稀释的燃烧制造技术

本发明专利技术涉及一种在装备有燃烧器的炉中的燃烧方法，该燃烧器包括含有１０％至３０％氧气的助燃剂的入口和在助燃剂入口外侧并在离助燃剂入口为助燃剂入口等效直径的０．３至４倍的距离处的通向炉中的燃料入口，所述助燃剂以１０至６０ｍ／ｓ的速度进入炉中本方法可用于基本减少氧化氮排放并且特别适用于玻璃炉。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】稀释的燃烧本专利技术涉及一种稀释的燃烧方法，几乎不产生氧化氮并且特别适用于玻璃炉。本领域技术人员通常用“N0X”表示由不希望有的氮气氧化产生的NO和/或NO2类 氧化氮排放物。氮气的主要来源为在助燃剂，例如空气或富氧空气中包含的氮气。大多数燃烧方法，特别是玻璃炉中使用的那些燃烧方法，面临着在燃烧烟气中不 希望有的NOx的排放问题。NOx气体具有对人和环境有害影响。实际上，一方面，NO2是一种 刺激性气体并且是呼吸性疾病的病因。另一方面，与大气接触其会逐渐形成酸雨。最后，它们产生光化学污染，因为NOx与挥发性有机化合物和太阳辐射结合是形成被称作对流层臭 氧原因，当其浓度在低空升高时，变得对人有害，特别是炎热时期。这是强制NOx排放的标准变得越来越严格的原因。由于严格存在这些标准，炉制 造商和操作者，例如玻璃炉的制造商和操作者，坚持不懈地致力于最大限制NOx排放，优选 限制至每Nm3烟气低于800，或甚至低于600mg的水平。温度是一个强烈影响NOx形成的参数。在1300°C之上，NOx排放非常显著地增加。可以根据两种被称为初级方法(methodes primaire)和次级方法(methods secondaire)的原理减少N0X。初级方法在于防止NOx形成，而次级方法致力于破坏形成之 后的NOx。减少NOx的次级方法在于对排放的气体使用还原剂，以使NOx转化为氮气。这种 还原剂可以为氨水，但是这样产生许多缺点，如难以储存和处理这种产品。在炉的某些部分 (如蓄热室)中存在还原气体还可能导致这些区域中的耐火材料加速腐蚀。考虑到以上限制，初级方法是优选的。为了限制在火焰处形成N0X，尤其可以设法 减少过量的燃烧空气。也可以通过增加焰锋(front deflamme)体积，以降低燃烧中心的平 均温度，来设法限制温度峰值。这种解决方案例如在US6047565和W09802386中描述。燃 料和助燃剂彼此先后进料，以使燃料/氧化接触时间延长，和/或增大接触体积，以便减少 NOx排放。EP413309教导可以通过以下联合措施减少NOx -将助燃剂和燃料入口彼此相隔较远，距离超过助燃剂入口直径的四倍；-以200至1070英尺/秒(即60m/s至326m/s)和优选500至1070英尺/秒(即 152m/s至326m/s)的高速注入氧化剂。该文献中的实施例用极富氧的助燃剂(50%氧气)完成。NOx减少17至43%。附 图显示通过相同直径的金属管进料助燃剂和燃料。EP896189企图通过提出以下改进该技术-使用比空气更富氧的助燃剂，-助燃剂和燃料以0.25至1马赫的速度注入。在环境温度(T= 250C )下，空气 和甲烷中的声速分别为346m/s和450m/s。0. 25马赫相当于在环境温度下速度87m/s (对 于空气)，和速度112m/s (对于CH4)。当温度升高时，这些速度随温度的平方根而增加。该 文献还建议燃料速度超过100m/S和助燃剂速度超过75m/s。^,减少是基于实验室烟气中反应伴随物(partenaires)的稀释，导致火焰温度更低和更均勻的原理。另一个原理为无焰燃烧，其简单地表示燃烧肉眼不可见。这些文献的教导难以适用于在空气或适度富氧空气中工作的玻璃炉，因为这些炉 设置了具有大横截面，特别是可为0. 5至3m2的助燃剂入口。根据现有技术，燃料喷嘴在临 到进入炉膛之前，总是设置在助燃剂入口下方或内部(经常在下部)。尤其，玻璃炉燃烧器 的特征构造在图6中示出。