PL211875B1 - Sposób doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła oraz układ do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła oraz układ do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła.

Topienie szkła jest wykonywane w piecach różnych typów, przy użyciu różnych paliw, zależnie od żądanych końcowych charakterystyk produktu, jak również biorąc pod uwagę wydajność cieplną procesów topienia i klarowania. Piece z komorą topienia są używane do topienia szkła (przy pomocy paliwa gazowego). Piece te mają kilka palników wzdłuż boków pieca, zaś całe urządzenie wygląda jak zamknięty graniastosłup, posiadający komin, który może być usytuowany albo na początku układu doprowadzającego, albo na samym końcu pieca, patrząc wzdłuż linii procesu technologicznego. Jednakże występuje bardzo duża strata ciepła w szkle opuszczającym piece, w których występuje wysoka temperatura. Przy 2500°F, na przykład, ciepło w gazach spalinowych jest równe 62 procent ciepła wprowadzanego do pieca opalanego gazem ziemnym.

W celu wykorzystania resztkowego ciepł a gazów spalinowych, opracowano bardziej skomplikowaną i droższą konstrukcję, nazwaną piecem regeneracyjnym. Jak dobrze wiadomo, w przypadku regeneracyjnego pieca do topienia szkła, liczne palniki gazowe są związane z parą szczelnych regeneratorów, umieszczonych jeden obok drugiego. Każdy regenerator ma dolną komorę, strukturę ogniotrwałą nad dolną komorą i górną komorę nad strukturą. Każdy regenerator ma odpowiedni port, łączący odpowiednią górną komorę z komorą do topienia i klarowania w piecu. Palniki są dostosowane do spalania paliwa, takiego jak gaz ziemny, płynna ropa naftowa, olej opałowy lub inne paliwa gazowe lub ciekłe, które są odpowiednie do stosowania w piecu do topienia szkła i dostarczają ciepło do topienia i klarowania materiałów do produkcji szkła w komorze. Do komory topienia i klarowania są wprowadzane surowce do produkcji szkła od strony, w której usytuowana jest kieszeń zasypowa, zaś z drugiej strony komory usytuowany jest dystrybutor stopionego szkła, który zawiera szereg portów, przez które stopione szkło może być usuwane z komory topienia i klarowania.

Palniki mogą zostać zamontowane w różnych możliwych konfiguracjach, na przykład w konfiguracji portu przelotowego, konfiguracji portu bocznego lub konfiguracji portu dolnego. Paliwo, np. gaz ziemny, jest wprowadzane z palnika do strumienia ogrzanego powietrza, przepływającego od każdego regeneratora podczas cyklu spalania, zaś powstały płomień i produkty spalania, wytworzone w tym płomieniu, unoszą się nad powierzchnią topionego szkła i przekazują ciepło do szkła w komorze topienia i klarowania.

Podczas pracy, regeneratory są przełączane między trybem generowania powietrza spalania, a trybem wchł aniania ciepł a. Co 20 minut lub 30 minut, zależ nie od charakterystyk pieca, droga pł omienia jest odwracana. Celem każdego regeneratora jest magazynowanie usuwanego ciepła, co umożliwia uzyskanie większej wydajności i wyższej temperatury płomienia niż w przypadku stosowania zimnego powietrza.

Podczas pracy pieca do topienia szkła, przepływy paliwa wprowadzanego do palników i dostarczanego powietrza spalania są regulowane przez pomiar ilości tlenu i materiału palnego na wejściu portu i na górze struktury, aby zapewnić, że w komorze topienia lub w miejscach wzdłuż komory topienia, ilość wprowadzanego powietrza spalania jest mniejsza niż potrzebna do całkowitego spalenia dostarczanego paliwa.

W przeszł oś ci, paliwem uż ywanym do topienia szkł a był olej opał owy, pochodzący z destylacji ropy naftowej. Ten rodzaj paliwa był stosowany przez wiele lat, ale wprowadzenie surowszych norm ochrony środowiska zmusiło do ograniczania stosowania oleju opałowego, ponieważ ten typ oleju zawiera zanieczyszczenia pochodzące z surowej ropy naftowej, takie jak siarkę, wanad, nikiel i pewne inne ciężkie metale. Olej opałowy wytwarza takie zanieczyszczenia jak SOx, NOx i cząstki stałe zawieszone w powietrzu. Ostatnio przemysł szklarski stosował jako czystsze paliwo gaz ziemny. Wszelkie ciężkie metale i siarka, pozostające w oleju po destylacji ropy naftowej, nie występują w gazie ziemnym. Jednak wysokie temperatury, wytwarzane w płonącym gazie ziemnym bardzo wydajnie wytwarzają więcej NOx niż innych zanieczyszczeń. Z tego względu włożono wiele wysiłku, aby opracować palniki do spalania gazu ziemnego w sposób ograniczający emisję NOx. Ponadto opracowano różne technologie zapobiegające tworzeniu się NOx. Przykładem jest Oxy-fuel Technology, która wykorzystuje tlen zamiast powietrza w procesie spalania. Technologia ta ma tę niedogodność, że wymaga pieca z komorą topienia ze specjalnie przygotowaną wykładziną ognioodporną, ponieważ nie może

PL 211 875 B1 dojść do kontaktu z powietrzem. Zastosowanie tlenu powoduje również wytwarzanie płomienia o wysokiej temperaturze, ale przy braku azotu, wytwarzanie NOx jest drastycznie zredukowane.

Inną niedogodnością procesu oxy-fuel jest koszt samego tlenu. W celu obniżenia go, trzeba umieścić urządzenia wytwarzające tlen obok pieca, aby dostarczały wymagany tlen do procesu topienia.

Jednakże ciągły wzrost kosztów energii (głównie gazu ziemnego) zmusił głównych producentów szkła typu float do wprowadzenia dodawania opłat dla transportów szkła. Ceny gazu ziemnego zwiększyły się ponad 120% w tym roku (między innymi w Meksyku), znacznie powyżej wcześniejszych szacunków.

Osoby dobrze poinformowane w przemyśle szklarskim zgadzają się, że dystrybutorzy będą zmuszeni przyjrzeć się tym nowym dopłatom i najpewniej pogodzą się z nimi.

Biorąc pod uwagę dotychczasowy stan techniki, niniejszy wynalazek odnosi się do zastosowania różnych technologii do redukcji kosztu topienia, przy użyciu paliwa stałego, pochodzącego z resztek ropopochodnych z wież destylacyjnych, takich jak koks naftowy, w celu stosowania go do produkcji szkła w sposób nie zanieczyszczający środowiska.

Główną różnicą między tym rodzajem paliwa a olejem opałowym i gazem ziemnym jest fizyczny stan materii, ponieważ olej opałowy jest fazą ciekłą, gaz ziemny jest fazą gazową, podczas gdy, na przykład, koks naftowy jest stały. Olej opałowy i koks naftowy mają te same rodzaje zanieczyszczeń, ponieważ oba pochodzą z resztek z wieży destylacyjnej dla surowej ropy naftowej. Istotną różnicą jest ilość zanieczyszczeń, zawarta w każdym z nich. Koks naftowy jest wytwarzany w trzech rodzajach procesów, zwanych opóźnionym (delayed), płynnym (fluid) i elastycznym (flexi). Pozostałości z procesu destylacyjnego są umieszczane w bębnach, a następnie są ogrzewane do temperatury od 900 do 1000°F przez czas sięgający 36 godzin, w celu usunięcia pozostałych składników ulotnych. Składniki ulotne są odbierane z wierzchołków bębnów koksujących, a pozostały materiał w bębnach staje się twardą skałą, utworzoną w około 90 procentach z węgla oraz z pozostałych wszystkich zanieczyszczeń z użytej surowej ropy naftowej. Skała jest wydobywana z bębnów przy użyciu świdrów hydraulicznych i pomp wodnych.

Typowy skład koksu naftowego jest następujący: węgiel około 90%; wodór około 3%, azot od około 2% do 4%; tlen około 2%, siarka od około 0,05% do 6%, zaś inne około 1%.

Naftowe paliwa stałe są już stosowane w przemyśle cementowym i do generowania energii przy pomocy pary. Według firmy Pace Consultants Inc. zużycie koksu naftowego w roku 1999 do produkcji cementu i energii wynosiło od 40% do 14% odpowiednio.

W obu branżach spalanie koksu naftowego jest wykorzystywane w układzie bezpośredniego ognia, w którym atmosfera wytwarzana przez spalanie paliwa jest w bezpośrednim kontakcie z produktem. W przypadku produkcji cementu, potrzebny jest obrotowy piec, aby zapewnić profil termiczny wymagany przez produkt. W piecu obrotowym zawsze powstaje warstwa stopionego cementu uniemożliwiająca bezpośredni kontakt między gazami i płomieniami spalania z wykładzinami ogniotrwałymi pieca, dzięki czemu unika się powstawania w nich szoków termicznych. W tym przypadku, wyprażony produkt (cement) absorbuje gazy spalania, osłabiając działanie erozyjne i abrazyjne wanadu, SO3 i NOx na piec obrotowy.

Jednakże, na skutek występowania dużej zawartości siarki i wanadu, stosowanie koksu naftowego jako paliwa nie jest powszechne w przemyśle szklarskim, w wyniku jego negatywnego wpływu na strukturę wykładzin ogniotrwałych i na środowisko.

Przemysł szklarski stosuje różne rodzaje materiałów ogniotrwałych, przy czym większość z nich wykorzystuje do realizowania różnych funkcji, nie tylko tworzenia warunków termicznych, ale również jako rezystancji chemicznej i w celu przeciwdziałania erozji mechanicznej, wywoływanej przez zanieczyszczenia zawarte w paliwie kopalnym.

Używanie kopalnego paliwa jako głównego źródła energii powoduje wprowadzanie do pieca różnych metali ciężkich zawartych w paliwie, takich jak pięciotlenek wanadu, tlenek żelaza, tlenek chromu, kobalt, itd. Podczas spalania większość ciężkich metali wyparowuje, ze względu na niskie ciśnienie par tlenków metali i wysoką temperaturę pieca do topienia.

Charakterystyki chemiczne gazów spalinowych, usuwanych z pieca, są przeważnie kwaśne, ze względu na dużą zawartość siarki w paliwie kopalnym. Również pięciotlenek wanadu wytwarza kwaśny odczyn gazów spalinowych, tak jak siarka. Pięciotlenek wanadu jest jednym z metali, które stanowią przyczynę uszkodzeń wykładzin ogniotrwałych ze względu na kwaśny odczyn tego tlenku w stanie gazowym. Znane jest dobrze, że pięciotlenek wanadu silnie reaguje z tlenkiem wapnia, tworząc ortokrzemian dwuwapniowy w temperaturze 1275 stopni Celsjusza.

