[发明专利]玻璃熔融炉

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃熔融炉，其中熔融能量基本通过被进给(alimenter)燃料并被进给氧气或富含氧的气体的燃烧器而产生。这些炉通常被定义为“氧气燃烧(oxy-combustion)”炉。

背景技术

附带地使用氧气燃烧器在玻璃熔融炉中是非常公知的。在通常伴有空气的熔炉运行的情况下，则加入一个或有限数量的氧气燃烧器。引入这些附加燃烧器的目的通常在于提高现有熔炉的生产量，可能在现有熔炉的性能由于它们年久而下降时。也可以涉及通过引入补充能源简单地增加熔炉的性能。

在大容量的熔炉中添加一些氧气燃烧器通常地运行，而不会使熔炉的整体运行有大大的改变。特别是来自氧气燃烧的能量的比例仍很小。该能量比不超过20％，并常常不超过总体的10％。由于这个原因，氧气供应的连续性不会使设备具有很大危险。如果由于某种原因氧气供应中断，可以只通过以空气燃烧运行的燃烧器保证保持熔炉的温度。产量可能暂时改变，但设备不会处于危险中。

除了布置有辅助能量源的事实之外，以定义为“增氧(d’oxy-boosting)”方式运行的这些系统不会受益于能从氧气燃烧产生的所有已知的优势。其中潜在的优势主要表现为更低的能量消耗和减少的不期望的废气散发。

通过所述的生产单元减少能量消耗另外具有因此限制二氧化碳排放的优势，并因此满足本领域中的法定需求。

氮的存在也是称为NO_x的氧化物形成的根源，由于与这些化合物存在于大气中相关的损害，该氧化物的排放实际上被禁止。使用氧气能够应对与空气中的氮有关的问题，这在增氧技术中不再是问题。

尽管有上面提出的优点，在大型玻璃熔炉中氧气燃烧的使用仍然有待发展。原因有多个类型。因此，使用氧气必然比使用空气更贵。但是，如2008年3月25日提交的未公布的欧洲申请08 102 880.5中描述的，实施氧气燃烧的经济平衡是正的，特别是当烟气中很大一部分热量被回收时。另外，运行连续要求不中断地氧气供应。

对于大容量的熔炉，需要或者通过输气管，或者通过在现场的制氧设备(installation de production)最可靠地供应所需的氧气体积。无论采取何种方式，问题是要在暂时中断始终可能发生的条件下保证供应的持续性。但是，在这些状况下，应保持不会使设备具有危险的条件。

发明内容

本发明涉及在大型玻璃熔炉中实施氧气燃烧技术的方法，其是本说明书所附的权利要求的目标。

在进给中断的情况下第一目标是布置如下部件，所述部件使得将设备保持在使熔融玻璃保持在该状态的温度水平。为此，由于大量的和不可避免的能量损耗，应该在熔炉中保持一定的能量补给。由于设备设计为以氧气燃烧模式运行，必须能够根据该模式通过使用现有部件补给能量。氧气燃烧器不能如和用空气运行一样使用。各自的助燃剂体积不是相同的数量级。使用氧气的管线和管道不能用于输送空气。为此，除了在下面指出的情况下对某些处于精炼区的燃烧器，不考虑用空气燃烧替代氧气燃烧。

为了能够给燃烧器供气，因此需要设置应急氧气源。但是，困难在于设置足以面对暂时进给短缺的储备(réserve)。由于在正常运行状态下的消耗，储存的应急体积不足以保证设备的完全运行。根据本发明，为了使这些储存保持在价格不是非常昂贵的水平，熔炉的运行在氧气供应在暂时中断的情况下处于减慢状态。能量补给减小到保持玻璃熔融的最低程度。不再给熔炉提供原材料，并且在一切可能的范围内切断潜在的冷却源。

由于清理的危险的类型和氧气供应者采取的约定，必须能够保证在至少8小时的期间内保持熔炉的温度。储存在设备现场的氧气量必须至少在该期间内足以保持该状态。但是优选地，在可能的范围内，储存的氧气量应较大，以便更好地防止超出任何供应不足的危险，该供应不足将超过供应者假设保证的供应不足。有利地，储存相当于20小时运行并优选地相当于30小时运行的氧气量。

减少的能量补给用于将存在于熔炉的玻璃保持在熔融状态，而不是用于熔融新的材料。在这些条件下，需要的能量数量可以显著地减少。有利地，由于不可避免的损耗，需要的能量不超过正常运行状态下消耗能量的三分之一。

在温度保持模式中，熔炉的平衡被大大地改变。能量补给以与正常运行下的能量补给不同的方式分布。