專利名稱：選擇性調整熱通量提高傾斜旋轉爐中加熱裝填材料均勻性的制作方法
技術領域：
本公開針對熔爐系統。更具體而言，本公開針對傾斜旋轉爐和操作傾斜旋轉爐系統的方法。
背景技術：
傾斜旋轉爐用于如熔鋁的エ藝，因為它們通過爐傾斜來提供金屬出液的靈活性。 三個優(yōu)點包括1)它們可以更低的エ藝溫度操作，因為可通過傾斜來移除裝填材料(與固定軸線旋轉爐相反，其中エ藝溫度常常遠超過熔化裝填材料所需的溫度以便將所添加的熔劑液化以在每個周期后移除)，2)它們可更徹底地排空，以及，3)它們可減少裝填材料上氧化物形成。但由于傾斜，在傾斜旋轉爐中的裝填材料分配不均勻。由于重力，裝填材料朝向爐邊緣上方的爐端部流動。這種負荷分配次優(yōu)于常規(guī)傳熱手段，特別是氧燃料燃燒器，其傾向于在火焰附近遞送相對高熱通量。用于傾斜旋轉爐的已知燃燒器對于提供對應于裝填材料定位和深度的放熱模式缺少控制。因此，這些已知燃燒器向裝填材料的特定部分提供太少熱或者它們通過向裝填材料的其它部分提供太多熱而浪費熱。因此，具有已知燃燒器布置的已知傾斜旋轉爐可具有増加的金屬氧化且需要頻繁清潔。美國專利申請公告No. 2009/0004611 Al針對ー種燃燒方法。在該方法中，由ー個或多個燃燒器來加熱エ業(yè)爐。爐的實例包括鋼再熱爐、鋁熔爐、玻璃熔爐、水泥窯、鉛熔爐、 銅熔爐和鐵熔爐。燃料(例如，任何易燃流體)與主氧化劑(包括至少50體積百分比的氧氣濃度的流體)通過ー個或多個燃燒器提供給爐。燃料和主氧化劑以小于70%的主氧氣與燃料的化學計量比的流率提供。燃料和主氧化劑以每秒100英尺或更小速度提供。次氧化劑通過噴槍噴射。在燃燒反應中生成的熱向裝料輻射以加熱該裝料。熱直接地或通過爐氣體和壁間接地輻射且通過對流傳遞很少熱。此申請并未公開關于選擇性地調整熱通量來實現使用相同點火速率的燃燒器對具有不均深度的熔融物的均勻加熱。美國專利No. 5，755，818A (對應于EP 0 748 982 Bi) (’ 818專利)針對ー種分級燃燒方法。該方法類似于在’ 611申請中所討論的方法，但燃料和主氧化劑以至少毎秒100 英尺的速度提供。類似于’611申請，在燃燒反應中生成的熱輻射到裝料以加熱該裝料，且熱直接地或者通過爐氣體和壁間接地輻射且通過對流傳遞很少熱。同梓，’ 818專利并未教導對于不同的應用和不同的操作條件如何來調整火焰形狀和長度。美國專利No. 5，609, 481 (對應于EP 0 748 994) (’ 481專利)針對在直燃式爐中加熱或熔化裝填材料的方法。在該方法中，通過從直燃式燃燒器輻射的熱來加熱該裝料。在直燃式燃燒器與裝料之間引入裝料附近氣體用于增加或減少氧化。裝料附近氣體形成分離燃燒產物與裝料的隔層?？烧{整該隔層以控制裝料的氧化。為了獲得該隔層，燃料、氧化劑和裝料附近氣體以低于每秒50英尺的速度引入?！?81專利具有若干缺陷。舉例而言，可通過混合裝料從而限制在裝料內分配熱的能力且減弱利用對流加熱的能力來中斷隔層。先前確定的專利和專利申請的公開作為參考結合到本文中。
在本領域中需要提供控制地加熱熔爐系統的方法，其導致熔化更大的均勻性，裝填材料減少的氧化和利用更少清潔周期更徹底排空。

發(fā)明內容
本公開的一方面包括一種加熱裝填材料的方法。該方法包括提供爐用于加熱裝填材料，以及向第一噴射器可控制地提供第一燃料和第一氧化劑且向第二噴射器提供第二燃料或第二氧化劑之ー以形成在裝填材料上方的放熱分布，放熱分布在距所述燃燒器受控制的距離處包括高熱通量區(qū)域。受控制的距離對應于最深裝填深度位置。本公開的另一方面包括ー種用于加熱裝填材料的傾斜旋轉爐。該爐包括可旋轉部分，該可旋轉部分包括容器，其用于接收裝填材料，該裝填材料具有深度分布，深度分布包括最大裝填深度位置；以及，燃燒器，其具有第一噴射器和第二噴射器。可在第一軸線與第 ニ軸線之間調整可旋轉部分。爐角度導致裝填材料具有深度分布，深度分布包括最大裝填深度位置。燃燒器向第一噴射器可控制地提供第一燃料和第一氧化劑且向第二噴射器可控制地提供第二燃料或第二氧化劑之ー以形成在裝填材料上方的放熱分布，放熱分布在距燃燒器受控制的距離處包括高熱通量區(qū)域。