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用于氧氣的熱交換器的制作方法

文檔序號:1807618閱讀:473來源:國知局
專利名稱:用于氧氣的熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于加熱氧氣或富氧氣體的熱交換器,這些氧氣或富氧氣體用于供給玻璃熔爐的燃燒器。
背景技術(shù)
玻璃熔爐,包括那些生產(chǎn)能力最大的熔爐、即給生產(chǎn)平板玻璃的“浮法”生產(chǎn)線供料的爐子,一般都配備使用礦物燃料和空氣的燃燒器。鑒于能量消耗巨大,選擇這種能源是出于經(jīng)濟(jì)原因。作為提示,日產(chǎn)玻璃600和900噸之間的常規(guī)熔爐需要大約50至80兆瓦的可用功率。使用這些爐子不僅導(dǎo)致巨大的能源消耗,而且還導(dǎo)致非??捎^的燃燒產(chǎn)生的氣體(下稱“燃燒氣體”)的排放。出于這些原因,為了最大可能地降低能源成本及處理這些燃燒氣體的成本,人們一直在做努力。目前最普遍的將空氣作為助燃劑的做法不會使能源消耗達(dá)到最低,因為空氣中的氮也被提升到很高的溫度,并因此吸收燃燒釋放的相當(dāng)部分的能量,一部分能量被丟失,盡管煙被回收。此外·,氮的存在以眾所周知的方式導(dǎo)致氧化物的形成,而氧化物是酸雨的成因。出于這些原因,采用了不使用空氣而使用氧氣或富氧氣體的方法,并且已經(jīng)找到幾個應(yīng)用。然而氧氣的系統(tǒng)運(yùn)用遇到了實際應(yīng)用上和經(jīng)濟(jì)上的困難。對于經(jīng)濟(jì)困難,首先是所需氧氣的成本。能量分配的收益應(yīng)該不僅是補(bǔ)償氧氣的附加成本。特定設(shè)備的投資在系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性中也很重要,這涉及到燃燒器、供氣或者如下面要探討的交換器。實際上,這些大規(guī)模系統(tǒng)的氧氣連續(xù)供給需要現(xiàn)場的生產(chǎn)設(shè)備或輸氣管線,兩者都會導(dǎo)致巨大的投資。鑒于使用氧氣或富氧氣體要承擔(dān)的費(fèi)用,在這些玻璃熔爐中,為了達(dá)到令人滿意的經(jīng)濟(jì)平衡,必須優(yōu)化所進(jìn)行的選擇。最佳的能量分配需要使燃燒器以氧氣和預(yù)熱的燃料來工作,這種預(yù)熱使用至少一部分燃燒氣體。盡管使用熱氧氣是極力推薦的,但無論是設(shè)備結(jié)構(gòu)還是其運(yùn)轉(zhuǎn),實施上都需要新的方案。用于燃燒器的空氣傳統(tǒng)上都在換熱器中預(yù)熱。這里涉及襯有耐火材料的塔,首先在第一階段,讓燃燒氣體在塔內(nèi)通過以加熱耐火材料,然后在第二階段,讓燃燒中使用的空氣通過,以便得到再加熱。這些時間上的交替使?fàn)t子的結(jié)構(gòu)非常特殊。燃燒器就這樣處于融化池的兩邊,和與其相連且通常位于工作燃燒器相對一邊的換熱器一樣。不可能用換熱器來再加熱氧氣。換熱器一般都處于燃燒氣體攜帶的微粒沉淀處,即使這些氣體事先經(jīng)過除塵。熱氧氣與這些沉淀物的接觸并不是沒有危險的。此外,很難保證這些換熱器的良好密封。空氣流經(jīng)以及可能的泄漏沒有危險,但涉及到氧氣就不同了。熱交換器的使用還提出了與熱氧氣接觸的材料耐受性的棘手問題。面對這些困難,并且鑒于經(jīng)濟(jì)上的制約,在大容量玻璃熔爐這樣的大型設(shè)備中,熱氧氣的使用尚未找到有意義的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的是提出一些方案,使得氧氣或富含熱氧氣的氣體在玻璃熔爐、特別是大容量爐子的燃燒器中的應(yīng)用具有吸用力。本發(fā)明還提出一些方案,使得這種運(yùn)用足夠可靠,盡管使用高溫氧氣伴隨的是特殊的技術(shù)要求。