全氧燃烧用扁平式喷枪.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910162356.4

申请日:

2009.08.13

公开号:

CN101993187A

公开日:

2011.03.30

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C03B 5/235申请公布日:20110330|||公开

IPC分类号:

C03B5/235

主分类号:

C03B5/235

申请人:

秦皇岛玻璃工业研究设计院

发明人:

赵恩录; 刘志付; 陈福; 李军明; 王志平

地址:

066004 河北省秦皇岛市河北大街西段91号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

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。

权利要求书

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 3 3 NOX 排放量从 2200mg/Nm 降低到 500mg/Nm 以下, 粉尘排放减少约 80 %, SO2 排放量减少 30%。

说明书


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 3 3 2200mg/Nm 降低到 500mg/Nm 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 6 7 烧速率为 6.33×10 ~ 1.06×10 KJ/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 )。

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资源描述

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1、10申请公布号CN101993187A43申请公布日20110330CN101993187ACN101993187A21申请号200910162356422申请日20090813C03B5/23520060171申请人秦皇岛玻璃工业研究设计院地址066004河北省秦皇岛市河北大街西段91号72发明人赵恩录刘志付陈福李军明王志平54发明名称全氧燃烧用扁平式喷枪57摘要全氧燃烧技术,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。。

2、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。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页CN101993190A1/1页21一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。

3、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810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。

4、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。权利要求书CN101993187ACN101993190A1/2页3全氧燃烧用扁平式喷枪0001本发明涉及一种用于全氧燃烧熔窑的扁平式喷枪。0002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。

5、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。0003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。0004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。0005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。

6、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。0006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。0007图1为扁平式全氧喷枪的结构示意图,图中为部分氧气和燃料的混合通道,呈喇叭口形状。为纯氧气通道。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;前端喷出的氧气,与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。

7、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;0008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,AA视图为燃料和氧气混合进口的中心剖面图,BB视图为氧气进口的中心剖面图,CC为整个喷枪中心剖面图。0009实施例10010400吨/日全氧燃烧浮法玻璃熔窑的氧枪选用和排布0011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9107KJ的热量,即重油耗量为22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,。

8、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。0012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。0013实施例20014600吨/日浮法玻璃熔窑“0”号小炉的氧枪选用和排布0015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。全说明书CN101993187ACN101993190A2/2页4氧喷枪相对布置且连续燃烧,不参与换火,0016全氧。

9、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633106106107KJ/H,即耗天然气为174290标准立方米/小时,同时耗氧量为348580标准立方米/小时。采用纯氧助燃后,提高玻璃窑炉的拉引量515;改善窑炉的热效率,节省燃料58;改善玻璃质量,减少气泡和结石,提高成品率053。0017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。说明书CN101993187ACN101993190A1/2页5图1图2说明书附图CN101993187ACN101993190A2/2页6图3说明书附图CN101993187A。

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