受控制的距離導致高熱通量區(qū)域接近以下位置中的ー個或多個對應于最大裝填深度點的裝填材料表面的一部分和對應于最大裝填深度點的可旋轉部分的壁部。本公開的另一方面包括一種加熱裝填材料的方法。該方法包括提供用于加熱裝填材料的傾斜旋轉爐，向第一噴射器可控制地提供第一燃料和第一氧化劑且向第二噴射器可控制地提供第二燃料或第二氧化劑之ー以形成在裝填材料上方的放熱分布(放熱分布在距所述燃燒器受控制的距離處包括高熱通量區(qū)域)；確定裝填材料的深度分布中最大深度位置；以及，調整受控制的距離處放熱分布以對應于最大深度位置，受控制的距離導致高熱通量區(qū)域接近以下位置中的ー個或多個對應于裝填材料的最大深度點的裝填材料的表面的一部分和對應于裝填材料最大深度點的可旋轉部分的壁部。該過程包括選擇性地調整熱通量以提高在傾斜旋轉爐中加熱裝填材料的均勻性。 該系統包括傾斜旋轉爐，傾斜旋轉爐能選擇性調整熱通量以提高加熱裝填材料的均勻性。 例如，通過燃料或氧化劑分級能夠提供選擇性調整。該方法包括將高熱通量區(qū)域定位于接近對應于裝填材料的最大深度位置的裝填材料的一部分或者接近對應于裝填材料的最大深度位置的可旋轉部分的壁部。傾斜旋轉爐包括可旋轉部分(例如，筒)和不可旋轉部分和燃燒器?？稍诘谝惠S線與第二軸線之間調整可旋轉部分，第一軸線與第二軸線成對應于傾斜旋轉爐的不同操作條件的角度。在傾斜旋轉爐中，角度導致裝填材料具有深度分布，深度分布包括最大裝填深度位置。由燃燒器的燃燒形成包括高熱通量區(qū)域的放熱分布?？赏ㄟ^分級氧化劑或燃料來將高熱通量區(qū)域定位于接近以下位置中的一個或多個來調整燃燒器(1)對應于裝填材料的最大深度位置的裝填材料的表面的一部分和( 對應于裝填材料最大裝填深度位置的可旋轉部分的壁部。高熱通量區(qū)域可為或包括高熱通量點。在裝填材料表面上的區(qū)域可為或包括最大深度位置。如本文所用的術語“高熱通量”指熱通量高于大部分放熱分布的熱通量的量且可包括放熱分布的最大熱通量。CN 102538445 A結合附圖，通過下文優(yōu)選實施例的更詳細描述，本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點將會顯然，附圖以舉例說明的方式說明本發(fā)明的原理。


圖1是示范性傾斜旋轉爐在操作中的透明透視圖。圖2至圖5示出在各個角度的一系列示范性傾斜旋轉爐的剖視圖。圖6示出傾斜旋轉爐的示范性分級燃燒器。圖7至圖9示出根據本公開的方法測試的額外燃燒器。圖10示出計算流體力學結果的曲線，指示了對于各種燃燒器構造的高熱通量的具體點。圖11示出計算流體力學的結果的曲線，其指示了對于各種燃燒器構造的放熱分布的一部分。圖12示出計算流體力學的結果的曲線，其指示了相對于分級比率的高熱通量定位的相對位置。
具體實施例方式本發(fā)明提供了向熔爐系統提供受控制加熱以提供熔化更大均勻性，減少裝填材料的氧化，提供更徹底排空和更少清潔周期的方法和系統。本公開的實施例通過利用燃燒器提供對熱分配的進ー步控制，燃燒器能提供對應于傾斜旋轉爐中裝填材料的定位和深度的放熱模式。這種增加的熱分配也最小化金屬氧化且允許更徹底排空，其允許更少的清潔周期。圖1示出示范性傾斜旋轉爐100。能在對應于第一軸線102的位置(例如，成角度的位置)與對應于第二軸線104的第二位置(例如，基本上水平位置)之間調整爐。第一軸線102和第二軸線104成角度θ。爐100包括可旋轉部分105，可旋轉部分105具有在第一位置時可繞第一軸線102 旋轉的第一端106或負荷端。爐100包括第二端107或燃燒器端(接近111)，其并不繞第 ー軸線102或第二軸線104旋轉。但是，第二端107被構造成允許在對應于第一軸線102的第一位置與對應于第二軸線104的第二位置之間調整該爐100。第二端107包括開ロ 109， 開ロ 109允許鹽/熔劑添加到爐100內的裝填材料108(例如，鋁、玻璃、水泥、鉛、銅、鐵和鋼等)。