RS60788B1 - Gorionik za topionik za podpovršinsko sagorevanje - Google Patents

Gorionik za topionik za podpovršinsko sagorevanje

Info

Publication number
RS60788B1
RS60788B1 RS20201071A RSP20201071A RS60788B1 RS 60788 B1 RS60788 B1 RS 60788B1 RS 20201071 A RS20201071 A RS 20201071A RS P20201071 A RSP20201071 A RS P20201071A RS 60788 B1 RS60788 B1 RS 60788B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
burner
melt
bed
melter
nozzles
Prior art date
Application number
RS20201071A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerard Demott
David Ducarme
Bostjan Marolt
Original Assignee
Knauf Insulation
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=52673972&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RS60788(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Knauf Insulation filed Critical Knauf Insulation
Publication of RS60788B1 publication Critical patent/RS60788B1/sr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
    • C03B5/2356—Submerged heating, e.g. by using heat pipes, hot gas or submerged combustion burners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/12—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in shaft furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
    • C03B5/2353—Heating the glass by combustion with pure oxygen or oxygen-enriched air, e.g. using oxy-fuel burners or oxygen lances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/44—Cooling arrangements for furnace walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/004—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for submerged combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2211/00—Heating processes for glass melting in glass melting furnaces
    • C03B2211/20—Submerged gas heating
    • C03B2211/22—Submerged gas heating by direct combustion in the melt
    • C03B2211/23—Submerged gas heating by direct combustion in the melt using oxygen, i.e. pure oxygen or oxygen-enriched air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

Opis
[0001] Ovaj pronalazak odnosi se na gorionik za upotrebu u topioniku za podpovršinsko sagorevanje i na topionik za podpovršinsko sagorevanje, naročito za topljenje staklastog ili materijala koji se može vitrifikovati, opremljen takvim gorionicima i na postupak za uvođenje plamena u rastop.
[0002] Staklasti materijali se generalno proizvode od mešavine sirovina, na primer silikata, bazalta, krečnjaka, natrijumkarbonata i/ili drugih manjih konstituenata koji se uvode u topionik i tope u viskozno tečno stanje na temperaturama od 1250 do 1500 °C; rastop se zatim dovodi u postupak za formiranje. Odgovarajuća dalja faza rafiniranja rastopa uzvodno od postupka za formiranje može biti potrebna u zavisnosti od predviđene upotrebe rastopa, na primer za proizvodnju ravnog stakla, šupljeg stakla, kontinuiranih vlakana za armiranje ili vlakana za izolaciju. Hemijski sastav rastopa i njegova fizička svojstva biraju se u funkciji predviđene upotrebe i postupka za formiranje.
[0003] Konvencionalni topionici stakla obuhvataju napajanje energijom od iznad površine rastopa stakla, na primer iz gorionika koji generišu plamen u prostoru između površine rastopa stakla i vrha topionika, čime se toplota prenosi na rastop stakla samim plamenom i zračenjem sa materijala na vrhu. Šarža sirovine koju treba rastopiti ubacuje se na vrhu rastopa stakla u topioniku, a toplota se prenosi sa rastopa na šaržu materijala koji se inkorporira u rastop.
[0004] U nekim topionicima stakla, energija se snabdeva električno zagrejanim elektrodama postavljenim ispod površine rastopa; takve elektrode mogu obezbeđivati jedini izvor toplote ili se mogu koristiti u kombinaciji sa gorionicima.
[0005] Kupolne peći su tradicionalno topionici stakla koji se koriste za proizvodnju izolacije od kamene vune.
[0006] U topljenju podpovršinskim sagorevanjem, sirovine se generalno tope uvođenjem goriva i gasa koji sadrži kiseonik kroz masu rastopljenog materijala, što prouzrokuje da se pomenuto gorivo i kiseonik mešaju i zapale unutar pomenute mase, čime se dodatna sirovina rastapa toplotom generisanom gorenjem mešavine gas-gorivo. Alternativno se gorivo i vazduh i/ili kiseonik pale van pomenute mase, a vreli gasovi sagorevanja se uduvavaju u rastop stakla.
[0007] Konvencionalni gorionici koji se koriste za podpovršinsko sagorevanje generalno proizvode plamen koji ima tendenciju da postane nestabilan, naročito u ekstremnim uslovima mešanja u rastopu stakla. Konvencionalni gorionici za topljenje materijala koji se može vitrifikovati podpovršinskim sagorevanjem generalno obuhvataju gorionike sa koncentričnim cevima, takođe zvane cev-u-cevi gorionicima. Unutrašnja cev se generalno konstruiše za duvanje goriva, poželjno gasa, a spoljašnja cev se konstruiše za duvanje oksidanta.
[0008] Poznati gorionici za podpovršinsko sagorevanje generišu velike brzine mešanja i povišene brzine materijala u kadi rastopa topionika za podpovršinsko sagorevanje.
[0009] Dalja konstrukcija poznatih gorionika za podpovršinsko sagorevanje pokazuje poravnanje mlaznica povezanih sa zajedničkim napajanjem mešavinom vazduh-gorivo ili je svaka povezana zasebno sa napajanjem gasa koji sadrži kiseonik i sa napajanjem goriva.
