專利名稱：玻璃熔融裝置及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃熔融裝置，其包括熔化器，礦物燃料燃燒器以及至少一個(gè)用 于預(yù)熱氧化氣體的蓄熱器(換熱器)；其中在熔化器與至少一個(gè)蓄熱器之間安裝有至少兩 個(gè)爐頸，用于交替進(jìn)行氧化氣體的輸入和燃燒氣體的排除；其中所述爐頸上配置有邊孔用 于輸入附加氧化氣體，其中所述爐頸的底面在構(gòu)造上相對(duì)于其橫截面沒(méi)有階形變化。
背景技術(shù)：
德國(guó)專利DE198 18 953 CI介紹了一種玻璃熔爐，其包括蓄熱器和交替反轉(zhuǎn)運(yùn)行 的成對(duì)爐頸；在這種熔爐中，通過(guò)使用風(fēng)機(jī)吹入充足空氣，在蓄熱器的基底即蓄熱器網(wǎng)格下 邊產(chǎn)生或多或少的化學(xué)當(dāng)量的后燒，可以減少?gòu)U氣中NOx及CO的含量。然而在此過(guò)程中， 由于熱量會(huì)預(yù)先被轉(zhuǎn)移到蓄熱器的網(wǎng)格內(nèi)，蓄熱器基底的溫度就會(huì)相對(duì)較低，這就需要提 供過(guò)量的燃料以支持后燒。據(jù)該文獻(xiàn)記載，后燒使溫度提升至至少400攝氏度，熱能可通過(guò) 將廢氣通入原料預(yù)熱器加以回收利用。同樣依文獻(xiàn)所述，減少NOx和CO含量的條件是完全 相反的。 類似的思路也在德國(guó)專利DE 195 43 743 Al中得以體現(xiàn)，其中用于后燒的空氣以
類似的方式被引入到蓄熱器網(wǎng)格之下。在此專利中，一個(gè)指向下方的噴嘴矩陣對(duì)上升的空
氣會(huì)產(chǎn)生一種逆向阻礙，這就需要對(duì)蓄熱器的設(shè)計(jì)進(jìn)行相當(dāng)大的改動(dòng)。 從德國(guó)專利DE 101 188 80 C2及相應(yīng)的歐洲專利EP 1 252 105 Bl中得知，為了
防止煙塵及石墨的沉積，同時(shí)不增加玻璃熔爐廢氣中的NOx含量，可以在交替運(yùn)行的成對(duì)
爐頸的邊壁上以聯(lián)合噴嘴的形式安裝輔助燃燒器，并在相應(yīng)爐頸處于加熱相時(shí)利用這些噴
嘴輸入輔助燃料氣體和氧化劑，而主燃燒器則在爐頸下邊按照常規(guī)底孔的布置進(jìn)行安裝。
為了增加輔助燃燒器或者輔助火焰的側(cè)向效果，這些爐頸含有階形結(jié)構(gòu)，輔助火焰就在其
中燃燒。依該專利文獻(xiàn)所述，在排氣相中，即燃燒氣體從熔化室排出過(guò)程中，即使沒(méi)有燃料
氣體，氧化劑也會(huì)被持續(xù)引入這些爐頸。但是實(shí)踐證明，階形結(jié)構(gòu)會(huì)阻礙存在于廢氣中的過(guò)
量燃料的后燒，因?yàn)檠趸瘎┎荒芘c廢氣混合充分，而會(huì)回流至熔化室，在熔化室氧化劑將不
能再起到減少?gòu)U氣中危險(xiǎn)的CO含量的作用。 德國(guó)專利DE 43 01 664 Al公開(kāi)了一種玻璃熔爐，其包括蓄熱器和交替逆向運(yùn)行 的成對(duì)爐頸；在該專利中，盡管是分級(jí)燃燒，但在加熱相中，通過(guò)獲取蓄熱器上部的熱空氣 并將其傳輸經(jīng)過(guò)熔化器，再引至相對(duì)的燃燒口上部，與廢氣流呈逆行方向，即可達(dá)到縮短燃 燒焰路徑的目的。 一方面，在第一階段產(chǎn)生的亞化學(xué)當(dāng)量的燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙A段的完全化 學(xué)當(dāng)量燃燒，而另一方面，這種安排會(huì)在燃燒室內(nèi)熔融的玻璃之上如所預(yù)期地產(chǎn)生強(qiáng)湍流， 這會(huì)對(duì)主火焰及熱量分布產(chǎn)生消極影響。 