PL 211 875 B1

Ortokrzemian dwuwapniowy tworzy fazy merwinitu i montyczelitu, a na koniec forsterytu, który reaguje z pięciotlenkiem wanadu, tworząc wanadan trójwapniowy.

Jedynym sposobem redukcji uszkodzeń, wywoływanych w wykładzinach ogniotrwałych, jest zmniejszenie ilości tlenku wapnia w wykładzinie ogniotrwałej, w celu uniknięcia wytwarzania ortokrzemianu dwuwapniowego, który reaguje z pięciotlenkiem wanadu aż do uszkodzenia warstwy ogniotrwałej.

Z drugiej strony, główny problem, związany ze stosowaniem koksu naftowego, odnosi się do dużej zawartości siarki i wanadu, co ma negatywny wpływ na strukturę materiałów ogniotrwałych w piecu. Najważniejszą charakterystyką materiałów ogniotrwałych jest odporność na wysokie temperatury przez dłuższy czas. Ponadto muszą wytrzymywać nagłe zmiany temperatury, nie ulegać erozji w wyniku kontaktu ze stopionym szkłem, korozji w wyniku działania gazów i ścieraniu przez cząsteczki zawarte w atmosferze.

Wpływ wanadu na materiały ogniotrwałe był omawiany w różnych opracowaniach, np. Roy W. Brown i Karl H. Sandmeyer w pracy „Sodium Vanadate's effect on superstructure refractories (Wpływ wanadanu sodu na materiały ogniotrwałe nadbudowy), Część I i Część II, Glass Industry Magazine, wydania z listopada i grudnia 1978 r. W pracy tej autorzy opisali badania różnych odlewanych materiałów ogniotrwałych, które były dostosowane do przeciwdziałania wpływom wanadu i miały takie składy jak aluminium - cyrkon - krzem (AZS), aluminium alfa-beta, aluminium alfa i aluminium beta, które są powszechnie stosowane w nadbudowach zbiorników szklanych.

J. R. Mclaren i H. M. Richardson w pracy The action of Vanadium Pentoxide on Aluminum Silicate Refractories (Wpływ pięciotlenku wanadu na materiały ogniotrwałe z krzemianu aluminium) opisują szereg doświadczeń, w których wykonywano stożkowe deformacje w próbkach cegieł z zawartością aluminium 73%, 42% i 9%, przy czym każda próbka zawierała domieszki pięciotlenku wanadu samego lub w połączeniu z tlenkiem sodu lub tlenkiem wapnia.

Omówienie wyników skoncentrowane było na wpływie pięciotlenku wanadu, wpływie pięciotlenku wanadu z tlenkiem sodu i wpływie pięciotlenku wanadu z tlenkiem wapnia. Stwierdzono, że:

1. Mulit hamuje działanie pięciotlenku wanadu w temperaturach do 1700°C.

2. Nie stwierdzono powstawania związków krystalicznych lub stałych roztworów pięciotlenku wanadu i aluminium lub pięciotlenku wanadu i krzemu.

3. Pięciotlenek wanadu może działać jako mineralizator podczas odżużlania aluminiowo-krzemowych materiałów ogniotrwałych przez popiół olejowy, ale nie jest on głównym czynnikiem odżużlającym.

4. Związki o niskiej temperaturze topienia są tworzone między pięciotlenkiem wanadu a tlenkami sodu lub wapnia, szczególnie tlenku sodu.

5. W reakcjach między albo sodem, albo wanadanem wapnia a krzemianami aluminium, żużle o niskim punkcie topienia są tworzone bardziej w przypadku cegieł bogatych w krzem niż w przypadku cegieł bogatych w aluminium.

T. S. Busby i M. Carter w pracy The effect of SO3, Na2SO4 and V2O5 on the bonding minerals of basie refractories (Wpływ SO3, Na2SO4 i V2O5 na minerały wiążące głównych materiałów ogniotrwałych), Glass Technology, Vol. 20, kwiecień 1979, opisali badania pewnej liczby spineli i krzemianów, minerałów wiążących głównych materiałów ogniotrwałych, w atmosferze siarkowej między 600°C a 1400°C, zarówno z jak i bez dodawania Na2SO4 i V2O5. Stwierdzono, ż e część MgO lub CaO w tych minerałach zostało przekształcone na siarczany. Szybkość reakcji była większa w obecności Na2SO4 lub V2O5. Wyniki badań wskazywały, że CaO i MgO w głównych materiałach ogniotrwałych mogą być przekształcane na siarczany, jeśli są używane w piecu, w którym występuje siarka w gazach spalinowych. Wytwarzanie siarczanu wapniowego występuje w temperaturze niższej od 1400°C, zaś siarczanu magnezowego w temperaturze niższej od 1100°C.

Jednakże, jak opisano powyżej, wpływ wanadu na materiały ogniotrwałe wywołał wiele problemów w piecach szklarskich, które nie zostały całkowicie rozwiązane.

Inny problem, związany ze stosowaniem koksu naftowego, odnosi się do środowiska. Duża zawartość siarki i metali, takich jak nikiel i wanad, w gazach spalinowych, wywołana przez spalanie koksu naftowego, negatywnie wpływa na środowisko. Jednakże istnieją już konstrukcje służące do odsiarczania koksu naftowego o dużej zawartości siarki (ponad 5% wagowo). Na przykład, amerykański patent o numerze 4389388, który otrzymał Charles P. Goforth 21 lipca 1983, odnosi się do odsiarczania koksu naftowego. Koks naftowy jest przetwarzany w celu redukcji zawartości siarki. Mielony koks jest poddawany działaniu gorącego wodoru w warunkach podwyższonego ciśnienia przez około 2 do 50 sekund. Odsiarczony koks może być stosowany w metalurgii lub energetyce.

PL 211 875 B1

Amerykański patent o numerze 4857284, który otrzymał Rolf Hauk 15 sierpnia 1989, odnosi się do procesu usuwania siarki z gazów spalinowych z redukcyjnego pieca szybowego. W patencie opisano nowatorski proces usuwania siarki, zawartej w gazowych związkach przez absorpcję z przynajmniej części gazów spalinowych z redukcyjnego pieca szybowego dla rudy żelaza. Gazy spalinowe są początkowo czyszczone w płuczce wieżowej i chłodzone, po czym poddawane są odsiarczaniu, przy czym materiałem absorbującym siarkę jest część żelaza gąbczastego, wytwarzanego w redukcyjnym piecu szybowym. Odsiarczanie jest wykonywane korzystnie w temperaturze w zakresie od 30°C do 60°C. Korzystnie jest wykonywane na CO2 oddzielonym od gazu wielkopiecowego, zaś część gazu wielkopiecowego jest wykorzystywana jako gaz transportowy.

Amerykański patent o numerze 4894122, który uzyskał Arturo Lazcano-Navarro i in., 16 stycznia 1990 r., odnosi się do procesu odsiarczania resztek z destylacji ropy naftowej w postaci cząsteczek koksowych, mających początkową zawartość siarki większą niż około 5% wagowo. Odsiarczanie jest wykonywane przy pomocy ciągłego procesu elektro-termicznego, opartego na licznych, połączonych kolejno, złożach fluidalnych, do których cząsteczki koksu są kolejno wprowadzane. Konieczne generowanie ciepła w celu odsiarczania cząsteczek koksu jest uzyskiwane przez zastosowanie cząsteczek koksu jako oporu elektrycznego w każdym złożu fluidalnym przez użycie pary elektrod zanurzonych w fluidalnych cząsteczkach koksu i przepuszczenie prądu elektrycznego przez elektrody i przez fluidalne cząsteczki koksu. Ostatnie złoż e fluidalne bez elektrod jest użyte do ochłodzenia odsiarczonych cząsteczek koksu po obniżeniu zawartości siarki do mniej niż około 1% wagowo.

Amerykański patent o numerze 5259864, który uzyskał Richard B. Greenwalt 9 listopada 1993 r., odnosi się do sposobu zarówno usuwania szkodliwego dla środowiska materiału, zawierającego koks naftowy oraz zawarte w nim siarkę i ciężkie metale jak i dostarczania paliwa do procesu wytwarzania ciekłych półproduktów z żelaza lub stali i do odtleniania gazu w generatorze gazu wytopowego, mającym górne zakończenie do doprowadzania paliwa, zakończenie do usuwania gazu redukcyjnego, dolne zakończenie dla gromadzenia ciekłego metalu i żużla oraz środki umożliwiające doprowadzanie materiału zawierającego żelazo do generatora gazu wytopowego; doprowadzanie koksu naftowego do generatora gazu wytopowego przez górne zakończenie do doprowadzania paliwa; wdmuchiwanie gazu zawierającego tlen do koksu naftowego w celu tworzenia przynajmniej pierwszego złoża fluidalnego z cząsteczek koksu z koksu naftowego; doprowadzanie materiału zawierającego żelazo do generatora gazu wytopowego przez środki do doprowadzania, doprowadzenie do reakcji koksu naftowego, tlenu i rozdrobnionego materiału zawierającego żelazo w celu spalenia większej części koksu naftowego w celu wytworzenia gazu redukcyjnego i ciekłych półproduktów z żelaza lub stali, zawierających ciężkie metale uwolnione w wyniku spalania koksu naftowego i żużla, zawierającego siarkę uwolnioną w wyniku spalania koksu naftowego.

Dodatkowym czynnikiem, który trzeba brać pod uwagę w przemyśle szklarskim jest kontrola zanieczyszczenia środowiska, a głównie zanieczyszczenie powietrza. Piec do topienia wprowadza ponad 99% zarówno cząsteczkowych jak i gazowych zanieczyszczeń do całkowitej emisji z fabryki szkła. Gazy odlotowe z pieców do topienia szkła zawierają głównie dwutlenek węgla, azot, parę wodną, tlenki siarki i tlenki azotu. Gazy odlotowe, usuwane z pieców do topienia, obejmują głównie gazy spalinowe, wytwarzane przez paliwa i gazy wytwarzane przy topieniu wsadu, których skład, z kolei, zależny jest od reakcji chemicznych zachodzących w tym czasie. Gazy wsadowe z pieców ogrzewanych wyłącznie płomieniami stanowią od 3 do 5% całkowitej objętości gazu.

Proporcje zawartości poszczególnych związków zanieczyszczających powietrze w paliwowym gazie odlotowym zależą od rodzaju spalanego paliwa, jego wartości grzewczej, temperatury atmosfery spalania, konstrukcji palnika, konfiguracji płomienia i ilości dostarczanego powietrza. Tlenki siarki w gazach odlotowych z pieców do topienia szkł a pochodzą z zuż ytego paliwa, jak również z topionych wsadów.

