氣體的所述內(nèi)部氧化劑供給裝置供給，從 而加速澆包容槽的預(yù)熱。在隨后需要較少能量的溫度均衡階段，一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件運(yùn)行成使得氧化劑 主要(即，多于50% vol.，有利地多于按體積計(jì)75%)由第二氧化劑(即，空氣)構(gòu)成。換 句話說(shuō)，氧化劑的主要部分(多于50% vol.，有利地多于按體積計(jì)75% )由外部氧化劑供 給裝置供給，該外部氧化劑供給裝置的入口與第二氧化劑/空氣的源連接。在該階段中，氧 化劑優(yōu)選地全部由第二氧化劑構(gòu)成。換句話說(shuō)，全部氧化劑都是由供給具有相對(duì)較少含氧 量的第二氧化劑(特別是空氣)的所述外部氧化劑供給裝置供給的空氣。因此，本發(fā)明使得用戶能夠更好地使氧化劑構(gòu)成與諸如熔化周期中爐子負(fù)荷或功 率需求的周期需求相適應(yīng)。此外或可選擇地，也可以根據(jù)氧化劑和燃料的即時(shí)市場(chǎng)價(jià)格來(lái) 優(yōu)化爐子，例如當(dāng)燃料昂貴時(shí)使用100%氧、當(dāng)燃料便宜時(shí)使用100%空氣，或使用兩者的 任意混合物。同時(shí)應(yīng)意識(shí)到，這里公開(kāi)的結(jié)構(gòu)是固定不動(dòng)的，因此不需要為了更換所能供給的 氧化劑而改變實(shí)體連接，并且因此可以逐步更換或逐漸改變(所能提供的氧化劑)而不中 斷燃燒器組件的運(yùn)行。
1權(quán)利要求
1.一種使用燃燒器組件(10)產(chǎn)生燃燒的方法，所述燃燒器組件(10)包括耐火單元 (12)、燃料供給系統(tǒng)(18)和氧化劑供給系統(tǒng)(20)，耐火單元沿第一平面限定至少一個(gè)從燃 料入口延伸到燃料出口的燃料通道08A、28B、28C)，并且大體沿第二平面限定至少一個(gè)從 氧化劑入口延伸到氧化劑出口(46A、46B)的氧化劑通道G2A、42B)，所述第一平面和第二 平面沿所述出口之外的直線相交，所述氧化劑供給系統(tǒng)包括內(nèi)部氧化劑供給裝置和外部氧 化劑供給裝置，所述內(nèi)部氧化劑供給裝置具有與第一氧化劑源連接的入口，所述外部氧化 劑供給裝置至少部分地圍繞內(nèi)部氧化劑供給裝置且具有與第二氧化劑源連接的入口，所述 內(nèi)、外部氧化劑供給裝置至少部分地伸入所述至少一個(gè)氧化劑通道，所述氧化劑供給系統(tǒng) 配置成向所述至少一個(gè)氧化劑通道的出口供給所述第一氧化劑和第二氧化劑之一或兩者 的混合物，所述方法包括(a)選擇性地為耐火單元(1 的氧化劑通道(42A、42B)的內(nèi)部氧化劑供給裝置供給第 一氧化劑，所述第一氧化劑有利地含有至少70% vol.、優(yōu)選地至少90% vol.、更優(yōu)選地至 少95% vol.的氧；(b)選擇性地為同一氧化劑通道的同軸的外部氧化劑供給裝置供給第二氧化劑，所述 第二氧化劑優(yōu)選地含有低于25%的氧，并且有利地是空氣；(c)通過(guò)只向內(nèi)部氧化劑供給裝置供給第一氧化劑、只向同軸的外部氧化劑供給裝置 供給第二氧化劑、和向內(nèi)部氧化劑供給裝置供給第一氧化劑與向同軸的外部氧化劑供給裝 置供給第二氧化劑相結(jié)合來(lái)改變向至少一個(gè)氧化劑通道供給的所述第一氧化劑和第二氧 化劑之間的比例；和(d)將所述氧化劑引導(dǎo)向燃燒器組件(10)下游的與其一起燃燒的燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括(c')為至少一個(gè)燃料通道供給燃料并通過(guò)所述至少一個(gè)燃料通道 (28A.28B.28C)的燃料出口噴射所述燃料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在引導(dǎo)氧化劑的步驟中，將所述氧化 劑引導(dǎo)向燃燒器組件下游的用于與其一起燃燒的燃料，沿與第一平面形成第一角度的第一 方向引導(dǎo)第一氧化劑，沿與第一平面形成第二角度的第二方向引導(dǎo)第二氧化劑，其中第一 角度大于第二角度。