與氧氣使用相關(guān)的風(fēng)險從溫度上升時開始出現(xiàn),發(fā)明人將所有的注意力集中在與這種熱氧氣接觸的裝置上,并且特別是交換器,這些交換器密閉了大量氧氣,并且由于維護(hù)或修理干預(yù)的困難,其結(jié)構(gòu)必須使其能夠在很長時期內(nèi)無故障地運(yùn)轉(zhuǎn)。前面與熱氧氣使用相關(guān)的考慮也適用于氣體混合物,特別是與空氣的混合物,其中的氧氣含量足夠高。實際上,為了使這些混合氣體的使用具有優(yōu)勢,其氧氣含量要不低于50%。該條件適用于下面描述的本發(fā)明。最好,本發(fā)明應(yīng)用于氧氣含量至少為80%的氣體混合物。根據(jù)本發(fā)明,用于供給爐子燃燒器的氧氣或富氧氣體的加熱在交換器中進(jìn)行,交換器的交換功率被有意限制,不會使氧氣或富氧氣體達(dá)到的溫度降到最低。為了充分享受能量分配 的好處,交換器出口處的氧氣或富氧氣體的溫度不低于300 V,并且最好不低于400 V,并且根據(jù)本發(fā)明,為了使氧氣達(dá)到這些溫度,交換器內(nèi)的交換功率在20和300千瓦之間,最好在40和250千瓦之間,并且特別最好是在80和170千瓦之間。功率低于推薦功率是不經(jīng)濟(jì)的,并且會使系統(tǒng)競爭力低下。更高的功率可能會在這些交換器使用的方便性并且特別是安全性方面造成困難。在傳統(tǒng)的玻璃熔爐中,至少對于那些大容量的爐子,所使用的燃燒器的功率很大,大約為I至6兆瓦,造成的氧氣消耗大約為每小時200至1200Nm3氧氣??紤]到在這些爐子中使用的每個燃燒器的功率以及因此而導(dǎo)致的消耗,根據(jù)本發(fā)明的交換器只與少量的燃燒器相連。每個交換器有利地同時只為最多三個不同的燃燒器供給熱氧氣或富氧氣體,每個燃燒器根據(jù)如EPl 194719介紹的方式可具有多個噴口。這種增加交換器的配置,由于限制了每個交換器的尺寸和容量,以及明顯限制了交換器下游直至燃燒器的管道長度,而保證了設(shè)備的最佳安全性。為了在經(jīng)濟(jì)方面占據(jù)優(yōu)勢,根據(jù)本發(fā)明實施的交換器最好尺寸有限,這就要求有很好確定的運(yùn)轉(zhuǎn)方式,并且特別是在保持交換面積盡可能小的同時,其運(yùn)轉(zhuǎn)使得可以獲得所需功率。根據(jù)本發(fā)明,用于加熱氧氣或富氧氣體的交換器的氧氣與交換壁接觸面積的單位面積功率有利地在5和15千瓦/平方米之間,最好在7和12千瓦/平方米之間。所考慮的面積是將氧氣或富氧氣體與載熱氣體隔開的壁的面積。根據(jù)本發(fā)明使用的交換器的結(jié)構(gòu)必須盡可能簡單,以避免腐蝕和泄漏的危險,因為熱氧氣對使用的材料有侵蝕性。為方便起見,根據(jù)本發(fā)明的交換器最好是管形的,氧氣或富氧氣體在一束管中流動,管外面流動的是載熱氣體。為了保證上面指出的功率,并且特別是單位面積功率,同時保持這些面積盡可能小,必須使熱交換條件最佳化。促進(jìn)這種交換的第一種方法在于提高氣體、特別是氧氣或富氧氣體的循環(huán)速度。然而,在這方面,必須再一次考慮到提高速度是一個危險因素。由于熱氧氣可帶來微粒,使得這種危險更明顯,微??膳c氧氣發(fā)生反應(yīng),并且/或者對壁的沖擊會促使腐蝕加快,這是氧氣本身的摩擦導(dǎo)致的腐蝕以外的。
根據(jù)本發(fā)明,考慮到這種危險,交換器元件的尺寸有利地確實成,為了獲得必要的功率,氧氣或富氧氣體的速度在交換器的任何一點都不得大于120米/秒,并且最好不大于100米/秒。除了氧氣的溫度和速度外,人們知道,著火的危險還特別取決于壓力。雖然壓力上升導(dǎo)致交換器內(nèi)的容積乃至速度下降,但這種性質(zhì)的改變還受到所涉及爐內(nèi)可使用的燃燒器的工作特性的影響。實際上,在熱氧氣通過交換器之后及抵達(dá)燃燒器之前,要對熱氧氣進(jìn)行減壓是很棘手的。由于其性質(zhì),它不能安全地通過減壓器,即使用膜片實現(xiàn)該操作也不建議,原因始終是其侵蝕性。為了保持適當(dāng)?shù)牧髁?,燃燒器噴口處的?qiáng)壓力會導(dǎo)致噴口開度的減小。這是不希望的,因為這些噴口有污濁和/磨損的危險,這會迅速導(dǎo)致運(yùn)行故障。