Różne mechanizmy zostały zaproponowane w celu usuwania tlenków metali, na przykład, w postaci wodorotlenków. W każ dym przypadku wiadomo, na podstawie analizy chemicznej rzeczywistej, rozdrobnionej materii, że ponad 70% materiału jest związkami sodu, około 10% do 15% jest związkami wapnia, a reszta zawiera głównie magnez, żelazo, krzem i aluminium.

Innym ważnym problemem związanym z piecem do topienia szkła jest emisja SO2. Emisja SO2 jest funkcją ilości siarki, wprowadzanej w surowcach i w paliwie. W czasie ogrzewania pieca, na przykład, przy zwiększaniu poziomu produkcji, emitowana jest duża ilość SO2. Szybkość emisji SO2 waha się od około 2,5 funta na tonę stopionego szkła do około 5 funtów na tonę. Koncentracja SO2 w gazach odlotowych jest ogólnie w zakresie 100 do 300 ppm przy topieniu przy pomocy gazu ziemnego.

PL 211 875 B1

Przy stosowaniu paliwa o dużej zawartości siarki, emisja SO2 rośnie w przybliżeniu o 4 funty SO2 na tonę szkła na każdy 1% zawartości siarki w paliwie.

Z drugiej strony, tworzenie NOx w wyniku procesów spalania był o badane i opisywane przez licznych autorów (J. Zeldovich, The oxidation of Nitrogen in Combustion and explosions (Utlenianie azotu w czasie spalania i eksplozji). Acta Physiochem. 21(4) 1946; J. B. Edwards, The formation and emissions of trace species (Tworzenie i emisja substancji śladowych), Ann Arbor Scence Publishers, 1974, str. 39). Procesy te były analizowane również przez Emissions standards Division, Office of Air Quality Planning and Standards, USEPA, w raporcie NOx Emissions from glass manufacturing (Emisja NOx przy produkcji szkła), uwzględniającym prace Zeldovicha o homogenicznym tworzeniu NOx oraz prace Edwardsa, zawierające równania utworzone na podstawie doświadczeń. Zeldovich opracował stałe szybkości powstawania NO i NO2 w wysokotemperaturowych procesach spalania.

Na koniec, w normalnych warunkach roboczych, kiedy płomienie są odpowiednio wyregulowane i piec ma dość powietrza do spalania w gazach odlotowych znajduje się bardzo mał o CO lub innych resztek z niekompletnie spalonego paliwa kopalnego. Koncentracja tych składników gazu jest mniejsza niż 100 ppm, prawdopodobnie mniejsza niż 50 ppm, przy szybkości wytwarzania mniejszej niż 0,2%/tonę. Kontrolowanie zawartości tych zanieczyszczeń sprowadza się po prostu do właściwej konfiguracji spalania.

Techniki redukcji emisji gazowych są w zasadzie ograniczone do właściwego doboru spalanego paliwa i surowców, jak również do odpowiedniej konstrukcji i obsługi pieca. Amerykański patent o numerze 5053210, który uzyskał Michael Buxel i in. 1 października 1991 r., opisuje sposób i urządzenie do oczyszczania gazów, w szczególności do odsiarczania i eliminacji NOx z gazów spalinowych przez wielostopniową adsorpcję i reakcję katalityczną w przepływie grawitacyjnym ruchomych złóż granulowanych materiałów zawierających węgiel, poddawanych działaniu przeciwnego strumienia gazu, przy czym przynajmniej dwa ruchome złoża są przetwarzane kolejno na drodze gazu, tak że eliminacja NOx ma miejsce w drugim lub następnym złożu ruchomym. W przypadku gdy duże ilości gazu spalinowego z przemysłowych pieców muszą być oczyszczane, negatywny wpływ na oczyszczanie ma powstawanie strumieni gazu o różnych koncentracjach dwutlenku siarki. Niedogodność ta jest wyeliminowana w ten sposób, ż e oczyszczone gazy spalinowe, opuszczające pierwsze ruchome złoże i mające lokalnie zmienny gradient koncentracji dwutlenku siarki, są poddawane powtórnemu mieszaniu przed dodaniem amoniaku jako reagenta, służącego do eliminacji NOx.

Amerykański patent o numerze 5636240, który uzyskał Jeng-Syan i in. 3 lipca 1997 r., odnosi się do procesu i do urządzenia do kontroli zanieczyszczenia powietrza w piecu szklarskim, stosowanych w wylocie gazu odlotowego z pieca, obejmujących przepuszczanie gazu odlotowego przez natryskową wieżę neutralizującą w celu usunięcia siarczanów z gazu odlotowego przez natrysk absorbentu (NaOH) w celu redukcji nieprzezroczystości gazu wylotowego i użycie pneumatycznego urządzenia do wprowadzania proszku w celu okresowego wprowadzania lotnego popiołu lub wodorotlenku wapnia na drodze między neutralizacją typu natryskowego a stacją filtrów workowych w celu utrzymywania normalnego działania worków filtrujących w stacji.

Na koniec, w celu spalania sproszkowanego lub pyłowego koksu naftowego, należy opracować specjalną konstrukcję palnika. Ogólnie mówiąc energia zapłonu jest dostarczana do palnej mieszaniny powietrza i paliwa w celu uzyskania zapłonu płomienia palnika. Opracowano pewne układy palników w celu spalania sproszkowanego paliwa, takiego jak węgiel lub koks naftowy.

Zgłoszenie PCT/EP83/00036, które zarejestrował Uwe Wiedemann i inni, opublikowane 1 września 1983 r, opisuje palnik dla sproszkowanych, gazowych i/lub płynnych paliw. Palnik ten ma komorę zapłonu ze ścianką, która jest otwierana i ma symetrię obrotową, jak również zawiera rurę wylotową. W środku ścianki komory usytuowany jest wlot rury doprowadzającej strumień paliwa, jak również doprowadzenie powietrza, otaczające wspomniany wlot w celu wytwarzania wiru powietrza spalania, który powoduje, wewnątrz komory zapłonu, gorący strumień recyrkulacyjny, mieszający strumień paliwa i ogrzewający go do temperatury zapłonu. Ilość powietrza w wirze, dostarczana do komory zapłonu, jest tylko częścią potrzebnego powietrza spalania. W rejonie między ścianką komory a rurą wylotową znajduje się druga rura odbiorcza, przez którą może być wprowadzana do komory zapłonu dodatkowa ilość powietrza spalania, które jest całkowicie lub częściowo wymieszane ze strumieniem paliwa. Ilość powietrza spalania, uczestniczącego w komorze zapłonu w postaci mieszaniny z paliwem (a zatem powodująca zapłon i zainicjowanie spalania), jest regulowana tak, aby nie przekraczała 50% potrzebnego do spalania powietrza. Przez połączenie wszystkich wymienionych założeń, opracowany został palnik, który jest szczególnie dostosowany do wytwarzania ciepła w procesie przemysłowym

PL 211 875 B1 i który zapewnia, przy pośrednich i zmiennych wielkościach energii, stabilny zapł on, dostarczają c do komory spalania płomień o wydłużonym i cienkim kształcie, a zatem o małym radialnym odchylaniu cząsteczek.

Amerykański patent o numerze 4412810, który uzyskał Akira Izuha i in. 1 listopada 1983 r., odnosi się do palnika sproszkowanego węgla, który może realizować spalanie w stanie stabilnym z redukcją ilości NOx, CO i nie spalonego węgla, powstających w wyniku spalania.

Amerykański patent o numerze 4531461, który uzyskał William H. Sayler 30 lipca 1985 r., odnosi się do układu do proszkowania i spalania paliwa stałego, takiego jak węgiel lub inne paliwo kopalne i do spalania takiego sproszkowanego paliwa, tworzącego zawiesinę w strumieniu powietrza, głównie w połączeniu z przemysłowymi piecami, takimi jak piece użyte do ogrzewania kotłów do przetwarzania gipsu i piece metalurgiczne.

Amerykański patent o numerze 4602575, który uzyskał Klaus Grethe 29 lipca 1986 r., odnosi się do sposobu spalania pyłu koksu naftowego w płomieniu palnika, zawierającego wewnętrzną strefę intensywnej recyrkulacji. Pył koksu naftowego jest dostarczany do rejonu strefy intensywnej recyrkulacji, która zapewnia energię zapłonu dla pyłu koksu naftowego, przeznaczonego do spalenia. Jednakże patent ten opisuje, że, zależnie od sposobu przetwarzania surowej ropy naftowej, koks naftowy może zawierać szkodliwe materiały, takie jak wanad, który nie tylko tworzy korozyjne związki podczas spalania w generatorach pary, ale ponadto silnie zanieczyszcza środowisko po opuszczeniu generatora pary z gazem odlotowym.

Sugeruje, że przy stosowaniu tego palnika można uniknąć negatywnych efektów przez dodawanie do spalania substancji wiążących wanad w dodatkowej ilości powietrza.

Inną konstrukcję palników węgla przedstawiono w amerykańskim patencie o numerze 4924784, który uzyskał Dennis R. Lennon i in., 15 maja 1990 r., który odnosi się do spalania sproszkowanego węgla rafinowanego rozpuszczalnikami w palniku dla kotła lub podobnego urządzenia.

Na koniec, amerykański patent o numerze 5829367, który uzyskał Hideaki Ohta i in. 3 listopada 1998 r., odnosi się do palnika do spalania sproszkowanej mieszaniny węgla wzbogaconego i ubogiego, który ma zredukowaną wysokość pł yty palnika i uproszczon ą ogólnie konstrukcję . Palniki są przeznaczone do pieców kotłowych lub do pieców w przemyśle chemicznym.

Jak opisano powyżej, konstruktorzy skupili się na ograniczaniu zanieczyszczeń wywoływanych przez koks naftowy, głównie przez odsiarczanie lub oczyszczanie koksu.

Z drugiej strony, chociaż koks naftowy jest już stosowany w innych branżach, w pewnych przypadkach ten sam produkt absorbuje zanieczyszczające gazy, jak również przeciwdziała erozji i abrazji, wywoływanym w piecu przez wanad (patrz przemysł cementowy).

W każdym przypadku problemy zanieczyszczeń i ich rozwiązywanie zależ y od specyfiki danego przemysłu. Piece poszczególnych branż różnią się właściwościami termicznymi i problemami z emisją zanieczyszczeń, wykorzystują różne materiały ogniotrwałe, które również wpływają na zużycie energii i jakość produktu, mają róż ne konstrukcje i produkty działania.