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)部氧化劑供給裝置 (58A、58B)未到達(dá)所述氧化劑出口 G6A、46B)，從而所述氧化劑通道(42A、42B)的在所述內(nèi) 部氧化劑供給裝置的出口和所述氧化劑出口的孔口之間延伸的長(zhǎng)度限定了用于將所述第 一氧化劑和所述第二氧化劑預(yù)混合的混合室(42C、42D)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在耐火單元(1 中，所述至 少一個(gè)氧化劑通道(42A、42B)位于所述至少一個(gè)燃料通道上方。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述氧化劑供給系統(tǒng)00)還 包括控制進(jìn)入所述第一、第二氧化劑中至少一者——優(yōu)選地是兩者，最優(yōu)選地是兩者各自 地一一的所述氧化劑通道的流速的裝置。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括多個(gè)氧化劑通道(42A、42B)和多個(gè)燃 料通道Q8A、28B、28C)，這兩組通道都沿其各自的平面相間隔，所述氧化劑通道位于所述燃料通道上方，從而使所述氧化劑或者根據(jù)情況使所述氧化劑的混合物與所述燃料沿其各自 平面之間的交線相遇，從而在所述交線前面并朝向遠(yuǎn)離所述耐火單元(12)的方向產(chǎn)生大 體是平面的火焰。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述或每個(gè)所述燃料通道 (28A.28B.28C)包括燃料噴射器噴嘴，所述燃料噴射器噴嘴具有圍繞其自身的間隙，設(shè)置 有使一部分氧化劑從所述氧化劑供給系統(tǒng)00)流出到所述燃料通道的所述間隙中的裝置 08、68)，所述氧化劑流出裝置配置成使流出的氧化劑以圍繞所述燃料噴射器噴嘴外側(cè)的 保護(hù)流的形式流出。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述氧化劑流出裝置包括位于內(nèi)部氧化 劑供給裝置和所述燃料通道(48A、48B、48C)的所述間隙之間的第一聯(lián)接件(68)，當(dāng)所述氧 化劑供給系統(tǒng)00)為所述至少一個(gè)氧化劑通道(42A、42B)的出口(46A、46B)供給第一氧 化劑時(shí)，該第一聯(lián)接件(68)使一部分第一氧化劑流入所述燃料通道的所述間隙；所述氧化 劑流出裝置還包括位于外部氧化劑供給裝置和所述燃料通道的所述間隙之間的第二聯(lián)接 件G8)，當(dāng)所述氧化劑供給系統(tǒng)為所述至少一個(gè)氧化劑通道的出口供給第二氧化劑時(shí)，該 第二聯(lián)接件G8)使一部分第二氧化劑流入所述燃料通道的所述間隙。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述燃料包括烴類燃料，例 如天然氣或重燃油或粉狀固體烴類燃料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法在熔化工藝或熔爐中的應(yīng)用。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法在澆包預(yù)熱工藝中的應(yīng)用。
13.使用根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法在爐中熔化爐料的工藝，其特征在 于，由一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件通過(guò)使燃料與氧化劑燃燒來(lái)提供熱量，所述工藝包括 裝料階段， 熔化階段， 提煉階段， 排出階段， 其中 在熔化階段開(kāi)始時(shí)，一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件(10)運(yùn)行成使得50% vol.以上、優(yōu)選 地75% vol.以上、更優(yōu)選地全部氧化劑都是由內(nèi)部氧化劑供給裝置提供的第一氧化劑，所 述內(nèi)部氧化劑供給裝置的入口與第一氧化劑源連接， 在熔化階段結(jié)束時(shí)，增加(a)通過(guò)外部氧化劑供給裝置的第二氧化劑流和(b)通過(guò) 內(nèi)部氧化劑供給裝置的第一氧化劑流之間的比例， 在提煉階段中，一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件運(yùn)行成使得50% vol.以上、優(yōu)選地75% vol. 以上、更優(yōu)選地全部氧化劑都是由外部氧化劑供給裝置提供的第二氧化劑，所述外部氧化 劑供給裝置的入口與第二氧化劑源連接。