美國(guó)專利No. 5， 795， 364公開(kāi)了一種玻璃熔爐，其包括蓄熱器和交替逆向運(yùn)行的 成對(duì)爐頸；在該專利中，主燃料在燃燒相中被加入燃燒器口 ，而被稱為"復(fù)燒燃料"的輔助燃 料則在排氣相中被加入。當(dāng)空氣沿著與廢氣流逆行的方向被吹入蓄熱器的上部網(wǎng)格以產(chǎn)生 湍流并確保繼之而來(lái)的氣體燃料相對(duì)不足時(shí)，輔助燃料就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的后燒。這個(gè)過(guò)程會(huì)
4導(dǎo)致燃料損耗，因?yàn)樾顭崞鞯臒崃炕厥諘?huì)有損失。 德國(guó)專利DE 100 44 237 Al以及相應(yīng)的專利文件No. WO 02/02468 Al進(jìn)一步披 露，為了減少玻璃熔爐廢氣中NOx的含量，可以在爐頸兩個(gè)邊壁上安裝燃燒器，并依需要安 裝廢氣進(jìn)口 ，又被稱為燃燒氣口 ，另外再安裝垂直于燃燒氣流的所謂火焰根部防護(hù)結(jié)構(gòu)，空 氣通過(guò)這些防護(hù)結(jié)構(gòu)留下的縫隙可側(cè)向進(jìn)入，產(chǎn)生可以減少湍流和廢氣流底流的交叉流。 火焰根部防護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了避開(kāi)氣流的區(qū)域，并可以有多種形狀，如與氣流同向或相垂直的 楔形、斜坡頂或矩形。在任何實(shí)施例中，沿著向外流動(dòng)的方向會(huì)設(shè)置兩個(gè)邊緣鋒利的階式結(jié) 構(gòu)。因此，有必要對(duì)由陶瓷材料制成的爐頸的壁和底部進(jìn)行廣泛和昂貴的改動(dòng)，文獻(xiàn)中關(guān)于 剔除底部材料的必要性的說(shuō)明也暗示了這一點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)安排類型幾乎不適用于已有爐頸 的改裝。文獻(xiàn)沒(méi)有闡述在交替運(yùn)行過(guò)程中廢氣從燃燒室回流越過(guò)熔化器的情況，沒(méi)有闡述 二次氧化，也沒(méi)有記載對(duì)廢氣中CO含量會(huì)產(chǎn)生何種影響的有關(guān)信息。 美國(guó)專利No. 6， 047， 565公開(kāi)的玻璃熔爐內(nèi)的爐頸，其底部表面在構(gòu)造上可以有 階式結(jié)構(gòu)，也可以沒(méi)有階式結(jié)構(gòu)。如果噴嘴安裝在爐頸的邊壁上，其用途在于注入少量的燃 料，燃料注入量占全部用量的比例介于5% -30%之間。該專利文件沒(méi)有說(shuō)明氧化劑即使在 燃燒氣體的回流過(guò)程中也應(yīng)通過(guò)這些噴嘴加入，如果應(yīng)該這樣做，當(dāng)噴嘴向熔爐內(nèi)部做小 角度調(diào)整時(shí)就會(huì)造成壓力增加，這就會(huì)阻滯來(lái)自熔爐內(nèi)部的排氣流并改變其內(nèi)的化學(xué)當(dāng)量 關(guān)系。 據(jù)美國(guó)專利No. 5， 755， 846記載，用于加入附加燃料的噴嘴可以安裝在爐頸的頂 部、底部和其中的一個(gè)邊壁上，從而產(chǎn)生亞化學(xué)當(dāng)量和過(guò)化學(xué)當(dāng)量的氣體混合物的分層燃 燒。該文獻(xiàn)沒(méi)有記載有關(guān)輔助氧化劑注入的情況。 據(jù)歐洲專利EP 1634 856 Al文獻(xiàn)可知，可以在相對(duì)的爐頸上安裝移動(dòng)噴嘴，并使 它們的開(kāi)口指向熔爐膛內(nèi)。即使在廢氣排氣階段，也可以通過(guò)這些噴嘴將氧化劑注入到熔 爐燃燒室內(nèi)。然而，這些噴嘴也會(huì)對(duì)廢氣產(chǎn)生阻礙作用，從而限制其流動(dòng)，同時(shí)使后燒被限 制在熔爐內(nèi)部。 