Mimo powyższych uwag, w przemyśle szklarskim nie przewidywano dotąd spalania koksu naftowego do topienia surowców do produkcji szkła, biorąc pod uwagę opisane powyżej wszystkie czynniki, takie jak zanieczyszczenie środowiska oraz duża zawartość siarki i wanadu, które mają negatywny wpływ na strukturę materiałów ogniotrwałych w piecach i stwarzają poważne problemy związane z ochroną ś rodowiska.

Biorąc pod uwagę wszystkie opisane powyżej procesy, niniejszy wynalazek odnosi się do stosowania taniego, stałego paliwa z resztek po destylacji ropy naftowej (koksu naftowego) do produkcji komercyjnego szkła w bezpieczny dla środowiska sposób, redukując ryzyko uszkodzenia materiałów ogniotrwałych pieca do topienia szkła i redukując emisję zanieczyszczeń do atmosfery. Paliwo stałe, jak opisano we wskazanych pracach, nie było brane pod uwagę do topienia materiałów szklarskich, ze względu na związane z tym, opisane problemy.

Do stosowania niniejszego wynalazku opracowano urządzenie do doprowadzania i spalania koksu naftowego, w celu uzyskania efektywnego spalania. Wynalazek analizuje również układ regulowania emisji zanieczyszczeń, który jest usytuowany za piecem, w celu oczyszczania gazów spalinowych, dzięki czemu unika się emisji zanieczyszczeń z paliwa, takich jak SOx, NOx i cząsteczek stałych. Przez integrację opracowanego urządzenia, wybranie odpowiedniej konfiguracji urządzenia i układów, można stosować tanie paliwo, wytwarzać komercyjnie szkło i generować gazy spalinowe, które spełniają normy zanieczyszczenia środowiska.

PL 211 875 B1

Zgodnie z powyższym, niniejszy wynalazek dostarcza konstrukcję kilku układów włączonych w jeden proces w celu produkcji komercyjnego szkła w piecu szklarskim typu zawieraj ą cego boczne porty. Zatem, w piecu do topienia szkła tego typu, sproszkowane paliwo, złożone z węgla, siarki, azotu, wanadu, żelaza i niklu, jest spalane w celu topienia surowców szklarskich, w celu wytwarzania tafli szkła lub pojemników. Środki do dostarczania sproszkowanego paliwa są umieszczone przynajmniej w palniku, który jest usytuowany przy każ dym z licznych pierwszych i drugich bocznych portów rejonu topienia szkła we wspomnianym piecu do topienia szkła, w celu spalania sproszkowanego paliwa podczas cykli topienia szkła, przy czym wspomniany piec do topienia szkła zawiera środki ogniotrwałe w regeneracyjnych komorach pieca do topienia szkł a w celu hamowania erozyjnego działania stopionego szkła, korozyjnego działania gazów spalania i abrazyjnego działania cząsteczek w atmosferze, powstałych w wyniku spalania wspomnianego sproszkowanego paliwa w piecu. Na koniec, są również środki do regulowania zanieczyszczenia powietrza, usytuowane w wylocie gazu odlotowego, powstającego po spaleniu sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła, przy czym wspomniane środki do regulowania zanieczyszczenia powietrza redukują emisję związków siarki, azotu, wanadu, żelaza i niklu do atmosfery.

Ponadto, w celu redukcji lub uniknięcia ewentualnego uszkodzenia tlenku magnezu, wymagane jest stosowanie 98-procentowego tlenku magnezu, przy czym czystość surowców do wykonania materiału ogniotrwałego zmniejsza ilość tlenku wapnia obecnego w materiale i hamuje tworzenie fazy ciekłej. Materiały ogniotrwałe, aby ich zanieczyszczenia były otoczone przez tlenek magnezu, muszą być spiekane w wysokich temperaturach tworzących ceramiczne wiązania w głównym materiale.

Główny materiał ogniotrwały, zawierający 98% lub więcej tlenku magnezu, jest najczęściej stosowany w górnych warstwach komór regeneracyjnych pieców szklarskich. Innym przykładem materiałów ogniotrwałych, które mogą być użyte w komorach regeneracyjnych lub górnych kratownicach regeneratora, są wylewane stopione materiały zawierające cyrkon, krzem i aluminium, które mają kwaśny odczyn, podobnie jak pięciotlenek wanadu, redukując możliwość uszkodzenia materiałów ogniotrwałych.

Właściwy wybór materiału ogniotrwałego w piecu szklarskim może zredukować wpływ zanieczyszczeń zawartych w paliwie kopalnym, co wynika z analizy termodynamicznej i składu chemicznego zanieczyszczeń i związków chemicznych, tworzących materiały ogniotrwałe.

Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie sposobu i układu do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła, do doprowadzania i spalania sproszkowanego koksu naftowego i zapewniających redukcję kosztów topienia szkła.

Innym celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie sposobu i układu do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa, które zawiera węgiel, siarkę, azot, wanad, ż elazo i nikiel w piecu do topienia szkła, które redukują emisję zanieczyszczeń wytwarzanych podczas spalania sproszkowanego paliwa w celu oczyszczania gazów spalinowych i redukcji emisji zanieczyszczeń ze sproszkowanego paliwa, takich jak SOx, NOx i cząsteczki stałe, przy czym redukcja emisji zanieczyszczeń jest realizowana po spaleniu sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła.

Ponadto uzyskano to, że mieszanina sproszkowanego paliwa i powietrza pierwotnego lub gazu jest doprowadzana z dużą prędkością do każdego palnika.

W sposobie i układzie według wynalazku wykorzystano specjalne materiały ogniotrwałe do konstrukcji komór pieca do topienia szkła w celu zmniejszenia erozji i abrazji, wywoływanych przez spalanie wspomnianego sproszkowanego paliwa, szczególnie w wyniku działania V2O5.

W sposobie i układzie według wynalazku uzyskano to, że sproszkowane paliwo jest wprowadzane bezpośrednio do pieca w stosunku paliwa do powietrza takiego, że powietrza jest o około 16% więcej w stosunku do powietrza stechiometrycznego.

Ponadto w sposobie i układzie według wynalazku mogą również być jednocześnie zmieszane z dwoma lub trzema rodzajami paliwa. Szereg palników moż e zostać rozmieszczonych w komorze topienia w celu niezależnego spalania koksu naftowego, gazu lub oleju opałowego.

Innym celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie sposobu i układu do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła, przy czym sproszkowane paliwo jest doprowadzane przy pomocy środków pneumatycznych przy podwyższonym stosunku części stałych do powietrza.

Sposób doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła typu zawierającego rejon topienia szkła wyłożony materiałem ogniotrwałym oraz wiele palników związanych z uszczelPL 211 875 B1 nionymi regeneratorami w piecu do topienia szkła działającymi jako wymienniki ciepła i w którym jako sproszkowane paliwo stosuje się koks naftowy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że układem dozowania stałego paliwa dozuje się regulowany i kontrolowany przepływ mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza albo gazu pod ciśnieniem dla transportu pneumatycznego, przechowuje się sproszkowane paliwo w układzie dozowania stałego paliwa, przesyła się sproszkowane paliwo z układu dozowania stałego paliwa przynajmniej do jednej głównej rury, miesza się sproszkowane paliwo z pierwszym strumieniem powietrza lub gazu i wytwarza się mieszaninę sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu, którą to mieszaninę sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu kieruje się do głównej rury, z gł ównej rury mieszaninę sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu doprowadza się w sposób regulowany i kontrolowany do każdego z wielu palników w obszarze topienia szkła pieca do topienia szkła, dla uzyskania działania palników naprzemiennie w trybach spalania i niespalania, równocześnie doprowadza się drugi strumień powietrza lub gazu dostarczony przez drugą główną rurę razem z mieszaniną sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu do każdego z palników i prowadzi się tryb spalania w piecu to topienia szk ł a, spala się sproszkowane paliwo za pomocą palników w rejonie topienia szkła pieca do topienia szkła, wytwarza się płomień spalania o wysokiej wydajności cieplnej i przeprowadza się kontrolowane grzanie dla stopienia szkła oraz przeciwdziała się erozji i abrazji wywołanymi przez sproszkowane paliwo w szkle i w piecu do topienia szkła za pomocą materiałów ogniotrwałych wybranych z grupy składającej się z lanego materiału ogniotrwałego z cyrkonu - krzemu -aluminium, tlenku magnezu, magnezji, krzemianu cyrkonu i ich mieszanin.

Korzystnie w etapie mieszania sproszkowanego paliwa rozprowadza się mieszaninę sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu w co najmniej dwóch rurach dystrybucyjnych doprowadzając mieszaninę sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu do poszczególnych palników w naprzemiennie działającym trybie.

Korzystnie w etapie mieszania sproszkowanego paliwa zawraca się strumień mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu z głównej rury do układu dozowania gdy prowadzi się w palnikach naprzemiennie działający tryb.

Korzystnie stosuje się materiał ogniotrwały zawierający co najmniej 98% wagowych tlenku magnezu.

Korzystnie stosuje się materiał ogniotrwały zawierający około 80% wagowych magnezu i około 20% wagowych krzemianu cyrkonu.

Układ doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła typu zawierającego rejon topienia szkła wyłożony materiałem ogniotrwałym oraz wiele palników związanych z uszczelnionymi regeneratorami w piecu do topienia szkła działającymi jako wymienniki ciepła, przy czym sproszkowane paliwo stanowi koks naftowy według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej układ dozowania do dozowania regulowanego i dokładnie kontrolowanego strumienia mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu pod ciśnieniem dla transportu pneumatycznego, co najmniej jedną główną rurę połączoną z układem dozowania dla przesyłania sproszkowanego paliwa z układu dozowania do co najmniej jednej głównej rury, kompresor powietrza i zbiornik powietrza do mieszania sproszkowanego paliwa z pierwszym strumieniem powietrza lub gazu dla wytworzenia mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza albo gazu przekazywanej do głównej rury pierwszy układ rur i zaworów kulowych do regulowania przesyłania w sposób kontrolowany mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu z głównej rury do każdego z wielu palników w rejonie topienia szkła pieca do topienia szkła dla działania palników naprzemiennie w trybach spalania i niespalania, drugi układ rur do doprowadzania równoczesnego drugiego strumienia powietrza lub gazu razem z mieszaniną sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu do każdego z palników i prowadzenia trybu spalania w piecu do topienia szkła i zawiera też materiały ogniotrwałe do przeciwdziałania erozji i abrazji wytwarzanych przez spalanie sproszkowanego paliwa w szkle i w piecu do topienia szkła i wybrane z grupy składającej się z lanego materiału ogniotrwałego z cyrkonu - krzemu - aluminium, tlenku magnezu, magnezji, krzemianu cyrkonu i ich mieszanin.