[0010] Ovaj pronalazak nastoji obezbediti poboljšani gorionik za podpovršinsko sagorevanje sposoban za generisanje plamenova gorionika koji imaju dobru stabilnost plamena i smanjeno mešanje u kadi rastopa. Ovaj pronalazak dalje nastoji obezbediti poboljšani topionik za podpovršinsko sagorevanje koji ima prikladno mešanje kade rastopa.
[0011] Gorionik za podpovršinsko sagorevanje može se koristiti u postupku i/ili topioniku opisanom u bilo kom od WO 2015/014917, WO 2015/014918, WO 2015/014920 ili WO 2015/014921.
[0012] DE112012006134 T5 opisuje generator plamena za generisanje plamena mešanjem goriva i vazduha koje se obezbeđuje zasebnim mlaznicama unutar cevi za vođenje i vrhom mlaznice u obliku proreza za vođenje generisanog plamena ka rastopu.
[0013] US2015/0000343A1 opisuje gorionik za podpovršinsko sagorevanje za peć za topljene stakla, koji obuhvata: mnoštvo injektora u nizu, pri čemu svaki injektor obuhvata komoru za mešanje u obliku valjka, sa otvorom za izbacivanje/mlaznicom, vod za snabdevanje gorivom radi snabdevanja gorivom i vod za snabdevanje oksidanta radi snabdevanja oksidantom koji se otvara u komoru za mešanje. Gorivo i oksidant se dovode u tangencijalnom pravcu u odnosu na komoru za mešanje. Valjkasta komora za mešanje otvara se kroz otvor za izbacivanje na površinu gorionika.
[0014] Gorionik za podpovršinsko sagorevanje prema ovom pronalasku u skladu sa patentnim zahtevom 1 obuhvata paralelopipedno telo čija površina okrenuta ka rastopu ima podužno ležište, dva naspramna zida ležišta koja obuhvataju niz mlaznica snabdevenih zasebno gorivom i gasom koji sadrži kiseonik. To gorivo poželjno obuhvata gasovito gorivo. Poželjno je zasebno dostavljati ove materijale, čime se obezbeđuje prikladna mešavina u mlaznicama, pre sagorevanja u ležištu i/ili rastopu. Konstrukcija gorionika prema ovom pronalasku distribuira plamen ili plamenove po dužini ležišta, čime se povećava kontaktna i površina razmene između plamenova i/ili proizvoda sagorevanja sa rastopom i stoga se poboljšava prenos energije između plamenova i/ili proizvoda sagorevanja i rastopa. Dalje, u poređenju sa cev-u-cevi gorionicima, brzina kojom se proizvodi sagorevanja zapravo ubrizgavaju u rastop poželjno je smanjena dok i dalje se održava dovoljno mešanje i mućkanje rastopa kako bi se iskoristile prednosti podpovršinskog zagrevanja. Pošto su mlaznice orijentisane u pravcu transverzalnom na pravac plamenova koji izlaze iz gorionika, smanjen je rizik od ulaska rastopljenog stakla u defektne mlaznice i njihovo blokiranje. Ovaj se rizik nadalje smanjuje zbog uskog otvora ležišta.
[0015] Ležište poželjno ima uzak otvor. Pronađeno je da je pogodan otvor između 10 i 30 mm, poželjno između 15 i 25 mm, najpoželjnije oko 20 mm.
[0016] Gorionik je poželjno izrađen od čeličnih ploča, poželjno čelika otpornog na visoke temperature koji stručnjak u oblasti može pogodno odabrati. Zidovi ležišta pogodno se hlade rashladnom tečnošću, poželjno vodom. Slično tome, površina gorionika okrenuta ka rastopu koja je u kontaktu sa rastopom poželjno se hladi rashladnom tečnošću. Toplotna energija izvučena rashladnim tečnostima može poželjno biti predmet rekuperacije za bilo koji pogodan cilj.
[0017] U skladu sa poželjnim načinom ostvarivanja prema ovom pronalasku, na svakoj podužnoj strani ležišta izvedeni su prvi i drugi podužni kanal; prvi podužni kanal povezan je sa izvorom kiseonika, poput vazduha obogaćenog kiseonikom ili industrijskog kiseonika, i mlaznicama postavljenim u odgovarajućem bočnom zidu ležišta, a drugi podužni kanal povezan je sa izvorom goriva i mlaznicama postavljenim u odgovarajućem bočnom zidu ležišta.
[0018] U alternativnim poželjnim načinima ostvarivanja, paralelopipedno telo gorionika obuhvata prvu spoljnu podužnu zapreminu koja ima generalno U-oblikovan poprečni presek i drugu unutrašnju podužnu zapreminu postavljenu unutar pomenute prve spoljne podužne zapremine, koja takođe ima U-oblikovan poprečni presek, pri čemu jedna od podužnih zapremina obuhvata priključak na napajanje kiseonikom ili vazduhom obogaćenim kiseonikom, a druga obuhvata priključak na gorivo, poželjno gasovito gorivo, gde krajevi grana podužnih zapremina obuhvataju priključke za fluid na mlaznicama gorionika. Prva spoljna podužna zapremina transportuje kiseonik ili vazduh obogaćen kiseonikom, a druga unutrašnja podužna zapremina transportuje gorivo.
