具有成渣燃烧器、用于工业熔化的固体燃料燃烧的制作方法

专利名称：具有成渣燃烧器、用于工业熔化的固体燃料燃烧的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及材料熔化和靴炉领域，并且更特别的是涉及iMM烧含 Mm向燃^ili提供热量的材料的熔化。
通常使用气体和液体燃料向m炉供热。将气体或液体燃料与氧化剂一起 引入到劍七炉，以形成^MM料(mdt)禾卩/鹏^Rcharge)的燃烧火焰，氧化剂 可以是空气、富氧空气和/或工业氧。由于灰分(ash component)会潜在的， 化产物带来缺陷和由于灰分会潜在的加速熔炉耐火材料的老化，因此熔化炉中 不常使用固体的含 料。
禾i拥固体燃料向烙化炉供热的现有技术具有以下的教导《柳灰州氏的燃 料，利用不同的熔炉耐火材料，^M烧固体鹏之前舰固体腿以除去灰分, 以皿作炉子以便气动 ^ 粒皿炉中移除。
由Kobayashi申请的、用于在鹏熔炉中Md^Wn颗粒排放的美国专利申 请2006/0150677陈述:i^使用低灰分的燃料来M^燃料中的灰MA^璃熔体 和影响玻璃的质量的风险以及减少由于灰的沉积而导致的耐火材料的磨蚀的风 险。按重量计算，煤炭和石油焦炭典型地分别含有5 - 20%和0.1-1 %的灰分。 因此，石油焦是Kobayashi工序中雌的燃料。
Olin-N皿ez等的美国专利6,789,396涉及一种在玻璃熔炉中提供和燃 状 燃料的方法和系统，以及涉及在相同系统中使用的燃烧器，该发明陈述的目的
是提供一种在玻璃熔炉中提供和燃烧粉Mm的方法和系统，该发^^顿特殊
的耐火材料来用于玻璃熔炉的炉膛结构，其目的是减少由所述的粉 料燃烧
产生的侵蚀和磨t4J腺，尤其由v2o5弓胞的^^和im^膽。
Stambaugh等人的美国专利4,055,400、 Nowak的美国专利5,312,462、 Salem 等人的美国专利4,741,741公开了减少煤炭中的灰M量的方法。
Daiga的美国专利4，006，003鹏了一种靴鹏工序，指出S51保持来自j^m晓的流动的残留M够大的速度，在没有允许灰与iiil^面运输的m
玻璃或任何物料配合剂翻的情况下，残留灰肖辦在气條中保麟浮，并且,
因itta气动地从玻璃熔炉传递的合适的端口外。在这样的方式下，Mil调整玻 璃表面上的气体流动速度，在残留灰不允许其与在它之下的熔Wfe接触的情况 下，基本上會辦除去所有残留灰。
没有产生由灰所引起的不可接受的缺陷时，iOT含Mm是可取的。 没有产生不可接受的熔炉耐火材料老化时，糊含^M料是可取的。

发明内容
本发明涉及一种向制造^^七产物的m炉供热的方法。所述方B括将具 有灰分和可燃组分的第一燃料引A^鹏(slagging)燃烧器的^t室中，将第 "^化剂混，引入到^t燃烧器的雌室内，所述第""^化齐嗨糊具有10 #|只％至100体积％或10 #^只％至20 #|只％或20 ^IR。/d至30 ，％的氧浓度， 可选择的将第二燃料弓l入到成逾燃烧器的自室，将第二氧化剂混合物弓l入到 ^燃烧器的自室内，第二氧化剂混^l具有22体积％至100体积％或60 #1只％至75体积％或85体积°/。至100体积％的氧浓度，在成^t燃烧器的，室 中燃烧至少一部分第~^燃料的可燃组分和选择性 烧至少一部分第二燃料，
灰分,在邻近，室的内表面:至少一部分的位置形^t (molted slag)层,
