借助造成真空和恰当控制材料流量使金属无泵式雾化和燃烧的制作方法

本发明涉及一种用可燃气体燃烧正电性金属的方法，其中，通过在沿载流气体流动方向横截面起先逐渐变细的第一喷嘴内喷射所述载流气体，而将来自容器的作为液体或作为有粒子尺寸小于100μm粒子的粉末的正电性金属从容器抽吸到第一喷嘴内，从该第一喷嘴喷出雾化并用可燃气体燃烧。本发明还涉及一种用于实施本方法的设备。

背景技术：

矿物燃料每年供应上万兆兆瓦小时的电热能和机械能。与此同时，燃烧的终极产物二氧化碳(CO₂)加重了环境和气候问题。

在DE102008031437.4、DE102010041033.0和DE102013224709.5中揭示了，如何能用正电性金属实现一种完整的能量循环，以及如何能借助锂作为金属型碳替代材料实现电站运行。在这里具体以锂作为案例，它不仅用作载能体，而且用作蓄能器，以及也可以使用其他正电性金属，如钠、钾或镁、钙、钡或铝和锌。

在文献中已知一些有关液态锂与不同气体和气体混合物反应的基本原理研究(Bernett，D.S.；Gil，T.K.；Kazimi，M.S.；Fusion Technology，1989，15，2，pp.967-972；A.Subramani，S Jayanti，Combustion and Flame 158(2011)，1000-1007)。为此使用的过程包含一个反应室，其中充填锂并在400℃时液化。将由氧、氮和水蒸气组成的气体混合物经过气体进口引入反应室内穿过液态锂(Gil，T.K.；Kazimi，M.S.：The kinetics of liquid lithium reaction with oxygen-nitrogen mixture，S.20，21，46，Plasma Fusion Center and the Department of Nuclear Engineering，MIT，Cambridge，MA，1986，USA)。

为了使所述提供热能的燃烧过程能用于发电，锂应与在煤燃烧器或石油燃烧器中类似地作为有大表面的粉末或喷雾被加入氧化剂内，以保持足够的能量流。

在DE102011052947A1中记载了一种制造锂粒子的方法。其中公开了通过使以粒子形式的锂与反应性气体(氧，氢或氮)反应来制造产物如金属氧化物、金属氢化物或金属氮化物。

在DE10204680A1中说明了一种借助喷射雾化锂金属制造烷基锂化合物的方法，其中，金属锂以粒子形式与烷基卤化物反应。

在DE102013224709.5中描述了一种用于锂的连续燃烧的过程设备，该过程设备包括输送单元。

为了在电站过程中将锂作为蓄能器用于将储存的化学能转换为热能并接着转换为电能，前提条件是有可能将锂连续进料并喷成雾状至燃烧室内。由于在液化正电性金属时必要的高温以及例如锂和钠的介质侵蚀性，使用传统的泵和流量调节器会带来问题。

为了将正电性金属，如锂、钠、钾、镁、钙、钡、铝和锌雾化并燃烧，下述结构原则上是有利的。借助泵将待雾化的材料从容器输送通过喷嘴，并根据材料本身的可燃性在必要时点燃。在这里，通过喷嘴的压力和输送量可以借助设置在喷嘴前面的调节器调整。在雾化侵蚀性介质，尤其碱金属，但还有另一些正电性金属时，这种结构显然存在问题，因为金属流动通过泵和调节器并与此同时与因结构类型引起的不耐受介质的部分形成接触。此外，为了输送或雾化以及燃烧，优选地液化或加热正电性金属，因此温度达数百℃，例如电磁式泵能办到这一点，然而在这里可能出现压力问题。但许多泵和调节器不是针对如此高温度设计的。此外还可能导致正电性金属沉积在泵和/或调节器、输送带等中，用简单的方式无法将它们清除。因此，为了避免正电性金属与泵和/或调节器等接触，需要一种允许正电性金属在不直接与泵和/或调节器接触的情况下喷射雾化和燃烧的方法。

技术实现要素：

因此本发明要解决的技术问题是提供一种方法和一种设备，它们能够使正电性金属如锂在连续过程中在不直接与泵和/或流量调节器进行介质接触的情况下喷射雾化。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种方法和一种设备，它们能够使正电性金属如锂在连续过程中燃烧，而无需输送设备，如泵、挤出机或其他输送单元。