為了考慮這些因素,根據(jù)本發(fā)明的交換器的尺寸確定成,對于尋求的功率,交換器內(nèi)氧氣或富氧氣體的壓力不超過3巴,并且最好不超過2巴,特別是最好為1.5巴。對這些設(shè)備工作方式的研究顯示,最佳能量分配必須使助燃劑和燃料達(dá)到很高的溫度。氣體必須達(dá)到的溫度與所使用的設(shè)備允許達(dá)到的溫度一樣高。盡管就燃燒器的效率而言,使氧氣達(dá)到最高溫度是有利的,但實際上,這些最高溫度一方面受到參與交換的載熱流體的溫度限制,另一方面受到必須限制與氧氣接觸的材料侵蝕或者甚至著火的危險的限制。用于加熱氧氣或富氧氣體的能量供給來自燃燒氣體,或者直接通過在交換器內(nèi)的循環(huán),或者最好間接地通過一種流體,流體本身通過與燃燒氣體的交換被預(yù)先再加熱。這后一種處理方式在氧氣循環(huán)中出現(xiàn)密封故障的情況下具有附加的安全性。它還可避免交換器的迅速阻塞,因為燃燒氣體帶有大量很難完全分離的灰塵。在這種雙重交換的可能性中,中間氣體相對于氧氣有利地是惰性的。它最好是空氣、氮、CO2、水蒸氣或這些氣體的混合物。必要時中間氣體可由上面提到的惰性氣體的混合物和一部分預(yù)先除塵的燃燒氣體構(gòu)成。煙的溫度可高達(dá)1550°C,并且經(jīng)常處于1250和1450°C之間,并且高于氧氣能夠達(dá)到的、且不會過分損壞與其接觸的壁的材料的溫度。對于具有雙重交換的設(shè)備,載熱流體由空氣構(gòu)成,空氣被燃燒氣體加熱后的溫度最好在450和1000°C之間,并且特別最好是在600和800°C之間。正如發(fā)明人的研究所表明的,構(gòu)成熱交換器的材料的腐蝕隨溫度而迅速上升,所以最好使氧氣保持在防止過度腐蝕的條件下。事實上,從熱交換器出來的熱氧氣或富氧氣體的溫度處于一些極限內(nèi),對于這些極限,根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的材料選擇可避免設(shè)備的過度腐蝕。該溫度一般不超過900°C,并且最好是最聞700 °C。交換器的構(gòu)成材料的選擇,且首先是那些與熱氧氣接觸的材料的選擇,必須保證在這些溫度條件下對氣體、并且特別是氧氣的氧化具有良好的耐受性。最常用的鋼材的強(qiáng)度是不夠的。因此必須進(jìn)行特別嚴(yán)格的挑選,以保證設(shè)備的耐久性。在材料的選擇中,不僅要考慮能耐受這些設(shè)備中達(dá)到的最高溫度,而且還要考慮對較低溫度的耐久性,這種較低溫度可以導(dǎo)致材料狀態(tài)的變化,使其對可能的損害特別敏感。在溫度上升時,某些鋼材特別要經(jīng)過使金屬脆化(稱為“脆變”的現(xiàn)象)的過渡溫度區(qū)域。所尋求的強(qiáng)度包括多個方面。不僅要防止燃燒形式的材料過度氧化,而且還要防止與氧氣接觸的表面變化,這種變化不僅最終會導(dǎo)致壁穿孔,而且在某些情況下,還要預(yù)防微粒的脫落,這些微??赡軙蓴_以后的反應(yīng)和/或污染用該熱氧氣維持的燃燒所準(zhǔn)備的
女口
廣叩ο在任何情況下,其中循環(huán)著富氧氣體的設(shè)備必須用對這些特別侵蝕性的氣體具有必要的耐受性的材料來實現(xiàn),溫度、速度和壓力越高,越要如此。為了使用于加熱氧氣或富氧氣體的交換器能夠長期滿足上述使用條件,本發(fā)明人確定了這些構(gòu)成材料所必須滿足的特點?!愕?,根據(jù)本發(fā)明,必須接受包含至少50%的氧氣、溫度不低于300°C的氣體的交換器至少對于直接與這些氣體接觸的壁 ,由滿足下面試驗報告的一種金屬合金構(gòu)成。將一個根據(jù)本發(fā)明的金屬合金樣品,放在與要在設(shè)備中循環(huán)的富氧氣體及與設(shè)備中達(dá)到的最高溫度相對應(yīng)的環(huán)境中,在1000個周期后,其暴露表面的重量增加不超過0.1毫克/平方厘米,每個周期都將樣品在規(guī)定的最高溫度保持I小時,該溫度的每個階段之后返回到環(huán)境溫度。選擇反復(fù)通過高溫后回到環(huán)境溫度是特別苛刻的。