在1000°C至2500°C温度下，从^i^烧器的自室向皿炉中的燃烧空间传
递至少一部分^^烧器的气体排放物来供热，从而形^m产物，以及从成 渣燃烧器的雌室排出離。
^燃烧器的气体排放物可以含有至少一种未燃烧的可燃气体。所述方法 可以进一步包括将第三氧化剂混合物弓l入到熔化炉的燃烧空间内，所述第三氧 化剂混合物具有20体积％至100体积％或60体积％至75体积％或85体积％至
ioo体积％的氧浓度，并且在m炉的燃烧空间燃烧^^燃烧器的气体排放物中
的至少一种未燃烧的可燃气体的至少一部分，禾口至少一部分的第三氧化齐嗨合 物。第三氧化剂混糊可以引入到^tM烧器的气糊撖物和熔料/原料空间之 间。
第一氧化剂混合物可以具有10体积％到20体积。/。的氧浓度和第"tl化齐臓
5，可以含有来自像比炉中的;lil气。
第二燃料可以含有至少一部分^t燃烧器的气，敞物。
所述方法可以进一步包括将，弓l入到熔化炉内。
熔化炉是可以具有m区和精制(finning)区的玻璃熔炉。所述方法可以 进一步包括将;^渣弓l入到^七区以及不将皿弓I AiiJ^ij区。
所述方法可以进一步包括将成渣添加剂弓l入到,室内。成渣添加齐呵以 包括碎玻璃、生的自制造原料和来自其它工序的灰中的至少一种。


图1是具有^^燃烧器的靴炉示意图
图2是NOx排爐相对于第二,和第:zfi化剂混糊的当量比图表。
具体实施例方式
本发明涉及一种向生产熔化产物的m炉供热的方法。所述方法可以包括
一个或多个以下的特征，斜顿取，或以樹可可能的技术的结合。实行所述方 法的示例性錢1的示意图如图1所示。所述錢包括靴炉10和^t燃烧器 14。
为了简单和清楚，将省略已知的设备和方法的详细说明，防止具有不必要 的详细说明的本发明变得难以理解。
熔化炉是任何密封结构，在所述密封结构中产生用于从固^t才料中制造液 化材料的热量。当运行的时候，皿炉通常具有^S^W原料空间18上部的 燃烧空间16，熔化原料空间18含有熔化和未m的材料。燃i烧空间是在含有 熔化和未衞七材料的空间上部的主要气体区域，并M31炉膛的壁和顶部限定边 界。除了热的不燃气体弓l入到熔炉内^t材料或《顿无焰燃烧駄的场合之 外，可见的燃烧火焰通常在燃烧空间出现。玻璃熔炉、铜熔炉和铝熔炉是熔化 炉的实施例。熔化炉是W万周知的。构造的材料和构造的方法是已知的。
'熔化产物是任何M31加热;m^液化的产品。'm玻璃、條耽铜和劍七铝 是M4t产品的实施例。除了供热之外，生^m产物的方法还包括把m产物 制造材料引/JiJ'm炉。
供热的方雜括把第"M料20引Alij^tM烧器14内的雌室12中。第一燃料具有灰分和可燃组分。可以将所述第"J^料直接地弓IAPJ成渣室内或间 接iW31次级燃烧器导管的方法引入到^室内。第一燃料可以与运载气体一 起引入，典型的运载气体是空气。第一燃料以第^^料流虔&引入，其中F!具 有例如kg / s的单位，鄉它賴的测量单位。第一燃料具有第一W4总热值 Hp其中H,具有例如J / kg的单位鄉它魏的测量单位。
燃料是用于通过燃烧或燃尽产生热或能量的含碳材料。煤炭，石油焦炭 (petooke)，生體料，燃料油，柴油机，气油，煤油，丙烷，甲烷和天然气是 燃料的实例。
第一燃料可以是具有灰分和可燃组分的任何燃料。例如，第一燃料可以是 '麟、石油焦炭、生物鹏或它们的混糊。
灰分定义为当可燃材料皿化学方法彻底《烧^1化，作为残留物留下 的任何不燃的矿物。灰包括存在于原始燃料的无机的不可燃吻，通常包括硅、 铝、铁、钶、镁、钠、钾和钒,化物。
