燃烧烧嘴、烧嘴装置及原料粉体加热方法_5

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下述(4)式并以原料粉 体导入管27的内壁面27a的延长全部通过从烧嘴主体21的中心轴A至巾的2^分之一 的距离的范围内的方式(参照图3),配置原料粉体导入管27是重要的。
[0222] cj) > 2V2xd (4)
[0223]另外,在燃烧烧嘴M2~M7中,表示原料粉体喷出量的最大值的区域的位置被固 定。然而,在燃烧烧嘴Ml中,表示原料粉体喷出量最大值的区域根据试验次数并不确定,表 示原料粉体喷出量的最大值的区域的位置以烧嘴主体21的中心轴A为中心,大致对称地变 动。
[0224](实验例2)
[0225] 在实验例2中,使用下述燃烧烧嘴N1~N7进行了实验。
[0226] 在此,参照图3和图6,对各燃烧烧嘴N1~N7的结构进行说明。
[0227] 在燃烧烧嘴N1中,从原料粉体导入管27的中心轴B延伸的轴B1和烧嘴主体21 的中心轴A设计成相交。
[0228] 在燃烧烧嘴N2中,从原料粉体导入管27的中心轴B延长的轴B1与烧嘴主体21的 中心轴A的距离x(参照图3)设计成间隔第二环状部件32的外径巾的八分之一的距离。
[0229] 在燃烧烧嘴N3中,从原料粉体导入管27的中心轴B延长的轴B1与烧嘴主体21 的中心轴A的距离x设计成间隔第二环状部件32的外径巾的四分之一的距离。
[0230] 在燃烧烧嘴N4中,从原料粉体导入管27的中心轴B延长的轴B1与烧嘴主体21 的中心轴A的距离x设计成间隔第二环状部件32的外径巾的八分之三的距离。
[0231] 在燃烧烧嘴N5中,从原料粉体导入管27的中心轴B延长的轴B1与烧嘴主体21 的中心轴A的距离x设计成间隔第二环状部件32的外径巾的二分之一的距离。
[0232] 在燃烧烧嘴N6中,从原料粉体导入管27的中心轴B延长的轴B1与烧嘴主体21 的中心轴A的距离x和第二环状部件32的外径巾相等。
[0233] 在燃烧烧嘴N7中,将从原料粉体导入管27的中心轴B延长的轴B1与烧嘴主体21 的中心轴A的距离x设为第二环状部件32的外径巾的1. 5倍。
[0234] 在燃烧烧嘴N1~N7中,使原料粉体导入管27的数量为八个,并且将八个原料粉 体导入管27配置为相对于烧嘴主体21的中心轴A旋转对称。
[0235] 在燃烧烧嘴N1~N7中,将八个原料粉体导入管27配置为相对于烧嘴主体21的 中心轴A旋转对称,这与实验例1中说明的燃烧烧嘴Ml~M7 (仅具有一个原料粉体导入管 27的燃烧烧嘴)不同。
[0236] 在燃烧烧嘴N1~N7中,关于原料粉体导入管27的外径和原料粉体导入管27的 壁厚,使用与燃烧烧嘴Ml~M7相同的条件。
[0237] 在燃烧烧嘴N1~N7中,使原料粉体导入管27的中心轴B与第二环状部件32的 外表面32a所成的角度0为与燃烧烧嘴Ml~M7相同的30度。
[0238]在实验例1中使用的燃烧烧嘴Ml~M7中,对一个原料粉体导入管27设置两个原 料粉体导入口 28,但在燃烧烧嘴N1~N7中,对一个原料粉体导入管27设置一个原料粉体 导入口 28-1。
[0239] 另外,在燃烧烧嘴N1~N7中,与燃烧烧嘴Ml~M7相同,使用环状地打开的喷出 口来作为原料粉体喷出口 53。
[0240] 燃烧烧嘴N1~N7被配置为烧嘴主体21的前端21A朝下(换言之,烧嘴主体21 的中心轴A与铅直方向一致)。
[0241] 作为原料粉体的供给方法,使用自由下落方式和气流运送方式这两种方式进行了 实验。
[0242] 作为原料粉体,使用粒径(D50~300ym)为1ym~5mm的碎玻璃。