[0019] Mlaznice su poželjno postavljene na rastojanju od površine gorionika okrenute ka rastopu, koje odgovara 1 do 3 puta širine ležišta.
[0020] Prema poželjnom načinu ostvarivanja, nizovi mlaznica raspoređeni na jednom od naspramnih bočnih zidova ležišta pomereni su naspram nizova mlaznica raspoređenih na drugom naspramnom bočnom zidu ležišta. Ovaj naročiti raspored obezbeđuje visoku turbulenciju gasa u ležištu i disperziju plamena po čitavoj dužini ležišta, čime se sprečava prodiranje rastopa u ležište.
[0021] Ležište poželjno dostiže na rastojanju od 1 do 10 puta, poželjno 1 do 5 puta, svoju širinu ispod nivoa mlaznica definisanog linijom koja prolazi kroz centar mlaznica postavljenih na jedan bočni zid ležišta. Pronađeno je da se povećanjem zapremine ležišta poboljšava stabilnost plamenova. Uz to, ukoliko rastop uprkos svim preduzetim merama uđe u ležište, dubina ležišta dopušta akumulaciju rastopa pre nego što se mlaznice zapuše.
[0022] Prirubnica se poželjno postavlja oko paralelopipednog tela gorionika na rastojanju od površine pomenutog tela okrenutog ka rastopu. Prirubnica se konstruiše da pričvrsti gorionik za dno ili bočnu stranu topionika, ispod nivoa rastopa. Prirubnica se poželjno postavlja na rastojanju od površine okrenute ka rastopu kako bi gorionik mogao da prođe kroz dno ili bočni zid gorionika i poželjno da dalje dozvoli gorioniku da bude isturen unutar topionika, čime se stvaraju plamenovi na rastojanju od dna ili bočnog zida gorionika, kako bi se smanjila korozija relevantnog zida topionika u blizini gorionika.
[0023] Prema drugom aspektu, ovaj pronalazak dalje obezbeđuje topionik za podpovršinsko sagorevanje koji obuhvata dno i bočne zidove topionika, uvodnik sirovine i izlaz rastopa i najmanje jedan gorionik postavljen ispod nivoa rastopa, pri čemu najmanje jedan od pomenutih gorionika predstavlja gorionik kao što je ovde gore opisan. U topioniku su poželjno obezbeđena najmanje dva ili poželjnije najmanje tri, najmanje četiri ili najmanje pet i/ili manje od 20, manje od 18, manje od 16, manje od 14, manje od 12 ili manje od 10 takvih gorionika za podpovršinsko sagorevanje u topioniku, poželjno na dnu topionika za podpovršinsko sagorevanje.
[0024] Pronađeno je da konstrukcija gorionika dopušta smanjene brzine gasa kojom gasovi sagorevanja izlaze iz gorionika, sa istovremenim smanjenjem brzina materijala u kadi rastopa i stoga smanjenog mešanja u kadi rastopa dok se i dalje održava odgovarajuće mućkanje rastopa i homogenost u pogledu sastava i temperature. Uz to, u poređenju sa poznatim cev-u-cevi ili cev-u-cevi-u-cevi gorionicima, izlaz gasa sagorevanja raširen je preko velike količine manjih otvora, čime se stvaraju manji plamenovi što dovodi do povećane kontaktne površine između plamena i rastopa stakla, i poboljšanog prenosa energije sa gorionika na rastop. Nadalje, bočni raspored mlaznica gorionika, na bočnim zidovima ležišta smanjuje rizik od zapušavanja gorionika rastopom koji očvršćava ili je očvrsnuo u izuzetnim ili ekstremnim ili prelaznim situacijama.
[0025] Gorionik i/ili topionik mogu se prilagoditi i/ili konfigurisati da sinteruju i/ili tope sirovine. To može biti „topionik staklaˮ, odnosno topionik prilagođen i konfigurisan da topi materijale nalik staklu uključujući materijale odabrane iz grupe koju čine staklo, staklasti materijali, kamen i stena. Topionik stakla može se koristiti za proizvodnju ravnog stakla, šupljeg stakla, staklenih vlakana, kontinuiranih vlakana za armiranje, mineralnih vlakana za izolaciju, mineralne vune, kamene vune ili staklene vune. Topionik se može koristiti za transformaciju sirovine radi proizvodnje fritova, klinkera od cementa, naročito klinkera aluminatnog cementa, ili abraziva, naročito abraziva proizvedenih topljenjem. Topionik se može koristiti za pretvaranje sirovina, naročito vitrifikacijom, na primer: vitrifikacijom medicinskog otpada; vitrifikacijom pepela, naročito iz insineratora; vitrifikacijom prahova, na primer prašine iz livenog gvožđa ili livnica drugih metala; vitrifikacijom galvanskog mulja, mulja štavljenja ili rudarskog otpada; odlaganjem otpada, naročito vitrifikacijom, na primer, zagađenog tla, tla zagađenog teškim metalima ili katranom, glinenim filterima, muljem, aktivnim ugljem, radioaktivnim otpadom, troskama koje sadrže olovo ili cink, vatrostalnim materijalima, naročito vatrostalnim materijalima koji sadrže hrom. Naročito u slučaju topionika stakla, sirovine mogu obuhvatati: silikate, bazalt, krečnjak, natrijumkarbonat, zeolitne katalizatore, istrošene katalizatore, oblogu topioničkog lanca, vatrostalne materijale, aluminijumsku trosku, otpad aluminijumskog rastopa, otpad protivpožarnog aparata na bazi peska, mulj, galvanski mulj, klinker, otpadne materijale, pepeo i njihove kombinacije.