此外本发明要解决的技术问题是提供一种方法和一种设备，它们能够达到有效输送并混合正电性金属与可燃气体。

人们现在发现，可以通过在载流气体流中使用逐渐变细的喷嘴(在所述喷嘴上安置用于正电性金属的进料装置)来使正电性金属由于喷嘴的抽吸作用而被加入到载流气体中并在喷嘴内雾化，无需输送装置，如泵。此外，按本发明通过有目的地喷射雾化，必要时点火，以及在对电站重要的连续燃烧过程中尽可能完全燃烧，能够将储存在正电性金属中的化学能转换为热能。

按一个方面本发明涉及一种用可燃气体燃烧正电性金属的方法，正电性金属选自碱金属、碱土金属、铝和锌和/或它们的合金和/或混合物，在方法中，通过在沿载流气体的流动方向横截面起先逐渐变细的第一喷嘴中喷射载流气体，而将来自容器的作为液体或作为具有粒子尺寸小于100μm的粒子的粉末的正电性金属从容器抽吸到第一喷嘴内，从第一喷嘴喷射雾化并用可燃气体燃烧。

按另一个方面本发明涉及一种用可燃气体燃烧正电性金属的设备，正电性金属选自碱金属、碱土金属、铝和锌和/或它们的合金和/或混合物，设备包括：横截面起先逐渐变细的第一喷嘴，向它供应载流气体并将其设计用于雾化正电性金属与可燃气体；用于将载流气体送往第一喷嘴的第一进料装置，它设计用于向第一喷嘴输送载流气体；容器，它设计用于提供作为液体或作为具有粒子尺寸小于100μm粒子的粉末的正电性金属；用于通向第一喷嘴的正电性金属的第二进料装置，它设计用于将正电性金属从容器引向第一喷嘴；以及燃烧器，它设计用于用可燃气体燃烧正电性金属。

由从属权利要求和以下详细的说明及附图，可获知本发明的其他方面。

附图说明

附图应能说明本发明的实施形式并促使进一步理解本发明。有关的说明用于解释本发明的方案和原理。参见附图可得知其他实施形式和许多已提及的优点。附图的元件没有必要用彼此准确的尺寸比例表示。在附图中同样的，功能相同和作用相同的元件、特征和部件，只要没有另外说明，总是用相同的附图标记表示。附图中：

图1示意表示文丘里喷嘴结构；

图2示意表示在按本发明的用于借助文丘里喷嘴喷射雾化正电性金属的设备中的压力关系；

图3表示图2所示设备处于运行状态；

图4示意表示本发明设备的另一种实施形式，该设备用于借助文丘里喷嘴和使载流气体与正电性金属进行内部混合来喷射雾化正电性金属，以及表示压力和部件的配置；

图5表示图4所示设备处于运行状态和喷射雾化正电性金属；

图6示意表示按本发明设备的另一种实施形式，该设备用于借助拉瓦尔喷嘴和使载流气体与正电性金属进行内部混合来喷射雾化正电性金属，以及表示压力和部件的配置；

图7表示图6所示设备处于运行状态和喷射雾化正电性金属；

图8示意表示喷射雾化时利用正电性金属的流体静压；

图9示意表示按本发明设备的另一种实施形式，该设备用于借助载流气体与正电性金属的外部混合来喷射雾化正电性金属，以及表示压力和部件的配置；

图10表示图9所示设备处于运行状态和喷射雾化正电性金属；

图11示意表示按本发明设备的另一种实施形式，该设备用于借助喷射泵喷射雾化正电性金属，以及表示压力和部件的配置；以及

图12表示图11所示设备处于运行状态和喷射雾化正电性金属。

具体实施方式

本发明的第一方面涉及一种用可燃气体燃烧正电性金属的方法，正电性金属选自碱金属、碱土金属、铝和锌和/或它们的合金和/或混合物，其中，通过雾化载流气体到沿载流气体流动方向的横截面起先逐渐变细的第一喷嘴中，将作为液体或作为具有粒子尺寸小于100μm的粒子的粉末的正电性金属从容器抽吸到第一喷嘴内，从第一喷嘴喷射雾化并用可燃气体燃烧。