據(jù)美國(guó)專利No.5，417，731文獻(xiàn)可知，可以在排氣相時(shí)將輔助氧化劑加入爐頸以 實(shí)現(xiàn)一氧化碳的后燒。然而，噴嘴在指向熔爐內(nèi)部做小角度調(diào)整時(shí)也還會(huì)造成壓力增加，從 而阻滯來(lái)自熔爐內(nèi)部的廢氣排氣流。 通過(guò)概述現(xiàn)有技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)仍存在以下問(wèn)題優(yōu)化燃燒氣體中的燃?xì)鈅空氣比使 之接近完全化學(xué)當(dāng)量的燃燒，是使用礦物燃料加熱的玻璃熔爐的現(xiàn)有技術(shù)。接近完全化學(xué) 當(dāng)量的燃燒可保證最佳的火焰溫度和能量利用。完全化學(xué)當(dāng)量的燃燒作為術(shù)語(yǔ)是指，選用 精確數(shù)量的燃燒氣體從而使其中的氧含量恰好滿足需要以將燃料中的碳?xì)浠衔锓肿油?全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物水和二氧化碳。溫度在超過(guò)燃料燃點(diǎn)之上時(shí)放熱過(guò)程即發(fā)生，釋放出熱 量。這里需要注意到，該兩種反應(yīng)產(chǎn)物也都具有傳熱的作用。 亞化學(xué)當(dāng)量燃燒或過(guò)化學(xué)當(dāng)量燃燒過(guò)程都會(huì)偏離能量利用效率的最佳值。使燃燒 接近完全化學(xué)當(dāng)量燃燒是減少NOx排放的主要辦法。通常以廢氣中過(guò)剩氧的含量作為衡量 燃?xì)鈅空氣比的指標(biāo)。以標(biāo)準(zhǔn)參照條件下的干燥廢氣為測(cè)量基礎(chǔ)，過(guò)剩氧的含量通常接近 0. 5%。 高溫條件下氣體不斷增加的粘性會(huì)阻礙預(yù)熱的燃燒空氣與燃料充分混合。供燃 燒的預(yù)熱空氣溫度會(huì)接近1250°C，因而其粘性會(huì)達(dá)到0. 5*10—^g/ms，這個(gè)數(shù)值達(dá)到了液體粘性的數(shù)量級(jí)。當(dāng)專家評(píng)價(jià)燃燒產(chǎn)物在廢氣流中可測(cè)量而又不均勻的分布狀況時(shí)，將這種
狀況稱之為"條紋構(gòu)成"。在接近完全化學(xué)當(dāng)量燃燒的情況下，尤其存在一種不斷增大的風(fēng)
險(xiǎn)——在廢氣中仍會(huì)發(fā)現(xiàn)含有一氧化碳，盡管廢氣中也殘存著少量的氧。 可能是為解決這個(gè)問(wèn)題，為了確保燃燒完全，有人選擇在操作早期即將燃料與燃
燒空氣盡可能充分地混合。但實(shí)踐顯示，當(dāng)燃料旋動(dòng)時(shí)，氧化氮的組成含量增加了。因此氣
體旋動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一種相反的、非常負(fù)面的效果。實(shí)踐證明，為了降低燃燒中的污染物排放量，
保持穩(wěn)定的火焰是必要的。 按照現(xiàn)有技術(shù)，迄今，附加的燃料和氧化劑主要被添加至燃燒室前部，在蓄熱式燃 燒裝置的新鮮空氣一側(cè)。這就是所謂的"多級(jí)加熱"。已知這種添加輔助燃料的操作方式的 目的，是在實(shí)際燃燒之前創(chuàng)造一個(gè)火焰前鋒，延遲現(xiàn)實(shí)中的主火焰。但這會(huì)延遲主燃?xì)饬鞯?燃燒，在火焰根部周圍產(chǎn)生一種亞化學(xué)當(dāng)量的混合，并降低火焰心周圍的溫度。不管怎樣， 這兩種效果僅僅會(huì)導(dǎo)致構(gòu)成中N0x含量的減少。 進(jìn)一步的研發(fā)表明，在爐頸內(nèi)的一個(gè)階式結(jié)構(gòu)之后注入輔助燃料(如德國(guó)專利DE 101 18 880 C2所記載)是有利的。