[0026] Rastop unutar topionika u radu može dostići temperaturu, naročito temperaturu na kojoj se uklanja iz topionika, koja je najmanje 1100°C, najmanje 1200°C ili najmanje 1250°C i koja može biti ne veća od 1650°C, ne veća od 1600°C, ne veća od 1500°C ili ne veća od 1450°C.
[0027] Gorivo može biti čvrsto ili tečno, ali poželjno može biti gasovito gorivo, poput prirodnog gasa, propan i/ili butan.
[0028] Gorionik može dalje obuhvatati vezu sa izvorom inertnog gasa, naročito sa izvorom azota ili izvorom komprimovanog vazduha. Ukoliko se gorenje prekine, može biti poželjno uduvati inertni gas visokog pritiska preko sklopa gorionika umesto oksidanta i/ili gasovitog goriva kako bi se sprečio ulazak materijala, na primer rastopa, naročito tečnog stakla u gorionik i njegovo očvršćavanje u njemu.
[0029] Stoga je u ovom pronalasku takođe obezbeđen postupak prema patentnom zahtevu 15 za uvođenje plamena i/ili proizvoda sagorevanja iz gorionika za podpovršinsko sagorevanje u rastop kroz ležište, u kom su mlaznice gorionika orijentisane u pravcu transverzalnom na pravac plamena koji izlazi iz ležišta gorionika i naročito u kom rastop predstavlja rastop stakla koji se oblikuje u mineralna vlakna odabrana iz grupe koju čine staklena vlakna, kontinuirana staklena vlakna, vlakna staklene vune i vlakna kamene vune. Naročito su u takvim slučajevima pomenuti gorionici generalno postavljeni kroz dno topionika za podpovršinsko sagorevanje i mogu biti blago istureni u žitku smesu tečnog stakla. Pogodno hlađenje kraja koji se prostire kroz dno peći stoga štiti gorionik od prekomernog habanja.
[0030] Radni pritisak takvog gorionika za podpovršinsko sagorevanje, odnosno pritisak gasova stvorenih unutar gorionika treba biti dovoljan da gasovi prevaziđu pritisak u tečnosti unutar rastopa i tako izađu na površinu kroz rastop i stvore izmešan rastop. Pritiscima se poželjno upravlja tako da čestice rastopa dostižu brzinu do 2 m/s. Rastop i/ili sirovine unutar topionika mogu dostići brzinu koja je ≥0.1 m/s, ≥0.2 m/s, ≥0.3 m/s ili ≥0.5 m/s i/ili koja je ≤2 m/s, ≤1.8 m/s ili ≤1.5 m/s.
[0031] Brzina sagorivih i/ili zapaljivih gasova, naročito na izlasku iz mlaznice(a) gorionika, može biti ≥ 20 m/s, ≥ 30 m/s, ≥ 40 m/s, ≥ 50 m/s, ≥ 60 m/s i/ili ≤ 100 m/s. Brzina gasova sagorevanja je poželjno takva da ima cilj hladne brzine od 15 - 45 m/s, za koji se veruje da obezbeđuje efektivan prenos toplote na rastop. Podrazumeva se da cilj hladne brzine označava brzinu gasova na sobnoj temperaturi, odnosno nezapaljenih.
[0032] Gas koji sadrži kiseonik može biti vazduh, ali je poželjno kiseonik, tehnički kiseonik na primer gas sa udelom kiseonika od najmanje 95mas.% ili vazduh obogaćen kiseonikom.
[0033] Ubrizgani gas poželjno održava rastopljenu masu u stanju mešanja i turbulencije, odnosno masu sa mehurovima. Stoga je prenos toplote značajan, a mućkanje žitke smese je povoljno za homogenost gotovog proizvoda. Gasovi koji izlaze iz žitke smese mogu se držati pod visokim pritiskom i mogu prolaziti kroz svežu sirovinu kako bi podstakli toplotnu razmenu i predgrejali pomenutu sirovinu, pre bilo kakve obrade i puštanja u životnu sredinu.
[0034] Visina rastopa unutar topionika, naročito kada je komora za topljenje suštinski valjkasta, poželjno sa unutrašnjim prečnikom komore za topljenje od 1,5m do-3m, poželjnije 1.75 do 2.5m, može biti:
≥ oko 0.75m, ≥ oko 0.8m, ≥ oko 0.85m ili ≥ oko 0.9m; i/ili
≤ oko 2.2m, ≤ oko 2m, ≤ oko 1.8m ili ≤ oko 1.6m.