在这里喷射雾化可以这样实现，亦即载流气体与正电性金属的混合在第一喷嘴内作为内部混合进行，或在第一喷嘴后才作为外部混合进行，在这种情况下第一喷嘴也可以仅由逐渐变细的区段组成。

所述正电性金属是一种金属，按指定的实施形式它选自碱金属，优选地Li，Na，K，Rb和Cs、碱土金属，优选地Mg，Ca，Sr和Ba，Al和Zn、以及它们的混合物和/或合金。按一些优选的实施形式，正电性金属选自Li，Na，K，Mg，Ca，Al和Zn，更优选地Li和Mg，特别优选的正电性金属是锂。

按指定的实施形式，所述正电性金属是液体。在这些实施形式中可以简单处理和喷射雾化正电性金属。此外与具有粒子尺寸小于100μm的粒子的粉末相比，能达到更有效地喷射雾化和输送。而且与粉末粒子相比设备能更便于净化，因为粉末粒子会有可能沉积在器具的槽缝、间隙等内。按指定的实施形式，优选使用作为液体的正电性金属。

按指定的实施形式，也可以使用具有粒子尺寸小于100μm的粒子的粉末作为正电性金属。在这种情况下带来的优点是，不需要液化金属，并因而可以节省用于熔化金属的能量。不过，由于温度较低必要时根据正电性金属和可燃气体可能还需要借助可燃气体起动反应，而在液体状态下可以不需要这样做。粉末中粒子的尺寸可以适当调整，或许在商业市场上会以恰当方式提供这种粉末。粒子尺寸可以按常用的方法，例如通常用显微镜或通过激光衍射确定。

按指定的实施形式，可以考虑这些气体作为可燃气体，亦即它们能与提及的正电性金属或这些正电性金属的混合物和/或合金起放热反应，在这里对放热反应没有特别的限制。例如，可燃气体可以包括空气、氧、二氧化碳、氢、水蒸气、氧化氮NO_X，如一氧化二氮、氮、二氧化硫、或它们的混合物。因此本方法也能使用于脱硫或去除NO_X。在这里根据可燃气体用不同的正电性金属可以获得不同产物，它们可以成为固体、液体、以及也可以形成气态。

例如，当正电性金属，例如锂，与氮反应时，尤其能形成金属氮化物，如氮化锂，它以后可以进一步反应成氨，反之，当用二氧化碳转换正电性金属，例如锂时，可形成例如金属碳酸盐，例如碳酸锂、一氧化碳、金属氧化物，例如一氧化锂、或还有金属碳化物，例如碳化锂、以及还有它们的混合物，其中，例如在Fischer-Tropsch过程中，由一氧化碳可以获得高价值的含碳产物，如甲烷、乙烷、甲醇等，而由金属碳化物，例如碳化锂，可例如获得乙炔。此外还例如可以用一氧化二氮作为可燃气体，形成例如金属氮化物。

其他提及的金属也可以产生类似的反应。

按本发明没有特别限制载流气体，以及可燃气体可以与载流气体一致或包括载流气体，但也可以与之不同。作为载流气体可考虑使用例如空气、一氧化碳、二氧化碳、氧、甲烷、氢、水蒸气、氮、一氧化二氮、两种或多种这些气体的混合物等。在这里不同的气体，例如按指定的实施形式未燃烧的甲烷可用于传递热量，以及将正电性金属与可燃气体反应的反应热从反应器排出。不同的载流气体可例如和可燃气体与正电性金属的反应相适应，以便在这里必要时获得协同作用效果。按指定的实施形式载流气体是可燃气体。

原则上本发明基于文丘里喷嘴原理。它的基本原理在于，流动通过管道的介质的流速与变化的管道横载面成反比。也就是说，在管道横截面最小的地方速度最大。此外，按伯努里定律，在流动的流体(气体或液体)中，速度上升伴随着压力下降。因此适用于按图1所示的喷嘴，其中P₁＞P₂，在这里P₁是载流气体沿流动方向在第一喷嘴前的压力，而P₂是载流气体在第一喷嘴与第二进料装置最小横截面内的压力，以及v₁是载流气体沿流动方向在第一喷嘴前的速度，而v₂是载流气体在第一喷嘴最小横截面内的速度。人们可以将这些关系用于液态正电性金属的喷射雾化和燃烧。