Korzystnie układ dozowania do dostarczania mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza z każdej głównej rury zawiera czterodrożne rury do kierowania mieszaniny sproszkowanego paliwa

PL 211 875 B1 i powietrza do co najmniej dwóch rur wylotowych do dostarczania mieszaniny sproszkowanego paliwa i pierwotnego powietrza do każdego palnika w piecu do topienia szkła w naprzemiennym trybie działania.

Korzystnie układ dozowania do dostarczania mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza z każdej głównej rury zawiera rury powrotne do zawracania strumienia mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza albo gazu z głównej rury do układu dozowania gdy jest prowadzony naprzemienny tryb działania w palnikach.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy przykładu wykonania według wynalazku, obejmujący głównie: układ (A) do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa przynajmniej w palniku pieca do topienia szkła; środki ogniotrwałe (C) o różnych kształtach, tworzące ścianki i podłogę pieca do topienia szkła w celu hamowania erozyjnego działania stopionego szkła, korozyjnego działania gazów spalania i abrazyjnego działania cząsteczek w atmosferze, wytwarzanych przez spalanie wspomnianego sproszkowanego paliwa w piecu i układ (C) do kontroli zanieczyszczenia środowiska, służący do kontrolowania zanieczyszczenia powietrza w wylocie gazu odlotowego po spaleniu sproszkowanego paliwa w piecu, fig. 2 przedstawia inny schemat blokowy pierwszego przykładu wykonania układu do doprowadzania i spalania koksu naftowego, według wynalazku, fig. 3 przedstawia w widoku z góry piec do topienia szkła typu regeneracyjnego, fig. 4 przedstawia schematycznie przekrój wzdłużny pieca przedstawionego na fig. 1, fig. 5 przedstawia schemat układu do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa, według wynalazku, fig. 6 przedstawia w przekroju poprzecznym układ do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w połączeniu z piecem do topienia szkła typu regeneracyjnego, fig. 7 przedstawia detale konstrukcji palnika do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa, według wynalazku, fig. 8 przedstawia w widoku z boku palnik z fig. 7, w korzystnym przykładzie wykonania palnika do doprowadzania i spalania sproszkowanego koksu naftowego, według wynalazku, fig. 9 przedstawia w widoku od przodu palnik z fig. 8, fig. 10 przedstawia szczegółowy widok pionowego przekroju palnik z fig. 8, fig. 11 przedstawia widok z góry wzdłuż linii A-A z fig. 10, pokazujący palnik z dwiema dyszami wylotowymi, zaś fig. 12 przedstawia w innym widoku z góry, pokazującym palnik według drugiego przykładu wykonania, z jedną dyszą wylotową.

Poniżej opisano wynalazek w oparciu o przykład wykonania, przy czym te same części są oznaczone tymi samymi oznacznikami liczbowymi. Na fig. 1 pokazano schemat blokowy przykładu wykonania niniejszego wynalazku, obejmującego głównie: układ do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa przynajmniej w palniku A pieca do topienia szkła typu zawierającego boczne porty, jak zostanie opisane później. Środki ogniotrwałe B, wykonane w różnych kształtach, tworzą ścianki i podłogę komór regeneracyjnych pieca do topienia szkła, przy czym środki ogniotrwałe są wykonane z materiału zawierającego przynajmniej 98% tlenku magnezu. Czystość surowców do wykonania środków ogniotrwałych redukuje ilość tlenku wapnia w materiale i hamuje powstawanie fazy stopionej. Materiały ogniotrwałe, aby ich zanieczyszczenia były otoczone przez tlenek magnezu, muszą być spiekane w wysokich temperaturach, wytwarzających ceramiczne wiązania w głównym materiale. Inne materiały, które mogą być używane w górnych kratach regeneratora lub komorach regeneracyjnych, gdzie temperatury sięgają 1350 do 1450°C, są wykonane ze stopionych, wylewanych materiałów zawierających cyrkon, krzem i aluminium, które mają kwaśny odczyn podobnie jak pięciotlenek wanadu, redukując możliwość uszkodzenia materiałów ogniotrwałych. Inne materiały ogniotrwałe, które mogą być używane, są wybrane spośród materiałów zawierających około 80% magnezji i około 20% krzemianu cyrkonu. Wspomniane materiały są stosowane w celu przeciwdziałania erozji przez stopione szkło, korozji przez gazy spalinowe i abrazji przez cząsteczki w atmosferze, wytwarzane przez spalanie sproszkowanego paliwa (koksu naftowego) w piecu. Na koniec, jest wymagany układ do przeciwdziałania zanieczyszczeniu środowiska C w celu kontrolowania zanieczyszczenia powietrza w wylocie gazu odlotowego, po spaleniu sproszkowanego paliwa w piecu.

Zgodnie z fig. 2, układ do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa A jest połączony z każdym palnikiem 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g i 48h, jak również z każdym palnikiem 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g i 50h (patrz fig. 3 i 5) w celu doprowadzania i spalania sproszkowanego koksu naftowego wewnątrz pieca do topienia szkła. Układ do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa A obejmuje układ dozowania D, służący do dozowania sproszkowanego koksu naftowego i układ spalania E, służący do spalania sproszkowanego koksu naftowego wewnątrz pieca do topienia szkła. Układ dozowania D może być zasilany przez układ do doprowadzania i transportu sproszkowanego koksu naftowego F, znany już w danej branży.

PL 211 875 B1

Układ do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa A zostanie teraz opisany w odniesieniu do fig. 3 do fig. 5, przy czym fig. 3 i 4 przedstawiają schematycznie piec do topienia szkła typu regeneracyjnego, który zawiera komorę topienia 10, komorę rafinacji 12, komorę kondycjonowania 14 i przewężenie 16 między komorą rafinacji 12 a komorą kondycjonowania 14. W przednim zakończeniu 18 komora rafinacji 12 zawiera szereg połączeń 20 z zasilaczem, przez które stopione szkło jest usuwane z komory rafinacji 12. Tylne zakończenie 22 komory topienia 10 zawiera kieszeń zasypową 24, przez którą materiały, z których wykonywane jest szkło, są wprowadzane przy pomocy dozownika wsadów 26. Para regeneratorów 28, 30 jest usytuowana z każdego boku komory topienia 10. Regeneratory 28 i 30 są wyposażone w komorę regeneratora gazu 36 i komorę regeneratora powietrza 38. Obie komory 36 i 38 są połączone z dolną komorą 40, która jest połączona za pomocą przepustnic 42 z tunelem 44 i kominem 46 dla gazów odlotowych. Palniki 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g i 48h, jak również palniki 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g i 50h, są rozmieszczone przy każdym porcie 32, 34, w przewężeniu 52, 54 każdego z portów spalania 32, 34 w celu spalania paliwa, takiego jak gaz ziemny, koks naftowy lub inny typ paliwa, stosowanego w piecu do topienia szkła.

Zatem, kiedy materiały do produkcji szkła są wprowadzane przez kieszeń zasypową 24 na bliższym końcu komory topienia 10, to szkło jest topione przez palniki 48a - 48h, 50a - 50h i płynie do przodu, aż całkowicie stopione, przepłynie z komory topienia 10 do komory kondycjonowania 14. Podczas pracy pieca, regeneratory 29, 30 są przełączane naprzemiennie między generowaniem powietrza spalania a pobieraniem gazów odlotowych. Co 20 lub 30 minut, zależnie od konstrukcji pieca, droga płomienia szeregu palników (48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h), (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h) jest odwracana. Zatem uzyskiwany w efekcie płomień i produkty wytwarzane w spalaniu w każdym palniku (48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h), (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h) unoszą się nad powierzchnią stopionego szkła i przekazują ciepło do szkła w komorze topienia 10 i w komorze rafinacji 12.

Zgodnie z fig. 5 i 6, układ do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa A w piecu do topienia szkła zawiera w pierwszym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku pierwsze silosy magazynowe 56 i 58, służące do przechowywania sproszkowanego koksu naftowego lub paliwa innego typu, przeznaczonego do użycia w piecu do topienia szkła. Silosy magazynowe 56, 58 są napełniane z wagonów lub pociągów 60 za pomocą pierwszej rury wejściowej 62, umieszczonej między pociągiem 60 a silosem 56, 58. Pierwsza główna rura 62 ma pierwsze rury boczne 64, 66, które są połączone odpowiednio z silosami 56, 58, w celu ich napełnienia. Zawory 68, 70 są umieszczone w każdej pierwszej rurze bocznej 64 i 66 w celu regulowania napełniania silosów 56, 58. Silosy 56, 58 są napełniane przy pomocy efektu próżniowego wywoływanego przez pompę próżniową 70 przy pomocy pierwszej rury wyjściowej 72. Pierwsza rura wyjściowa 72 ma drugie rury boczne 74, 76, połączone z każdym silosem 56, 58. Zawory 78, 80 są umieszczone w każdej drugiej rurze bocznej 74 celu regulowania efektu próżniowego, wywoływanego przez pompę próżniową 70 w celu napełnienia silosów 56, 58.

Na dnie każdego silosu 56, 58 umieszczona jest stożkowa sekcja 82, 84 i grawimetryczny układ doprowadzania koksu 86, 88 w celu prowadzenia fluidyzacji koksu i w celu zapewnienia stałego przepływu sproszkowanego koksu do drugiej rury wylotowej 90, gdzie sproszkowany materiał jest kierowany do układu dozowania stałego paliwa SD-5, SD-6 i SD-7. Druga rura wylotowa 90 zawiera trzecie rury boczne 92, 94 połączone z dnem każdej sekcji stożkowej 82, 84 każdego silosu 56, 58. Zawory 96, 98 są umieszczone w każdej trzeciej rurze bocznej 92, 94 w celu regulowania przepływu sproszkowanego koksu naftowego do drugiej rury wylotowej 90.

Odnośnie układu dozowania D sproszkowanego koksu naftowego według wynalazku, sproszkowany koks naftowy jest dostarczany do każdego układu dozowania stałego paliwa SD-5, SD-6 i SD-7 przez drugą rurę wylotową 90. Czwarte rury boczne 100, 102 i 104 są dołączone do drugiej rury wylotowej 90, w celu transportu sproszkowanego koksu z pierwszych silosów lub zbiorników 56 i 58 do układu dozowania stałego paliwa SD-5, SD-6 i SD-7. Każdy układ dozowania stałego paliwa SD-5, SD-6 i SD-7 zawiera drugi zestaw zbiorników 106, 108, 110. Drugi zestaw silosów 106, 108, 110 zawiera stożkowe sekcje 112, 114, 116, grawimetryczne układy dozowania koksu 118, 120, 122, układy napowietrzania 124, 126, 128, zasilacze 130, 132, 134 i filtry 136, 138 i 140, w celu przesyłania stałego strumienia sproszkowanego koksu do każdego z palników 48f, 48g, 48h i palników 50f, 50g i 50h, jak zostanie opisane poniżej.

