JPS62116889A - 酸素昇温装置 - Google Patents
酸素昇温装置Info
- Publication number
- JPS62116889A JPS62116889A JP25635385A JP25635385A JPS62116889A JP S62116889 A JPS62116889 A JP S62116889A JP 25635385 A JP25635385 A JP 25635385A JP 25635385 A JP25635385 A JP 25635385A JP S62116889 A JPS62116889 A JP S62116889A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- combustion chamber
- temperature
- curtain
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Landscapes
- Gas Burners (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はアルミニウムの直接還元精錬等、鉄。
非鉄の精錬等において必要とされる高湿１’ｌ！２ ｆ
ｉを製造する酸素昇温装置に関する。
ｉを製造する酸素昇温装置に関する。
近年、溶鉱炉によるアルミニウムの精錬方法の開発が進
められているが、この方法においては米国特許第３６６
１５６１号明ｉ出に記載されている様に、溶鉱炉の下部
に設けられた複数個の羽口から約１０００℃に予熱した
酸素を吹き込むことが行なわれている。そして、この高
温酸素を如何に効率良く生成させ供給するかが上記溶鉱
炉によるアルミニウムｙｉｉ錬法を成功させる重要な課
題の一つになっている。実験規模の装置においてはこの
高ｆｆ１Ｍ素は常温酸素を他の熱源により得られた流体
と熱交換することによって得ている。しかし、実験装置
の場合には数万Ｎ−ｍ’／ｈ程度の規模となり、上記方
法であると他に有効に利用し得る熱源が存在する時は有
利であるが、Ｈ素を昇温するために専用の熱源を用意す
る場合には効率が悪い。
められているが、この方法においては米国特許第３６６
１５６１号明ｉ出に記載されている様に、溶鉱炉の下部
に設けられた複数個の羽口から約１０００℃に予熱した
酸素を吹き込むことが行なわれている。そして、この高
温酸素を如何に効率良く生成させ供給するかが上記溶鉱
炉によるアルミニウムｙｉｉ錬法を成功させる重要な課
題の一つになっている。実験規模の装置においてはこの
高ｆｆ１Ｍ素は常温酸素を他の熱源により得られた流体
と熱交換することによって得ている。しかし、実験装置
の場合には数万Ｎ−ｍ’／ｈ程度の規模となり、上記方
法であると他に有効に利用し得る熱源が存在する時は有
利であるが、Ｈ素を昇温するために専用の熱源を用意す
る場合には効率が悪い。
また、鉄鋼の分野あるいは亜鉛の分野等においてもその
精錬工程に高温酸素を利用する試みが提案されており、
大容量の高ｉ酸素を効率良く且つ安全に￥Ａ造し供給す
ることが望まれている。
精錬工程に高温酸素を利用する試みが提案されており、
大容量の高ｉ酸素を効率良く且つ安全に￥Ａ造し供給す
ることが望まれている。
（発明が解決しようとする問題点〕
上記の如く、鉄、非鉄の精錬等において、近時、酸素を
高温に加温して精錬炉に吹き込むことが計画あるいは実
験されているが、非常に大容量の酸素を純度はあまり問
題にせずに効率良く昇温し、且つその除用いる装置の安
全性、耐久性等を充分考慮した酸素昇温装置は得られて
いない。
高温に加温して精錬炉に吹き込むことが計画あるいは実
験されているが、非常に大容量の酸素を純度はあまり問
題にせずに効率良く昇温し、且つその除用いる装置の安
全性、耐久性等を充分考慮した酸素昇温装置は得られて
いない。
本発明は上記の様な要請を満たす装置を提供することを
目的とするものである。
目的とするものである。
本発明は上記に鑑みなされたもので、供給酸素の一部を
燃焼用酸素として用いて酸素を昇温する酸素昇温装置に
おいて、燃料と酸素とを混合し燃焼させる燃焼室を有し
、該燃焼室により生成した火炎と装置内壁との間に昇温
されるべき酸素によりガスカーテンを形成させる酸素噴
出口を前記燃焼室を囲繞して設けたことを特徴とする酸
素昇温装置である。
燃焼用酸素として用いて酸素を昇温する酸素昇温装置に
おいて、燃料と酸素とを混合し燃焼させる燃焼室を有し
、該燃焼室により生成した火炎と装置内壁との間に昇温
されるべき酸素によりガスカーテンを形成させる酸素噴
出口を前記燃焼室を囲繞して設けたことを特徴とする酸
素昇温装置である。
上記酸素噴出口は複数個のノズルあるいは少なくと６１
個のスリットにより構成する。また、上記酸素によるガ
スカーテンが多層になる様に酸素噴出口を構成し、且つ