横截面起先逐渐变细的第一喷嘴没有特别限制其形状，只要喷嘴的横截面沿载流气体的流动方向起先是减小的。在横截面减小并进料正电性金属后，喷嘴接着可以继续减小横截面、保持横截面不变或增大横截面。也可以改变横截面的形状，不过按指定的实施形式保持形状不变。没有特别限制横截面的形状，可以是圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形等，不过按指定的实施形式是圆形，为的是能够均匀分布正电性金属和载流气体。还优选对称的喷嘴形状。

除此之外，对第一喷嘴的设计也没有其他限制，只要它包括一个在其中喷嘴横截面沿载流气体流动方向起先减小的区域。因此第一喷嘴可以设计为文丘里喷嘴、拉瓦尔喷嘴、(水)喷射泵的形式等，以及可以包括在内部、围绕喷嘴或在喷嘴本身上的正电性金属进料装置。正电性金属的进料同样可以通过一种进料装置实施，这种进料装置例如在其沿正电性金属流动方向的端部有一个喷嘴。

也没有特别限制其他喷嘴以及可以包括上述形状和设计。

按指定的实施形式，第一喷嘴作为文丘里喷嘴由沿载流气体流动方向起先逐渐变细的分段、直径不变的分段和横截面扩张的分段组成。在这里，正电性金属的进料例如(a)在文丘里喷嘴本身的内部，优选地通过在文丘里喷嘴的逐渐变细分段内的第二进料装置进行，(b)在第二进料装置内进行，它围绕文丘里喷嘴设置，优选地是一种围绕文丘里喷嘴逐渐变细部分的逐渐变细喷嘴的形式，或(c)通过向文丘里喷嘴的输入管道/第二进料装置进行，它可以安置在文丘里喷嘴自身逐渐变细的部分内或文丘里喷嘴的保持不变的分段内。按指定的实施形式，正电性金属的进料通过在保持不变的分段内至少一个通向第一喷嘴的输入管道/进料装置进行。但也可以在文丘里喷嘴上安置多于一个的进料装置，或采用例如在文丘里喷嘴上和在文丘里喷嘴内部的一些输入管道类型/一些进料装置的组合，其中，按指定的实施形式，仅一个进料装置将正电性金属引向文丘里喷嘴，以易于控制正电性金属的进料。

按指定的实施形式，第一喷嘴可设计为拉瓦尔喷嘴，其由沿载流气体流动方向逐渐变细的分段和沿流动方向扩散的，亦即横截面增大的分段组成。在这里，正电性金属的进料也可以例如(a)在拉瓦尔喷嘴本身的内部，优选地通过在拉瓦尔喷嘴逐渐变细的分段内的第二进料装置进行，(b)在第二进料装置内进行，它围绕拉瓦尔喷嘴设置，优选地是一种围绕拉瓦尔喷嘴逐渐变细的部分的逐渐变细的喷嘴的形式，或(c)通过向拉瓦尔喷嘴的输入管道/第二进料装置进行，它可以安置在拉瓦尔喷嘴逐渐变细的部分内或从逐渐变细到扩散分段的过渡区内。但也可以在拉瓦尔喷嘴上安置多于一个的进料装置，或采用例如在拉瓦尔喷嘴上和在拉瓦尔喷嘴内部的一些输入管道类型/一些进料装置的组合，其中，按指定的实施形式，仅一个进料装置将正电性金属引向拉瓦尔喷嘴，以易于控制正电性金属的进料。按指定的实施形式，正电性金属的进料在拉瓦尔喷嘴横截面最小的区域内，例如通过在喷嘴上或在喷嘴内部的进料装置进行。

按指定的实施形式，拉瓦尔喷嘴在这里是一种流动器件，它有起先收敛和接着扩散的横截面，其中，从一个部分过渡到另一个部分可以逐渐进行。按指定的实施形式，横截面在所有位置均可以是圆形的，由此使流过的流体能加速到超音速，不会导致强烈的压缩冲击。此时可以正好在喷嘴最狭窄的横截面内达到音速。