[0035] Topionik za podpovršinsko sagorevanje može imati nekoliko takvih gorionika za podpovršinsko sagorevanje, to jest ≥ 2, ≥ 3, ≥ 4 ili ≥ 5 i/ili ≤ 20, ≤ 18, ≤ 15, ≤ 12 ili ≤ 10.
[0036] Sastav rastopa proizvedenog podpovršinskim sagorevanjem u slučaju topionika stakla može obuhvatati jedan ili više od:
[0037] Ovaj pronalazak biće detaljnije opisan uz pozivanje na pridružene crteže na kojima:
Fig.1: je aksonometrijski izgled poželjnog načina ostvarivanja gorionika prema ovom pronalasku;
Fig.2: je longitudinalni poprečni presek gorionika za podpovršinsko sagorevanje prema ovom pronalasku;
Fig.3: je transverzalni poprečni presek gorionika za podpovršinsko sagorevanje prema ovom pronalasku, po A-A liniji sa Fig.2;
Fig.4: je uvećani izgled vrha sa Fig.3;
Fig.5: je transverzalni poprečni presek gorionika za podpovršinsko sagorevanje prema ovom pronalasku, po C-C liniji sa Fig.2; i
Fig.6 prikazuje šematski izgled topionika prema ovom pronalasku.
[0038] Gorionik prikazan na Fig.1 ima suštinski paralelopipedno telo 3 sa površinom 5 okrenutom ka rastopu i obuhvata prirubnicu 7 za postavljanje gorionika na dno ili bočni zid topionika. Uz pozivanje specifičnije na Fig.2, 3 i 5, prikazano je da površina 5 okrenuta ka rastopu obuhvata ležište 9. Niz poravnatih mlaznica 11 gorionika postavljen je na podužne bočne zidove 9' i 9" ležišta 9. Donji deo ležišta 9 okružen je dvostrukim zidom 10 koji sa zidovima 9' i 9" ležišta 9 definiše prostor u kom kruži rashladni fluid, poput vode. Na vrhu gorionika, dvostruki zid 5,12 definiše dalji prostor za kruženje rashladnog fluida koji hladi površinu 5 okrenutu ka rastopu na vrhu gorionika, koja je u kontaktu sa tečnim rastopom. Relevantne rashladne površine su međusobno povezane i obuhvataju ulazne spojne cevi 12' i 12" koje se trebaju povezati sa izvorom rashladnog fluida, kao i izlaznu spojnu cev 10'. Mlaznice su poželjno postavljene na rastojanju od površine gorionika okrenute ka rastopu, koje odgovara 1 do 3 puta širine ležišta, između rashladne površine na površini gorionika okrenutoj ka rastopu i rashladne površine koja okružuje ležište 9. Suprotne mlaznice su poželjno pomerene jedna u odnosu na drugu. Suštinski paralelopipedno telo gorionika obuhvata dve podužne zapremine suštinski U-oblikovanog poprečnog preseka, prvu spoljnu zapreminu 15 i drugu unutrašnju zapreminu 17 smeštenu unutar U oblika prve zapremine 15. Kraj grana U-oblika prve zapremine 15 povezan je sa mlaznicama 11 gorionika. Slično tome, kraj grana U-oblika druge zapremine 17 je takođe povezan sa mlaznicama 11 gorionika. Prva zapremina 15 je konstruisana za transport kiseonika i obuhvata priključak 16 na napajanje kiseonikom. Druga zapremina 17 je konstruisana za transport gasovitog goriva i obuhvata priključak 18 na napajanje gasovitim gorivom. Kao što je očiglednije na Fig.4, kiseonik i gasovito gorivo mešaju se u mlaznici 11 pre ubrizgavanja u ležište 9. Priključci 16 i 18 su prikazani kao podužno usmereni bočni priključci. Priključak 16 i/ili priključak 18 mogu se alternativno izvoditi kao vertikalni priključci, na primer u zavisnosti od položaja gorionika u topioniku za koji je on namenjen.
[0039] Gorionik je naročito pogodan za topionik za podpovršinsko sagorevanje poput topionika prikazanog na Fig.5. Topionik 100 za podpovršinsko sagorevanje može obuhvatati najmanje jedan gorionik 1 za podpovršinsko sagorevanje kao što je opisano. Zapaljivi ili gasovi sagorevanja distribuirani su preko većeg broja izlaza mlaznica, sa istovremenim porastom broja plamenova i stoga oblasti razmene za prenos energije između gasa i rastopa.
[0040] Gorionici se mogu postaviti kroz zid ili poželjno kroz dno topionika za podpovršinsko sagorevanje i pričvrstiti za njega prirubnicom 7 za montažu izvedenom za njihovo pričvršćivanje u dno peći, na primer

Claims (15)

  1. vijcima ili drugim pričvršćivačima koji se vode kroz odgovarajući broj pričvršćujućih otvora 7' prirubnice da bi se gorionik 1 snažno pričvrstio na zid peći. Razmak između prirubnice 7 za montažu i površine 5 gorionika okrenute ka rastopu dovoljan je da gorionik može proći kroz zid ili dno topionika i da može biti isturen u topionik. Ovaj raspored dopušta održavanje plamenova gorionika na željenom rastojanju od relevantnog zida ili dna. Pogodno hlađenje gorionika kao što je gore opisano stoga štiti gorionik od prekomernog habanja.