這樣可以確保輔助燃料能夠分散至爐頸和空氣輸入流 的全部寬度。然而，這種階式結(jié)構(gòu)也能導(dǎo)致積灰的增加，并在附加燃料的進(jìn)口附近造成不良 的煙塵沉積。為解決這一問(wèn)題曾有人嘗試向輔助燃料中添加少量的輔助空氣。這種輔助空 氣同時(shí)也作為一種氧化劑使用，盡管這主要用于支持燃燒。輔助燃料的添加在排氣階段被 中斷，但為了消除煙塵沉積，氧化劑的供給卻持續(xù)不斷。在這種情況下，階式結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了負(fù) 面作用，因?yàn)槠渥璧K了氧化劑與排放氣體的混合。因此這種方法不能證明在有效減少?gòu)U氣 中C0含量方面具有有益效果，階式結(jié)構(gòu)阻礙了氧化劑與本可以進(jìn)行后燒的廢氣進(jìn)行混合。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供改進(jìn)前述玻璃熔融裝置的方法手段，通過(guò)這些方法手
段可以對(duì)已有的爐頸進(jìn)行簡(jiǎn)單有效的翻新改型，可以使火焰溫度達(dá)到最佳值，實(shí)現(xiàn)高效的
能源利用，籍此還可以使燃料中未完全燃燒及/或未完全氧化的成分再被氧化，使廢氣中
的C0含量大大降低，同時(shí)不增加其中N0x的含量。特別是，本發(fā)明的目的還在于避免或限
制那些不得不進(jìn)入爐頸內(nèi)部的結(jié)構(gòu)性改造措施。 使用本發(fā)日月設(shè)備的優(yōu)勢(shì) 前述玻璃熔爐通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的 a)用于輸入附加氧化氣體的開(kāi)口與爐頸的自由截面在爐頸底面之上成一線；
b)用于輸入氧化氣體的開(kāi)口通過(guò)管道與氧化氣體鼓風(fēng)機(jī)相連；
c)氧化氣體輸入口以直角伸入爐頸。 將特征b)和c)結(jié)合起來(lái)十分重要。無(wú)論是在相關(guān)燃燒器的燃燒相中吹入氧化氣 體，還是在相關(guān)燃燒器的廢氣排放相中吹入氧化氣體，其對(duì)一定流動(dòng)方向的氧化氣體的成 分影響都是中性的。尤其是，在朝向熔爐內(nèi)部的方向上，不會(huì)出現(xiàn)能阻礙燃燒氣體排出的壓 力增大現(xiàn)象，這就會(huì)促成在熔爐室內(nèi)發(fā)生完全化學(xué)當(dāng)量的化學(xué)變化。直到目前，沒(méi)有任何現(xiàn) 有技術(shù)揭示了這一技術(shù)信息。相反，美國(guó)專利No. 5， 417， 731實(shí)際推薦了一種與此相反的技 術(shù)，即在與燃燒反應(yīng)氣體所流經(jīng)的廢氣路線相反的方向上，向熔爐引入輔助氧化氣體。
本發(fā)明的主要貢獻(xiàn)，在于通過(guò)它可以對(duì)已有的爐頸進(jìn)行簡(jiǎn)單有效的翻新改型，還在于通過(guò)它可以使火焰溫度達(dá)到最佳值，實(shí)現(xiàn)高效的能源利用，籍此還可以使燃料中未完 全燃燒及/或未完全氧化的成分再被氧化，特別是還可以使廢氣中的CO含量降低至近乎 零，同時(shí)不增加其中NOx的含量。尤其，本發(fā)明還避免或限制了那些不得不進(jìn)入爐頸內(nèi)部的 結(jié)構(gòu)性改造措施。 本發(fā)明特別有助于接近完全化學(xué)當(dāng)量條件下的主燃燒，在熔爐內(nèi)的這種燃燒，只 有少量未燃燒或部分燃燒的燃料殘存，并至少在最大程度上可以被轉(zhuǎn)化為幾乎不含CO的 廢氣。本發(fā)明也可以解決因氣體混合不充分所導(dǎo)致的問(wèn)題。氣體混合不充分源于這樣的事 實(shí)通常在溫度達(dá)到125(TC左右時(shí)，用于主燃燒的預(yù)熱燃燒空氣的粘性為0. 5*10—3，這種粘 性會(huì)導(dǎo)致混合氣體的條塊分割。 