特別是金屬結(jié)構(gòu)會遇到重復(fù)的相變,這種相變會產(chǎn)生最大應(yīng)力,并且損壞的危險因此上升。實際上,該試驗讓金屬經(jīng)受的考驗要大于工業(yè)交換器本身使用中承受的考驗,工業(yè)交換器是用于連續(xù)工作的,這種工作只會偶然中斷,以進(jìn)行時間間隔盡量長的維護(hù)作業(yè)。如前面指出的,玻璃爐燃燒器的供給用氧氣含量最好高于80%、并且可達(dá)到100%的氣體實現(xiàn),上面的試驗應(yīng)該有利地滿足這些氧氣含量條件。為了更好地保證交換器的壽命,選擇的金屬合金經(jīng)受同樣的試驗,但規(guī)定的試驗溫度至少為500°C,并且為了滿足面對的極端條件,合金要滿足這樣的試驗,即最高試驗溫度至少為600°C,甚至可使該試驗的溫度達(dá)到800°C。作為補(bǔ)充,最適合用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的交換器的合金,在對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)ASTM G-124的氧化環(huán)境的自燃試驗中,對這種燃燒的承受可至少達(dá)到3巴的壓力,并且最好至少達(dá)到10巴的壓力。當(dāng)用于高于550°C的溫度范圍時,可有利地使用并很好滿足腐蝕試驗的合金包括鐵素體型的不銹合金,其鉻的含量在重量的12%和30%之間,并且同時含有1%至8%的鋁。對于鐵素體合金,當(dāng)它們處于400和500°C的溫度范圍之間時會脆化(脆變)。為此,這些合金的使用必須考慮所涉及的零件和交換器內(nèi)的條件,特別是溫度。
暴露在熱氧氣下的交換器部分還可以用富含鎳和鉻的合金實現(xiàn),并且鎳含量高于重量的25%,同時含有10%至30%的鉻。鎳含量可高達(dá)75%或更高。這些合金彼此不同,尤其是在機(jī)械性能方面。此外,在選擇中,可能必須考慮所針對用途的自身限制。盡管鎳含量高的合金工作良好,在平板玻璃的生產(chǎn)設(shè)備中,應(yīng)該考慮由鎳的存在造成的危險,必須仔細(xì)避免可能的顆粒夾帶,因為在玻璃板中有形成硫化鎳而造成破碎的危險。這些合金通過形成氧化鉻或氧化鋁保護(hù)層很好地耐受高溫腐蝕。合金的鉻含量必須足夠高,以阻止迅速增加的氧化鎳結(jié)核的形成,而可能夾帶的氧化鎳結(jié)核會在玻璃板中形成造成破碎的硫化鎳。對于高于500°C的氧氣溫度范圍,并且特別是在500和700°C之間,最好使用鉻含量僅為10%至20%的合金, 并且特別最好是在10%和16%之間。滿足所述要求的富含鎳的合金特別是那些通常稱為Inconel600H、600L、Incoloy800H的合金。對于高于100°C的氧氣溫度范圍,并且特別是在100和600°C之間,最好使用鉻含量高于16%的合金,并且特別最好是在20%和30%之間。滿足所述要求的富含鎳的合金特別是那些通常稱為 Inconel600H、600L,601、617、625、Incoloy800H 和 800HT 的合金。還可以使用諸如不銹鋼316L和310這樣的合金,加工方便,但壽命不能很好保證。如果氧化度很高的高溫氣體的循環(huán)速度是腐蝕危險的一個因素,那么這種腐蝕由于這些氣體攜帶的微粒而增加。最初氣體中沒有固體微粒,但這些微??蓙碜栽O(shè)備本身。經(jīng)受這些氣體腐蝕的管道和熱交換器的壁事實上可以釋放微粒,微粒對下游元件的沖擊也會產(chǎn)生侵蝕,氣體的速度越高,侵蝕就越嚴(yán)重。交換器的壁的表面狀態(tài)可能會影響抗腐蝕性。在其它條件相同的情況下,表面的非均勻性越明顯,合金的腐蝕就越嚴(yán)重。為此,根據(jù)本發(fā)明,與富氧氣體接觸的交換器壁的表面被拋光,并且粗糙度不超過6微米(μ )。最好,粗糙度低于4μ并且有利地最多等于
2μ ο


本發(fā)明的具體實施例在下面參照附圖進(jìn)行描述,附圖中:一圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的用于再加熱氧氣或富氧氣體的氣體交換器的首丨J視圖;—圖2是圖1所示交換器的端部的局部放大圖;—圖3示出圖2局部剖面A的細(xì)節(jié)。