該多層でなる酸素ガスカーテンの内側の酸素ガス層の流
速を外側の酸素ガス層の流速より速くする様に前記酸素
噴出口を構成することを特徴とする酸素昇温装置である
。
個のスリットにより構成する。また、上記酸素によるガ
スカーテンが多層になる様に酸素噴出口を構成し、且つ
該多層でなる酸素ガスカーテンの内側の酸素ガス層の流
速を外側の酸素ガス層の流速より速くする様に前記酸素
噴出口を構成することを特徴とする酸素昇温装置である
。
また、装置内壁が金属の場合は該内壁の外側に断熱層ま
たは／および冷却ジャケットを設けても良い。
たは／および冷却ジャケットを設けても良い。
更に、上記燃料は気体燃料でも良いし、液体燃料でも良
い。使用燃料の種類に応じた燃料噴出口を設ける。
い。使用燃料の種類に応じた燃料噴出口を設ける。
酸素は通常の工業用酸素即ち９９．８％程度の酸素であ
るが、ＰＳＡ装置により得られる純度９０％程度の酸素
も適用可能であることは勿論である。
るが、ＰＳＡ装置により得られる純度９０％程度の酸素
も適用可能であることは勿論である。
燃焼室に燃料と共に燃焼に必要な酸素を分岐流として供
給し、燃焼室で火炎を形成させｎつ安定させて燃焼室開
口部より噴出させ、一方分岐しなかった大部分の酸素即
ち昇温されるべき酸素は酸素カーテン形成用の前記複数
のノズルあるいはスリットより生成火炎を囲繞して噴出
させ、酸素ガスカーテンを形成させることにより、装置
内壁の局部的過熱を防ぎ且つ装置内壁が金属の場合は該
内壁よりの放熱を少なくし、装置内壁が耐火物の場合、
金属の場合双方含めて装置内壁の保護を行なう。
給し、燃焼室で火炎を形成させｎつ安定させて燃焼室開
口部より噴出させ、一方分岐しなかった大部分の酸素即
ち昇温されるべき酸素は酸素カーテン形成用の前記複数
のノズルあるいはスリットより生成火炎を囲繞して噴出
させ、酸素ガスカーテンを形成させることにより、装置
内壁の局部的過熱を防ぎ且つ装置内壁が金属の場合は該
内壁よりの放熱を少なくし、装置内壁が耐火物の場合、
金属の場合双方含めて装置内壁の保護を行なう。
また、このカーテン形成用酸素は燃焼室およびカーテン
酸素噴出口を形成する燃焼室形成体をも冷Ｗする。燃焼
室で形成された火炎とカーテン酸素とは下流において混
合し需要先へ供給されるが、この場合の昇温装置出口の
最高温度は燃焼生成ガスと常温酸素との完全混合ガス温
度である。そして、該酸素昇温装置の出口のＲ湿酸素温
度が７００〜１０００℃程度であれば、上記酸素カーテ
ンの冷却作用により、装置内壁が金属の場合も、その外
側に冷却用のジャケットは必要ない。生成昇温酸素の温
度が１２００’Ｃ以上になると、装置内壁が金属の場合
は水冷ジ１ノケット等の冷却機構が必要となる。
酸素噴出口を形成する燃焼室形成体をも冷Ｗする。燃焼
室で形成された火炎とカーテン酸素とは下流において混
合し需要先へ供給されるが、この場合の昇温装置出口の
最高温度は燃焼生成ガスと常温酸素との完全混合ガス温
度である。そして、該酸素昇温装置の出口のＲ湿酸素温
度が７００〜１０００℃程度であれば、上記酸素カーテ
ンの冷却作用により、装置内壁が金属の場合も、その外
側に冷却用のジャケットは必要ない。生成昇温酸素の温
度が１２００’Ｃ以上になると、装置内壁が金属の場合
は水冷ジ１ノケット等の冷却機構が必要となる。
酸素ガスカーテンは多層にすることにより、層流が安定
して装置内壁の保護がより効果的に行なわれる。また、
その際燃焼室側の流速を速くすることにより内壁に接す
る側の酸素ガスカーテンが保持されやすくなり、装置内
壁の保護が完全になる。
して装置内壁の保護がより効果的に行なわれる。また、
その際燃焼室側の流速を速くすることにより内壁に接す
る側の酸素ガスカーテンが保持されやすくなり、装置内
壁の保護が完全になる。
なお、本発明の酸素昇温装置は大容量の高温酸素を必要
とする精錬用酸素供給用として考えられたものであるが
、精錬用酸素供給用に限らず高温酸素を必要とする他の
用途にも適用し得ることは勿論である。
とする精錬用酸素供給用として考えられたものであるが
、精錬用酸素供給用に限らず高温酸素を必要とする他の
用途にも適用し得ることは勿論である。
（実施例）
図は本発明の一実施例である酸素昇温装置の縦断面図を
示すものである。１は酸素昇温装置、２は装置を構成す
る内壁を示し、耐火物の場合、金属の場合、いづれの場
合も含む。３は燃焼室形成体、４は燃焼室、５は燃料供
給導管、６は酸素供給流路、７は燃焼酸素用ノズル、８
はガスカーテン用酸素噴出口、９は燃焼室開口部、１０
は火炎、１１は燃焼生成ガスとカーテン酸素との混合部
である。
示すものである。１は酸素昇温装置、２は装置を構成す
る内壁を示し、耐火物の場合、金属の場合、いづれの場
合も含む。３は燃焼室形成体、４は燃焼室、５は燃料供
給導管、６は酸素供給流路、７は燃焼酸素用ノズル、８