可燃组分是會嫩同氧气进行放热性的化学鹏的ft^物质。
^^燃烧器是用于使具有灰分的燃料的至少一部分与氧化齐U—起燃烧的设 备，所述设备具有至少一根用于引入鰣斗和/^fl化齐啲导管，至少一个雌室, 和至少一个排放^^燃烧器气体排放物的^H 口 。赚可以，少一个排气口 ^til一个或多个其它的離排出端口或排出子L^出。
室定义为由与熔渣相容的材料构造的任何燃烧室或导管，用于接收至 少一种具有灰分的燃料和用于接收至少一种氧化齐嗨合物，和收^S少一部分
灰分成为熔渣层。可以将具有灰分和氧化齐啲燃料引入到皿室并至少部分地 燃烧。可以将燃料中包含的刻鹏到高于娜点的鹏，从而使抓固相转变 为液相鹏融相。熔灰(炉渣)可以与来自燃料燃烧的气体产物物理上分离， 并且作为灰渣的熔,收^来。由于离心的、惯性的、重力的、静电的、磁 性的、其它的合适的力或它们的结合，可以实现然M^t室内的气体产物中 分离。
1 离心力的自室可以是圆柱形"桶"，随着引起 粒相对于燃烧室内 慰ti鹏的相当大的切线动量，具有灰分的燃料被弓IAi喊圆柱形"桶"雌室， 其中渣层在所述的室内壁处形成。熔渣可以在重力作用下流向用于排放的出渣 口湘解。繊惯性力和/驢力的雌室可以包括"u "形导管。具有灰分的燃料和 氧化剂混合物可以向下引入到"u "形导管内， 生^^烧1和，的灰 分。斜虫的灰分可以在"u"形的导管底部形^t层。l^t可以从"u"形导管 底部流出。il31惯性的和/或重力^a行燃^tl中郸虫的灰分的分离的各种几 何结构，是可以很容易地想到。
燃料和氧化剂可以水平地弓l入具有水平断面和垂直断面的基于重力的自 室。当分离的灰分碰撞在纵断面的壁上，并随后向下运动和从纵断面的底部排 出时，气体可以在垂直断面向上流动。
本领域技术人员可以容易地选取一种合适的具有成渣室的成^^燃烧器。对 于方、M说，皿室的具体形式不是关键的。
锅炉的成^M烧器是公知的。例如D'Agostini等的美国专利6，910，432和 6,968,791， Ashworth的美国专利6,085,674， Fanan等的美国专利5,878,700和 Khinkis的美国专利5，209，187。
所述方、魏括将第1化剂混糊22弓I入麥M^燃烧器的雌室内。第一 氧化剂混^l通常是气体并且可以具有10 ^^只％到100 #^只％的氧浓度Y!。第 一氧化剂混合物的平衡^4可以包含例如氮和氩的物类，并且例如如果应用烟
道气再循环，可以进一步包含例如二氧化碳，i化硫和水^n的物类。
第一氧化剂混合物可以具有20体积％到30体积％的氧浓度。第"fl化剂混 ，可以是空气。
i!3i利用烟道气的mi环，第一氧化剂混合物可以包含来自;lt^炉的烟道
气和具有10体积％到20体积％的氧浓度。如图1所示，第~^化剂混，可以 直接弓l入到雌室内，綱次级燃烧群管方式间接地引入到離室内。第一 氧化剂混，是綠一氧化剂混^/的懒只繊、下弓l入的。
第一氧化剂混合物可以以切线的方式弓l入以产生离心力，所述离心力使得 分离的灰分，一燃料朝向，室内壁的方向移动。
可选择的，所述方&^括将第二燃料30引AiM^燃烧器的雌室内。第 二燃料可以是一种灰膽量不大的燃料，即灰分小于0.1^1%0第二腦可以 是燃料油、柴油、汽油、煤油、丙烷、甲烷、天然气或它们的混溯。第二燃 料可以包含一部分成M^烧器的气体排放物。可以提供第二燃料来加3賊渣室 内的燃烧和提高自室内的温度，从而影响已经&^室聚集的^^层的粘度。如果使用第二燃料，第二燃料是，二燃料流速F2下引入，所述燃料 具有 例如k^单位鄉它賴的的观懂单位。第二燃料具有第二腿总繊H2，所
述Hb具有例如J/kg的单位鄉它魏的测量单位。如果舰第二燃料，第二燃 料可以提供超柳包括引AllJ^t燃烧器总肯遣的250/。，这样使得
W, 扁
所述方鹏括将第二氧化剂混糊32引入到^f^烧器的雌室内。第二 氧化剂混糊通常是气体并且可以具有221^只％至100術只％的氧浓度Y2o第 二氧化剂混合物的平衡^S可以包,，二氧化碳，水蒸汽，氩和痕量其它的物类。
第二氧化剂混合物的氧浓度可以是60体积％至75傳譯只％ 。用于氮生产的 空气分离设备的氧气排放流可以具有60体积％至75体积％的氧气浓度。
第二氧化剂混合物的氧浓度可以是85体积％到100体积％。第二氧化剂混 合物可以是由空气分离设备产生的工业级氧气。
如美国专利6,968,791进一步描述的，第二氧化剂混^可以用来加^M 室的燃烧和提高温度，从而影响已经聚^成渣室的熔渣层的粘度。第二氧化 齐U混，是在第二氧化剂混合物懒只繊V2下引入的。
所述方法包括在^ 烧器的成渣室内燃，"^燃料的至少一部分可燃组 分和至少一部分第二燃料(如果存鄉二燃料)，因此形成分离的灰分和形舰 渣燃烧器的气体排放物40。
分离的灰分是任何非气体组分，其包括^M烧期间来自第H^料的已经与 可燃组分分离的灰分。
^MM烧器的气体排放物是来自^^燃烧器的任何气态排放物。^M烧 器的气体排放物可以包含燃烧产物柳或至少一种未,的可燃气体。
上所有的，例如至少95y。的第一m和所有第二燃料可以在^t燃烧
器内燃烧。可选择的，第一燃料的一部分可以在成^M烧器内燃烧，而剩下至 少一种未燃烧的可燃气体，其中未燃烧的可燃气体也叫不完全燃烧的产物，其
可以有效地^l^七炉10内燃烧。如靴仅一部分第一燃料在^iM烧器内纖，
成渣燃烧器的气体排放物将典型地包括作为未燃烧的可燃气体一种的一氧化碳。
所述方^^括将至少一部分分离的灰分聚^^成为'J^S层44。熔渣层可 以邻皿凌室内表面的至少一部分形成。,层有助于防止皿室的壁面^flj 任何存在于^室内的高温火焰的破坏。可以设计和运行^t燃烧器，以使基
本上所有的，即大于90%的分离的灰分在皿室中聚^，为:1^^层。聚集 的灰分的百分比可以由已知的第一燃料的灰平均含量和自室排出的^4的质 量平衡来计算。因为大多数减餘離室中，所以在靴产物中，灰具有更 少的导致缺陷的机会。
iaA劍七炉内的分离的灰分也可以加^m炉耐火材料的老化。^W4A 熔炉的燃烧空间的分离灰分的量可以^^m炉耐火材料的^。
进入熔化炉内的分离灰分也可以提高从熔化炉排出的固体颗粒的质量流 速。M^iaA燃烧空间分离灰分的量可以因此减少需要清理来自熔化炉的废气 流的颗粒控制装置的尺寸。
M利用第二氧化剂混合物和可选择的第二燃料，可以提供几个好处。提
高渣温控制是所述方法的一种好处，因为它增加了颗丰，粒捕获和gfcax序调
节。渣温和颗粒收集之间的相关性Jiiiil炉,^实现的。通M3i接到^M 室壁面的熔渣，需要合适的炉,度，行有效的颗粒捕获。低的炉渣,产 生的粘度过高，导致局部凝结和，随后颗粒回弹脱离渣面，返回到气相内。反 之，高的炉渣MJt产生低粘度的工况导im软的炉渣，其也具有相对差的粘合 性能。富氧和/或二 鄉料选 的舰提供一种3^:于其 :序运行参数的有 效的控制渣温的手段。