    [0041] Topionik za podpovršinsko sagorevanje prema ovom pronalasku obuhvata peć koja obuhvata komoru 101 za topljenje opremljenu sa najmanje jednim gorionikom 1 kao što je opisano, koja obuhvata rastop 103 i u vezi je sa gornjom komorom 105 i dimnjakom 107 radi evakuacije gasova. Ovi vreli gasovi mogu se koristiti da predgreju sirovinu i/ili gasovito gorivo i/ili oksidant koji se koristi u gorionicima. Gasovi koji izlaze iz žitke smese mogu se držati pod visokim pritiskom i mogu prolaziti kroz svežu sirovinu kako bi podstakli toplotnu razmenu i predgrejali pomenutu sirovinu. Gasovi se generalno filtriraju pre puštanja u životnu sredinu, opciono nakon razblaživanja sa svežim vazduhom radi smanjivanja njihove temperature.
    [0042] Ubrizgani gas održava rastopljenu masu u stanju mešanja, odnosno masu sa mehurovima. Prenos toplote je stoga značajan, a mućkanje žitke smese je povoljno za homogenost gotovog proizvoda. Zbog relativno visokog broja plamenova, oblast razmene energije između gasa i rastopa je povećana u poređenju sa konvencionalnim gorionicima; ovo može dalje poboljšati energetsku efikasnost topionika.
    [0043] Rastop se može izvući iz komore 101 rastopa kroz izlazni otvor 109 kojim se može upravljati, koji se poželjno nalazi u bočnom zidu komore peći, suštinski suprotno uređaju 110 za uvođenje sirovine.
    [0044] Zid peći poželjno obuhvata dvostruki čelični zid kog hladi rashladna tečnost, poželjno voda. Priključci rashladne vode izvedeni su na spoljnom zidu peći. Protok rashladne tečnosti poželjno je dovoljan da izvuče energiju sa unutrašnjeg zida tako da rastop može očvrsnuti na unutrašnjem zidu, a da rashladna tečnost, ovde voda, ne ključa.
    [0045] Ako je potrebno, peć se može postaviti na prigušnice oscilacija koje su konstruisane da apsorbuju vibraciona kretanja.
    [0046] Topionik je naročito pogodan za proizvodnju staklenih vlakana, mineralne vune, staklene vune ili kamene vune. Njegova energetska efikasnost smanjuje potrošnju energije, a njegova fleksibilnost dozvoljava laku izmenu sastava sirovina. Njegova lakoća održavanja i mali kapitalni trošak su takođe pogodni.
    Patentni zahtevi
    1. Gorionik (1) za podpovršinsko sagorevanje koji obuhvata paralelopipedno telo (3) čija površina (5) okrenuta ka rastopu obuhvata podužno ležište (9), dva naspramna zida (9',9") ležišta koja obuhvataju niz mlaznica (11) od kojih je svaka snabdevena zasebno gorivom i gasom koji sadrži kiseonik.
  2. 2. Gorionik prema zahtevu 1, u kom ležište (9) ima uski otvor obuhvaćen između 10 i 30 mm, poželjno između 15 i 25 mm, najpoželjnije oko 20 mm.
  3. 3. Gorionik prema zahtevu 1 ili 2, u kom su mlaznice (11) postavljene na rastojanju od površine (5) okrenute ka rastopu, gorionika, koje odgovara 1 do 3 puta širine ležišta (9).
  4. 4. Gorionik prema bilo kom prethodnom zahtevu u kom su nizovi mlaznica (11) raspoređeni na jednom (9') od naspramnih bočnih zidova ležišta (9) pomereni naspram nizova mlaznica (11) raspoređenih na drugom naspramnom bočnom zidu (9") ležišta.
  5. 5. Gorionik prema bilo kom prethodnom zahtevu u kom ležište (9) dostiže na rastojanju od 1 do 10 puta, poželjno 1 do 5 puta, njegovu širinu ispod nivoa mlaznica (11) definisanog linijom koja prolazi kroz centar mlaznica postavljenih na jednom bočnom zidu ležišta.
  6. 6. Gorionik prema bilo kom prethodnom zahtevu izrađen od čeličnih ploča, poželjno čelika otpornog na visoke temperature.
  7. 7. Gorionik prema bilo kom prethodnom zahtevu u kom se zidovi (9',9") ležišta (9) pogodno hlade rashladnom tečnošću, poželjno vodom.
  8. 8. Gorionik prema bilo kom prethodnom zahtevu u kom se površina (5) okrenuta ka rastopu, gorionika, hladi rashladnom tečnošću.
  9. 9. Gorionik prema bilo kom prethodnom zahtevu u kom su na svakoj podužnoj strani ležišta (9) izvedeni prvi i drugi podužni kanal (15,17), pri čemu je prvi podužni kanal povezan sa izvorom kiseonika i mlaznicama (11) postavljenim u odgovarajućem bočnom zidu ležišta, a drugi podužni kanal je povezan sa izvorom goriva i mlaznicama (11) postavljenim u odgovarajućem bočnom zidu ležišta.