當爐100處于第一位置時，爐100的第一端106包含與爐100的其它部分相比更大量的裝填材料108。第一位置的角度(結合腔室形狀)導致裝填材料108具有深度分布 (depth profile)。深度分布包括最大深度位置110(由裝填材料108的表面119限定)和具有更淺深度的其它區(qū)域113。能控制燃燒器111使得由燃燒所形成的放熱分布112中的高熱通量區(qū)域114對應于最大深度位置110。高熱通量為大于在放熱分布的熱通量分配上的平均熱通量的熱通量的量。熱通量分配可由熱通量與距燃燒器(參看例如圖11)的距離關系的曲線來表示。高熱通量區(qū)域114可(例如)為在熱通量分配與整個放熱分布的平均熱通量發(fā)生相交的位置(即，距燃燒器的距離)之間的區(qū)域。當爐100旋轉吋，在燃燒區(qū)域117中爐100的壁部121旋轉以定位于裝填材料108的下方或下面。來自被加熱壁部121的熱然后通過傳導來加熱裝填材料108。在一實施例中，例如，提供給裝料108的超過四分之一的熱由壁部121與裝填材料108之間的傳導來提供。來自傳導的該熱的相當量能基于預定位置(例如，最大深度位置110)或者區(qū)域(例如， 高熱通量區(qū)域114)。即，最大深度位置110可對應于爐100的周向壁部121，其需要由高熱通量區(qū)域114加熱以向裝填材料108底部提供傳導熱。圖2至圖5示意性地示出爐100的各個位置和最大深度位置的可變性和周向壁部 121位置的可變性。圖2示出在第二位置(或加載位置)處的可旋轉部分105。當位于第二位置吋，可旋轉部分105能繞第二軸線104旋轉。這個位置可用于加載裝填材料108，卸載裝填材料108和/或清潔爐100。為了實現均勻加熱，需要選擇性地調整燃燒器111以將高熱通量區(qū)域114定位于更靠近最大深度位置Iio和/或旋轉到最大深度位置110下方的壁部121處(參看圖3至圖5)來修改由于放熱分布112所造成的傳熱。燃燒器111被構造成根據熔化物深度在相同點火速率下選擇性地調整火焰長度和傳熱?？赏ㄟ^氧化劑或燃料分級來實現對火焰長度的調整和高熱通量區(qū)域114的定位?？山浻烧{整分級比率由分級燃燒器111來實現對火焰長度和傳熱的調整。除了上述之外，還可提供結合對放熱分布112的調整來提高熔化和/或加熱速率的其它方法。舉例而言，可増加添加給爐100的熔劑/鹽的量來提高熔化和/或加熱速率。 在其它實施例中，也可使用旋轉/傾斜速率來更改熔化和/或加熱速率。參看圖3至圖5，沿著裝填材料108表面119的最大深度位置110可基于更改的角度θ而轉移。増加角度θ使得最大深度位置110朝向更靠近燃燒器111的第二端107移動(參看圖1)。為了應對各種角度和/或爐構造，燃燒器111可被構造為向最大深度位置 110提供高熱通量114。圖3至圖5示出了在角度θ的不同值，爐100的可旋轉部分105。 對于圖示構造，角度θ可為高達大約30度至35度的任何合適值。應了解，爐100可包括其它設計，其允許角度θ的值大于30至35度。燃燒器111可被構造成提供高熱通量分布 114，調整高熱通量分布114以對應于變化的最大深度位置110，或者可構造為對應于操作條件(諸如熔化周期)在單個位置、代表位置和/或鄰近或靠近最大深度位置110的位置提供高熱通量114。盡管并未按照比例繪制，圖3至圖5中每ー個預期例示可旋轉部分105內裝填材料108的相同體積。可旋轉部分105可構造為具有幾何形狀使得角度θ的最大值將不使得最大深度位置110朝向第一端106轉移(例如，通過具有接近第一端106的圓形或成角度內部拐角11幻。同樣，腔室100可被構造為使得増加角度θ值減少了表面119上的裝填材料108的量，從而潛在地降低氧化風險。在圖3中，可旋轉部分105在對應于第一軸線102的第一位置。角度θ的值為大約5度。表面119具有預定長度302且最大深度位置110具有預定深度304。在圖4中，可旋轉部分105在對應于第一軸線102的第一位置。角度θ的值為大約20度。