所述方,括在1000。C至2500°C M下，A^i^燃烧器的自室传递成
澄燃烧器的气体排放物，iaxm炉io中的燃烧空间16内，以传递热量，从 而形自化产物。可以使用热的燃烧气体来提供熔化原材料的热量，从而形成 靴产物。
、M可以4顿真空高温计测量，例如，可以从瑞典，METLAB， Enkoping 获得水冷的真空高温计探针。水冷的真空高温计探针也可以从荷兰的 International Flame Research Foundation(国际^W究S^会)(IFRF)得到。在现 有技术中，熔炉气体的温度测量是已知的。在本领域内已知的任何合适的设备 可以用来确定^iM烧^n体排放物的MjS。度可以根据皿比it^描述。在这里光度比#^义为从600- 1500纳米频带宽度 的繊发出娜射与从6004800纳來频带宽度M发出的繊射的比值(例如， 参见美国专利5,575,637)。不发光的M具有小于或等于0.14的，比值，而 发光的热源具有大于0.14的舰比值。所述舰比值可以由气态加热介质的辐 射光,号计算。辐射光^据可以使用光iW射计测量，例如Macam^^ 射谱仪系统。高温气体的光度;iM^包含在气体内的颗粒发出的黑,射产生的。这些 颗粒包括两个组分鄉料燃烧敏呈中舰气态烃类的繊I嫁形成的烟灰粒 和包含 料源内的残留颗粒。然而，由于在^室内发生的相对大的燃烧量 以保餘,皿灰的熔皿度，因此由本发明产生的气态烃类的浓度很小。此 外，因为iiM^f述方赚供除紅序，所以残留鹏颗粒的縫很少。因此， ^(七室内加热的主要模式Ji^&燃烧器气湘敞物至iJ靴材料/原料的外流 和M^七炉壁和顶壁到銜^/原料的辐射。不发光的加热与本领域《顿麟麟它粉化固体燃料的教导相反。例如，Daiga的美国专利4,006,003指出，也已经注意到由分别具有按重量 计算27%的'麟(73%的石油)和按重影十算40%的麟(60%按重1^十算的 石油)的職和石油浆、,生的鄉比與虫石油产生的鄉更亮。Daiga也指出 燃烧W(T置在大约高于,玻璃平面2ft的位置，并且调^m烧器，以使火銜顷 斜向下朝着玻璃熔体臓面的方向，鄉的末尾^a物料配合剂的上表面，物 料配合剂^^^玻璃熔Wfe的上部。Miller等的美国专利3，969，068是一种用于玻^f熔炉的直接,方法和装 置，其中推动气流中携带的煤粉M31fflfiaA熔炉内，并且直接在玻璃熔炉中 的溶料上方的空气中燃烧，从而形成发光光焰，直接烧煤1Mife与补充的常规 繊一起舰。专利'068的目标，是麟一种新的和舰的方法和體，该方 法和装置用于具有煤炭的玻璃桶熔炉的直接燃烧，以提供玻璃熔料更有效加热 的发光光焰。Olin-Nunez等的美国专利6,789,396指出，鄉炉的操作期间，再生1§ 烧空，胡忾循环之间交替地循环。每20射中或30 ，， 专门的熔炉， 一系列燃烧器的火焰路径是相反的。因此，^hM烧器中产生的最终火焰和燃^糊黄穿m玻璃的表面，并向靴室和精炼室的^t输热量。Kobayashi的美国专利申请2006/0150677指出^gfl^M燃烧器,以使它们维持的火焰是ii^:玻璃的表面上方的熔炉的内部。成渣燃烧器气体排放物的光度可以通过向熔化炉的燃烧空间注入第三燃 料、l錢少一部分第三燃料和至少一部分^iM烧器气体排放物混合、和在熔 化炉的燃烧空间内燃'鹏少一部分第三燃料以形成光焰而选择性地增加。