此外，正电性金属的进料对于不同类型的第一喷嘴，按指定的实施形式也可以通过第二进料装置进行，它的出口，优选地同轴设置在第一喷嘴内部、在第一喷嘴逐渐变细部分的区域内，如上面已经针对某些喷嘴说明的那样。

按指定的实施形式，也可以第一喷嘴优选地同轴设置在第二进料装置内部、在第二进料装置优选地收敛，亦即逐渐变细部分的区域内，在这里载流气体的进料通过第一喷嘴进行，以及正电性金属的进料通过第二进料装置进行。上面也已经针对某些喷嘴说明了这些实施形式。

此外，按指定的实施形式，雾化的正电性金属量通过在容器内的充填控制，和/或，雾化的正电性金属量通过载流气体的压力控制，为此载流气体的进料沿流动方向在第一喷嘴前与容器连接，和/或，通过向容器进料压力经调整的惰性气体来控制经喷射雾化的正电性金属的进料。

当通过在容器内的充填控制时，可以设置用于正电性金属的进料装置，必要时包括控制器，如阀，根据在容器内期望的充填水平和/或载流气体流量，借助阀将正电性金属连续或间断进料给容器。

在通过载流气体的压力控制雾化的正电性金属量时，载流气体的进料可以沿流动方向在第一喷嘴前以任何方式与容器连接，其中，在与容器连接时可以使用例如管道、软管等，以及将载流气体进料到容器内例如也可以通过所述连接的横截面调整，或在有些情况下也可以在相应的连接中改变。也可以赋予正电性金属的通向第一喷嘴的第二进料装置这种变化可能性。

除此之外，在通过向容器进料压力经调整的惰性气体控制经雾化的正电性金属的进料时，可以恰当规定和调整惰性气体的进料以及没有特别的限制，就像也没有特别限制雾化的正电性金属量的另外两种控制可能性。惰性气体的进料也可以通过适用的、可以设置有控制器，如阀的软管、管道等进行。

不排除下述情况，即，组合所有三种或任意两种对雾化的正电性金属量的控制类型。

按另一个方面本发明涉及一种用可燃气体燃烧正电性金属的设备，正电性金属选自碱金属、碱土金属、铝和锌和/或它们的合金和/或混合物，设备包括：横截面起先逐渐变细的第一喷嘴，向它进料载流气体并将其设计用于雾化正电性金属与可燃气体；用于通向第一喷嘴的载流气体的第一进料装置，它设计用于向第一喷嘴进料载流气体；容器，它设计用于提供作为液体或作为具有粒子尺寸小于100μm粒子的粉末的正电性金属；用于通向第一喷嘴的正电性金属的第二进料装置，它设计用于将正电性金属从容器引向第一喷嘴；以及燃烧器，它设计用于用可燃气体燃烧正电性金属。

用于载流气体的第一进料装置在这里没有特别的限制，以及例如包括管道、软管等，其中用于载流气体的进料装置恰当地可借助载流气体的状态确定，载流气体也可能处于压力状态下。

用于正电性金属的第二进料装置也没有特别的限制，以及同样例如包括管道、软管等，它们恰当地允许传输正电性金属。优选地，第二进料装置内表面是光滑的，以避免沉积正电性金属。此外，第二进料装置的横截面按指定的实施形式沿第二进料装置的整个长度保持不变，以保证通过在第一喷嘴内的喷射雾化而良好和持续稳定地进料正电性金属。

在这里喷嘴可以如上面已说明的那样设计，亦即例如设计为文丘里喷嘴或拉瓦尔喷嘴。

燃烧器按本发明同样没有特别限制以及例如可以设计为喷嘴，可燃气体在喷嘴内与正电性金属混合，在这之后必要时通过点火器点燃。燃烧器也可以设置在反应器内或反应器上。此外，燃烧器也可以是一种没有内部混合的多孔燃烧器，它可以设计为多孔的管道，可以在至少一个孔处给管道供给正电性金属。正电性金属可例如只通过管道的一个孔进料，此时管道的另一端可以封闭或由多孔管道的材料组成。在这种情况下，正电性金属可例如被压入到多孔燃烧器内，在那以后可燃气体可以被导引到多孔燃烧器外侧，于是它在那里与正电性金属起反应，以避免孔被堵塞。按指定的其中载流气体是可燃气体的实施形式，第一喷嘴也可以使用于喷射雾化，在这之后接着在喷嘴出口燃烧，为此在那里例如点火燃烧或在点火后连续流出。