表面119具有預定長度402，預定長度402比圖3所示表面119的預定長度302 更短。此外，最大深度位置110具有大于圖3中最大深度位置110的預定深度304的預定深度404。表面119此減小的長度402和増加的深度404為角度θ更大的結果。如在圖4 中能看出，從燃燒器111到最大深度位置110的水平距離小于圖2和圖3中距燃燒器的水平距離。為了提供對應于最大深度位置的高熱通量區(qū)域114，可使高熱通量區(qū)域114移動比圖2和圖3中更靠近燃燒器111。在圖5中，可旋轉部分105在對應于第一軸線102的第一位置。角度θ值為大約 30至35度。表面119具有預定長度502，預定長度502比圖4所示表面119的預定長度402 更短。此外，最大深度位置110具有大于圖4中最大深度位置110的預定深度404的預定深度504。表面119這種減小的長度502和増加的深度504為角度θ更大的結果。如在圖 5中能看出，從燃燒器111到最大深度位置110的水平距離小于圖2、圖3和圖4中距燃燒器的水平距離。為了提供對應于最大深度位置的高熱通量區(qū)域114，可使高熱通量區(qū)域114 移動比圖2、圖3和圖4中更靠近燃燒器111。盡管圖2至圖5的上文的描述指主動調整燃燒器111以定位高熱通量區(qū)域114，但是當爐100執(zhí)行諸如熔化周期的特定操作周期吋，高熱通量區(qū)域114可對應于最大深度位置110定位?？赏ㄟ^更改氧化劑或燃料的分級比率，選擇性地調整燃燒器111來實現高熱通量區(qū)域114的定位。圖6示出爐100的示范性分級燃燒器111的示意圖。燃燒器111被構造為選擇性地調整放熱分布112 (參看圖1)。燃燒器111包括第一或主噴射器604和第二或次噴射器 602。舉例而言，燃燒器111可通過第二噴射器602控制地弓I入或分級氧化劑或燃料而選擇性地調整腔室100內高熱通量區(qū)域114的定位和/或高熱通量區(qū)域114的強度(參看圖 1)。燃燒器111位于第二端107上，剛好在開ロ 109下方(參看圖1)，允許鹽/熔劑添加到裝填材料108。如本文所用的“分級”表示到第一或主噴射器到第二或次噴射器的燃料或氧化劑流的轉向或分開。同梓，“分級比率”定義為轉向到第二或次噴射器的燃料或氧化劑的百分比量。在分級燃燒器111中，燃料和氧化劑經由第一噴射器604引入。燃料通過燃料管噴射。以通過燃燒器進入到爐內的總氧化劑流率10-90%之間的流率通過包圍燃料管的主管引入氧化劑。在一實施例中，次氧化劑通過第二噴射器602噴射，第二噴射器602的軸線在主噴射器直徑15-60倍距離處攔截主噴射器軸線以使得總化學計量比在所用燃料完全燃燒所需的理論化學計量的20%至100%之間。當從無分級切換到70%分級氧化劑時以此方式操作的燃燒器可將高傳熱位置距燃燒器的距離增加63%(參看，例如圖12)。提供給第一噴射器604且在某些實施例中提供給第二噴射器602的氧化劑包括大約5%體積至大約100%體積的氧氣。在一實施例中，燃燒器111利用與任何合適惰性氣體 (例如，氮氣)組合的含40%體積氧氣的氧化劑來操作。在另ー實施例中，燃燒器111以第 ニ噴射器602噴射的與任何合適惰性氣體組合的70%體積氧氣操作。氧化劑噴射可以任何合適速度和/或量進行。舉例而言，速度可在毎秒大約5英尺與毎秒大約200英尺之間。提供給第一噴射器604且在某些實施例中提供給第二噴射器602的燃料可為任何合適燃料。合適燃料可包括易燃流體，諸如天然氣。在一實施例中，在第一噴射器604中的燃料噴射可在任何合適速度和/或量。舉例而言，速度可在毎秒大約5英尺與毎秒大約200 英尺之間。例如在旋轉爐中天然氣燃燒中，總化學計量比設在大約1.4與大約2. 2之間。燃燒器111允許調整放熱分布112和由此高熱通量區(qū)域114的位置。通過氧化劑分級或者通過分流器閥606來控制氧氣流動來實現這種調整。在某些實施例中，當更多氧氣在第二噴射器602中噴射吋，燃燒火焰可更長。作為補充或作為替代，在某些實施例中，燃燒器111減小或基本上消除在裝填材料108表面119上的氧化。