第三 燃料可以^e始量不大，即小于O.l %的灰分的燃料。第HTO可以是燃 料油、柴油、汽油、煤油、丙烷、甲烷、天然气或它们的混合物。第三燃料可 以与第二燃料具有同样的,。戶，方^括从^^燃烧器14的，室12排出熔渣42。如果j^t与m 产物不相容，可以除^i^t。如紫皿与m产物相容，可以把^it控制的引 入到熔料/原料空间18。对于玻璃熔炉的情况，可选#*把,弓l入到玻璃熔炉的熔化端部^m 区而不引入到精制区。在玻璃鹏操作之前，将離引入到玻璃熔炉的'靴区，^,熔炉带来更多的机会来，璃产品中的iM均匀分布。玻璃熔炉可以分成两个区熔化区和精制区。熔化区是在烙料的表面上具有可见批料(不熔化的原材料)的玻璃熔炉的长度。熔料表面上的可见批料可以以ftkl斗垫层、批料堆、批料岛、批料原木等的形式。熔化区的长度从后舰伸至最远下游的可见批料，并且可以包含玻驗面上没wr见鹏的熔料区域。精制区是玻璃熔炉的剩余长度。如这M^ 述，前壁相当于下游炉壁，后壁相当于上游炉壁。长度尺寸是相当于从后壁到前壁的鹏熔体的总鹏动的尺寸。 加料端部分相当于把鹏制造原材料弓l入的炉体端部分。玻璃制造原材料可以在后壁或从^后壁的HI威两侧的壁弓l入到熔炉中。在玻璃熔炉中，可以以各种混合iSS^用所述方法。所述方法可以^m区中具有皿50°/。的氧气- 4燃傲瞎精制区具有皿50%的空气-^燃烧。所述方法可以在熔化区使用^i^烧器和在)ii^区使用常规的氧气-^r斗燃烧器 和/或空气揚燃烧器。在这里氧气-燃料燃烧定义为燃烧现象中的氧化剂混合物的平均氧浓度是30術只％至100糊％。在这里空气-TO燃烧定义为燃烧!膽中的氧化剂混合 物的平均氧浓度是15体积％至22体积％。在这里富氧空气- 4燃烧定义为燃烧J腺中的氧化剂混合物的平均氧浓度是在22 #^只％和30懒只％之间。如果弓I 入多愧化剂流来燃^^料，燃烧鄉的确定基于多氧化剂流的術只流量的加 权平均值。如上所述，仅仅一部分第Ht料可以在炉^^^烧器之内燃烧，而留下对燃 烧有帮助的未燃烧的可燃气^fe^:炉10内。戶脱方法可以包括仅仅使一部分 第"^燃料反应，剩下大量的至少一种未燃烧可燃气体。所述方法可以进一步包 括将第三氧化剂混合吻引Afij船七炉10的燃烧空间16内。第三氧化剂混， 可以在第三氧化齐鹏合物懒只 V3下弓|入。第三氧化剂混合物可以具有20体积％至100体积％的氧浓度Y3。平衡^1:的第三氧化靴混，可以包繊、二氧化碳、7jc總、鋭n縫的其它物类。第三氧化剂混合物可以具有60体积％至75体积％或85体积％至100体积 %的氧浓度。第三氧化剂混合物可以来自氮工厂的排出流。第三氧化剂混合物 可以是由空气分离^1产生的工业级氧气。第三氧化剂混合物可以与第二氧化 齐鹏，来自同样的源头和可以具有同样的,。所述方法可以包括燃烧来自炉渣l^烧器气体排放物的至少一种没有燃烧的 可燃气体的至少一部分，和在熔化炉的燃烧空间中的至少一部分第三氧化剂混 ，。入。炉渣燃烧器具有至少:个用于排、出炉渣燃烧器气体排放物的;^口。用于 引入第三氧化剂混合物的喷嘴可以位于至少一个用于排出炉渣燃烧M敞物的 扫^口和溶料/原料空间之间。所述方法可以进一步包括将^t添加剂引入到鹏室。^t添加剂可以包 括碎玻璃、一个或多个生的玻璃制造材料和/^自其它工序的灰。如果第"^燃料具有非常低的灰含量，例如是和石油焦炭或无烟煤一样的情 况，可育^佳以形成合适的熔渣层。熔渣层用于作为阻挡层来防止皿室的下层 基质懇搞温的危害。添加剂另外的作用是除去来自燃料/灰混糊的污鹏。 基于常规的钙或镁的吸附剂是冑辦用于这一 目的的吸附剂的实例。成渣添加剂 可以以任何合适的方式引入成渣室。成渣添加剂可以和第"^料、第二燃料、 第"fl化剂混合物、第二氧化齐鹏合物一起弓IAlK作为與虫的流引入。那些本领域的技术人员将认识到鹏氧气的选雜4柳倉辦^1> NQJ嗷量。例如，在第1料喷嘴Pf銜的吹辦在第"W4和第一氧化剂混合物完全 混合之前，加 碟一燃料的挥发，吹fU131第一燃料喷嘴引/JiJ雌室内。可 选择的，氧化剂混合物可以在成渣室的下游区段引入，因此在,室内部是分 ISM烧的。如上所述，对于第三氧化剂混合物，氧化剂混合物可以在熔炉中引 入，因此分M烧是在熔炉内和^t對卜部进行。当^^可选择的第二燃料，可以观察到NOx排^s是^m二燃料和第二氧化剂混合物的当量比的影响。可以在当量比是1.4至3的工况下引入第二燃料和 第二氧化剂混糊。一鹏说，当量比定义为燃料:氧化齐啲比值除以对应于完 ^^烧的燃料:氧化剂的比值。后者比值(对应于完^MMm:氧化剂的比值) 通常称为化学当量的燃料:氧化剂的比值。1的当量比意思指在理论上ilf共的燃料和氧化齐啲顿值或化学当量值。大于i的当量it^^m富余以及小于1当量比是燃料缺乏。图2展示作为第二燃料和第二氧化剂混合物的当量比函数的正规化 (normalized) Na排腿图表。对于这些实验，第一氧化剂混糊是空气，第 一燃料是烟煤，第二燃料是2号燃料油，并战rfl化剂混糊是接近100%氧 气(来自LOX源)。来自第二燃料的燃料能量输入占总肯遣的18%。包括所有 的燃料和氧化剂混，的燃烧鹏的，当量比大约是079。如图2所示，NQc 的减少^IWl了第二燃料和第二氧化齐'J混合物运行的化学计量当量Pf爐(也就是当量比大约等于i)值的一半。当当量比提高时，第二腦和第rm化剂混合 物协助保i^液体;l^t层的有效性就会陶氏，因此建议当量比的上限大约为3。使用氧气的另一个潜在的好处是向m炉供热的可供选择的燃料种类扩大 了。如前面所述，这再一次源于fflil第二氧化剂混^W第二燃料燃烧或者可选 择的富氧的调节来独 控制渣温的能力。例如，由于不能产生保持稳定的渣^^f需要的足够高的鹏，因此，通常在空气-W4燃烧的^iM烧器内具有高^ 度的,的燃烧存在问题。在2.5MMBtu/h(0.73MW热)的 ^烧 器上进行测试，所述燃烧 烧具有低硫、高^IMt的煤，利用本发明的方 法并^^ 述煤与20%的2号燃料油互燃(c&firing)运行，，结果证明具有恒 定的炉渣和测得所有的运行性能。反之，判虫4顿空气燃料燃烧，不能保持稳 定的熔渣。类似的好处可以在其它的具有复杂炉渣的固体燃料帮助下获得，其 它的固体燃料包掛午多高水^li和生^^料。14所述方法的具体实 式已纟魏行了详细的说明，所属^^领域的駄人
员将认识到可以根据公开的所有教导进行各种efct和变型。因此，这里虽然参 考某些具体实旨式和它们的CT^a行图示和说明，然而，本发明不意, 局限于所展示和说明的具体实施方式
。相反地，可以在权利要求的同等物和没 有脱离本发明精神上的范围内进行各种改进。
权利要求
1、 一种向用于形^t产物的熔化炉供热的方法，所述方、,括 将具有灰分和可燃组分的第一燃料弓1/JIM^燃烧器的成渣室内；将第一氧化剂混合物弓i入到^iM烧器的雌室，第一氧化剂混合物具有10 #^只％至100 #^只％的氧浓度；任,将第二燃料弓l入到^&燃烧器的自室内；将第二氧化剂混，弓l入到^t燃烧器的成渣室内，第二氧化剂混合物具 有22 #| 、％至100 ^^%的氧浓度；在成逾燃烧器的^室内燃烧至少一部分第"^料的可燃组分和任选至少一部分第二燃料，因此形成分离的灰分和形成^M烧器的气体排放物；收集至少一部分分离的灰分，使 邻近皿室内表面的至少一部分处形在1000。 C至2500° C驗下iA^t燃烧器的鹏室将至少一部分^t燃烧 器的气体排放物传蹈IJ劍七炉中的燃烧空间内来供热，从而形自化产物；和 从^t燃烧器的皿室中排出,。
2、 如权利要求1所述的方法，其中所述第"fl化剂混合吻的氧浓度是20 術只％至30体积％。
3、 如权利要求1所述的方法，其中第"^化剂混合物的氧浓度是10術只 %至20術只％。
4、 如权利要求1所述的方法，其中第1化剂混合物的氧浓度是60術只 %至75術只％。
5、 如权利要求1所述的方法，其中第二氧化剂混合物的氧浓度是85術只 %至100術只％。
6、 如权利要求1所述的方法，其中成渣燃烧器的气糊敞^^含至^"种 未燃烧的可燃气体。
7、 如权利要求6所述的方法，进一步包括-将第三氧化剂混激引入到靴炉的燃鹏间内，第三氧化剂混合物具有 201^只％至100 #^只％的氧浓度；和iiiis少一部分第三氧化剂混^;在靴炉的燃烧空间内来自燃烧^^燃烧器的气体排放物的所^S少一种未燃烧的可燃气体的至少一部分。
8、 如权利要求7所述的方法，其中所述第三氧化剂混合吻的氧浓度是60 柳％至75体积％。
9、 如权利要求7所述的方法，其中所，三氧化剂混，的氧浓度是85 #|只％至1001^只％。
10、 如权利要求7所述的方法，其中所述第三氧化剂混糊是在^t燃烧 器的气体排放物和熔料/原料空间之间弓l入的。
11、 如权利要求l所述的方法，进一步包括 将，引入m炉内。
12、 如权利要求1所述的方法，其中渐七炉是具有靴区和麟U区的玻璃 熔炉，所述方法进一步包括将離弓I A^J靴区内而不把離弓I Alij精制区内。
13、 如权利要求1 ，的方法，进一步包括将^t添加剂弓I Af ij自室内。
14、 如权利要求13所述的方法，其中所述^t添加剂包括碎玻璃、玻璃制造原料和来自其ftkx序的灰中的至少一种。
15、 如权利要求l所述的方法，其中第"fl化剂混合物包含来自;^4fc炉的 烟道气体_@^—氧化剂混^l具有10体积％至20体积％的氧浓度。
16、 如权禾頓求1所述的方法，其中第二W4包含至少一部分^t燃烧器 的气，敞物。
17、 如权利要求1所述的方法，其中引入当量比为1.4至3的第二燃料和第 二氧化剂混她
全文摘要
具有成渣燃烧器、用于工业熔化的固体燃料燃烧和一种向使用含灰燃料的生产熔化产物的熔化炉供热的方法。将具有灰分的燃料引入成渣燃烧器的成渣室，并且在成渣室之内所述燃料与第一氧化剂混合物和第二氧化剂混合物一起至少部分燃烧。在成渣室内收集灰分作为熔渣层。在高温下将成渣燃烧器的气体排放物从成渣燃烧器的成渣室传至熔化炉的燃烧空间内来供热以形成熔化产物。熔渣从成渣燃烧器的成渣室排出，并且可以选择地引入到熔化炉内或不引入到熔化炉内。
文档编号F23B60/00GK101311625SQ20081012870
公开日2008年11月26日 申请日期2008年4月30日 优先权日2007年5月2日
发明者M·D·德阿戈斯蒂尼 申请人:气体产品与化学公司