容器同样没有特别限制，只要它由不与正电性金属反应以及例如也不与液态正电性金属起反应的材料组成。容器可例如设计为罐或盛放粉末的容器。

相应地，按指定的实施形式，用于正电性金属的第二进料装置的材料，以及必要时在载流气体与正电性金属混合后的第一喷嘴和/或第一进料装置和/或燃烧器也可以由这种材料组成。适宜的材料例如包括铁、铬、镍、铌、钽、钼、钨、锆和这些金属的合金，以及钢，如不锈钢和铬镍钢。

按指定的实施形式，第一喷嘴设计为文丘里喷嘴，它由沿载流气体流动方向起先逐渐变细的分段、直径不变的分段和直径扩张的分段组成，其中，用于正电性金属的第二进料装置优选地安置在文丘里喷嘴的直径不变的那个分段上。

按指定的实施形式，第一喷嘴可以设计为拉瓦尔喷嘴，它由沿载流气体流动方向逐渐变细的分段和沿流动方向扩散的分段构成。按指定的实施形式，在这里用于正电性金属的第二进料装置安置在拉瓦尔喷嘴的直径最小的区域内。

此外，用于正电性金属的第二进料装置，按指定的实施形式，优选地同轴地在用于载流气体的第一进料装置内部可以设置为，使用于正电性金属的第二进料装置的出口，优选地同轴设置在第一喷嘴内部、在第一喷嘴收敛部分的区域内。因此载流气体在这里围绕第二进料装置流动，此时将正电性金属从第二进料装置抽吸到第一喷嘴中。在这里通过同轴布置来增强抽吸效果。

按另一些指定的实施形式，用于载流气体的第一进料装置设置为，使第一喷嘴的载流气体，优选同轴地，在正电性金属的第二进料装置内部、在第二进料装置优选收敛的部分的区域内进料。在这里正电性金属围绕载流气体抽吸到第一喷嘴内，类似于喷射泵的情况。在这里同样通过同轴布置获得更好的抽吸效果。

在喷射泵中抽送效果通常可以通过流体射流(“驱动介质”)产生，只要流体射流存在足够的压力，它便通过动量交换来抽吸、加速并压缩/输送另一种介质(“抽吸介质”)。因为这种抽吸方式设计结构非常简单以及完全没有运动部分，如文丘里喷嘴或拉瓦尔喷嘴或普通有逐渐变细段的喷嘴那样，所以它能特别耐久和少维护以及在多方面使用。

在喷射泵一种典型的结构中，输送可以按下列步骤进行并能通过一些简化仅使用能量守恒、动量守恒和质量守恒定理十分正确地计算：

1.载流气体以尽可能高的速度从相应于第一喷嘴的驱动喷嘴排出。在这里按伯努里定律产生动压下降，所以气流中的压力低于正常压力。为了使速度最大化，第一喷嘴可以设计为文丘里喷嘴，以及驱动射流，亦即载流气体，以超音速排出。

2.在第二进料装置内部必要时存在的混合室内或在第二进料装置本身内，载流气体会遇到处在这里的正电性金属，后者可处于正常压力或更高的压力状态。载流气体在从第一喷嘴排出后起先如自由射流，以及通过内部摩擦和涡流，在边界层内在快速的载流气体与慢得多的正电性金属之间产生剪应力。这种应力造成一种动量传输，亦即使正电性金属加速并将其拖走。在这里混合不是按能量守恒原理，而是按动量守恒原理执行，所以使用伯努里方程式在这里基于冲击损失会导致错误的结果。通过扩张载流气体和通过抽吸正电性金属使载流气体减速。

