一種端口回?zé)釥t的制作方法
【專利說明】一種端口回?zé)釥t
[0001]本發(fā)明涉及一種用以減少NOx的形成并增加玻璃熔化能力的玻璃熔化回?zé)釥t。
[0002]立法和社會(huì)各界的關(guān)注要求減少NOx水平。使用氧氣以完成玻璃熔化是減少所述水平的一個(gè)選項(xiàng)。
[0003]一種此類熔爐在WO 2010/114714中公開。該專利公開了燃料燃燒器,該燃燒器優(yōu)選布置在熔爐的過熱點(diǎn)(hotspot)上或接近過熱點(diǎn),并且優(yōu)選以亞化學(xué)計(jì)量即位于燃燒器端口下游經(jīng)操作形成燃燒火焰的富燃料運(yùn)行。另外一個(gè)燃料燃燒器布置在更遠(yuǎn)下游,其以超化學(xué)計(jì)量即富氧來運(yùn)行。在實(shí)踐中,這兩種燃料燃燒器優(yōu)選位于液體玻璃出口端前面的熔爐的相對(duì)側(cè)壁上。油或氣體可以用作燃料。富燃料、亞化學(xué)計(jì)量運(yùn)行的燃燒器的使用導(dǎo)致熔爐內(nèi)富燃料區(qū)域的膨脹,使得NOx的形成減少,因?yàn)槿狈ρ跚乙驗(yàn)楫a(chǎn)生CO。由于在更遠(yuǎn)下游并因此在熔爐的廢氣側(cè)方向,因此,第二富氧以及由此超化學(xué)計(jì)量運(yùn)行的燃料燃燒器可確保廢氣與富氧火焰的徹底混合,并因此確保未完全燃燒燃料成分的最完全可能的二次燃燒。兩個(gè)燃料燃燒器(也稱為“過熱點(diǎn)燃燒器”)優(yōu)選彼此相對(duì)布置在位于熔爐更遠(yuǎn)下游的第三縱向壁中,并且因此位于熔爐中的燃燒氣流的反U形區(qū)域中。由于燃料燃燒器從亞化學(xué)計(jì)量切換到超化學(xué)計(jì)量運(yùn)行(或反之亦然),交替的熔爐運(yùn)行很容易做到。
[0004]已發(fā)現(xiàn)這種熔爐提供明顯減少的NOx廢氣值。
[0005]在EP 2508827中公開了這種構(gòu)想的研發(fā)。在此情況下,可以是純氧的另外氣流被噴射到熔爐的加料端。此氣體以高速引入以提供與燃燒氣體的良好混合,從而降低了火焰溫度,導(dǎo)致進(jìn)一步降低NOx濃度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面,其提供了在權(quán)利要求1中定義的熔爐。
[0007]本發(fā)明有效采用與EP 2508827中描述的在燃燒室的另一端噴射純氣流的方法相反的方法。專利EP 2508827披露了改變過熱點(diǎn)位置的布局,這不利地被迫需要使用過熱點(diǎn)燃燒器給出可接受的溫度分布。這需要使用更多的氧。安裝將純?nèi)剂蠚怏w和純氧氣噴射到過熱點(diǎn)區(qū)域的噴槍,導(dǎo)致耗能的顯著減少或吞吐量的相應(yīng)增加。通過在過熱點(diǎn)噴射純氣體流,提高了到火墻的熱度以及火墻自身溫度的控制。已知,氧或在玻璃表面的至少高分壓/濃度將產(chǎn)生將玻璃和傳熱隔離的泡沫層。相反,還原區(qū)將抑制泡沫層。接著,氣體在焙燒側(cè)的U形火焰將減少泡沫層,隨后將通過在起泡不是問題的原批料上面的純氧不可見火焰燃
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[0008]為了達(dá)到最佳定位,第一噴槍組件和第二噴槍組件各自設(shè)置在外殼的相對(duì)側(cè)壁上。另選地,兩個(gè)噴槍組件可以設(shè)置在外殼的頂部。
[0009]優(yōu)選地,第一噴槍組件和第二噴槍組件各自設(shè)置在小于40 %、優(yōu)選小于三分之一并且更優(yōu)選小于四分之一的沿燃燒室從排放端到加料端的路徑。這將噴槍置于更接近過熱點(diǎn)的位置。
[0010]每個(gè)第一噴槍組件和第二噴槍組件可以包括單個(gè)噴槍。不過,優(yōu)選地,第一噴槍組件和/或第二噴槍組件中的至少一個(gè)包括多個(gè)噴槍。
[0011]噴槍可以構(gòu)造成使得它們只能在純?nèi)剂蠚怏w或純氧運(yùn)行模式中運(yùn)行。不過,優(yōu)選地,第一噴槍組件和第二噴槍組件中的至少一個(gè)經(jīng)布置以富燃料氣體和/或富氧模式中運(yùn)行。這允許更大的運(yùn)行靈活性。
[0012]第一噴槍組件和第二噴槍組件中的至少一個(gè)可以具有用于噴射燃料氣體和氧的單獨(dú)管道。在此情況下,兩種氣體的供給可以保持完全分開。另選地,第一噴槍組件和第二噴槍組件中的至少一個(gè)具有用于噴射燃料氣體和氧的共用管道。此類布局要求各氣體被分別饋送到共用管道。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第二方面,其提供如在權(quán)利要求9中定義的方法。