具體實施例方式交換器的總體結(jié)構(gòu)是氣體交換器的傳統(tǒng)類型。它具有一個外殼1,包住一束管2。管通過板3、4固定在外殼內(nèi)。板構(gòu)成密封壁,限定載熱氣體在其內(nèi)循環(huán)的外殼區(qū)域。外殼的端部通過兩個蓋5、6關(guān)閉。這些蓋通過法蘭7、8、9、10和密封圈以密封方式固定在外殼上。必要時這些法蘭可以拆卸,以便可觸及到管2的端部。為了盡可能地獲得最佳交換,載熱氣體及氧氣或富氧氣體的循環(huán)有利地以對流方式進(jìn)行。熱的載熱氣體通過管道11進(jìn)入外殼,并且在流經(jīng)外殼內(nèi)由導(dǎo)流板13、14、15設(shè)置的回路后,通過管道12出來。氧氣或富氧氣體沿著基本直線的線路在管2內(nèi)循環(huán)。它由端部16進(jìn)去時是冷的,而從端部17出來是熱的,以便導(dǎo)入燃燒器。循環(huán)速度越高,交換越有效。然而,氧氣的速度和壓力必須保持在保證裝置安全工作的極限內(nèi)。必須避免氧氣循環(huán)導(dǎo)致與其接觸的壁的過度侵蝕??梢允寡鯕庠诹鲃又胁慌鲎脖凇R虼酥惫艿氖褂孟拗屏饲治g。管2端部的布置見圖2。為了避免管端部的紊流,以及這些管的通常通過焊接與板4進(jìn)行連接的部位的侵蝕加劇的危險,這些管的末端有一個擴(kuò)口部分。該布置有利于氧氣的流動及其膨脹,由此一定的減速。圖中,該擴(kuò)口為帶有開口角α的截錐形。出于同樣的原因,蓋子、且特別是位于氧氣出口的蓋子6距離管2的端部有一定距離。這樣,沿蓋子壁的氧氣速度比管出口處的速度明顯降低。該蓋子6總體形狀的選擇還要使得熱氧氣沿使沖擊最小化的小的入射角碰到蓋子壁。蓋子壁相對于管2的方向形成一個例如約20至30度的角。蓋子的截面逐步縮小,直至與輸出管道連接。
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有利的是在該部分避免銳角或焊接。管的尺寸及其分布使得對于所實施的流量,要滿足前述的速度和壓力條件。交換器需要在很長時期內(nèi)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),盡管有旨在避免其構(gòu)件損壞的預(yù)防措施,但還是可能出現(xiàn)一個管不再具備所需的密封性。交換器的組裝方式要使得出故障的管能夠在兩端被封堵。操作時需拆下蓋子。在停止使用故障管后,交換器可以重新使用,其效率根據(jù)剩下的有效管的數(shù)量略有變化。交換器蓋子的法蘭9、10處、或者這些蓋子與氧氣輸入或輸出管道連接處的密封有利地通過金屬的環(huán)形密封圈18獲得,并配以耐氧氣的材料19、20。該材料例如為云母,或者可壓縮礦物材料。這種類型的密封圈特別是由Garlock公司生產(chǎn),商品名為“Vitafex”。為了確定滿足本發(fā)明實施條件的合金,本發(fā)明人進(jìn)行了下面描述的試驗。用于這些試驗的樣品由20X20毫米、厚2毫米的金屬合金板構(gòu)成。樣品的表面狀態(tài)對于氧化的敏感性顯示出明確的重要性。為此,每個板的一面用達(dá)到1200粒度的SiC砂紙拋光。另一面為原始狀態(tài),即工業(yè)軋制后的狀態(tài)。試驗用的合金樣品的重量組成見下表:
權(quán)利要求
1.用于供給氧氣或含有至少50%的氧氣的氣體混合物的熱交換器,交換器出口處的溫度不低于300°C,氧氣或富氧氣體供給一個玻璃熔爐的一個或多個燃燒器,燃燒氣體的熱量直接或間接地用于加熱交換器內(nèi)的氧氣或富氧氣體,其中,交換功率在20和300千瓦之間,并且,氧氣或富氧氣體的加熱通過燃燒氣體以間接方式進(jìn)行,兩者之間的第一次交換通過一種中間載熱氣體進(jìn)行,然后后者被導(dǎo)入交換器用于加熱氧氣或富氧氣體,載熱氣體由一種對氧氣呈惰性的氣體構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換器,其中,與氧氣或富