舉例而言，在這些實施例中，燃燒器111通過氧氣分級遠離爐100的熱金屬噴射氧化劑，其中，燃料鄰近裝填材料表面形成還原或非氧化氣氛。圖7示出噴射器604的示意端視圖。在噴射器604中，燃料在中央燃料管704中噴射，而氧化劑在環(huán)管706中噴射。中央燃料管704和環(huán)管708在噴射器604端部會聚以支持火焰。在分級燃燒器111中，噴射器604與第二噴射器602(參看例如圖6)組合利用， 第二噴射器602噴射分級燃料或分級氧化劑。圖8示出了根據替代實施例的噴射器604的示意端視圖。在圖8的噴射器604中， 燃料在中央燃料管704中噴射，而氧化劑在環(huán)管706中噴射。中央燃料管704和環(huán)管708在噴射器604端部會聚以支持火焰。在分級燃燒器111中，噴射器604與第二噴射器602(參看例如圖6)組合利用，第二噴射器602噴射分級燃料或分級氧化劑。圖8的噴射器604類似于圖7的噴射器604 ；但圖8的中央燃料管704和環(huán)管706比圖7的中央燃料管704和環(huán)管706更大。更大的尺寸適應噴射器604和燃燒器111更高的點火速率。圖9示出噴射器604的示意端視圖。噴射器604包括多個用于噴射燃料的燃料管 704和用于噴射氧化劑的環(huán)管708。多個燃料管704引入由氧化劑包圍的易燃燃料。在分級燃燒器111中，噴射器604與第二噴射器602 (參看例如圖6)組合利用，第二噴射器602 噴射分級燃料或分級氧化劑。圖9所示的噴射器604提供強烈混合。實例
已經分析了燃燒器的不同構造來比較使高熱通量區(qū)域114對應于最大深度位置110和 /或旋轉到最大深度位置110下方的壁部121的能力。由計算流體力學(CFD)軟件程序來方便計算且做出本領域技術人員公知的假設。參看圖10至圖12，考慮在爐100內的總體積大約37. 4 m3，燃燒區(qū)域117的體積為大約26. 6 m3，裝填材料108的體積為大約10. 8 m3，裝填材料108具有大約900K熔點，角度θ為大約20度，最大深度位置110為大約3. 80m，燃燒器的點火為大約IOmmbtu且可旋轉部105的旋轉速度為每分鐘大約3轉來分析各種燃燒器構造和分級比率。此外，調整通過第二噴射器的氧化劑流來分析燃燒器111。在該分析中所用氧化劑為100%氧氣。如圖10所示，具有如圖7所示構造(“套管式燃燒器”)無分級的燃燒器包括在距燃燒器大約2. 25m處高熱通量的具體點。具有如圖8所示構造(“大套管式燃燒器”)無分級的燃燒器包括距燃燒器大約1. 75m處高熱通量的具體點。具有如圖9所示構造(“管束”)無分級的燃燒器包括距燃燒器大約2. 25m處高熱通量的具體點。燃燒器(“分級-40” 和“級-40” )以40%體積氧化劑流量或者通過第二噴射器流動的分級比率40%操作，包括距燃燒器大約3. 25m處高熱通量的具體點。燃燒器(“分級-70”和“級-70”)以70%體積氧化劑流量或者通過第二噴射器流動的70%分級比率操作，包括距燃燒器大約3. 25m處高熱通量的具體點。燃燒器(“空氣-O2”)以預定空氣與氧氣混合物作為氧化劑操作，包括在距燃燒器大約2. 25m處高熱通量的具體點。高熱通量的具體點指示對于以通過第二噴射器流動的40%體積氧氣或者通過第 ニ噴射器流動的70%體積氧氣操作的燃燒器，最靠近裝填材料108內的最大深度位置110。如圖11所示，對于參考圖10所描述的條件中的每個條件，分析放熱分布112(包括高熱通量區(qū)域114)。個體燃燒器的放熱分布包括變化的高熱通量區(qū)域。高熱通量區(qū)域(如在這些實例中所用的那些)為熱通量分配與整個放熱分布的平均熱通量發(fā)生相交的位置(即，距的距離)之間的區(qū)域。舉例而言，無分級的大套管式燃燒器包括在距大約1. 2m 與大約加之間的高熱通量區(qū)域。以40%體積氧化劑流量或者通過第二噴射器流動40%分級比率操作的stg-40燃燒器包括距燃燒器大約1. 6m與大約4. 