尤其是，利用本發(fā)明可以在不求助于附加措施的情況下使得廢氣中的CO含量符 合法律規(guī)定。在熔爐燃燒室內(nèi)形成的CO可以在離開(kāi)燃燒室不久即被氧化。實(shí)踐中，一氧化 碳含量的區(qū)域值在100mg/Nm 還已知其峰值為1000mg/Nm3。本發(fā)明可以將一氧化碳的含量 值減低至近乎零。 作為前述玻璃熔融裝置的更多實(shí)施例，如果具有下述一項(xiàng)或多項(xiàng)特征，就會(huì)更加 有利 氧化氣體輸入口安裝在爐頸底面與頂面之間垂直距離的中間區(qū)域附近，
氧化氣體輸入口安裝在爐頸兩端間距的中間區(qū)域附近，
氧化氣體輸入口的橫截面大小介于20-350cm2之間，優(yōu)選50_80cm2，
氧化氣體輸入口由圓柱形壁面圍成， 氧化氣體輸入口的直徑介于50-200mm之間，優(yōu)選直徑介于80-100mm之間，及/ 或 氧化氣體輸入口的長(zhǎng)度介于100-500mm之間，優(yōu)選介于300-400mm之間的長(zhǎng)度。
利用本發(fā)B月方法的優(yōu)勢(shì): 本發(fā)明還涉及一種操作玻璃熔融裝置的方法，其所操作的玻璃熔融裝置包括一個(gè) 熔化器，礦物燃料燃燒器以及至少一個(gè)用于預(yù)熱氧化氣體的蓄熱器；其中在熔化器與至少 一個(gè)蓄熱器之間安裝有至少兩個(gè)爐頸，用于交替進(jìn)行氧化氣體的輸入和燃燒氣體的排除； 所述爐頸上配置有邊孔用于輸入附加的氧化氣體，其中所述爐頸內(nèi)的氣流不會(huì)被任何階式 結(jié)構(gòu)阻斷。 為了實(shí)現(xiàn)前述任務(wù)并達(dá)到相同的有益效果，本方法具有如下特征 a)輸入的附加氧化氣體在燃燒氣體的排氣階段被導(dǎo)入至爐頸底面上部的自由截
面， b)附加氧化氣體通過(guò)一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)被吹入爐頸內(nèi)，并
c)氧化氣體以相對(duì)于氣流垂直的角度被吹入爐頸內(nèi)。 作為前述方法的更多實(shí)施例，如果具有下述一項(xiàng)或多項(xiàng)特征，效果會(huì)相當(dāng)有利 附加氧化氣體被引入至爐頸底面與頂面之間垂直距離的中間區(qū)域附近， 附加氧化氣體被引入至爐頸兩端間距的中間區(qū)域附近， 附加氧化氣體通過(guò)燒嘴磚內(nèi)的圓柱形壁面區(qū)域被引入至爐頸內(nèi)， 附加氧化氣體的輸入流速介于5-20m/s之間，優(yōu)選流速介于8-10m/s，及/或 附加氧化氣體占主燃燒所需要量的比例介于1_7%，優(yōu)選比例介于4-6%。


有關(guān)本發(fā)明的目的、操作方法及其更多優(yōu)點(diǎn)，將通過(guò)下面的一個(gè)實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)闡 述，并參照?qǐng)Dl-5。圖示如下 圖1. 一幅穿過(guò)蓄熱器及其兩個(gè)腔膛、兩個(gè)爐頸和熔化器裝料區(qū)的水平截面圖； 圖2. —副穿過(guò)其中一個(gè)爐頸的豎直截面圖； 圖3.圖1所示的一個(gè)爐頸的水平截面圖的放大效果圖； 圖4. 一個(gè)燒嘴磚的三維視圖，其上有一個(gè)用于向爐頸輸入氧化氣體的開(kāi)口 ；
圖5.爐頸的一個(gè)邊壁及與之聯(lián)成一體的燒嘴磚的豎直截面圖。
具體實(shí)施方案 圖1顯示一個(gè)蓄熱器l，其包括兩個(gè)已知類型的蓄熱室la和lb，每一個(gè)蓄熱室分 別通過(guò)爐頸2和爐頸3與一個(gè)熔化器4的備料端區(qū)相連接。其中的爐料，也被稱為成批配 料，通過(guò)一個(gè)所謂的投料口 5投入；在熔化器相對(duì)的一邊也可以安裝一個(gè)同樣的投料口。燃 燒礦物燃料的燃燒器6和7安裝于爐頸2、3的下部并在熔化器4之內(nèi)容物的上部，因而圖 中只標(biāo)出了燃燒器6和7的開(kāi)口。點(diǎn)火方式采用底孔點(diǎn)火方式，這是已知方法。
