[发明专利]用于低速燃料流的燃烧方法

说明书

本发明提供了一种燃烧方法，其中将具有小于50英尺/秒速度的燃料气体与具有至少200英尺/秒速度的动力气体流混合以形成具有大于50英尺/秒速度的流，并且所述混合流与氧化剂一起燃烧。具体地讲，当经加热的燃料气体加热再生器时，产生具有低速度的燃料，然后燃料和烟气的混合物穿过所述再生器以经历吸热反应，所述吸热反应产生合成气，所述合成气连同动力气体流一起进料到加热炉中。可在用于所述燃料的所述管道中或者从点火口外部的壁中的点以特定的距离将所述动力气体流进料到所述点火口内部。所有实施方案均能够更好地控制火焰的形状。

技术领域

本发明涉及一种燃烧方法，其中用于燃烧的反应物以低速引入到加热炉(诸如玻璃熔炉)中，其中材料被进料到加热炉中并且被在加热炉内发生的燃烧的热量加热和/或熔化。

背景技术

美国专利6,113,874中描述了一种称为热化学再生器(TCR)的有用技术，用于利用加热炉(诸如玻璃熔炉)中产生的烟气中的热量。在该技术中，烟气穿过再生器而加热该再生器。从该再生器出来的烟气的一部分与气态燃料混合，然后将所得的混合物进料到已被充分加热的另一个再生器中，从而凭借混合物中组分之间的吸热反应将混合物转化成合成气。然后将所得的合成气从其在其中形成的再生器进料到加热炉中以进行燃烧。在适当的时间间隔内，颠倒在其中执行操作的再生器。

虽然该技术大体上具有许多吸引人的特征，但本发明人意外地发现了提高该技术的效率的方法。

发明内容

因此，本发明的一个方面是在加热炉中进行燃烧的方法，该方法包括

(i)将燃料气体以小于50英尺/秒(优选地小于25英尺/秒)的速度通入具有连接至加热炉的内部的出口的管道中，

(ii)将具有至少200英尺/秒速度的至少一个动力气体流注入管道内的燃料气体中，其中注入燃料气体中的动力气体的质量流率小于动力气体所注入的燃料气体的质量流率的60％，

(iii)夹带至少50体积％以及优选地至少70体积％的燃料气体到动力气体流中，从而在管道中形成至少一个混合流，该至少一个混合流包括燃料气体和动力气体的混合物并且具有大于50英尺/秒的速度，

(iv)将所述混合流以大于50英尺/秒的速度从所述管道通入所述加热炉中，以及

(v)使该混合流与注入所述加热炉中的一个或多个氧化剂流一起燃烧。本发明的另一个方面是在加热炉中进行燃烧的方法，该方法包括：

(i)将来自热化学再生器的合成气气体以小于50英尺/秒(优选地小于25英尺/秒)的速度通入具有连接至加热炉的内部的出口的管道中，

(ii)在距加热炉的内壁的上游距离L处，将具有至少100英尺/秒并且优选地至少200英尺/秒速度的至少一个动力气体流从管道内的具有内径D的喷嘴注入管道内的合成气中，其中注入燃料气体中的动力气体的质量流率小于动力气体所注入的燃料气体的质量流率的60％，

(iii)需满足的条件是(L/D)×(N/R)的值为5至25或甚至4至25，其中N为注入管道中的合成气中的动力气体流的数量，并且R为通入管道中的合成气的总质量流率与注入管道内的动力气体流或全部动力气体流的总质量流率的比率，从而夹带合成气到管道内的动力气体流中，并且在管道内形成至少一个混合流，该至少一个混合流包括合成气和动力气体的混合物并且具有大于50英尺/秒的速度，

(iv)将所述混合流以大于50英尺/秒的速度从所述管道通入所述加热炉中，以及

(v)使该混合流与注入所述加热炉中的一个或多个氧化剂流一起燃烧。本发明的优选方面是在加热炉中进行燃烧的方法，该方法包括：

(A)在加热炉中燃烧燃料以产生气态燃烧产物；以及

(B)交替地