2m之間的區(qū)域。以70%體積氧化劑流量或者通過第二噴射器流動的70%分級比率操作的stg-70燃燒器包括距燃燒器大約2. Im與大約4. 6m之間的區(qū)域。此外，繪制裝填材料108的深度分布(包括最大深度位置110和其它更低深度區(qū)域11 。這些計算表明盡管以通過第二噴射器40%分級比率操作的燃燒器和以通過第二噴射器70%分級比率操作的燃燒器的高熱通量的具體點基本上相同，但是對于以通過第二噴射器70%分級比率操作的燃燒器，總高熱通量區(qū)域114距該燃燒器更遠。具體而言，以通過第二噴射器40%分級比率操作的燃燒器直到大約an具有更高熱通量和超過加具有更低熱通量(與以通過第二噴射器流動的70%氧化劑操作的燃燒器相比)。因此，以通過第二噴射器流動的70%氧化劑操作的燃燒器的放熱分布112在接近最大深度點110的區(qū)域中釋放其總熱的更大部分。此外，這些計算表明這些燃燒器構造導致在裝填材料108表面119處的氧氣差別。 具體而言，燃燒器702具有在表面119處大約2. 47%的氧氣含量，以通過第二噴射器流動的 40%氧化劑操作的燃燒器具有在裝填材料表面處大約0. 95%的氧氣含量，以通過第二噴射器70%分級操作的燃燒器具有在裝填材料表面處大約0. 94%的氧氣含量，且利用空氣操作的燃燒器111在表面119處具有大約3. 07%的氧氣含量。如圖12所示，分析利用不同百分比的氧化劑分級操作的燃燒器以確定高熱通量位置。如圖12所示，高熱通量的變化為距燃燒器長度的百分比，其中100%為高熱通量位置對應于非分級燃燒器的定位。高熱通量位置距燃燒器的距離隨著増加的分級比率而增加。雖然參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，本領域技術人員應了解在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可做出各種變化且等效物可用于替換本發(fā)明的元件。此外，可做出許多修改以在不偏離本發(fā)明的本質范圍的情況下使特定情形或材料適應本發(fā)明的教導內容。因此，預期本發(fā)明并不限于所公開的特殊實施例(這些特殊實施例被設想是執(zhí)行本發(fā)明的最佳實施方式)，而是本發(fā)明將包括落入所附權利要求的范圍內的所有實施例。
權利要求
1.一種加熱裝填材料的方法，所述方法包括 提供爐用于加熱所述裝填材料，所述爐包括容器，其用于接收所述裝填材料，所述裝填材料具有深度分布，所述深度分布包括最大深度位置；以及，燃燒器，其具有第一噴射器和第二噴射器；向所述第一噴射器可控制地提供第一燃料和第一氧化劑且向所述第二噴射器可控制地提供第二燃料或第二氧化劑之ー以形成在所述裝填材料上方的放熱分布，所述放熱分布在距所述燃燒器受控制的距離處包括高熱通量區(qū)域； 其中，所述受控制的距離對應于所述最大深度位置。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在干，所述高熱通量區(qū)域接近對應于所述裝填材料的最大深度位置的所述裝填材料表面的一部分。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在干，所述高熱通量區(qū)域接近對應于所述裝填材料的最大深度位置的所述容器的壁部。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在干，所述受控制的距離為對于所述爐的操作條件而言接近最大深度位置的位置。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在干，所述爐的操作條件為熔化周期。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于還包括確定所述裝填材料的最大深度位置且調整所述受控制的距離為由所述確定步驟所確定的距離。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于還包括通過選擇性地調整所述燃燒器來修改所述放熱分布。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在干，所述第一噴射器將所述第一燃料導向至鄰近所述裝填材料的表面的區(qū)域。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于還包括熔化所述裝填材料。
