[發明專利]用于操作爐子的方法和裝置

有效

• 申請號: 201280015359.5
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN103443572B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: F·萊克爾
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F27B7/36
• 分類號: F27B7/36;F27D99/00;F23D14/78;F23G5/20;F23L7/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及用于操作爐子內的燃燒工藝的方法，并且涉及用于這種方法的裝置和爐子。本發明尤其涉及主燃料和輔助燃料兩者與主氧化劑和輔助氧化劑一起在其中燃燒的那些方法和爐子。

背景技術

燃燒爐被廣泛地使用。在所述爐子中，通過燃燒一種或多種燃料與適合的氧化劑來生成熱量。

這樣的燃燒爐通常使用空氣作為氧化劑來操作。還已知在燃燒爐內使用富氧空氣或氧作為氧化劑。

US-A-5587283描述了一種使用氧作為氧化劑的燃燒工藝。根據所述工藝，藉由燃燒器噴射單一的可燃氣體（諸如天然氣）和氧，其中全部氧的15-35%作為連貫的射流以液態噴射。所述工藝據說適合用于在金屬熔煉爐、搪瓷爐和玻璃爐中使用。通過將已液化的氧作為連貫的射流以高速噴射，所述氧穿過高溫區域用于剩余氣態燃料的下游燃燒。獲得了延長的火焰，所述火焰能夠根據被噴射的已液化氣體的份額進行調節。

在EP-A-0866295中描述了使用液態氧的另一燃燒工藝。EP-A-0866295更具體地公開了一種方法，在該方法中，預先加熱過的礦物進給物料被送到旋轉窯中并且通過火焰被進行熱處理，其中該火焰是通過燃燒單一的不明燃料和含氧氣體而生成的，并且其中，至少一股液態氧射流尤其是在火焰下方被噴射到窯內，使得氧以液態形式沖擊所述礦物進給物料。隨著液態氧在旋轉窯內部朝向火焰翻卷，該液態氧因而與熔料摻雜。

燃燒爐通常優選地使用高度易燃的燃料（諸如天然氣和燃油）來操作，但是一些工藝使用或要求低級燃料或不易燃的可燃物（包括廢品）的燃燒。

例如，為了在管狀的旋轉窯中生產水泥，已知使用常規的高熱值燃料來生成火焰?？梢酝ㄟ^在來自熟料冷卻器的熱的冷卻劑空氣的上方供應額外的氧化劑（例如富氧空氣）來增加所述火焰的溫度。

為了保持燃料的低成本，將便宜的輔助燃料添加至主燃料已經成為了慣例。輔助燃料的熱值低于主燃料的熱值，并且輔助燃料在主燃料的火焰中燃燒。尤其有時使用塑料廢料作為輔助燃料。這種塑料廢料作為碎顆粒被噴射到管狀的旋轉窯中，使得其在主燃料的火焰中盡可能完全燃燒。輔助燃料因此包括并非全部都具有相同的幾何構型的成分。

已經發現，并非輔助燃料的所有成分都完全燃燒。相反，不完全燃燒的輔助燃料成分生成碳黑顆粒/煙塵顆粒并且損害待生產的水泥的品質。另外，不完全燃燒會導致盡可能地不應該進入環境中的一氧化碳的形成。

EP-B-1065461公開了一種適于實現這種低熱值的輔助燃料的燃燒的煅燒工藝。在所述工藝中，借助包括主燃燒區和下游的輔助燃燒區的火焰來加熱待煅燒的礦物材料。主燃燒區通過主燃料和第一氧化劑的燃燒而形成，并且位于靠近第一氧化劑和主燃料的噴射點的位置上?；鹧孢€包括位于主區的下游、且通過輔助燃料和輔助氧化劑的燃燒而形成的輔助燃燒區，輔助燃料在進入輔助燃燒區之前通過流經火焰主區而被預先加熱。輔助燃料通常具有15×10⁶J/kg或更小的低熱值。第一氧化劑具有大于21%且最高基本可達100%的氧含量。主氧化劑可以具有約100℃的溫度。輔助氧化劑優選是空氣、且尤其是來自熟料冷卻器的空氣，并且具有介于500℃和1000℃之間的溫度。兩種氧化劑因而以氣態形式被使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于操作使用主燃料和輔助燃料的燃燒爐的優化的方法，其中所述輔助燃料可以是低級燃料。

本發明的另一目的是減少從用于加熱這樣的燃燒爐、尤其是管狀的旋轉窯的現有技術中已知的至少一些缺點。特別地，本發明的目的是提供一種能夠使輔助燃料完全燃燒的改進的方法。

這些目的通過根據權利要求1所述的方法和根據權利要求11所述的爐子來實現。此外，在權利要求8中限定了適合將液態氧噴射到爐子中的裝置、以尤其用于執行根據本發明的方法。所述方法、裝置和爐子的其它有利的方案在從屬權利要求中加以說明。在權利要求中單獨給出的特征能夠以任何希望的、技術上有意義的方式彼此結合，并且能夠由來自說明書和附圖的解釋性信息加以補充，以呈現出本發明的其它實施例。

本發明涉及用于操作在爐子內的燃燒工藝的方法，其中主燃料和輔助燃料在該爐子內燃燒。本發明的所述方法包括至少下述步驟：

-將主燃料和主氧化劑噴射到爐子中以形成主燃燒區，在該主燃燒區內，主燃料和主氧化劑一起燃燒，和

-將液態氧作為輔助氧化劑噴射，使得輔助燃料同輔助氧化劑的共同燃燒形成不同于主燃燒區的輔助燃燒區。

在本發明中，當兩個燃燒區不占據爐子內的同一空間時，認為這兩個燃燒區是不同的。