[发明专利]液体燃料空心射流喷射器

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧方法和装置，其中燃料的供给由至少一个喷射 器确保。

背景技术

将针对本发明在玻璃熔炉中用于熔化玻璃的应用进行更具体地描述， 特别是在用于制造浮法型平板玻璃的熔炉中或在用于制造玻璃容器的熔 炉中，例如通过倾转工作的熔炉，像那些利用再生器(能量回收器)的熔 炉，但本发明并不因此局限于这些应用。

上述燃烧方法特别是在玻璃熔炉中使用的燃烧方法中的大多数都面 临燃烧烟气中存在不期望的NOx排放的问题。

NOx对人类和环境都会产生有害影响。实际上，一方面，NO₂是一种导 致呼吸疾病的刺激性气体。另一方面，接触大气之后，NOx可逐渐形成酸 雨。最后，它们造成光化学污染，因为与挥发性有机化合物和太阳辐射结 合之后，NOx导致形成臭氧，称为对流层臭氧，在低海拔高度处臭氧浓度 增大时会变得对人类有害，尤其是在酷热的时候。

这就是为什么关于NOx排放的现行标准变得越来越严格。正是由于这 些标准的存在，炉子例如玻璃熔炉的制造商和运营商，持续地关注最大限 度地限制NOx排放，优选地限制成低于800，甚至低于600mg/Nm³烟气。

已经分析出了影响NOx形成的参数。主要涉及温度，因为超过1300℃ 后NOx排放呈指数增长，还涉及空气过量，因为NOx浓度取决于氧浓度或者 N₂浓度的平方根。

众多技术已被提出用于减少NOX排放。

第一技术旨在在所排放气体中引入还原剂以使NOx转化成氮。还原剂 可为氨，但是这会引起诸如难以存储和操纵这种产品的缺点。也可以使用 天然气作为还原剂，但是这不利于炉子的消耗并会增加CO₂排放。在炉子某 些部分例如再生器中存在还原性气体还可能引起对这些区域耐火材料的 加速腐蚀。

因此优选地，而不是必须地，通过采用称为一级措施的措施来摆脱 这种技术。这些措施被如此称呼是因为，不是如在上述技术中那样力图摧 毁已经形成的NOx，而是更倾向于阻碍它们的形成，例如在火焰处。这些 措施还易于实施，因此，更加经济。然而，这些措施不能完全取代上述技 术，而是有利地对其进行补充。无论如何，这些一级措施构成为减少二级 措施的反应物消耗所必需的前置措施。

可以将现有措施非限制性地分成几类：

-第一类旨在借助于称为“再燃烧”的技术减少NOx的形成，通过该 技术在炉子的燃烧室中创设无空气区域。这种技术的缺点在于，提高了再 生器堆处的温度，并且必要时，需要提供对再生器及再生器堆的特别设计， 尤其是在密封性和抗腐蚀性方面；

-第二类旨在对火焰进行干涉以减少甚至阻碍NOx在火焰处的形成。 为此，例如可力图减少燃烧空气的过量。也可以力图在保持火焰长度的同 时限制温度峰值，以及力图增大火焰前缘的体积以降低火焰中的平均温 度。一种这样的方案在例如US6047565和WO9802386中进行了描述。该方案 由用于熔化玻璃的燃烧方法构成，在该方法中，燃料的供给和助燃剂的供 给都以这样的方式进行，即在时间上分散燃料/助燃剂的接触和/或增大这 种接触的体积以减少NOx排放。

值得提醒的是，一种喷射器专门用于燃料的推进，该燃料具有能通 过助燃剂燃烧的能力。因此，该喷射器可构成燃烧器的组成部分，术语“燃 烧器”通常表示同时包括燃料进口和助燃剂进口的装置。

EP921349(或US6244524)为减少NOx的目的提出了一种装有至少一 个喷射器的燃烧器，该燃烧器包括燃油类液体燃料进入导管和相对于所述 液体燃料进入导管同心设置的雾化流体进入导管，所述液体燃料进入导管 包括穿有倾斜管道的元件，该元件用于使液体燃料呈现基本上与内壁匹配 的空心射流形状，每个所述管道的母线与液体燃料的进入方向形成至少 10°的角，特别是在15和30°之间的角，优选地等于20°的角。

发明内容

本发明的目的是相对于在EP921349(或US6244524)的基础上可以做 到的程度进一步减少NOx。实际上已经发现，减小倾斜管道相对于液体燃 料进入方向的角度，直接允许延长所产生的火焰，允许获得更好的火焰温 度均匀性并允许减少NOx。