[发明专利]氧化燃料和空气燃料燃烧的整合

说明书

技术领域

本发明涉及炉中燃料的燃烧，特别是当材料保留在炉中或通过炉时，在炉 内用于加热固体和液体材料和/或熔化固体材料。

背景技术

许多工业工艺需要加热材料到很高的温度，大概1000℉或更高。有许多的 例子，除了包括在轧钢厂加工之前加热或再加热钢铁，以及熔化制造玻璃的材 料以形成玻璃熔体，并由其形成玻璃制品。

在许多这种应用中，热量应用于炉中已经被放置的材料上，或被通过的材 料上。在燃料燃烧以产生燃烧热的一个或多个燃烧器中，通过在炉内燃烧获得 热量。

在许多炉中，一个或多个燃烧器使燃料和空气燃烧，其当然包含用于燃烧 的氧。这种燃烧的术语是“空气燃料燃烧”，并且发生空气燃料燃烧的燃烧器的 术语是“空气燃料燃烧器”。在其它许多应用中，一个或多个燃烧器使燃料与包 含比空气中氧气浓度更高的气态氧化剂燃烧，根据应用和其它因素，例如(而 不限于)经济的，燃烧发生的更高温度(术语“氧化燃料燃烧”)，和产生更少 量氮氧化物的机会，包含氧气的气态氧化剂的浓度范围从25vol.％到99vol.％。 氧化燃料燃烧经常需要利用燃烧器(术语“氧化燃料燃烧器”)，其适于氧化燃 料燃烧，特别是以它们的性能能承受在氧化燃料燃烧中获得更高的燃烧温度。

一些应用打算使用空气燃料燃烧和氧化燃料燃烧两者。一个例子发生在钢 铁再热炉中，其中钢铁的部件(平板，钢坯或坯体)通过炉，在其中部件首先 通过一个或多个空气燃料燃烧器提供的热量加热，并且然后(当它继续在它的 通道内通过炉时)通过一个或多个氧化燃料燃烧器提供热量。此外，在一些工 业加热工艺中，氧化燃料燃烧的优点引导操作者移除空气燃料燃烧器并用氧化 燃料燃烧器替换它们，或增加氧化燃料燃烧器组成的另外的区域。

然而，这保留了需要能有选择地和可替换地获得空气燃料燃烧和氧化燃料 燃烧的优点，而不用必须承受费用和时间损失，这些损失会在重复地除去空气 燃料燃烧器、用氧化燃料燃烧器替换它们，然后用空气燃料燃烧器替换氧化燃 料燃烧器，并连续重复这个循环时遇到的。

发明内容

在一方面，本发明是燃烧设备，包括：

(a)炉，围成燃烧区域，并且具有至少一个通过炉壁的燃烧器，空气通过 空气管道送入，并且燃料通过燃烧器燃料管道从炉外面的送入燃烧区域内的燃 烧器燃烧；

(b)氧化剂管道，通过该管道可以将氧化剂从炉外送入炉内；和

(c)控制装置，调节通过氧化剂管道的氧化剂流动和通过空气管道的空气 流动，因此空气流相对于氧化剂流的比率是可以控制的；

其中氧化剂管道和燃烧器燃料管道互相相对定位，以使氧化剂管道将氧化 剂供应进入燃烧区域的氧化剂混合区域，并且燃烧器燃料管道将燃料供应进入 燃烧区域内的从氧化剂混合区域分离出的燃料反应区域。

本发明的另一方面是燃烧器设备，包括：

(a)燃烧器，空气通过空气管道、燃料通过燃烧器燃料管道送入燃烧器燃 烧；

(b)氧化剂管道，通过该氧化剂管道可以将氧化剂送入燃烧器；和

(c)控制装置，调节通过氧化剂管道的氧化剂流动和通过空气管道的空气 流动，因此空气流与氧化剂流的比率是可以控制的；

其中氧化剂管道和燃烧器燃料管道互相相对定位，以使氧化剂管道将氧化 剂供应进入燃烧区域的氧化剂混合区域，并且燃烧器燃料管道将燃料供应进入 燃烧区域的从氧化剂混合区域分离出的燃料反应区域。

本发明的另一方面是用于改进空气点火炉的方法，包括：

(a)提供一种炉，围成燃烧区域，并且具有至少一个通过炉壁的燃烧器， 空气通过空气管道且燃料通过燃烧器燃料管道从炉外送入燃烧区域内的燃烧器 燃烧；

(b)提供氧化剂管道，通过该管道可以将氧化剂从炉外送入炉；

(c)提供控制装置，调节通过氧化剂管道的氧化剂流动和通过空气管道的 空气流动，因此空气流相对于氧化剂流的比率是可以控制的；和

(d)相对于燃烧器燃料管道定位氧化剂管道，以使氧化剂管道将氧化剂供 应进入燃烧区域的氧化剂混合区域，并且燃烧器燃料管道将燃料供应进入燃烧 区域的从氧化剂混合区域分离出的燃料反应区域。

附图说明

图1是本发明可以应用的燃烧器的剖视图。

图2是本发明一个实施例的剖视图。