Pneumatyczny kompresor powietrza 142 i zbiornik powietrza 144 są dołączone za pomocą drugiej głównej rury 146. Pierwsze wlotowe rury boczne 148, 150, 152 są połączone z drugą główną rurą 146

PL 211 875 B1 w celu dostarczania filtrowanego powietrza przez filtry 136, 138 i 140 i w celu transportowania koksu do wnętrza każdego silosu lub zbiornika 106, 108, 110 z drugiego zestawu. Druga główna rura 146 również zawiera pierwsze powrotne rury boczne 154, 156, 158, które są połączone z odpowiednim układem napowietrzania 124, 126, 128, aby umożliwić odpowiedni przepływ koksu w kierunku trzecich rur wylotowych 160, 162, 164, jak to zostanie opisane poniżej. Ponadto, druga rura wlotowa 166 jest połączona z drugą główną rurą 146, za zbiornikiem powietrza 144, co obejmuje również drugie rury wlotowe 168, 170, które są dołączone w górnej części każdego silosu 56, 58, w celu doprowadzania powietrza do wnętrza każdego silosu 56, 58.

Układ dozowania stałego paliwa SD-5, SD-6 i SD-7 zawiera czwarte rury wylotowe 172, 174, 176, dołączone pod każdym układem doprowadzającym 130, 132, 134. Trójdrożne zawory regulacyjne 178, 180, 182 są umieszczone odpowiednio w czwartych rurach wylotowych 172, 174, 176 pierwszymi wyprowadzeniami. Drugie wyprowadzenia są połączone z pierwszymi rurami powrotnymi 179, 181, 183 służącymi do cofania sproszkowanego koksu do drugiego zestawu silosów 106, 108, 110, podczas gdy trzecie wyprowadzenia są połączone z trzecimi rurami wylotowymi 160, 162, 164, które są wykorzystywane do doprowadzania mieszaniny powietrza i paliwa do układu czterodrożnej rury 184, 186 i 188, związanej z układem spalania E, jak to zostanie opisane poniżej.

Układ spalania E, jest połączony z każdym układem dozowania stałego paliwa SD-5, SD-6 i SD-7 pierwszymi wyprowadzeniami czterodrożnych rur 184, 186 i 188, które są połączone z trzecimi rurami wylotowymi 160, 162, 164 poszczególnych układów dozowania paliwa stałego SD-5, SD-6 i SD-7. Drugie wyprowadzenia są połączone odpowiednio z czwartymi rurami wylotowymi 190, 192, 194, w celu dostarczania mieszaniny powietrze-paliwo do palników 48h, 48g i 48f. Trzecie wyprowadzenia czterodrożnych rur 184, 186 i 188 są połączone z piątymi rurami wylotowymi 196, 198, 200 w celu dostarczania mieszaniny powietrze - paliwo do palników 50h, 50g i 50f, zaś czwarte wyprowadzenia czterodrożnych rur 184, 186 i 188 są połączone odpowiednio z drugimi rurami powrotnymi 202, 204, 206 w celu cofania nadmiaru sproszkowanego koksu do drugiego zestawu silosów 106, 108, 110. Czterodrożna rura 184, 186 i 188 ma zawory kulowe 208A, 208B, 208C, 210A, 210B, 210C, 212A, 212B, 212C między częścią łączeniową czterodrożnej rury 184, 186 i 188 a czwartymi rurami wylotowymi 190, 192, 194, piątymi rurami wylotowymi 196, 198, 200 i drugimi rurami powrotnymi 202, 204,206.

W ten sposób, podczas pracy pieca, palniki 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h są przełączane automatycznie między spalaniem i niespalaniem. Co 20 lub 30 minut, zależnie od konstrukcji pieca, droga płomienia zestawu palników 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h jest odwracana. Przepływ mieszaniny powietrza i paliwa, która jest dostarczana przez trzecie rury wylotowe 160, 162, 164, jest regulowany przez czterodrożne rury 184, 186 i 188 i zawory kulowe 208A, 208B, 208C, 210A, 210B, 210C, 212A, 212B, 212C, w celu naprzemiennego wtryskiwania mieszaniny powietrza i paliwa do palników 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h. Po naprzemiennym uruchomieniu palników 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h pewna ilość mieszanki powietrza i paliwa jest cofana do drugiego zestawu silosów 106, 108, 110 za pomocą drugich rur powrotnych 202, 204, 206.

Powietrze dostarczane przez trzecie rury wylotowe 160, 162, 164 jest wykorzystywane do transportowania koksu naftowego i do wywoływania dużych prędkości wtryskiwania koksu do dysz palników 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h. Powietrze jest dostarczane przy pomocy pneumatycznej dmuchawy powietrza 214 przez trzecią główną rurę 216.

Czwarte rury wylotowe 218, 220 i 222 są połączone z trzecią główną rurą 216 i trzecimi rurami wylotowymi 160, 162, 164 w celu utrzymywania podwyższonego stosunku paliwa do powietrza w mieszance paliwa i powietrza dostarczanej do palników 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h.

W celu realizacji cyklu spalania palników 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h, każdy palnik 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h jest zasilany indywidualnie mieszaniną powietrza i paliwa. Mieszanina jest dostarczana przez wewnętrzną rurę do każdego palnika 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h i dociera do komory dystrybucyjnej, w celu dystrybucji przez różne dysze wtryskujące palników 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h.

PL 211 875 B1

W celu zwię kszenia turbulencji przep ł ywów i zmieszania sproszkowanego paliwa z ogrzanym powietrzem spalania w każdym palniku 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h pierwotne powietrze jest wdmuchiwane przez dmuchawę pierwotnego powietrza 224, która jest zasilana pod ciśnieniem przez dysze wtryskujące poszczególnych palników 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h. Zatem palniki 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h wykorzystują wtryskiwany koks, dostarczany pneumatycznie przy zwiększonym stosunku części stałych do powietrza i przy udziale pierwotnego powietrza równym w przybliżeniu 4% udziału powietrza stechiometrycznego.

Szósta rura wylotowa i siódma rura wylotowa 228 są połączone z dmuchawą pierwotnego powietrza 224. Szósta rura wylotowa 226 jest połączona z piątymi rurami bocznymi 230, 232, 234, zaś siódma rura wylotowa 228 jest połączona z szóstymi rurami bocznymi 236, 238, 240. Zakończenia piątych i szóstych rur bocznych 230, 232, 234, 236, 238, 240 są połączone w bezpośredni sposób z palnikami 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48q, 48h, lub 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h. Przepływy pierwotnego powietrza w piątych i szóstych rurach bocznych 230, 232, 234, 236, 238, 240 są regulowane indywidualnie przez układ pierwszego zaworu palcowego 242, pierwszego zaworu kulowego 244 i drugiego zaworu palcowego 246.

Ponadto, szósta rura wylotowa 226 obejmuje siódme rury wylotowe 248, 250 i 252, które są połączone odpowiednio z piątymi rurami wylotowymi 196, 198, 200. Siódma rura wylotowa 228 obejmuje szóste rury wylotowe 254, 256, 258, połączone odpowiednio z czwartymi rurami wylotowymi 190, 192, 194. Każda z szóstych i siódmych rur wylotowych 248, 250, 252, 254, 256, 258 ma zawór zwrotny 260 i zawór kulowy 262.

Dzięki opisanemu układowi, dmuchawa pierwotnego powietrza 224 dostarcza pierwotne powietrze do palników 48f, 48g, 48h (lewe palniki) lub palników 50f, 50g, 50h przez szóstą rurę wylotową 226 i siódmą rurę wylotową 228 oraz przez odpowiednie piąte i szóste rury boczne 230, 232, 234, 236, 238, 240. Dmuchawa powietrza 224 dostarcza maksymalny strumień powietrza podczas pracy każdego palnika 48f, 48g, 48h lub palnika 50f, 50g, 50h, zaś w międzyczasie minimalny strumień powietrza jest dostarczany do każdego z palników 48f, 48g, 48h lub palników 50f, 50g, 50h, które nie pracują, przy pomocy szóstych i siódmych rur wylotowych 248, 250, 252, 254, 256, 258, w celu zapewnienia lepszych warunków chłodzenia.

Chociaż wynalazek został opisany w odniesieniu do trzech palników 48f, 48g, 48h i palników 50f, 50g i 50h, należy rozumieć, że układ opisany w niniejszego wynalazku może być stosowany w doniesieniu do wszystkich palników 48a, 48b, 48c, 48d, 48e, 48f, 48g, 48h, i 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h.

W innym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, szkło może być topione przy użyciu trzech typów paliwa, na przykład, według fig. 3, palniki 48a, 48b, 48c, 48d i 50a, 50b, 50c, 50d mogą być zasilane sproszkowanym paliwem, takim jak koks naftowy, zaś palniki 48e, 48f, 48g, 48h i 50e, 50f, 50g, 50h mogą być zasilane gazem lub olejem opałowym. W trzecim przykładzie wykonania niniejszego wynalazku, palniki 48a, 48b, 48c, 48d i 50a, 50b, 50c, 50d mogą być zasilane sproszkowanym paliwem, takim jak koks naftowy, palniki 48e, 48f i 50e, 50f mogą być zasilane gazem, zaś palniki 48g, 48h i 50g, 50h mogą być zasilane olejem opałowym. Można przyjąć, że ponieważ obecnie istnieją już piece do topienia szkła, które wykorzystują gaz lub olej opałowy jako główne paliwo do topienia szkła, działanie wspomnianego gazu i oleju opałowego jest dobrze znane dla specjalistów w danej dziedzinie.

Ponadto, w celu realizowania dobrego spalania sproszkowanego koksu naftowego, został skonstruowany specjalny palnik celem zamontowania go w układzie do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła. Na fig. od 7 do fig. 12 pokazano szczegółowy widok palnika 48f do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa, według wynalazku. Palnik na sproszkowane paliwo 48f zawiera główny korpus 264 wykonany z zewnętrznej rury 266, pośredniej rury 268 i wewnętrznej rury 270 (fig. 10). Rury te są umieszczone koncentrycznie jedna względem drugiej. Zewnętrzna rura 266 jest zamknięta w górnym zakończeniu 272 (fig. 9).

Pierwsza komora 276 jest utworzona w przestrzeni ograniczonej przez zewnętrzną rurę 266 i pośrednią rurę 268. Zewnętrzna rura 266 ma rurę wlotową 278 i rurę wylotową 280 (fig. 8), przez które przepływa woda chłodząca do pierwszej komory 276 w celu chłodzenia palnika 48f. Pośrednia rura 268 i wewnętrzna rura 270 sięgają poza górne zakończenie 272 zewnętrznej rury 266.