  10. 10. Gorionik prema bilo kom prethodnom zahtevu u kom paralelopipedno telo (3) gorionika obuhvata prvu spoljnu podužnu zapreminu (15) koja ima generalno U-oblikovan poprečni presek i drugu unutrašnju podužnu zapreminu (17) postavljenu unutar pomenute prve spoljne podužne zapremine koja takođe ima generalno U-oblikovan poprečni presek, gde jedna od podužnih zapremina (15) obuhvata priključak (16) na napajanje gasom koji sadrži kiseonik, poželjno kiseonik ili vazduh obogaćen kiseonikom, a druga (17) obuhvata priključak (18) na napajanje gorivom, poželjno gasovitim gorivom, pri
    1
    čemu krajevi grana podužnih zapremina (15,17) obuhvataju priključke za fluid na mlaznicama (11) gorionika, u kojima prva spoljna podužna zapremina (15) poželjno transportuje kiseonik ili vazduh obogaćen kiseonikom, a druga unutrašnja podužna zapremina (17) transportuje gorivo.
  11. 11. Gorionik prema bilo kom prethodnom zahtevu u kom je prirubnica (7) postavljena oko paralelopipednog tela (3) gorionika na rastojanju od površine (5) okrenute ka rastopu, pomenutog tela (3), konstruisana da pričvrsti gorionik (1) za dno ili bočni zid topionika, ispod nivoa rastopa.
  12. 12. Topionik (100) za podpovršinsko sagorevanje, naročito topionik stakla za proizvodnju staklenih vlakana, vlakana mineralne vune, vlakana staklene vune i kamene vune, koji obuhvata dno i bočne zidove, uvodnik (110) sirovine i izlaz (109) rastopa i najmanje jedan gorionik (1) postavljen ispod nivoa rastopa (103), pri čemu najmanje jedan od pomenutih gorionika predstavlja gorionik prema bilo kom prethodnom zahtevu i naročito u kom topionik za podpovršinsko sagorevanje obuhvata najmanje dva, poželjnije najmanje tri, najmanje četiri ili najmanje pet i/ili manje od 20, manje od 18, manje od 16, manje od 14, manje od 12 ili manje od 10 takvih gorionika (1) za podpovršinsko sagorevanje.
  13. 13. Topionik za podpovršinsko sagorevanje prema zahtevu 12 naznačen time, što je to topionik stakla u kom je(su) gorionik(ci) (1) postavljeni na dno topionika.
  14. 14. Topionik za podpovršinsko sagorevanje prema bilo kom od zahteva 12 do 13 naznačen time, što je komora za topljenje valjkasta, poželjno sa unutrašnjim prečnikom komore za topljenje od 1,5m do-3m, poželjnije 1.75 do 2.5m, a visina rastopa je ≥ oko 0.75m, ≥ oko 0.8m, ≥ oko 0.85m ili ≥ oko 0.9m; i/ili ≤ oko 2.2m, ≤ oko 2m, ≤ oko 1.8m ili ≤ oko 1.6m.
  15. 15. Postupak za uvođenje plamena i/ili proizvoda sagorevanja iz gorionika za podpovršinsko sagorevanje u rastop u kom se plamen i/ili proizvodi sagorevanja ubrizgavaju kroz usko ležište u rastop, u kom su mlaznice gorionika orijentisane u pravcu transverzalnom na pravac plamenova koji izlaze iz ležišta gorionika, a naročito u kom rastop predstavlja rastop stakla koji je oblikovan u mineralna vlakna odabrana iz grupe koju čine staklena vlakna, kontinuirana staklena vlakna, vlakna staklene vune i vlakna kamene vune.
RS20201071A 2015-01-27 2016-01-27 Gorionik za topionik za podpovršinsko sagorevanje RS60788B1 (sr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB1501310.5A GB201501310D0 (en) 2015-01-27 2015-01-27 Burner for submerged combustion melter
PCT/EP2016/051734 WO2016120350A1 (en) 2015-01-27 2016-01-27 Burner for submerged combustion melter
EP16701666.6A EP3250521B1 (en) 2015-01-27 2016-01-27 Burner for submerged combustion melter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS60788B1 true RS60788B1 (sr) 2020-10-30

Family

ID=52673972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20201071A RS60788B1 (sr) 2015-01-27 2016-01-27 Gorionik za topionik za podpovršinsko sagorevanje

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10781126B2 (sr)
EP (1) EP3250521B1 (sr)
KR (1) KR20170126455A (sr)
DK (1) DK3250521T3 (sr)
ES (1) ES2820323T3 (sr)
GB (1) GB201501310D0 (sr)
LU (1) LU93217B1 (sr)
PL (1) PL3250521T3 (sr)
RS (1) RS60788B1 (sr)
RU (1) RU2715786C2 (sr)
SI (1) SI3250521T1 (sr)
WO (1) WO2016120350A1 (sr)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3313790B1 (en) * 2015-06-26 2022-03-30 Owens Corning Intellectual Capital, LLC Submerged combustion melter with vibration damping
FR3074262B1 (fr) * 2017-11-30 2020-12-11 Saint Gobain Isover Bruleur comprenant une piece d'usure