3.通过使正电性金属加速，按伯努里定理也造成正电性金属压力下降，所以正电性金属可以通过第二进料装置补充进料，在这种情况下优选地对于正电性金属存在足够高的最小压力。

本发明设备，按指定的实施形式，还可以包括用于通向容器的正电性金属的第三进料装置，它设计用于将正电性金属供给容器，以及包括调整在容器中正电性金属量的调整装置，它设计用于调整向容器进料的正电性金属的量，和/或包括管道，它将用于载流气体的第一进料装置沿流动方向在第一喷嘴前与容器连接为，利用载流气体的压力控制向第一喷嘴进料的正电性金属的量，和/或包括用于通向容器的惰性气体的第四进料装置，它设计用于将惰性气体供给容器，以及包括调整所进料的惰性气体压力的调整装置，它调整向容器进料的情性气体的压力。按本明不限制用于正电性金属的第三进料装置，以及可以如用于正电性金属专门针对所使用的材料设计的第二进料装置那样，但也可以与此不同，例如针对形状和/或横载面设计。在容器中正电性金属量的调整装置也可以由用于正电性金属的第二进料装置的材料组成，至少在它与正电性金属接触的区域内，但对此并没有特别的限制。连接用于载流气体的第一进料装置与容器的管道、用于惰性气体到容器的第四进料装置、和/或调整所进料的惰性气体压力的调整装置，也同样都没有特别的限制以及可以恰当规定。在这里，管道和/或第四进料装置可以与第一进料装置类似或相同设计，在这种情况下它们在例如横截面等方面可以与第一进料装置不同。

在使用一种管道时，这种管道沿流动方向在第一喷嘴前将用于惰性气冲的第一进料装置与容器连接为，利用载流气体的压力控制向第一管道进料的正电性金属的量，则也可以在第一进料装置和/或此管道内设置流量调节器、质量调节器等。

除此之外，按本发明的设备还包括例如用于熔化正电性金属的加热装置、包括例如在燃烧器、泵中，例如用于载流气体和/或可燃气体的冷却装置。

上述这些实施形式、设计和扩展设计，只要是合理的，便允许它们任意互相组合。本发明其他可能的设计、扩展设计和移植，还包括本发明在这之前或下面结合实施例所说明的那些特征的并没有明确提及的组合。尤其是，本领域技术人员还能添加个别观点，作为对本发明有关基点的改进或补充。

现在，下面借助作为示例的实施形式阐述本发明，这些实施形式完全不限制本发明。

图2表示第一种作为示例的实施形式。其中，在通过第一进料装置1′进料载流气体的第一喷嘴的喷嘴狭窄位置引出一个分支，如图2和图3中所表示的那样，它通向容器3的出口，容器3内有正电性金属的金属熔体/一种正电性金属M，例如锂。正电性金属M从容器3通过容器出口2″引向第二进料装置，并通过此进料装置2′引向第一喷嘴1。此外，容器3的进口通过管道6与在这里设计为文丘里喷嘴的第一喷嘴1的较大的直径连接，从而原则上在容器3内存在与喷嘴进口相同的压力。若现在例如具有压力P₁的载流气体，例如二氧化碳，流动通过第一喷嘴1并因而在狭窄位置产生一个比P₁低的压力P₂，从而基于关系式P₁＞P₂在容器3出口形成负压，以及液态金属M被从容器3抽吸到此狭窄位置。在那里加速的载流气体沿流动方向将金属M拖走，以及接着将其在喷嘴1出口朝燃饶器4方向喷射雾化。为了燃烧金属，优选地直接利用反应气体作为载流气体，如在这里存在的二氧化碳。根据在喷嘴出口的温度和混合，金属喷雾自燃或还需要外部点火源。在图3中表示了金属M通过载流气体的喷射雾化。

在这里，P₁与P₂的压力比例，确定金属熔体M从容器3的容积流量。若应能独立调整此容积流量，则可以在外部借助一个单独的调节器调整容器内的压力或惰性气体输入到容器内的流入量，例如压力调节器或质量流量调节器。