大助燃剂入口直径尤其来自下列原因-需要大的气量(特别是如果助燃剂为空气)，以及大直径限制压降；-小直径表现为高气体速度，这样可能引起在玻璃浴表面上的粉末状漂浮的可成 玻璃的材料飞离；实际上，粉末状漂浮的可成玻璃的材料位于至少在炉的第一个上游三分 之一(根据玻璃流动方向)中的玻璃表面处，甚至在炉的上游一半中的玻璃表面上；这些由 气体携带的粉末然后散布到壁和炉顶上，或烟气回收管道的内部，而不是参与玻璃生产；此 外它们经常含有腐蚀性材料(碱金属氧化物、硼衍生物等)，其将反应并损坏它们沉积在其 上的表面；在具有回收器的炉(fours arecuperateur)的情况下，烟气回收管道较窄，以及 必须消除粉末飞离以避免堵塞这些管道；-这些助燃剂(通常为空气)入口经常由易碎的耐火材料制造(特别是在具有蓄 热室的炉(fours aregenerateurs)横焰炉(fours a bruleurs transversaux)禾口端焰炉 (fours aboucle)的情况下)，并且易受在高气体流速时更强的腐蚀。希望的是耐火材料颗 粒不污染熔融玻璃；_这些空气入口(当炉为气流换向类型并配备有蓄热室时)经常轮流作为空气入 口和作为烟气收集器进行工作；过小的直径阻碍烟气收集，并且需要使用更强的加速气体 的排气扇，由此腐蚀耐火材料，这样导致更多的颗粒聚集在蓄热室中。本领域技术人员公知的蓄热室用来回收来自燃烧烟气的热量。它们由位于轮流工 作的独立腔室中的耐火砖组成。它们特别可装备端焰炉或横焰炉。这些炉通常配备有至少 两个彼此先后工作的燃烧器，和至少两个彼此先后工作的蓄热室，以加热助燃剂和收集烟 气。当第一燃烧器工作并产生火焰期间，其助燃剂由位于它邻近的第一蓄热室输送和加热， 烟气被收集和输送到第二蓄热室，该第二蓄热室从烟气回收热量。循环地，通过停止第一燃 烧器工作和起动第二燃烧器反向工作，其助燃剂由第二蓄热室输送和加热(所述第二蓄热 室在先前步骤过程中用来收集烟气)。第一蓄热室因此用作烟气收集器。炉因此在直到在 回收烟气的蓄热室中温度达到至少1250°C的方向上工作，然后使炉反向工作。使用某些陶 瓷甚至可使温度达到超过1450°C，甚至约1500°C。提醒的是回收器根据换热器原理工作，烟气经过回收器的管道，而助燃剂流经回 收器的另一个管道。烟气经由这些管道的壁将其热量转移至助燃剂。因此，不同于蓄热室， 回收器不根据反向(inversion)原理工作。在横焰炉的情况下，蓄热室通常设置在炉侧壁的后面。在端焰炉的情况下，它们通 常设置在炉上游壁的后面。在玻璃炉中，由于大的助燃剂入口直径，通常难以将助燃剂和燃料入口彼此隔开 超过助燃剂入口直径的4倍以上。此外，如已经解释的，低的助燃剂引入到炉气氛中的速度 是所希望的。一般说来，在配备有这种大的空气入口的玻璃炉中，燃料喷嘴被设置在助燃剂入 口本身的下方或内部(通常在下部)。根据本专利技术，现已发现在具有通常超过0. 5m2的大横截面的助燃剂入口情况下，利 用较低的助燃剂入口速度可以获得极大的N0X减少，可能超过45 %以及甚至超过60 %。这 种新的构造可另外地保持对进料(可成玻璃的材料和液态玻璃)的良好热能转移。本专利技术涉及一种装备有燃烧器的炉中的燃烧方法，该燃烧器包括含有10 %至 30%氧气的助燃剂的入口和通向在助燃剂入口外侧的通向炉中的燃料的入口，所述燃料入 口与助燃剂入口的距离为助燃剂入口等效直径的0. 3至4倍，所述助燃剂以10至60m/s的 速度通向炉。对于使用利用助燃剂和燃料燃烧的至少一个燃烧器的任何类型的炉，本专利技术提 供非常显著的N0X减少。本专利技术特别可用于任何类型的玻璃炉，例如具有蓄热室或回收器 (uni本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在装备有燃烧器的炉中的燃烧方法，该燃烧器包括含有１０％至３０％氧气的助燃剂的入口和在助燃剂入口外侧并在离该助燃剂入口为助燃剂入口等效直径的０．３至４倍的距离处的通向炉中的燃料入口，所述助燃剂以１０至６０ｍ／ｓ的速度通向该炉中，助燃剂入口横截面积为至少等于０．２５ｍ↑［２］并低于３ｍ↑［２］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D加利，P冈卡尔夫斯弗雷拉，L皮罗特，
申请(专利权)人：圣戈班昂巴拉热公司，法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：FR[法国]