W górnej części palnika 48f wlotowa rura powietrza 282 jest dołączona w położeniu pochylonym wokół pośredniej rury 268, w celu połączenia z szóstą rurą boczną 236 (patrz fig. 7) i doprowadzania

PL 211 875 B1 strumienia pierwotnego powietrza lub gazu ziemnego do drugiej komory 284, utworzonej w przestrzeni ograniczonej przez wewnętrzną rurę 270 i pośrednią rurę 268. Druga komora 284 służy do kierowania pierwotnego powietrza lub gazu ziemnego z wlotowej rury powietrza 236 (fig. 7) i przesyłania go do dolnego zakończenia palnika 48f. Przepływ pierwotnego powietrza w drugiej komorze 284 jest regulowany za pomocą układu pierwszego zaworu palcowego 242, pierwszego zaworu kulowego 244 i drugiego zaworu palcowego 246.

W ten sam sposób mieszanina wtórnego powietrza i sproszkowanego koksu naftowego jest wprowadzana do górnego zakończenia 286 wewnętrznej rury 270 i jest przesyłana do dolnego końca palnika 48f. Górny koniec 286 wewnętrznej rury 270 jest połączony odpowiednio z czwartą rurą wylotową 194 celem dostarczania mieszaniny sproszkowanego paliwa i wtórnego powietrza do palnika 48f. Zatem, kiedy pierwotne powietrze oraz mieszanina wtórnego powietrza i sproszkowanego koksu naftowego osiągnie dolne zakończenie palnika 48f, to pierwotne powietrze lub gaz ziemny oraz mieszanina sproszkowanego paliwa i wtórnego powietrza są mieszane w celu zapłonu procesu spalania, jak to zostanie opisane poniżej.

Na fig. 10 do fig. 12 pokazano w szczegółowym widoku przykład wykonania palnika 48f do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa, według wynalazku.

Zgodnie z fig. 10 do fig. 12, dolne zakończenie 274 palnika 48f zawiera dystrybutor przepływu 286, służący do odbierania i dystrybucji jednocześnie pierwotnego powietrza lub gazu oraz mieszaniny wtórnego powietrza i sproszkowanego paliwa. Dystrybutor 286 przepływu (fig. 11) jest połączony z dolnym zakończeniem 274 palnika 48f i zawiera główny korpus 288 tworzący pierwszą komorę dystrybucyjną 290 do odbierania mieszaniny wtórnego powietrza - sproszkowanego paliwa, drugą komorę dystrybucyjną 292 do odbierania strumienia pierwotnego powietrza lub gazu i trzecią komorę 294, otaczająca część pierwszej komory dystrybucyjnej 290 i część drugiej komory 292, przez którą wprowadzana jest woda chłodząca, celem chłodzenia palnika 48f. Pierwsza komora 290 jest utworzona wewnątrz półsferycznej ścianki 296. Półsferyczna ścianka 296 jest utworzona w górnej części przez pierwszą wewnętrzną pierścieniową tuleję 298, która jest połączona z dolnym zakończeniem wewnętrznej rury 270 i pośrednią pierścieniową tuleję 300, która jest połączona z dolnym końcem zewnętrznej rury 268, tworząc wtórną komorę 342, przez którą przepuszczane jest pierwotne powietrze lub gaz.

Dystrybutor strumienia 286 obejmuje również zakończenie wylotowe 302, usytuowane w położeniu obróconym o 90° względem półsferycznej ścianki 296 głównego korpusu 288, w celu odchylania strumienia pierwotnego powietrza lub gazu oraz mieszaniny wtórnego powietrza - sproszkowanego paliwa od pionowego przepływu w kierunku wzdłużnego przepływu. Zakończenie wylotowe 302 zawiera kanał 304 (fig. 10 i fig. 12), który jest utworzony wzdłużnie w głównym korpusie 286, łączącym pierwszą komorę dystrybucyjną 290 z zewnętrznym skrajem korpusu 286. Kanał 304 jest utworzony przez pierwszą wewnętrzną pierścieniową część 306, przez którą płynie mieszanina sproszkowanego paliwa i wtórnego powietrza. Pierwsza wewnętrzna pierścieniowa część 306 ma od wewnątrz kształt ściętego stożka o średnicy mniejszej przed kanałem. Druga pośrednia pierścieniowa część 308 otacza pierwszą wewnętrzną pierścieniową część 306 i przepuszcza pierwotne powietrze lub gaz. Pierwsza wewnętrzna pierścieniowa część 306 i druga pośrednia pierścieniowa część 308 są połączone z dyszą 310 służącą do mieszania jednocześnie pierwotnego powietrza lub gazu, jak również mieszaniny wtórnego powietrza i sproszkowanego koksu naftowego wewnątrz komór pieca do topienia szkła. Na koniec, skraj głównego korpusu 288 i druga pośrednia część pierścieniowa 308 tworzą trzecią komorę 294 celem przepuszczania wody do chłodzenia palnika 48f.

Dysza 310 zawiera cylindryczną głowicę 312 i cylindryczny element 364 usytuowany w tylnej części głowicy 362. Cylindryczny element 314 ma centralny otwór 316 i przynajmniej liczne otwory 318, które przecinają w kierunku poprzecznym ściankę cylindrycznego elementu 314. Cylindryczny element 314 jest umieszczony w gnieździe utworzonym przez pierwszą wewnętrzną część pierścieniową 306 i drugą pośrednią część pierścieniową 308 tworząc zamkniętą część w drugiej komorze 292. Kiedy cylindryczny element 314 jest wprowadzony we wspomniane gniazdo, to liczne otwory 318 są usytuowane naprzeciwko drugiej komory 292, aby umożliwić wypływ pierwotnego powietrza lub gazu z dystrybutora przepływu 286. Pierwsze pierścieniowe zagłębienie 320 jest utworzone między pierwszą wewnętrzną częścią pierścieniową 306 a wewnętrzną częścią cylindrycznego elementu 314, aby odchylić strumień pierwotnego powietrza lub gazu w kierunku przedniej części dystrybutora przepływu 286.

W trzecim przykładzie wykonania palnika (fig. 11), dystrybutor przepływu 286 posiada dwa zakończenia wylotowe 322, 324, usytuowane w położeniu odchylonym o 90° od głównego korpusu 288.

PL 211 875 B1

Dysze 326, 328 są wprowadzone przez każde z zakończeń wylotowych 322, 324. Zakończenia wylotowe 322, 324 są ustawione pod kątem równym w przybliżeniu od 10° do 20° względem wzdłużnej osi 330.

Jak pokazano na fig. 8 i fig. 10, pierwotne powietrze jest wprowadzane przez wlotową rurę powietrza 282 i dostaje się do strumienia pierwotnego powietrza lub gazu w drugiej komorze 284, utworzonej w przestrzeni ograniczonej przez wewnętrzną rurę 270 i pośrednią rurę 268. Następnie strumień pierwotnego powietrza lub gazu kontynuuje przepływ przez drugą komorę dystrybucyjną 342, po czym jest usuwany przez liczne otwory 318 dysz 310 lub 326 i 328.

Jednocześnie, mieszanina wtórnego powietrza i sproszkowanego koksu naftowego jest wprowadzana przez górne zakończenie 286 do wewnętrznej rury 270 i jest przesyłana do pierwszej komory dystrybucyjnej 290, zaś z tej części mieszanina przepływa do kanału 304 dystrybutora przepływu 286. Mieszanina jest wprowadzana przez kanał 304 w kierunku osiowym, w celu wprowadzenia do komór pieca do topienia szkła. Pierwotne powietrze lub gaz oraz mieszanina wtórnego powietrza i sproszkowanego koksu naftowego są jednocześnie spalane w wylocie dyszy 310 lub dysz 326 i 328.

Woda chłodząca jest stale wprowadzana przez pierwszą komorę 276 i trzecią komorę 294, w celu chłodzenia palnika.

Zgodnie z powyższym, sposób doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła typu zawierającego rejon topienia szkła wyłożony materiałem ogniotrwałym i liczne palniki związane ze szczelnymi regeneratorami w piecu do topienia szkła, które działają jako wymienniki ciepła, polega na tym, że dostarcza się sproszkowane paliwo typu zawierającego związany węgiel i materiały zanieczyszczające, obejmujące siarkę, azot, wanad, żelazo i nikiel lub ich mieszaniny, do każdego ze wspomnianych palników, połączonych ze szczelnymi regeneratorami pieca do topienia szkła, przy czym wspomniane sproszkowane paliwo jest wprowadzane bezpośrednio do pieca przy stosunku paliwa do powietrza zawierającym 16% powietrza więcej w stosunku do powietrza stechiometrycznego. Prowadzi się spalanie sproszkowanego paliwa przez każdy z palników w rejonie topienia wspomnianego pieca do topienia dostarczając płomienie z każdego palnika celem realizacji procesu spalania we wspomnianym rejonie topienia, w celu topienia szkła. Prowadzi się kontrolę emisji węgla i materiałów zanieczyszczających, wytwarzanych przez spalanie sproszkowanego paliwa, za pomocą środków do przeciwdziałania zanieczyszczaniu środowiska, przy czym wspomniane środki do przeciwdziałania zanieczyszczaniu środowiska są umieszczone w wylocie gazu odlotowego pieca do topienia szkła, celem oczyszczania gazów spalinowych i redukcji emisji zanieczyszczeń ze sproszkowanego paliwa, takich jak SOx, NOx i cząsteczki stałe, przy czym redukcja emisji jest kontrolowana podczas i po spaleniu sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła oraz przeciwdziała się erozji i abrazji wywoływanym przez sproszkowane paliwo w piecu do topienia szkła za pomocą środków ogniotrwałych, przy czym piec do topienia szkła zawiera wspomniane środki ogniotrwałe w celu kontrolowania działań erozyjnych i abrazyjnych, wynikających ze spalania wspomnianego sproszkowanego paliwa we wspomnianym piecu.