はガスカーテン用酸素噴出口、９は燃焼室開口部、１０
は火炎、１１は燃焼生成ガスとカーテン酸素との混合部
である。
また、ａは燃料１、ｂは酸素、Ｃは燃焼用分岐酸素、ｄ
はカーテン酸素、ｅは昇温１’［？素の流れを夫々示す
。
はカーテン酸素、ｅは昇温１’［？素の流れを夫々示す
。
この酸素昇温装置において、燃料供給導管５に気体また
は液体燃料ａが、酸素供給流路６に酸素ガスｂが供給さ
れる。該酸素ガスｂの一部は燃焼室形成体３を穿孔して
燃焼室４内へ開口する燃焼酸素用ノズル７を経て燃焼室
４内へ供給され、同様に燃焼室４内へ供給される前記燃
料ａと混合し、燃焼して火炎を形成して燃焼室間口部９
より噴出して火炎１０を形成する。前記燃焼酸素用ノズ
ル７は燃焼室４の中心軸上で燃焼室間口部９の方向の一
点に収斂する方向に向けて穿孔されているので、燃料と
酸素との混合は非常に良く行なわれ、安定した火炎が得
られる。
は液体燃料ａが、酸素供給流路６に酸素ガスｂが供給さ
れる。該酸素ガスｂの一部は燃焼室形成体３を穿孔して
燃焼室４内へ開口する燃焼酸素用ノズル７を経て燃焼室
４内へ供給され、同様に燃焼室４内へ供給される前記燃
料ａと混合し、燃焼して火炎を形成して燃焼室間口部９
より噴出して火炎１０を形成する。前記燃焼酸素用ノズ
ル７は燃焼室４の中心軸上で燃焼室間口部９の方向の一
点に収斂する方向に向けて穿孔されているので、燃料と
酸素との混合は非常に良く行なわれ、安定した火炎が得
られる。
一方、分岐しなかった大部分の酸素はガスカーテン用酸
素噴出口８より噴出し前記火炎１０を囲繞して酸素がス
カーテンｄを形成し、火炎１０より装置内壁２への熱放
射を吸収し且つ伝導、対流による熱移動をも遮断して装
置内壁２の損傷を防止する。この火炎１０による燃焼生
成ガスとカーテン酸素は混合部１１において混合し、そ
の結果、温度分布が平均化して所期の昇温酸素が得られ
、該昇温酸素流ｅとなって需要先へ供給される。この様
にＷ混用の火炎と昇温されるべき酸素の流れおよび混合
部をＲｎしたことにより、熱損失を少なくして効率良く
高温酸素を生成することができると共に、昇温装置自体
をコンパクトに構成することができる。
素噴出口８より噴出し前記火炎１０を囲繞して酸素がス
カーテンｄを形成し、火炎１０より装置内壁２への熱放
射を吸収し且つ伝導、対流による熱移動をも遮断して装
置内壁２の損傷を防止する。この火炎１０による燃焼生
成ガスとカーテン酸素は混合部１１において混合し、そ
の結果、温度分布が平均化して所期の昇温酸素が得られ
、該昇温酸素流ｅとなって需要先へ供給される。この様
にＷ混用の火炎と昇温されるべき酸素の流れおよび混合
部をＲｎしたことにより、熱損失を少なくして効率良く
高温酸素を生成することができると共に、昇温装置自体
をコンパクトに構成することができる。
以上の如く、本発明による酸素昇温装置は燃焼室により
生成した火炎と装置内壁との間に昇温されるべぎ酸素に
よりガスカーテンを形成させる様に構成したので、大容
量の精錬用高温酸素を少量の熱源用燃料で効率良く得る
ことができる様になった。
生成した火炎と装置内壁との間に昇温されるべぎ酸素に
よりガスカーテンを形成させる様に構成したので、大容
量の精錬用高温酸素を少量の熱源用燃料で効率良く得る
ことができる様になった。
また、装置内壁の過熱を防ぎ、該内壁が台底の場合、耐
火物の場合、双方含めて装置の安全性、耐久性を向上さ
せることができ、且つ装置全体をコンパクトにすること
ができた。
火物の場合、双方含めて装置の安全性、耐久性を向上さ
せることができ、且つ装置全体をコンパクトにすること
ができた。
更に、装置内壁を通して外部への放熱を最小限にするこ
とができ、その分燃焼囲を少なくすることができる結果
、得られる昇温に比し純度の高い高温酸素が得られる様
になった。
とができ、その分燃焼囲を少なくすることができる結果
、得られる昇温に比し純度の高い高温酸素が得られる様
になった。
図は本発明の一実施例を示す縦断面図である。
１・・・酸素昇温装置 ２・・・内壁 ３・・・燃
焼室形成体 ４・・・燃焼室 ５・・・燃料供
給導管６・・・酸素供給流路 ７・・・燃焼酸素用
ノズル８・・・ガスカーテン用酸素噴出口 ９・・
・燃焼室開口部 １０・・・火炎 １１・・・燃
焼生成ガスとカーテン酸素との混合部 特 許 出 願 人 日本酸素株式会社１酸νμｓＪ１
焼室形成体 ４・・・燃焼室 ５・・・燃料供
給導管６・・・酸素供給流路 ７・・・燃焼酸素用
ノズル８・・・ガスカーテン用酸素噴出口 ９・・
・燃焼室開口部 １０・・・火炎 １１・・・燃
焼生成ガスとカーテン酸素との混合部 特 許 出 願 人 日本酸素株式会社１酸νμｓＪ１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、供給酸素の一部を燃焼用酸素として用いて酸素を昇
温する酸素昇温装置において、燃料と酸素とを混合し燃