[0014]時(shí)間間隔優(yōu)選為10至30分鐘。優(yōu)選地,而且沒有純氧或純?nèi)剂蠂娚涞阶罱咏恿隙说牡谌紵?,以避免不利影響過熱點(diǎn)。
[0015]為更完整理解本發(fā)明的實(shí)施方案,可參考下述的附圖連同實(shí)施方案的描述,其中:
[0016]圖1是示出本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)施方案的示意圖;以及
[0017]圖2是示出本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)施方案的另一示意圖。
[0018]本發(fā)明的熔爐和系統(tǒng)實(shí)施方案增加玻璃的吞吐量(拉伸)并減少在玻璃爐諸如例如端口回?zé)釥t中形成的NOx量。
[0019]該熔爐和系統(tǒng)實(shí)施方案提供部分焙燒/在焙燒側(cè)向熔爐噴射燃料氣體以及在排出側(cè)噴射氧以增加到過熱點(diǎn)的熱傳遞以使玻璃的吞吐量(拉伸)增加和減少NOx水平的有效手段。
[0020]參考圖1和2,本發(fā)明的熔爐一般地示為10,其具有所采用的本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)施方案。熔爐10包括經(jīng)構(gòu)造和布置以提供內(nèi)部燃燒室14的外壁12。
[0021]加料器16、18連接到熔爐10以與燃燒室14連通,以便向熔爐10并且特別是燃燒室14提供原玻璃形成材料或其他裝料材料(未示出)。
[0022]氧-燃料燃燒器可以定位在熔爐內(nèi)與所示位置20和22類似的位置以增加拉伸率,這對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說是眾所周知的。在這個(gè)區(qū)域中的焙燒氧-燃料燃燒器的含義是由于氧的局部高分壓/濃度而產(chǎn)生泡沫。在熔爐反轉(zhuǎn)期間,氧-燃料燃燒器用噴射氧和燃料來繼續(xù)運(yùn)行是很常見的。
[0023]熔爐10的下游端包括排出口 11或排出熔化玻璃的熔爐端部,往往稱為喉部。一對(duì)噴槍20、22設(shè)置成用于在熔爐10的下游端(即,燃燒室的下游端內(nèi))運(yùn)行噴槍20可以用于在一次反轉(zhuǎn)(焙燒側(cè))時(shí)噴射100%的燃料氣體和用于在另一反轉(zhuǎn)(排出側(cè))時(shí)噴射氧。噴槍22也安裝在熔爐10的下游端,例如如附圖所示的熔爐壁12的相對(duì)側(cè),使得噴槍22的排放與噴槍20對(duì)齊。噴槍22可以用于在一次反轉(zhuǎn)(焙燒側(cè))時(shí)噴射100%的燃料氣體和用于在另一反轉(zhuǎn)(排出側(cè))時(shí)噴射氧。兩個(gè)噴槍20、22經(jīng)構(gòu)造和布置用于循環(huán)運(yùn)行。就是說,噴槍20、22可以以富燃料燃燒器或氧化燃燒器交替運(yùn)行。
[0024]在熔爐10相對(duì)排氣口 11的一端,設(shè)置一對(duì)一般地示為24、26的回?zé)崞?。每個(gè)回?zé)崞?4、26連接到對(duì)應(yīng)端口,每個(gè)端口與燃燒室14連通。就是說,回?zé)崞?4連接到端口 24A。回?zé)崞?6連接到端口 26A。回?zé)崞?4、26具有在端口 24A、26A的燃料噴射器(未示出),該燃料噴射器根據(jù)熔化應(yīng)用需要以油或氣體燃料運(yùn)行。在端口 24A、26A的箭頭指示相對(duì)于它們關(guān)聯(lián)的回?zé)崞骱投丝诘牧鲃?dòng)以及熔爐10的運(yùn)行。
[0025]在運(yùn)行時(shí)(即,不包括每個(gè)回?zé)崞?4、26從排氣切換到焙燒的短的時(shí)間長(zhǎng)度,并且反之亦然),回?zé)崞?4、26中的一個(gè)在焙燒(在焙燒口),而回?zé)崞?4、26中的另一個(gè)在排氣(在排氣口)。每個(gè)端口 24A、26A配有燃料噴射器(未示出),該燃料噴射器只有當(dāng)該端口的對(duì)應(yīng)一個(gè)處于焙燒模式時(shí)運(yùn)行。當(dāng)處于焙燒模式時(shí),燃燒空氣流過回?zé)崞鞑⒈活A(yù)加熱,使得可以實(shí)現(xiàn)用于熔爐10的高效運(yùn)行的高燃燒溫度。預(yù)加熱空氣流過焙燒端口并流入燃燒室14中,在燃燒室14,預(yù)加熱空氣與來自燃料噴射器焙燒端口的燃料反應(yīng)從而形成火焰。火焰加熱熔爐結(jié)構(gòu)和待熔化的玻璃(未示出)。排放口將熱爐排氣傳送到第二回?zé)崞髦?,第二回?zé)崞髟谶@些氣體經(jīng)過時(shí)被加熱。在10-30分鐘(更普遍地,是15-25分鐘)的一段時(shí)間之后,通過該端口的氣體流動(dòng)被反轉(zhuǎn),使得