Sposób obejmuje również etapy: wprowadzania sproszkowanego paliwa do szeregu środków dystrybucyjnych, fluidyzacji sproszkowanego paliwa wewnątrz szeregu środków dystrybucyjnych, usuwania fluidalnego, sproszkowanego paliwa z szeregu środków dystrybucyjnych do przynajmniej głównej rury, mieszania fluidalnego, sproszkowanego paliwa z pierwszym strumieniem pierwotnego paliwa celem dostarczania stałego strumienia sproszkowanego paliwa w kierunku głównej rury, dystrybucji mieszaniny fluidalnego, sproszkowanego paliwa i pierwotnego powietrza w przynajmniej dwóch dystrybucyjnych rurach, celem naprzemiennego dostarczania mieszaniny paliwa i pierwotnego powietrza przez każdą z dwóch rur dystrybucyjnych, dostarczania mieszaniny paliwa i powietrza z obu rur dystrybucyjnych do pierwszego zestawu palników i do drugiego zestawu palników pieca do topienia, celem uzyskiwania naprzemiennego działania wspomnianych palników pierwszych i drugich w trybie spalania i niespalania i dostarczania jednocześnie drugiego strumienia powietrza przez każdy z pierwszych i drugich palników, celem utrzymywania lepszego trybu spalania przez każdy ze wspomnianych palników.

Przy czym etap dostarczania drugiego strumienia powietrza przez każdy z pierwszych i drugich palników obejmuje etap dostarczania jednocześnie przez każdy palnik wewnętrznego strumienia fluidalnego, sproszkowanego paliwa i pierwotnego powietrza oraz wewnętrznego strumienia drugiego strumienia powietrza.

Po spaleniu sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła na końcu tunelu 44 są umieszczone urządzenia do redukowania i kontrolowania zanieczyszczenia powietrza i emisji do atmosfery związków siarki, azotu, wanadu, żelaza i niklu i są połączone z kominem 46 na gazy odlotowe. Układ

PL 211 875 B1 do przeciwdziałania zanieczyszczaniu środowiska, według wynalazku, jest usytuowany na wylocie gazu odlotowego pieca do topienia szkła.

Do kontrolowania emisji zanieczyszczeń swoją przydatność, w odniesieniu do stałych cząsteczek, występujących w piecu szklarskim, wykazały elektrostatyczne urządzenia strącające. Rozdrobniona materia, występująca w piecach szklarskich nie stanowi problemu dla elektrostatycznych urządzeń strącających.

W przypadku, gdy potrzebne jest usuwanie SO2 oprócz stałych cząsteczek, sucha lub częściowo mokra płuczka stanowi dobre uzupełnienie dla elektrostatycznych urządzeń strącających lub układu filtrów tekstylnych. W praktyce, w warunkach silnie kwasowego gazu, płuczka jest konieczna do redukcji koncentracji korozyjnych gazów. W przypadku użycia nowego paliwa, płuczka jest potrzebna do obniżenia zawartości SO2. Służy nie tylko do ochrony układu przed korozją, ale również obniża temperaturę gazów odlotowych, a dzięki temu redukuje objętość gazów.

Suche płukanie (wtryskiwanie suchego proszku reakcyjnego) i pół-mokre płukanie są realizowane w dużej komorze reakcyjnej przed elektrostatycznymi urządzeniami strącającymi. Zarówno w płukaniu suchym jak i mokrym materiały płuczące zawierają Na2CO3, Ca(OH)2, NaHCO3 lub inne. Uzyskiwane materiały reakcyjne są głównymi składnikami w procesie wytwarzania szkła, a zatem mogą być do pewnego stopnia ponownie używane. Regułą jest, że na każdy 1% zawartości siarki w paliwie, generowane jest około 4 funtów SO2 na tonę topionego szkła. Zatem, w przypadku paliwa o dużej zawartości siarki, powstaną duże ilości odpadów z suchego płukania, na przykład, NaSO4. Ilość odpadów zmienia się zależnie od szybkości wychwytywania i ilości materiału, który może być ponownie użyty, ale wielkości są znaczne. W przypadku pieca typu float, pracującego z paliwem o dużej zawartości siarki, moż e powstawać do 5 ton odpadów dziennie.

Wydajność płukania waha się od 50% do 90% przy użyciu suchego NaHCO3 lub pół-mokrego Na2CO3. Kontrola temperatury jest ważna w każdym typie płukania, przy czym docelowa temperatura reakcji waha się od około 250°C do 400°C w materiale płuczącym.

Mokre płuczki są wykonywane w niemal nieskończonej liczbie kształtów, rozmiarów i zastosowań. Dwa główne zastosowania dotyczące wytwarzania szkła, są dostosowane do gromadzenia gazów (SO2) oraz dostosowane do wychwytywania cząsteczek stałych.

Zgodnie z powyższym został opisany układ do doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa przynajmniej w palniku pieca do topienia szkła i jest oczywiste dla specjalistów w danej dziedzinie, że wiele innych cech lub ulepszeń można wprowadzić, które mieszczą się w zakresie wynalazku, określonym przez dołączone zastrzeżenia.

Claims (8)

1. Sposób doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła typu zawierającego rejon topienia szkła wyłożony materiałem ogniotrwałym oraz wiele palników związanych z uszczelnionymi regeneratorami w piecu do topienia szkła działającymi jako wymienniki ciepła i w którym jako sproszkowane paliwo stosuje się koks naftowy, znamienny tym, że układem dozowania stałego paliwa (SD-5, SD-6, SD-7) dozuje się regulowany i kontrolowany przepływ mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza albo gazu pod ciśnieniem dla transportu pneumatycznego przechowuje się sproszkowane paliwo w układzie dozowania stałego paliwa (SD-5, SD-6, SD-7) przesyła się sproszkowane paliwo z układu dozowania stałego paliwa (SD-5, SD-6, SD-7) przynajmniej do jednej głównej rury (160, 162, 164) miesza się sproszkowane paliwo z pierwszym strumieniem powietrza lub gazu i wytwarza się mieszaninę sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu, którą to mieszaninę sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu kieruje się do głównej rury (160, 162, 164) z głównej rury (160, 162, 164) mieszaninę sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu doprowadza się w sposób regulowany i kontrolowany do każdego z wielu palników (48a-h, 50a-h) w obszarze topienia szkła pieca do topienia szkła, dla uzyskania działania palników naprzemiennie w trybach spalania i niespalania równocześnie doprowadza się drugi strumień powietrza lub gazu dostarczony przez drugą główną rurę (226, 228, 230, 232, 234, 236, 238, 240) razem z mieszaniną sproszkowanego paliwa

PL 211 875 B1 i powietrza lub gazu do każdego z palników (48a-h, 50a-h) i prowadzi się tryb spalania w piecu do topienia szkła spala się sproszkowane paliwo za pomocą palników (48a-h, 50a-h) w rejonie topienia szkła pieca do topienia szkła, wytwarza się płomień spalania o wysokiej wydajności cieplnej i przeprowadza się kontrolowane grzanie dla stopienia szkła oraz przeciwdziała się erozji i abrazji wywołanymi przez sproszkowane paliwo w szkle i w piecu do topienia szkła za pomocą materiałów ogniotrwałych wybranych z grupy składającej się z lanego materiału ogniotrwałego z cyrkonu - krzemu - aluminium, tlenku magnezu, magnezji, krzemianu cyrkonu i ich mieszanin.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie mieszania sproszkowanego paliwa rozprowadza się mieszaninę sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu w co najmniej dwóch rurach (190, 192, 194, 196, 198, 200) dystrybucyjnych doprowadzając mieszaninę sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu do poszczególnych palników (48a-h, 50a-h) w naprzemiennie działającym trybie.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w etapie mieszania sproszkowanego paliwa zawraca się strumień mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu z głównej rury (160, 162, 164) do układu dozowania (SD-5, SD-6, SD-7) gdy prowadzi się w palnikach naprzemiennie działający tryb.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się materiał ogniotrwały zawierający co najmniej 98% wagowych tlenku magnezu.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się materiał ogniotrwały zawierający około 80% wagowych magnezu i około 20% wagowych krzemianu cyrkonu.

6. Układ doprowadzania i spalania sproszkowanego paliwa w piecu do topienia szkła typu zawierającego rejon topienia szkła wyłożony materiałem ogniotrwałym oraz wiele palników związanych z uszczelnionymi regeneratorami w piecu do topienia szkła działającymi jako wymienniki ciepła, przy czym sproszkowane paliwo stanowi koks naftowy znamienny tym, że zawiera co najmniej układ dozowania (SD-5, SD-6, SD-7) do dozowania regulowanego i dokładnie kontrolowanego strumienia mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu pod ciśnieniem dla transportu pneumatycznego co najmniej jedną główną rurę (160, 162, 164) połączoną z układem dozowania (SD-5, SD-6, SD-7) dla przesyłania sproszkowanego paliwa z układu dozowania (SD-5, SD-6, SD-7) do co najmniej jednej głównej rury (160, 162, 164) kompresor powietrza (142) i zbiornik powietrza (144) do mieszania sproszkowanego paliwa z pierwszym strumieniem powietrza lub gazu dla wytworzenia mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza albo gazu przekazywanej do głównej rury (160, 162, 164) pierwszy układ rur (184, 186, 188, 190, 192, 194, 196, 198, 200) i zaworów kulowych (208A do C, 210A do C, 212A do C) do regulowania przesyłania w sposób kontrolowany mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu z głównej rury (160, 162, 164) do każdego z wielu palników (48a-h, 50a-h) w rejonie topienia szkła pieca do topienia szkła dla działania palników (48a-h, 50a-h) naprzemiennie w trybach spalania i niespalania drugi układ rur (224, 226, 230, 232, 234, 236, 238, 240) do doprowadzania równoczesnego drugiego strumienia powietrza lub gazu razem z mieszaniną sproszkowanego paliwa i powietrza lub gazu do każdego z palników i prowadzenia trybu spalania w piecu do topienia szkła i zawiera też materiały ogniotrwałe do przeciwdziałania erozji i abrazji wytwarzanych przez spalanie sproszkowanego paliwa w szkle i w piecu do topienia szkła i wybrane z grupy składającej się z lanego materiału ogniotrwałego z cyrkonu - krzemu - aluminium, tlenku magnezu, magnezji, krzemianu cyrkonu i ich mieszanin.

7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że układ dozowania do dostarczania mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza z każdej głównej rury (160, 162, 164) zawiera czterodrożne rury (184, 186, 188) do kierowania mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza do co najmniej dwóch rur wylotowych (190, 192, 194, 196, 198, 200) do dostarczania mieszaniny sproszkowanego paliwa i pierwotnego powietrza do każdego palnika (48a-h, 50a-h) w piecu do topienia szkła w naprzemiennym trybie działania.

8. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że układ dozowania do dostarczania mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza z każdej głównej rury (160, 162, 164) zawiera rury powrotne (202, 204, 206) do zawracania strumienia mieszaniny sproszkowanego paliwa i powietrza albo gazu z głównej rury (160, 162, 164) do układu dozowania (SD-5, SD-6, SD-7) gdy jest prowadzony naprzemienny tryb działania w palnikach (48a-h, 50a-h).