[发明专利]燃烧方法及其用于生产玻璃和金属

说明书

本发明的主题是一种类型的燃烧炉中燃料燃烧的方法，燃烧炉包括一喷头，喷头包括至少一个内部第一氧化剂输送通道，从外部包住第一氧化剂输送通道的中部燃料输送通道，以及从外部包住燃料输送通道的外部第二氧化剂输送通道。

本发明特别用于材料生产中的供热。

很多生产材料，如玻璃和铁类及非铁类金属的方法中均涉及加热步骤，其中上述类型的燃烧器用甲烷之类作燃料，用氧气作氧化剂。

这些燃烧器产生的火焰必须符合某些约束条件。

例如，在玻璃生产中，融化的玻璃通常由供给器在两个连续的生产步骤之间传输。在这样的供给器中，靠近供给器壁的玻璃的冷却速度比离这些壁远的要快。因此为了使融化材料保持大致均匀的温度分布，就要求对周边的玻璃再加热而中心则毋须再加热。

为此，上述类型的燃烧器放置在这些传输供给器的壁内。不幸的是，采用上述类型的已知的燃烧方法不总是能为满意地加热送给的融化材料而调节火焰的长度。

在文件EP-A-763692中描述了这种方法，其中在喷头上的燃料和内部的氧气的速度相当高。

同样，已知的燃烧方法不能符合氧化物质CO和O₂的浓度的限制条件，在金属生产中，在靠近融化材料床处放置燃烧炉出口，它们与火焰的长度有关。

本发明的目的在于解决上述燃烧炉燃烧方法中出现的问题，使火焰长度和其中的化学物质特别是CO和O₂的浓度能进行精细的调节。

因此，本发明的主题是一种在上述类型的燃烧炉中燃料燃烧的方法，其特征在于：燃料输送通道供给成使该通道中的燃烧速度约在1和15m/s之间。

按照实施本发明的一个特殊方法，它可包括一个或多个下列特征，可以是单独的，也可以是它们技术上可能的联合特征。

—燃料输送通道供给成使该通道输出的燃料速度约大于5m/s；

—第一氧化剂输送通道和燃料输送通道供给成使第一氧化剂输送通道输出的氧化剂速度对燃料输送通道输出的燃料的速度之比R约大于3；

—第一氧化剂输送通道和燃料输送通道供给成使比率R约小于20；

—第一氧化剂输送通道和燃料输送通道供给成使比率R约小于10；

—第二氧化剂输送通道供给成使该第二通道输出的氧化剂的速度约在0.1和50m/s之间，最好约在1和5m/s之间；

—第一和第二氧化剂输送通道供给成使通过第一氧化剂输送通道的氧化剂流少于总的氧化剂流的50％、最好为少于20％；

—喷头的周边的通道供给空气，该周边通道从外部包住第二氧化剂输送通道；

—第一和第二氧化剂输送通道供给纯度大于80％的氧气；

—燃料输送通道基本上供给碳氢化合物，尤其是甲烷或丁烷。

本发明的主题还是一种上述限定方法的使用，通过修改通过第一氧化剂输送通道对总的氧化剂流的比例，能调节火焰的长度，从而再加热生产玻璃时的融化玻璃传输供给器。

另外，本发明的主题是上述限定的方法的一种使用，它通过调节通过第一氧化剂输送通道的总氧化剂流的比例，来调节在金属生产中产生的再加热火焰的氧化功率。

在阅读下面参照附图对示例的描述后，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1是部分剖开的拟实施本发明方法的燃料器的横向视图，

图2和3是曲线图，它们分别表示用本发明的方法的图1的燃烧器中调节火焰中CO的相对比例和火焰长度的能力，

图4是图1燃烧器替换实施例的下游端的放大的部分截面图，

图1概略示出燃烧器1，它包括一个喷头2，喷头2插入耐火材料制成的块体4的轴对称的喷口或喷火口砖3。

该块体4本身安装在炉壁内或玻璃厂的供给器的壁内。

喷头2主要包括三根同轴的管5、6和7，它们的共同的轴是X-X，并为圆形截面。

内管5的内部限定一个内部第一氧化剂输送通道8，中管6从外部包住管5并与它一起限定一个中部燃料输送通道9。外管7从外部包住中管6并与它一起限定外部第二氧化剂输送通道10。

氧化剂、如纯度大于80％的氧气(O₂)供给装置12通过阀门13和14分别连到氧化剂输送通道8和10的上游端(图1的左侧)。

燃料15、如气态甲烷(CH₄)的供给装置通过阀门16连到燃料输送通道9的上游端(图1左侧)。

管5和7的下游端与轴X-X大致垂直，从而限定了喷头2的下游或出口面17。然而，正如在文件EP-A-763,692中所述，管5和7的下游端可以沿着X-X轴移动，管5和7中的一根可以偏离另一根管的轴线。