氧氣體接觸的交換面積的單位面積功率在5和15千瓦/平方米之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交換器,其供應(yīng)爐子的最多三個燃燒器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交換器,其為管型,其中,氧氣或富氧氣體在管內(nèi)循環(huán),管的外壁與一載熱氣體接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交換器,其中,輸送氧氣或富氧氣體的管的總截面使得在這些管內(nèi)的最高速度不超過120米/秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求 5所述的交換器,其中,氧氣或富氧氣體的壓力維持在低于3巴。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交換器,其中,與氧氣或富氧氣體接觸的表面經(jīng)過拋光,使得其粗糙度不超過6μ。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交換器,其中,其內(nèi)循環(huán)氧氣或富氧氣體的管基本是直線的,且其壁的厚度不大于3毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交換器,其中,包住管的外殼由多個通過法蘭連接的元件構(gòu)成,這些法蘭處的密封由復(fù)合密封圈保證,其密封元件由對氧氣呈惰性的材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的交換器,其中,密封元件是一個由可壓縮礦物材料構(gòu)成的環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換器,其中,載熱氣體為空氣、氮、CO2或水蒸氣。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換器,其中,載熱氣體由燃燒氣體構(gòu)成,燃燒氣體用空氣、氮、CO2和水蒸氣中的至少一種氣體進(jìn)行稀釋。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換器,其中,載熱氣體首先在一個回?zé)崞髦屑訜?,回?zé)崞黝A(yù)先由燃燒氣體加熱。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的交換器,其中,與氧氣或富氧氣體接觸的表面的材料由金屬合金構(gòu)成,使得在1000個暴露周期后,暴露在氣體下的樣品的重量增加不超過0.1毫克/平方厘米,每個暴露周期包括將溫度升高到一個等于或高于400°C的值,在該溫度水平保持I小時,然后返回環(huán)境溫度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的交換器,其中,合金滿足在氧化環(huán)境的試驗中當(dāng)溫度水平至少為500°C時、暴露面積的重量增加低于0.1毫克/平方厘米的條件。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的交換器,其中,與氧氣或以氧氣為基礎(chǔ)的氣體混合物接觸的合金經(jīng)受住按照標(biāo)準(zhǔn)ASTM G124的自燃試驗,至少達(dá)到3巴的壓力。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的交換器,其中,與氧氣或以氧氣為基礎(chǔ)的氣體混合物接觸的合金是一種鐵素體鋼型的合金,具有重量含量為12%至30%的鉻,鋁的含量為1%至8%。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的交換器,其中,對于不超過500°C的氧氣溫度,與氧氣或以氧氣為基礎(chǔ)的混合物接觸的合金是一種鉻的重量含量在10%和20%之間的合金。