14.使用根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法預(yù)熱帶有澆包容槽的澆包的工藝， 其特征在于，由一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件通過(guò)使燃料與氧化劑燃燒來(lái)提供熱量，所述工藝包 括 初始加熱階段， 隨后的溫度均衡階段， 其中 在加熱階段中，一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件(10)運(yùn)行成使得50% vol.以上、優(yōu)選地 75% vol.以上、更優(yōu)選地全部氧化劑都是由內(nèi)部氧化劑供給裝置提供的第一氧化劑，所述 內(nèi)部氧化劑供給裝置的入口與第一氧化劑源連接， 在溫度均衡階段，一個(gè)或多個(gè)燃燒器組件運(yùn)行成使得50% vol.以上、優(yōu)選地75% vol.以上、更優(yōu)選地全部氧化劑都是由外部氧化劑供給裝置提供的第二氧化劑，所述外部 氧化劑供給裝置的入口與第二氧化劑源連接。
15. 一種燃燒器組件(10)，包括耐火單元(12)、燃料供給系統(tǒng)(18)和氧化劑供給系 統(tǒng)(20)，該耐火單元沿一個(gè)平面限定有至少一個(gè)從燃料入口延伸到燃料出口的燃料通道 08A、28B、28C)，并且大體沿第二平面限定有至少一個(gè)從氧化劑入口延伸到氧化劑出口 (46A.46B)的氧化劑通道G2A、42B)，所述第一平面和第二平面沿所述出口之外的直線相 交，所述氧化劑供給系統(tǒng)包括內(nèi)部氧化劑供給裝置和外部氧化劑供給裝置，所述內(nèi)部氧化 劑供給裝置具有配置成用于與第一氧化劑源連接的入口，所述外部氧化劑供給裝置至少部 分地圍繞所述內(nèi)部氧化劑供給裝置，且具有配置成用于與第二氧化劑源連接的入口，所述 氧化劑供給系統(tǒng)配置成為所述至少一個(gè)氧化劑通道的出口供給所述第一和第二氧化劑之 一或兩者的混合物，其特征在于，所述內(nèi)、外部氧化劑供給裝置至少部分地延伸入所述至少 一個(gè)氧化劑通道，所述內(nèi)部氧化劑供給裝置具有限定成沿第一方向引導(dǎo)第一氧化劑的下游 端，所述第一方向與限定所述至少一個(gè)燃料通道的第一平面形成第一角度，所述至少一個(gè) 氧化劑通道具有限定成沿第二方向引導(dǎo)第二氧化劑的下游端，所述第二方向與第一平面形 成第二角度，其中所述第一角度大于所述第二角度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種使用燃燒器組件(12)產(chǎn)生燃燒的方法和相應(yīng)的燃燒器組件。所述燃燒器組件包括耐火單元(12)、燃料供給系統(tǒng)(18)和氧化劑供給系統(tǒng)(20)。耐火單元(12)沿一個(gè)平面P1限定有至少一個(gè)從燃料入口(28)延伸到燃料出口的燃料通道(28A、28B、28C)，并且沿第二平面P2限定有至少一個(gè)從氧化劑入口延伸到氧化劑出口的氧化劑通道，所述第一平面和第二平面沿所述出口之外的直線相交，所述氧化劑供給系統(tǒng)包括一對(duì)氧化劑供給裝置，內(nèi)部氧化劑供給裝置的入口與具有第一氧濃度的第一氧化劑源連接，同軸的外部氧化劑供給裝置的入口與具有第二氧濃度的第二氧化劑源連接，該方法在氧化劑中的氧濃度方面具有改進(jìn)的靈活性。
文檔編號(hào)F23D14/22GK102138040SQ200980133387
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2009年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者M·默特博格, N·多基耶, R·卡爾切維克, R·齊阿瓦 申請(qǐng)人:喬治洛德方法研究和開(kāi)發(fā)液化空氣有限公司