WO2020244165A1 (zh) * 2019-06-02 2020-12-10 安德森热能科技（苏州）有限责任公司 一种岩棉生产窑炉、设备及工艺
US11912608B2 (en) 2019-10-01 2024-02-27 Owens-Brockway Glass Container Inc. Glass manufacturing

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3363663A (en) * 1965-06-07 1968-01-16 United States Gypsum Co Combustion chamber burner and a method for its operation
FR1504273A (fr) 1966-12-09 1967-12-01 Inst Gaza Brûleur pour la combustion de gaz directement dans la masse d'une charge ou d'un bain
SU690242A1 (ru) * 1978-03-09 1979-10-05 Институт Газа Ан Украинской Сср Погружна горелка
US4366571A (en) * 1981-03-16 1982-12-28 Corning Glass Works Electric furnace construction
SU1137278A1 (ru) 1983-06-03 1985-01-30 Институт газа АН УССР Погружна горелка
JP2716705B2 (ja) 1987-11-02 1998-02-18 大阪瓦斯株式会社 ラインフレームバーナ
SU1689307A1 (ru) * 1989-05-24 1991-11-07 Институт газа АН УССР Способ отоплени барботажных печей дл получени минеральных расплавов и погружна горелка дл его осуществлени
US5545031A (en) * 1994-12-30 1996-08-13 Combustion Tec, Inc. Method and apparatus for injecting fuel and oxidant into a combustion burner
EP0754912B1 (en) * 1995-07-17 2004-06-09 L'air Liquide, S.A. à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Combustion process and apparatus therefor containing separate injection of fuel and oxidant streams
UA28221A (uk) * 1995-09-04 2000-10-16 Інститут газу НАН України Занурений пальник
US5975886A (en) * 1996-11-25 1999-11-02 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Combustion process and apparatus therefore containing separate injection of fuel and oxidant streams
DE19757480C2 (de) * 1997-12-23 2001-12-06 Intensiva Ind Gasfeuerung Gmbh Heißgaserzeuger mit länglicher Austrittsöffnung zwecks Erzeugung eines durchgehenden Flammenbandes
FR2774085B3 (fr) * 1998-01-26 2000-02-25 Saint Gobain Vitrage Procede de fusion et d'affinage de matieres vitrifiables
US6126438A (en) * 1999-06-23 2000-10-03 American Air Liquide Preheated fuel and oxidant combustion burner
CA2283020C (en) 1999-06-29 2008-03-18 Guardian Fiberglass, Inc. Glass melting apparatus and method
AU737544B2 (en) * 1999-10-18 2001-08-23 Air Products And Chemicals Inc. Method and apparatus for backing-up oxy fuel combustion with air-fuel combustion
UA89331C2 (en) 2008-11-19 2010-01-11 Институт Газа Национальной Академии Наук Украины Submersible gas-air burner
GB0919432D0 (en) * 2009-11-05 2009-12-23 Glaxosmithkline Llc Use
US9115017B2 (en) * 2013-01-29 2015-08-25 Johns Manville Methods and systems for monitoring glass and/or foam density as a function of vertical position within a vessel
FR2986605B1 (fr) * 2012-02-08 2018-11-16 Saint-Gobain Isover Bruleur immerge a injecteurs multiples
DE112012006134T5 (de) * 2012-03-29 2015-01-08 Hyundai Steel Company Eintauchdüse-Vorheizvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
RU2715786C2 (ru) 2020-03-03
EP3250521B1 (en) 2020-07-29
SI3250521T1 (sl) 2020-10-30
US10781126B2 (en) 2020-09-22
US20180339927A1 (en) 2018-11-29
LU93217B1 (en) 2017-03-30
DK3250521T3 (da) 2020-09-07
EP3250521A1 (en) 2017-12-06
WO2016120350A1 (en) 2016-08-04
GB201501310D0 (en) 2015-03-11
ES2820323T3 (es) 2021-04-20
KR20170126455A (ko) 2017-11-17
PL3250521T3 (pl) 2020-12-14
RU2017130183A3 (sr) 2019-08-23
RU2017130183A (ru) 2019-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102214644B1 (ko) 액중 연소 버너를 이용하여 고체 배치 원료를 용융시키기 위한 방법 및 장치
KR102214645B1 (ko) 액중 연소 용융기 및 방법
DK3027566T3 (en) Melting furnace with a submerged combustion burner, method of using the burner and using the burner
US9221703B2 (en) Glass melting furnace
LU93213B1 (en) Submerged combustion furnace
MX2008012916A (es) Horno con quemador sumergido y quemador superior.
JPH07501309A (ja) 大量、低速、乱流火炎による炉の酸素／燃料燃焼
WO2013085430A1 (en) Glass melting method and molten glass layer bubbling glass melting furnace
EA018516B1 (ru) Стеклоплавильная печь
RS60788B1 (sr) Gorionik za topionik za podpovršinsko sagorevanje
LU93220B1 (en) Submerged combustion furnace and method
CS221299B2 (en) Calcination furnace for burning the limestone and similar mineral raw materials
CN206529399U (zh) 一种浸没燃烧加热的玻璃熔窑
RU2340855C1 (ru) Способ сжигания углеводородного топлива в вагранке