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的交換器,其中,合金的鎳含量大于25%,鉻含量在10%至30%之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的交換器,其中,合金是那些商品名為“InconeieOOH”、“600L”、“601”、“617”、“625”、“Incoloy800H” 或“800HT” 的合金中的一種。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的交換器,其中,元件與氧氣或以氧氣為基礎(chǔ)的混合物接觸,溫度達(dá)到300和900°C之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的交換器,其中,設(shè)置一個氧氣探測器與載熱氣體接觸,當(dāng)載熱氣體的氧氣含量增加1%以上時,該探測器與一個警報器接通。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換器,其中,所述交換器出口處的溫度高于400°C。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換器,其中,所述交換功率在40和250千瓦之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換器,其中,所述交換功率在80和170千瓦之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交換器,其中,所述單位面積功率在7和12千瓦/平方米之間。
27.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交換器,其中,所述最高速度不超過100米/秒。
28.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交換器,其中,所述壓力低于2巴。
29.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交換器,其中,所述壓力不高于1.5巴。
30.根據(jù)權(quán)利要 求7所述的交換器,其中,所述粗糙度不超過4μ。
31.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交換器,其中,所述粗糙度不超過Iμ。
32.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交換器,其中,所述壁的厚度不大于2.5毫米。
33.根據(jù)權(quán)利要求16所述的交換器,其中,所述壓力至少達(dá)到10巴。
34.根據(jù)權(quán)利要求18所述的交換器,其中,所述鉻的重量含量在10%和16%之間。
35.根據(jù)權(quán)利要求21所述的交換器,其中,所述溫度達(dá)到400和700°C之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于供給氧氣或含有至少50%的氧氣的氣體混合物的熱交換器,交換器出口處的溫度不低于300℃,并且最好高于400℃,氧氣或富氧氣體供給玻璃熔爐的一個或多個燃燒器,燃燒氣體的熱量直接或間接地用于加熱交換器內(nèi)的氧氣或富氧氣體,其中,交換功率在20和300千瓦之間,最好在40和250千瓦之間,特別最好是在80和170千瓦之間。
文檔編號C03B5/237GK103121789SQ201310057899
公開日2013年5月29日 申請日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者O·杜尚, E·博德萊, B·勒魯, G·康斯坦丁, R·特西亞瓦, B·西蒙斯 申請人:旭硝子歐洲玻璃公司, 液體空氣喬治洛德方法利用和研究有限公司
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