CN101993187A - 全氧燃烧用扁平式喷枪 - Google Patents

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赵恩录
刘志付
陈福
李军明
王志平
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Abstract

全氧燃烧技术，就是把空气-燃料燃烧系统变为氧气-燃料燃烧系统。全氧燃烧玻璃熔窑结构类似于单元窑，省去了蓄热室、小炉。全氧燃烧熔窑节约了燃料、减少了NOX排放，而且提高了玻璃质量，增加了产量。一种用于熔化玻璃配合料的全氧燃烧用扁平式喷枪。本发明的燃烧全氧喷枪具有燃烧充分、火焰覆盖面大、火焰黑度大、NOx生成少、梯度燃烧等优点。它是用电熔锆刚玉耐火材料和金属管件作为基本构架，锆刚玉耐火材料中开了两个大小不一的孔，一个为为燃料和氧气混合入口，另一个为纯氧气补充入口。这样的喷枪，可以保证玻璃熔窑内火焰覆盖面积大，火焰低部温度由于补充氧的加入使燃料燃烧的完全、玻璃液温度提高，达到加快玻璃熔制的目的。

Description

全氧燃烧用扁平式喷枪
本发明涉及一种用于全氧燃烧熔窑的扁平式喷枪。
我国玻璃工业产能已经高居世界首位。我国正面临着日益严峻的能源供应短缺和环境污染防治形势，玻璃工业既是能耗大户，也是NOX等有害气体排放的大户，同时高质量、高透明等高端特种玻璃产品的需求，也要求采用更为先进的燃烧熔化工艺。
全氧燃烧技术，就是把空气-燃料燃烧系统变为氧气-燃料燃烧系统。全氧燃烧技术在我国正受到各行各业的重视，我国在冶金、化工等高温冶炼领域已开始应用全氧燃烧技术。玻璃熔窑全氧燃烧技术将为绿色环保、节能降耗和生产优质玻璃开辟新的途径。
全氧燃烧玻璃熔窑结构类似于单元窑，省去了蓄热室、小炉，增加了设在胸墙上的全氧重油或天然气喷枪，大大提高了燃烧效率。
全氧喷枪(燃烧器)是全氧燃烧窑炉的关键设备之一，它对火焰状况、温度分布、传热效果、窑炉耐火材料的寿命长短起着很重要的作用。本发明的节能扁平式梯度燃烧全氧喷枪具有燃烧充分、火焰覆盖面大、火焰黑度大、NOx生成少、梯度燃烧等一系列优点。
根据设计和需求，每支全氧喷枪每小时可燃烧产生不同的热量。氧枪在窑上布置要合理，根据分区供给熔化所需的热量，确保窑宽上的温度均匀性。
图1为扁平式全氧喷枪的结构示意图，图中①为部分氧气和燃料的混合通道，呈喇叭口形状。②为纯氧气通道。①喷出的富燃料火焰在氧枪中预燃时，温度较低，这一方面保护了氧枪的金属构件，另一方面能够增加火焰的燃烧长度，同时减少NOx的生成；②前端喷出的氧气，与①喷出的没有完全燃烧的富燃料火焰会合后，首先在火焰下部靠近玻璃液面附近完全燃烧，形成底部富氧温度高，上部缺氧温度低的梯度火焰分布，这有助于提高玻璃液表面附近的温度，使其更好、更均匀的熔化；
喷枪的剩余部分由烧嘴砖和金属构件组成，金属构件为超耐热合金，烧嘴砖为电熔锆刚玉耐火材料。图中，A-A视图为燃料和氧气混合进口的中心剖面图，B-B视图为氧气进口的中心剖面图，C-C为整个喷枪中心剖面图。
实施例1：
400吨/日全氧燃烧浮法玻璃熔窑的氧枪选用和排布：
采用十二支扁平式全氧喷枪，布置如图2所示。每小时燃烧总共产生约9×107KJ的热量，即重油耗量为2.2吨/小时。实现节能30％，提高熔化率10％，NOX排放量从2200mg/Nm3降低到500mg/Nm3以下，粉尘排放减少约80％，SO2排放量减少30％，同时提高了玻璃质量，降低了生产成本。
氧枪在窑上布置要合理，根据分区供给熔化所需的热量，确保窑宽上的温度均匀性。氧枪在窑上作错位排列。
实施例2：
600吨/日浮法玻璃熔窑“0”号小炉的氧枪选用和排布
为了提高生产量及改善玻璃质量，采用纯氧辅助燃烧技术，即在原玻璃窑炉的投料口与1#小炉之间的位置(称之为“0#”小炉)增设一对全氧燃烧喷枪(如图3所示)。在此位置增设一对全氧喷枪提供附加能量用于直接加热配合料，提高了投料端的热交换。全氧喷枪相对布置且连续燃烧，不参与换火，
全氧辅助燃烧系统与原有空气燃烧系统相互独立，操作灵活。每支全氧喷枪的燃烧速率为6.33×106～1.06×107KJ/h，即耗天然气为174～290标准立方米/小时，同时耗氧量为348～580标准立方米/小时。采用纯氧助燃后，提高玻璃窑炉的拉引量5％～15％；改善窑炉的热效率，节省燃料5％～8％；改善玻璃质量，减少气泡和结石，提高成品率0.5％～3％。
附图说明：图1为扁平式全氧喷枪的结构示意图。图2为全氧喷枪布置图(图中1为火焰空间，2为进料口，3为烟道，4为玻璃液流)。图3为浮法玻璃窑炉全氧辅助燃烧示意图(图中1为投料端，2为全氧喷枪“0#”小炉位置，3为泡界线，4为蓄热室，5为小炉，6为熔窑，7为玻璃流)

Claims (9)

1.一种安装于玻璃熔窑内，用于熔化玻璃配合料的新型全氧燃烧用扁平式喷枪，它由超耐热金属构件组成的喷嘴和电熔锆刚玉耐火材料构成的喷嘴砖以及连接件、管路组成。
2.喷嘴包含有进燃料的通路和进氧气的通路，包含有燃料和氧气的预混装置，同时有专设的装置确保预混后的燃气为富燃料特性。
3.喷嘴砖上开了两个大小不一的孔，一个为燃料和氧气预混后的入口，另一个为纯氧气补充入口，两口之间有一个合理间隔。
4.喷嘴和喷嘴砖均为扁平式结构。
5.根据权利要求1、2所述的扁平式全氧喷枪，用于全氧燃烧玻璃熔窑后，可以形成火焰在氧枪内的不完全燃烧，从而保护了喷枪，使其使用寿命可达8～10年。
6.根据权利要求1、2、3、4所述的扁平式全氧喷枪，可以形成大覆盖面积、大输入能量的火焰分布。为在大熔炉上使用较少数量的喷枪提供了便利。
7.根据权利要求1、2、3所述的扁平式全氧喷枪，用于全氧燃烧玻璃熔窑后，可以形成火焰的梯度燃烧，从而实现节能减排的目的。
8.根据权利要求1、2、3、4所述的扁平式全氧喷枪，用于全氧燃烧玻璃熔窑后，可以节能30％以上，熔窑熔化率提高10％以上。
9.根据权利要求1、2、3、4所述的扁平式全氧喷枪，用于全氧燃烧玻璃熔窑后，可以使NOX排放量从2200mg/Nm3降低到500mg/Nm3以下，粉尘排放减少约80％，SO2排放量减少30％。
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C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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