[0243] 除上述说明的以外,使用与图6所示的烧嘴装置10相同的结构。即,在实验例2 中,将从原料粉体供给源18供给的原料粉体通过图7和图8所示的原料粉体分配器62分 配之后,向八个原料粉体导入口 28-1导入原料粉体。
[0244] 八个原料粉体导入口 28-1与原料粉体分配器62的原料粉体导出部71~78以圆 周方向的排列顺序连接。
[0245] 在实验例2中,使用实验例1中使用的装置测定了从燃烧烧嘴N1~N7的各喷出 口喷出的喷出量的最大值和最小值。
[0246] 之后,根据从燃烧烧嘴N1~N7的各喷出口喷出的喷出量的最小值对最大值的比 例,评价了各燃烧烧嘴N1~N7的分散性。
[0247] 图12是表示使用实验例2的烧嘴装置(具有燃烧烧嘴N1~N7中的任一燃烧烧 嘴的烧嘴装置)并以自由下落方式和气流运送方式供给原料粉体时的(原料粉体喷出量的 最小值V(原料粉体喷出量的最大值)与(距离xv(第二环状部件的外径巾)的关系的 图(图表)。
[0248] 参照图12可知,在使用x/巾的值为八分之三以上的燃烧烧嘴N4~N6的情况下, 分散性极度下降。另外,在使用燃烧烧嘴N4~N6的情况下,能够确认从原料粉体喷出口 53 喷出的原料粉体的筋状流。
[0249] 另外,可知与燃烧烧嘴N2、N3相比较,在x/>的值为0的燃烧烧嘴N1中分散性下 降。
[0250] 认为这是因为残留的原料粉体的不均匀流动的位置以烧嘴主体21的中心轴A为 中心对称地变动,从而发生了配置在相邻位置上的原料粉体导入管28-1的原料粉体的不 均匀重复的状况。
[0251] 为了比较各实验中的设定条件和烧嘴装置的不同导致的粉体分散性,图13中示 出了各实验例中的原料粉体喷出量的最小值与最大值之比((原料粉体喷出量的最小值)/ (原料粉体喷出量的最大值))。如前述,该值越接近1,表示分散性越优良。
[0252] 此外,在图13中,一同记载了自由下落方式和气流运送方式的实验结果。图13中, 表示成实验例2的图表为使用燃烧烧嘴N2的结果。
[0253] (实验例3)
[0254] 使用具有实验例2中的分散性最高的燃烧烧嘴N2的烧嘴装置(参照图6),在与实 验例2相同的条件下进行燃烧试验,并进行了火焰区域中的原料粉体的加热试验。此时,原 料粉体通过自由下落方式和气流运送方式供给。
[0255] 作为原料粉体,使用粒径(D50~300ym)为1ym~5mm的碎玻璃。
[0256]另外,对于第一助燃性流体供给路径41,以来自烧嘴主体21的前端面21A的喷出 速度为l〇m/sec的方式供给氧气,对于燃料流体供给路径42,以来自烧嘴主体21的前端面 21A的喷出速度为10m/sec的方式供给民用煤气。
[0257] 对于原料粉体供给路径43,在气流运送方式中以来自烧嘴主体21的前端面21A的 喷出速度为4m/sec的方式供给氧气,在自由下落方式中以来自烧嘴主体21的前端面21A 的喷出速度为1. 5m/sec的方式供给氧气。另外,对于第二助燃性流体供给路径44,以来自 烧嘴主体21的前端面21A的喷出速度为lOm/sec的方式供给民用煤气。
[0258] 使用下述(5)式,分别对自由下落方式和气流运送方式求出表示对原料粉体的传 热(着熱)能量Q与民用煤气的燃烧量I的比例的传热效率n。
[0259] n=Q/IX100(% ) (5)
[0260] 其结果,在实验例3中,自由下落方式的传热效率为54%,气流运送方式的传热效 率为51%。
[0261]另外,在实验例1中,使用分散性最高的燃烧烧嘴M1,实施燃烧试验的结果,传热 效率n在自由下落方式中为46%,在气流运送方式中为42%。与燃烧烧嘴Ml相比较,实 验例3中的燃烧烧嘴N2具有较高的传热效率n。
[0262](实验例4)