焼させる燃焼室を有し、該燃焼室により生成した火炎と
装置内壁との間に昇温されるべき酸素によりガスカーテ
ンを形成させる酸素噴出口を前記燃焼室を囲繞して設け
たことを特徴とする酸素昇温装置。 ２、前記酸素噴出口が複数個のノズルにより構成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸素昇温
装置。 ３、前記酸素噴出口が少なくとも１個のスリットにより
構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の酸素昇温装置。 ４、前記酸素によるガスカーテンが多層になる様に酸素
噴出口を構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の酸素昇温装置。 ５、前記多層でなる酸素ガスカーテンの内側の酸素ガス
層の流速を外側の酸素ガス層の流速より速くする様に前
記酸素噴出口を構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の酸素昇温装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25635385A JPH0665952B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 酸素昇温装置 |
| US07/086,734 US4928605A (en) | 1985-11-15 | 1986-11-14 | Oxygen heater, hot oxygen lance having an oxygen heater and pulverized solid fuel burner |
| DE19863690574 DE3690574T (ja) | 1985-11-15 | 1986-11-14 | |
| DE3690574A DE3690574C2 (de) | 1985-11-15 | 1986-11-14 | Vorrichtung zum Erhitzen von Sauerstoff |
| PCT/JP1986/000582 WO1987003065A1 (en) | 1985-11-15 | 1986-11-14 | Oxygen temperature raising device, and high-temperature oxygen lance and burner for finely powdered solid fuel, each equipped with said device |
| US07/445,194 US5149261A (en) | 1985-11-15 | 1989-12-04 | Oxygen heater and oxygen lance using oxygen heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25635385A JPH0665952B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 酸素昇温装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62116889A true JPS62116889A (ja) | 1987-05-28 |
| JPH0665952B2 JPH0665952B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=17291503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25635385A Expired - Fee Related JPH0665952B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 酸素昇温装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665952B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105135430B (zh) * | 2015-09-22 | 2017-06-23 | 广东丰乐能源科技有限公司 | 一种稳焰低氮固体燃料富氧燃烧器 |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP25635385A patent/JPH0665952B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0665952B2 (ja) | 1994-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |