一种端口回热炉的制作方法
【专利说明】一种端口回热炉
[0001]本发明涉及一种用以减少NOx的形成并增加玻璃熔化能力的玻璃熔化回热炉。
[0002]立法和社会各界的关注要求减少NOx水平。使用氧气以完成玻璃熔化是减少所述水平的一个选项。
[0003]一种此类熔炉在WO 2010/114714中公开。该专利公开了燃料燃烧器，该燃烧器优选布置在熔炉的过热点(hotspot)上或接近过热点，并且优选以亚化学计量即位于燃烧器端口下游经操作形成燃烧火焰的富燃料运行。另外一个燃料燃烧器布置在更远下游，其以超化学计量即富氧来运行。在实践中，这两种燃料燃烧器优选位于液体玻璃出口端前面的熔炉的相对侧壁上。油或气体可以用作燃料。富燃料、亚化学计量运行的燃烧器的使用导致熔炉内富燃料区域的膨胀，使得NOx的形成减少，因为缺乏氧且因为产生CO。由于在更远下游并因此在熔炉的废气侧方向，因此，第二富氧以及由此超化学计量运行的燃料燃烧器可确保废气与富氧火焰的彻底混合，并因此确保未完全燃烧燃料成分的最完全可能的二次燃烧。两个燃料燃烧器(也称为“过热点燃烧器”)优选彼此相对布置在位于熔炉更远下游的第三纵向壁中，并且因此位于熔炉中的燃烧气流的反U形区域中。由于燃料燃烧器从亚化学计量切换到超化学计量运行(或反之亦然)，交替的熔炉运行很容易做到。
[0004]已发现这种熔炉提供明显减少的NOx废气值。
[0005]在EP 2508827中公开了这种构想的研发。在此情况下，可以是纯氧的另外气流被喷射到熔炉的加料端。此气体以高速引入以提供与燃烧气体的良好混合，从而降低了火焰温度，导致进一步降低NOx浓度。
[0006]根据本发明的第一方面，其提供了在权利要求1中定义的熔炉。
[0007]本发明有效采用与EP 2508827中描述的在燃烧室的另一端喷射纯气流的方法相反的方法。专利EP 2508827披露了改变过热点位置的布局，这不利地被迫需要使用过热点燃烧器给出可接受的温度分布。这需要使用更多的氧。安装将纯燃料气体和纯氧气喷射到过热点区域的喷枪，导致耗能的显著减少或吞吐量的相应增加。通过在过热点喷射纯气体流，提高了到火墙的热度以及火墙自身温度的控制。已知，氧或在玻璃表面的至少高分压/浓度将产生将玻璃和传热隔离的泡沫层。相反，还原区将抑制泡沫层。接着，气体在焙烧侧的U形火焰将减少泡沫层，随后将通过在起泡不是问题的原批料上面的纯氧不可见火焰燃
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[0008]为了达到最佳定位，第一喷枪组件和第二喷枪组件各自设置在外壳的相对侧壁上。另选地，两个喷枪组件可以设置在外壳的顶部。
[0009]优选地，第一喷枪组件和第二喷枪组件各自设置在小于40 %、优选小于三分之一并且更优选小于四分之一的沿燃烧室从排放端到加料端的路径。这将喷枪置于更接近过热点的位置。
[0010]每个第一喷枪组件和第二喷枪组件可以包括单个喷枪。不过，优选地，第一喷枪组件和/或第二喷枪组件中的至少一个包括多个喷枪。
[0011]喷枪可以构造成使得它们只能在纯燃料气体或纯氧运行模式中运行。不过，优选地，第一喷枪组件和第二喷枪组件中的至少一个经布置以富燃料气体和/或富氧模式中运行。这允许更大的运行灵活性。
[0012]第一喷枪组件和第二喷枪组件中的至少一个可以具有用于喷射燃料气体和氧的单独管道。在此情况下，两种气体的供给可以保持完全分开。另选地，第一喷枪组件和第二喷枪组件中的至少一个具有用于喷射燃料气体和氧的共用管道。此类布局要求各气体被分别馈送到共用管道。
[0013]根据本发明的第二方面，其提供如在权利要求9中定义的方法。
[0014]时间间隔优选为10至30分钟。优选地，而且没有纯氧或纯燃料喷射到最接近加料端的第三燃烧室，以避免不利影响过热点。
[0015]为更完整理解本发明的实施方案，可参考下述的附图连同实施方案的描述，其中:
[0016]图1是示出本发明的系统实施方案的示意图；以及
[0017]图2是示出本发明的系统实施方案的另一示意图。
[0018]本发明的熔炉和系统实施方案增加玻璃的吞吐量(拉伸)并减少在玻璃炉诸如例如端口回热炉中形成的NOx量。
[0019]该熔炉和系统实施方案提供部分焙烧/在焙烧侧向熔炉喷射燃料气体以及在排出侧喷射氧以增加到过热点的热传递以使玻璃的吞吐量(拉伸)增加和减少NOx水平的有效手段。
[0020]参考图1和2，本发明的熔炉一般地示为10，其具有所采用的本发明的系统实施方案。熔炉10包括经构造和布置以提供内部燃烧室14的外壁12。
[0021]加料器16、18连接到熔炉10以与燃烧室14连通，以便向熔炉10并且特别是燃烧室14提供原玻璃形成材料或其他装料材料(未示出)。
[0022]氧-燃料燃烧器可以定位在熔炉内与所示位置20和22类似的位置以增加拉伸率，这对于本领域中的技术人员来说是众所周知的。在这个区域中的焙烧氧-燃料燃烧器的含义是由于氧的局部高分压/浓度而产生泡沫。在熔炉反转期间，氧-燃料燃烧器用喷射氧和燃料来继续运行是很常见的。
[0023]熔炉10的下游端包括排出口 11或排出熔化玻璃的熔炉端部，往往称为喉部。一对喷枪20、22设置成用于在熔炉10的下游端(即，燃烧室的下游端内)运行喷枪20可以用于在一次反转(焙烧侧)时喷射100%的燃料气体和用于在另一反转(排出侧)时喷射氧。喷枪22也安装在熔炉10的下游端，例如如附图所示的熔炉壁12的相对侧，使得喷枪22的排放与喷枪20对齐。喷枪22可以用于在一次反转(焙烧侧)时喷射100%的燃料气体和用于在另一反转(排出侧)时喷射氧。两个喷枪20、22经构造和布置用于循环运行。就是说，喷枪20、22可以以富燃料燃烧器或氧化燃烧器交替运行。
[0024]在熔炉10相对排气口 11的一端，设置一对一般地示为24、26的回热器。每个回热器24、26连接到对应端口，每个端口与燃烧室14连通。就是说，回热器24连接到端口 24A。回热器26连接到端口 26A。回热器24、26具有在端口 24A、26A的燃料喷射器(未示出)，该燃料喷射器根据熔化应用需要以油或气体燃料运行。在端口 24A、26A的箭头指示相对于它们关联的回热器和端口的流动以及熔炉10的运行。
[0025]在运行时(即，不包括每个回热器24、26从排气切换到焙烧的短的时间长度，并且反之亦然)，回热器24、26中的一个在焙烧(在焙烧口)，而回热器24、26中的另一个在排气(在排气口)。每个端口 24A、26A配有燃料喷射器(未示出)，该燃料喷射器只有当该端口的对应一个处于焙烧模式时运行。当处于焙烧模式时，燃烧空气流过回热器并被预加热，使得可以实现用于熔炉10的高效运行的高燃烧温度。预加热空气流过焙烧端口并流入燃烧室14中，在燃烧室14，预加热空气与来自燃料喷射器焙烧端口的燃料反应从而形成火焰。火焰加热熔炉结构和待熔化的玻璃(未示出)。排放口将热炉排气传送到第二回热器中，第二回热器在这些气体经过时被加热。在10-30分钟(更普遍地，是15-25分钟)的一段时间之后，通过该端口的气体流动被反转，使得