图4和5表示作为示例的第二种实施形式。

图4和5表示用于喷射雾化液态正电性金属M，例如锂的一种可能的结构，包括作为文丘里喷嘴的第一喷嘴1，以及载流气体，例如二氧化碳，与液态金属的内部混合装置，如在第一种作为示例的实施形式中那样，在这里，取代通过管道6，容器3内的压力P₃借助用于将惰性气体送往容器的第四进料装置7和用于调整所输入的惰性气体的压力的调整装置7′来控制。图4中表示压力和部件的配置，而图5表示在液态金属喷射雾化和燃烧时设备的状态。

图6和图7表示替代使用文丘里喷嘴的第三种作为示例的实施形式，按这种替代方式，使用拉瓦尔喷嘴作为第一喷嘴1。容器3内的压力调整如在第二种作为示例的实施形式中那样进行。从容器3供给正电性金属M，例如处于液体状态的锂，通过同轴地在第一喷嘴1内部的第二进料装置2′进行，由此，通过载流气体流，例如氮气，抽吸正电性金属M。图6中表示了压力和部件的配置，以及图7表示液态金属喷射雾化和燃烧时的设备。燃烧仍如在第一种作为示例的实施形式中那样进行。

图8在第四种作为示例的实施形式中表示一种用于调整容器3内压力P₃的替代方式，除此之外在这里的设备与第二种实施形式的设备一致。为了调整通过第二进料装置2′的金属熔体M的流量，在这里也可以利用在容器3的出口2″处金属熔体M的流体静压P₃。流体静压P₃可以通过金属熔体M在容器3中的充填水平调整。容器3本身在这里保持处于大气压力P₀下。

通过用于将正电性金属M送往容器3的第三进料装置5以及用于调整在容器3内正电性金属M量的调整装置5′，能够将正电性金属M以这样的方式向容器3进料，亦即使充填水平h保持不变或控制在期望的滞后范围内。

在使用第一喷嘴1作为燃烧喷嘴时，人们可以利用期望的可燃气体作为载流气体，它以压力P₁引入此管道内。根据在喷射雾化时要求外部混合或还是内部混合，例如在图2至8中的喷嘴结构可考虑使用于内部混合，而在图9和10中按第五种作为示例的实施形式可考虑使用于外部混合。

在第五种作为示例的实施形式中，在这里例如安排二氧化碳作为可燃气体的载流气体，与正电性金属M，例如锂熔体，在第一喷嘴1外部在燃烧器4旁混合。除第一喷嘴1的喷嘴形式不同之外，这种实施形式与第三种作为示例的实施形式一致。图9表示压力和部件的配置，而图10表示液态金属喷射雾化和燃烧。

在图11和图12中表示第六种作为示例的实施形式，其中作为变更，正电性金属M，例如锂的喷射雾化，通过按喷射泵的原理产生负压实现。在这里，抽送效果通过载流气体的流动产生(驱动介质)，这一流动通过动量交换来抽吸、加速并进料正电性金属M的熔体/锂金属熔体(抽吸介质)。在图11中表示压力和部件的配置，而图12表示液态金属喷射雾化和燃烧。供给载流气体，例如二氧化碳或氮气，是通过第一进料装置1′和第一喷嘴1进行的，第一喷嘴1同轴地在第二喷嘴2内、在第一进料装置2′内部。设备的其他结构仍与第五种作为示例的实施形式相似，在这里，燃烧在第二喷嘴2出口旁的燃烧器4中进行。

在上述这些作为示例的实施形式中，始终以喷射雾化正电性金属的熔体为例。然而在作为示例的这些实施形式中也可以采用正电性金属粒子的粉末取代熔体。作为正电性金属M也可以使用与锂不同的金属，以及载流气体也可以不同于氮或二氧化碳。也不排除可能，在燃烧器4中必要时附加输入可燃气体(原则上也可以是来自燃烧矿物燃料设备的已完全或部分燃烧的废气)。

在本发明申请中说明了一种用于喷射雾化和燃烧正电性金属的方法，通过选择独特的喷嘴几何形状和由此得到的载流气体抽吸效果，可以没有泵，例如没有液态金属泵工作。与此同时，借助在用于正电性金属的容器内的气体流量，尤其在液态金属熔体的情况下，还可以简单而精确地实现正电性金属的流量控制。