[發明專利]在熔爐中燃燒燃料的方法及生產熔融玻璃的方法

有效

• 申請號: 201880065859.7
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN111201400B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: O·U·埃尤哈;J·E·凱茨
• 申請（專利權）人: 普萊克斯技術有限公司
• 主分類號: F23L7/00
• 分類號: F23L7/00;C03B5/235;F23D14/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張萍;林毅斌

在分級燃燒中，其中燃料被進料到熔爐中，并且少于完全燃燒燃料所需的全部氣態氧化劑的氣態氧化劑被進料至燃料并燃燒，這產生了未燃燒的燃料，并且燃燒燃料所需的氣態氧化劑的剩余部分通過第二端口被進料到熔爐中，燃料在第二端口被進料并燃燒，以加熱第二端口并減緩在第二端口處形成沉積物的趨勢。

相關申請

本申請要求于2017年10月13日提交的美國臨時申請序列號 62/571,934的權益，該臨時申請以引用方式并入本文。

技術領域

本發明涉及工業熔爐中的燃燒，諸如玻璃熔爐、水泥窯、焚燒爐等。還涉及分級燃燒以減少氮氧化物的形成。

背景技術

分級燃燒用于熔爐，例如氧燃料玻璃熔爐，以減少氮氧化物的產生和排放。在分級燃燒中，燃料和氣態氧化劑以亞化學計量比進料到燃燒區并燃燒。以亞化學計量是指與燃料一起進料的氣態氧化劑的量不足以完全燃燒進料的燃料。靠近高溫火焰的較低氧和氮濃度減少了形成的氮氧化物的量。完成燃料燃燒所需的氧化劑(在此稱為“分級氧氣”)量的余量被進料到燃燒單元內的不同位置。然而，現已發現，當進行分級氧-燃料燃燒時，用于進料分級氧的端口開口非常容易結垢和劣化，從而快速堵塞該端口開口。

本發明解決了分級燃燒的這些弊端。

發明內容

本發明的一個方面是一種在熔爐中燃燒燃料的方法，包括：

(A)將第一燃料流進料到所述熔爐中，將第一氣態氧化劑流進料到所述熔爐中，其提供的氧氣量少于完全燃燒進料到所述第一燃料流中的所述燃料所需的氧氣量，并且在所述熔爐中使所述第一燃料流中的所述燃料與所述第一氣態氧化劑流中的所述氧氣燃燒，以產生燃燒產物和未完全燃燒燃料的混合物；

(B)將第二燃料流進料到凹入所述熔爐的壁中并朝向所述熔爐內部開口的端口的內部空間中，并將第二氣態氧化劑流進料到所述端口的所述內部空間中，其量相對于進料到所述第二燃料流中的所述燃料提供化學計量過量的氧氣，以及在底部位于所述端口內的火焰中燃燒進料到所述端口的所述內部空間的所述燃料和氣態氧，以將所述端口加熱到至少1500華氏度，并產生第二混合物，所述第二混合物包含所述燃燒的產物和來自所述第二氧化劑流的未反應的氧氣，所述第二混合物處于至少1500華氏度的溫度并填充所述第二端口；并且

(C)將所述第二混合物通入所述熔爐中，并在所述熔爐中使未完全燃燒的燃料與所述未反應的氧氣燃燒。

本發明的優選實施方案是一種生產熔融玻璃的方法，包括：

將包含選自鈉和鉀的氧化物、氫氧化物、硅酸鹽和硫酸鹽及其混合物的材料的玻璃制造成分進料到玻璃熔爐中，并在所述熔爐中通過燃燒的熱量熔化所述玻璃制造成分，所述燃燒通過以下步驟產生：

(A)將第一燃料流進料到所述熔爐中，將第一氣態氧化劑流進料到所述熔爐中，其提供的氧氣量少于完全燃燒進料到所述第一燃料流中的所述燃料所需的氧氣量，并且在所述熔爐中使所述第一燃料流中的所述燃料與所述第一氣態氧化劑流中的所述氧氣燃燒，以產生燃燒產物和未完全燃燒燃料的混合物；

(B)將第二燃料流進料到凹入所述熔爐的壁中并朝向所述熔爐內部開口的端口的內部空間中，并將第二氣態氧化劑流進料到所述端口的所述內部空間中，其量相對于進料到所述第二燃料流中的所述燃料提供化學計量過量的氧氣，以及在底部位于所述端口內的火焰中燃燒進料到所述端口的所述內部空間的所述燃料和氣態氧，以將所述端口加熱到至少1500華氏度，并產生第二混合物，所述第二混合物包含所述燃燒的產物和來自所述第二氧化劑流的未反應的氧氣，所述第二混合物處于至少1500華氏度的溫度并填充所述第二端口；并且

(C)將所述第二混合物通入所述熔爐中，并在所述熔爐中使未完全燃燒的燃料與所述未反應的氧氣燃燒。

附圖說明

圖1是可以實施本發明的熔爐的一部分的剖視圖。