如圖1所示，加熱過(guò)程發(fā)生于圖下邊的爐頸3內(nèi)，來(lái)自蓄熱室lb的被預(yù)熱的氧化 氣體，通常是空氣，沿著長(zhǎng)箭頭的方向加入到燃燒氣體中。同時(shí)，當(dāng)燃燒氣體將其大部分熱 能傳遞至熔化器4后，其會(huì)流經(jīng)另外一個(gè)爐頸2 (圖中上邊部分所示)，此時(shí)相關(guān)的燃燒器6 的操作處于停止。這個(gè)過(guò)程大約每20分鐘反轉(zhuǎn)一次。該構(gòu)造及操作方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，例 如，屬于本申請(qǐng)人的德國(guó)專利DE 198 18 953 Cl公開(kāi)了這一技術(shù)。 本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)在于在每一個(gè)爐頸2和3的外邊壁2a或3a上安裝有輸入口 8 和9，用于將附加氧化氣體垂直輸入到爐頸2和3的自由截面內(nèi)。每一個(gè)輸入口分別連接到 管道10和11. 在此之前所使用的參照數(shù)字在圖2中繼續(xù)使用，該圖顯示爐頸有一個(gè)左手端2b， 其連接至蓄熱室la，還有一個(gè)右手端2c，其位于熔化器4的邊緣4a之上。可以清楚地看到， 盡管爐頸2有一個(gè)呈輕微斜角的底面2d，但在橫截面上沒(méi)有階形變化，并且輸入口 8以特定 方式安裝于底面2d之上，從而使來(lái)自輸入口 8的附加氧化氣體被導(dǎo)向爐頸2的底面2d上 部的自由截面處。還可以看到，輸入口 8位于底面2d與拱形頂面2e之間的垂直距離"H" 的中間區(qū)域附近。而且，輸入口 8還位于爐頸兩端2b和2c之間氣流通道"S"的中央?yún)^(qū)域。
在圖3中蓄熱室la中的蓄熱室網(wǎng)格結(jié)構(gòu)被省略了，其與圖2結(jié)合起來(lái)作如下顯 示粗箭頭代表燃燒氣體在排氣相中從熔化器流向蓄熱室la。附加氧化氣體(通常是用風(fēng) 機(jī)吹入管道10的周邊空氣)通過(guò)輸入口 8以一定的動(dòng)力被吹進(jìn)，在此動(dòng)力下，其最初垂直 移動(dòng)，從而在細(xì)箭頭所指的方向上不產(chǎn)生方向影響，并與燃燒氣體混合，氧化剩余的一氧化 碳。這個(gè)氧化過(guò)程將持續(xù)到進(jìn)入蓄熱室la。 圖4和圖5顯示的是輸入口 8和9所體現(xiàn)的特別有助益的設(shè)計(jì)輸入口 8是一種 連續(xù)性的通道，由一個(gè)直徑為"D"的圓柱形邊壁圍成，安裝在一個(gè)矩形的由耐熱礦物材料制 成的燒嘴磚12內(nèi)。直徑"D"介于50-200mm之間，優(yōu)選80-100mm。長(zhǎng)度"L"介于300-400mm 之間。如果直徑"D"是80mm，選擇高度"h"為200mm、寬度"b"也為200mm是有利的。如果把上述裝置按照?qǐng)D5所示裝入一個(gè)高和寬均為380mm、由耐熱礦物材料磚制成的方磚13 內(nèi)， 一個(gè)墻插物就形成了 ，可以用于在已有的玻璃熔融裝置內(nèi)進(jìn)行安裝或更新，非常簡(jiǎn)易和 廉價(jià)。 當(dāng)在輸入口 8的出口處的流速介于5-20m/s，優(yōu)選流速為8_10m/s時(shí)，氧化氣體可 以穿越燃燒氣體流，從而確保氣體充分混合和燃燒。如果附加氧化氣體量占用于玻璃熔化 的主燃燒所需氧化氣體量的比例介于1_7%，結(jié)果是有益的，只要恰當(dāng)選定附著于管道10 及11的風(fēng)機(jī)(圖中沒(méi)有顯示)的尺寸，就可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。當(dāng)然這也適用于爐頸3在相應(yīng) 時(shí)間段的操作。 圖1所顯示的是一種所謂的馬蹄形火焰爐內(nèi)的情況，在該爐中熔化玻璃之上的燃 燒氣體流反轉(zhuǎn)180。。當(dāng)本發(fā)明用于所謂的橫焰爐時(shí)也會(huì)產(chǎn)生同樣的益處，在橫焰爐中協(xié)同 運(yùn)行的成對(duì)爐頸被分別安裝在熔爐相對(duì)的邊壁上。 通過(guò)上面的描述，可以清楚看出本發(fā)明的目的得以實(shí)現(xiàn)。盡管只闡述了一種具體 實(shí)施例，但基于上述描述所產(chǎn)生的可替代實(shí)施例及各種改型，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是 顯而易見(jiàn)的。這些以及其它替代實(shí)施例應(yīng)被認(rèn)為屬于等同物，并被包括在本發(fā)明的原理范 圍之內(nèi)。應(yīng)當(dāng)這樣理解，我們希望將那些可以合理地、恰當(dāng)?shù)貧w入我們對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所做貢獻(xiàn) 的范圍之內(nèi)的所有改型，均納入此授權(quán)專利的保護(hù)范圍。
1蓄熱器la蓄熱室lb蓄熱室2爐頸2a邊壁2b端口2c端口2d底面2e頂面3爐頸3a邊壁4熔化器4a邊緣5投料口6燃燒器7燃燒器8輸入口9輸入口10管道11管道12燒嘴磚13方磚
9
"b"寬度 "D"直徑 "H"豎直距離 "h"高度 "S"氣流通道 "L"長(zhǎng)度
權(quán)利要求
一種玻璃熔融裝置，包括熔化器(4)，燃燒礦物燃料的燃燒器(6，7)以及至少一個(gè)用于預(yù)熱氧化氣體的蓄熱器(1)，其中在至少一個(gè)蓄熱器(1)與熔化器(4)之間安裝至少兩個(gè)爐頸(2，3)用于交替運(yùn)行氧化氣體的輸入和燃燒氣體的排出，其中爐頸(2，3)安裝有側(cè)面輸入口(8，9)用于輸入附加氧化氣體，其中爐頸在橫截面上沒(méi)有階形變化，其特征在于，a)用于輸入附加氧化氣體的輸入口(8，9)與爐頸(2，3)的底面(2d)上部的自由截面成一線，b)用于輸入附加氧化氣體的輸入口(8，9)通過(guò)管道(10，11)與氧化氣風(fēng)機(jī)相連，而且c)用于輸入附加氧化氣體的輸入口(8，9)在爐頸(2，3)內(nèi)以直角開(kāi)口。
2. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)安裝于爐 頸(2，3)的底面(2d)與頂面(2e)之間的垂直距離("H")的中間區(qū)域附近。
3. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)安裝于爐 頸(2， 3)兩端(2b，2c)之間的氣流通道("S")的中央?yún)^(qū)域。
4. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的橫截面 積介于20-350cm2。
5. 按照權(quán)利要求4所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的橫截面 積介于50-80cm2。
6. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)由圓柱形 的壁面圍成。
7. 按照權(quán)利要求6所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的直徑 ("D")介于50-200mm之間。
8. 按照權(quán)利要求7所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的直徑 ("D")介于80-100mm之間。
9. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的長(zhǎng)度 ("L")介于100-500mm之間。
10. 按照權(quán)利要求l所述的玻璃熔融裝置，其特征在于，氧化氣體輸入口 (8，9)的長(zhǎng)度 ("L")介于;300-400mm之間。
11. 一種操作玻璃熔融裝置的方法，其所操作的玻璃熔融裝置包括熔化器(4)，燃燒礦 物燃料的燃燒器(6， 7)以及至少一個(gè)用于預(yù)熱氧化氣體的蓄熱器(l)，其中在至少一個(gè)蓄 熱器(1)與熔化器(4)之間通過(guò)至少兩個(gè)爐頸(2，3)進(jìn)行連接，用于交替運(yùn)行氧化氣體的 輸入和燃燒氣體的排出，其中爐頸(2， 3)安裝有側(cè)面輸入口 (8， 9)用于輸入附加氧化氣體， 其中爐頸(2， 3)內(nèi)部的氣流不會(huì)被階式結(jié)構(gòu)阻斷，其特征在于，a) 在燃燒氣體的排氣階段，附加氧化氣體的輸入路線與爐頸(2， 3)的底面(2d)上部的 自由截面成一線，b) 通過(guò)使用鼓風(fēng)機(jī)將附加氧化氣體引入爐頸(2，3)內(nèi)，且c) 氧化氣體以直角被吹入爐頸(2， 3)內(nèi)。
12. 按照權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體被引入至爐頸(2，3)的底 面(2d)與頂面(2e)之間垂直距離("H")的中間區(qū)域附近。
13. 按照權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體被輸入至爐頸(2，3)兩端 (2b，2c)之間氣流通道("S")的中間區(qū)域附近。
14. 按照權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體通過(guò)燒嘴磚(12)內(nèi)的圓 柱形壁面被注入爐頸(2， 3)內(nèi)。
15. 按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體的輸入流速介于5-20m/So
16. 按照權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體的輸入流速介于8-10m/So
17. 按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體的選用量占主燃燒所需 氧化氣體量的比例介于1_7%。
18. 按照權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，附加氧化氣體的選用量占主燃燒所需 氧化氣體量的比例介于4-6% 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玻璃熔融裝置及一種操作這種裝置的方法，這種裝置包括熔化器(4)，燃燒礦物燃料的燃燒器(6，7)以及至少一個(gè)用于預(yù)熱氧化氣體的蓄熱器(1)，其中在至少一個(gè)蓄熱器(1)與熔化器(4)之間安裝至少兩個(gè)無(wú)階形結(jié)構(gòu)的爐頸(2，3)用于交替運(yùn)行氧化氣體的輸入和燃燒氣體的排出，其中爐頸(2，3)安裝有側(cè)面輸入口(8，9)用于輸入輔助氧化氣體。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，為了在向廢氣流注入氧化氣體時(shí)不產(chǎn)生方向性影響，并達(dá)到構(gòu)造簡(jiǎn)單、能量利用效率佳的效果，建議使輸入輔助氧化氣體的輸入口(8，9)垂直于爐頸(2，3)中無(wú)階形底面(2d)之上的自由截面。
文檔編號(hào)C03B5/235GK101754936SQ200880022941
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者曼弗雷德·瓦格納, 馬提亞·林帝格 申請(qǐng)人:索格投資公司