[0263]使用具有实验例2中的分散性最高的燃烧烧嘴N2的烧嘴装置(参照图6),并从八 个原料粉体导入管27中的相对于烧嘴主体21的中心轴A旋转对称地配置的四个原料粉体 导入管27导入原料粉体。
[0264]另外,对一个原料粉体导入管27设置两个原料粉体导入口(原料粉体导入口 28-U28-2)。
[0265] 关于原料粉体分配器62,将相对于原料粉体导入部63的中心E(参照图7)点对称 地配置的两个原料粉体导出部(原料粉体导出部71~78之中的两个)与被配置于相同的 原料粉体导入管27的原料粉体导入口 28-1、28-2连接。
[0266] 关于未使用的四个原料粉体导入管27,将其封闭。
[0267] 在实验例3中,使用上述结构的烧嘴装置,在与实验例2相同的条件下进行燃烧试 验,并进行了火焰区域中的原料粉体的加热试验。此时,原料粉体通过自由下落方式和气流 运送方式供给。
[0268] 作为原料粉体,使用粒径(D50~300ym)为1ym~5mm的碎玻璃。
[0269]另外,对于第一助燃性流体供给路径41,以来自烧嘴主体21的前端面21A的喷出 速度为l〇m/sec的方式供给氧气,对于燃料流体供给路径42,以来自烧嘴主体21的前端面 21A的喷出速度为10m/sec的方式供给民用煤气。
[0270] 对于原料粉体供给路径43,在气流运送方式中以来自烧嘴主体21的前端面21A的 喷出速度为4m/sec的方式供给氧气,在自由下落方式中以来自烧嘴主体21的前端面21A 的喷出速度为1. 5m/sec的方式供给氧气。另外,对于第二助燃性流体供给路径44,以来自 烧嘴主体21的前端面21A的喷出速度为10m/sec的方式供给氧气。
[0271] 分别对自由下落方式和气流运送方式,求出表示对原料粉体的传热能量与民用煤 气的燃烧量的比例的传热效率。
[0272] 其结果,在实验例4中,自由下落方式的传热效率为65%,气流运送方式的传热效 率为62%。
[0273] 从该结果可知,与实验例3相比较,实验例4的烧嘴装置的分散性和传热效率均大 巾畐提尚。
[0274]另外,确认了使用实验例4的条件时的原料粉体的分散性。图13中示出该结果。
[0275] (实验例5)
[0276]使用具有燃烧烧嘴N2的烧嘴装置(参照图6),以将原料粉体导出部71~78中的 面对的原料粉体导出部改为相邻的方式,与原料粉体导出口 28-U28-2连接。这一点与实 验例4不同。
[0277] 在实验例5中,使用与实验例4相同的实验条件,进行了同样的实验。
[0278] 其结果,在实验例5中,自由下落方式的传热效率为63%,气流运送方式的传热效 率为60%。
[0279]另外,确认了使用实验例5的条件时的原料粉体的分散性。图13中示出该结果。
[0280] 参照图13,在实验例5中,与实验例2的结果相比较,提高了原料粉体的分散性,但 与实验例4的结果相比较时,无法确认显著差异。另外,实验例5与实验例4相比较,能够 确认传热效率的若干下降。
[0281]另外,若原料粉体导入管27的数量增加,则燃烧烧嘴的设计和制作的困难度、利 用的烦杂度增大,因此可知与单纯地增加相同数量的原料粉体导入管27的条数的燃烧烧 嘴相比,更希望将多个原料粉体导入口 28-U28-2配置在原料粉体导入管27上的燃烧烧 嘴。
[0282](实验例6)
[0283] 在实验例6中,使用了对实验例4中使用的燃烧烧嘴N2的四个原料粉体导入管 27,分别设置三个原料粉体导入口(作为与原料粉体导入口 28-U28-2相同的结构的三个 原料粉体导入口)的燃烧烧嘴。
[0284] 此时,作为原料粉体分配器62,
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