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在干，所述裝填材料是選自由鋁、玻璃、水泥、 鉛、銅、鐵和鋼組成的組。
11.根據權利要求1所述的方法，其特征在干，向所述第二噴射器提供所述第二燃料。
12.根據權利要求1所述的方法，其特征在干，向所述第二噴射器提供所述第二氧化劑。
13.根據權利要求1所述的方法，其特征在干，所述第二燃料為所述第一燃料的一部分。
14.根據權利要求1所述的方法，其特征在干，所述第二氧化劑為所述第一氧化劑的一部分。
15.ー種用于加熱裝填材料的傾斜旋轉爐，所述爐包括可旋轉部分，其包括容器，所述容器用于接收所述裝填材料，所述裝填材料具有深度分布，所述深度分布包括最大深度位置；以及燃燒器，其具有第一噴射器和第二噴射器； 其中，所述可旋轉部分可在第一軸線與第二軸線之間調整； 其中，所述角度導致所述裝填材料具有深度分布，深度分布包括最大深度位置； 其中，所述燃燒器向所述第一噴射器可控制地提供第一燃料和向所述第二噴射器提供第二燃料或第二氧化劑之ー以形成在所述裝填材料上方的放熱分布，所述放熱分布在距所述燃燒器受控制的距離處包括高熱通量區(qū)域；其中，所述受控制的距離導致高熱通量區(qū)域接近以下位置中ー個或多個 對應于所述裝填材料的最大深度點的所述裝填材料的表面的一部分；以及對應于所述裝填材料的最大深度點的所述可旋轉部分的壁部。
16.根據權利要求15所述的熔爐，其特征在干，所述第二燃料為所述第一燃料的一部分。
17.根據權利要求15所述的熔爐，其特征在干，所述第二氧化劑為所述第一氧化劑的一部分。
18.一種加熱裝填材料的方法，所述方法包括提供傾斜旋轉爐用于加熱所述裝填材料，所述爐包括可傾斜可旋轉的容器，其用于接收所述裝填材料，所述裝填材料具有深度分布；以及， 燃燒器，其具有第一噴射器和第二噴射器；向所述第一噴射器可控制地提供第一燃料和第一氧化劑且向所述第二噴射器可控制地提供第二燃料或第二氧化劑之ー以形成在所述裝填材料上方的放熱分布，所述放熱分布在距所述燃燒器受控制的距離處包括高熱通量區(qū)域； 確定所述深度分布中最大深度位置；以及調整所述受控制的距離對應于所述最大深度位置，所述受控制的距離導致高熱通量區(qū)域接近以下位置中的ー個或多個對應于所述裝填材料的最大深度點的所述裝填材料表面的一部分；以及， 對應于所述裝填材料的最大深度點的可旋轉部分的壁部。
19.根據權利要求18所述的方法，其特征在干，所述第二燃料為所述第一燃料的一部分。
20.根據權利要求18所述的方法，其特征在干，所述第二氧化劑為所述第一氧化劑的一部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了選擇性調整熱通量提高傾斜旋轉爐中加熱裝填材料均勻性。本發(fā)明公開了一種通過控制傾斜旋轉爐中熱通量來加熱裝填材料的方法。由燃燒器燃燒形成包括高熱通量區(qū)域的放熱分布?？赏ㄟ^提供受控制量的次氧化劑或分級氧化劑來控制高熱通量區(qū)域的定位。被構造和控制成將高熱通量區(qū)域定位于對應于需要更大加熱區(qū)域的位置，諸如在爐中最大裝填深度的區(qū)域以提供基本上均勻的熔化和熱分配。
文檔編號F27B7/12GK102538445SQ20111035671
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權日2010年11月11日
發(fā)明者A.G.斯萊夫科夫, 何筱毅, 曹進 申請人:氣體產品與化學公司