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1. WO1996041771 - PERFORMANCE-INCREASING, NITROGEN OXIDE-REDUCING CROSS-FIRING OF TANK FURNACES

Publication Number WO/1996/041771
Publication Date 27.12.1996
International Application No. PCT/EP1996/002466
International Filing Date 07.06.1996
IPC
C03B 5/235 2006.01
CCHEMISTRY; METALLURGY
03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
BMANUFACTURE OR SHAPING OF GLASS, OR OF MINERAL OR SLAG WOOL; SUPPLEMENTARY PROCESSES IN THE MANUFACTURE OR SHAPING OF GLASS, OR OF MINERAL OR SLAG WOOL
5Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
235Heating the glass
F23C 5/00 2006.01
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN AIR
5Combustion apparatus characterised by the arrangement or mounting of burners
F23M 5/02 2006.01
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
5Casings; Linings; Walls
02characterised by the shape of the bricks or blocks used
F27B 3/20 2006.01
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
27FURNACES; KILNS, OVENS OR RETORTS
BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
3Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces
10Details, accessories, or equipment, e.g. dust-collectors, peculiar to hearth-type furnaces
20Arrangements of heating devices
CPC
C03B 5/235
CCHEMISTRY; METALLURGY
03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
5Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
235Heating the glass
F23C 2900/05081
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  ; A CARRIER GAS OR; AIR 
2900Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
05081Disposition of burners relative to each other creating specific heat patterns
F23C 5/00
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  ; A CARRIER GAS OR; AIR 
5Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
F23M 5/025
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
5Casings; Linings; Walls
02characterised by the shape of the bricks or blocks used
025specially adapted for burner openings
F27B 3/205
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
3Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type
10Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
20Arrangements of heating devices
205Burners
Y02E 20/34
YSECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
20Combustion technologies with mitigation potential
30Technologies for a more efficient combustion or heat usage
34Indirect CO2 mitigation, i.e. by acting on non CO2 directly related matters of the process, e.g. more efficient use of fuels
Applicants
  • SOFTWARE & TECHNOLOGIE GLAS GMBH, COTTBUS [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • HEGEWALD, Frank [DE]/[DE] (UsOnly)
  • HEMMANN, Peter [DE]/[DE] (UsOnly)
  • HEELEMANN, Helmut [DE]/[DE] (UsOnly)
Inventors
  • HEGEWALD, Frank
  • HEMMANN, Peter
  • HEELEMANN, Helmut
Common Representative
  • SOFTWARE & TECHNOLOGIE GLAS GMBH, COTTBUS
Priority Data
195 20 649.509.06.1995DE
Publication Language German (DE)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) LEISTUNGSSTEIGERNDE UND STICKOXIDMINDERNDE SCHRÄGFLAMMENBEHEIZUNG VON WANNENÖFEN
(EN) PERFORMANCE-INCREASING, NITROGEN OXIDE-REDUCING CROSS-FIRING OF TANK FURNACES
(FR) CHAUFFAGE A FLAMME TRANSVERSALE DE FOURS A CUVE PERMETTANT D'AUGMENTER LE RENDEMENT ET DE REDUIRE LES EMISSIONS D'OXYDE D'AZOTE
Abstract
(DE)
Die erfinderische Schrägflammenanordnung an Querflammenwannen bezweckt die relative Senkung von Flammen- und Gewölbetemperaturen zur Leistungssteigerung und Stickoxidminderung. Durch teilweise seitliche Auslenkung von Brennstoffstrahlen aus dem Verbrennungsluftstrom mit mehreren Brennern und Düsensteinen wird eine unterdrückte Startreaktion der Flammen, verbunden mit einer NO-mindernd, kalten Flammenwurzel eingestellt. Zugleich wird ein Karborierungseffekt mit Erhöhung des Emmissionskoeffizienten der Flamme erzielt. So wirkt sie wandnah zunächst als Wärmesenke, aber im zentralen Ofen, wird alternativ zur Flammentemperatur (und zugleich NO-mindernd deren Spitzenwerte senkend) die Wärmeabgabe der Flamme intensiviert. Die Flammenauslenkung zu vorzugsweise fächerförmiger Flammenanordnung erzielt weiterhin die Erhöhung von Flammenlänge und Flammenbedeckungsgrad der Schmelzfläche, die Verlängerung des Flammenweges und die Verkürzung des Strahlungsweges zu bislang flammenfernen Gebieten der Glasbadoberfläche. Vertikal wird eine gleichmäßig glasbadnahe Flammenlage einstellbar. Die Oberofentemperatur wird, NO-mindernd und schmelzleistungssteigernd, relativ abgesenkt. Die verbesserte Wärmeentbindung senkt die Temperatur am abziehenden Flammenende. Zusätzlich erhöht die damit beidseitig wandnahe Temperaturabsenkung im Unterofen leistungssteigernd die Querströmung des Glases.
(EN)
The disclosed cross-flame arrangement of cross-fired tank furnaces aims at a relative reduction of flame and roof temperatures in order to improve furnace performance and reduce nitrogen oxide. By partially deflecting fuel jets sideways out of the combustion air flow with several burners and orifice jewels, the starting reaction of the flame is subdued, a 'cold' flame root is set, and NO is reduced. At the same time, a carburating effect is achieved, increasing the emission coefficient of the flame. Next to the furnace walls, therefore, it acts at first as a heat sink, but in the centre of the furnace, the heat emitted by the flame is intensified instead of its temperature (reducing its maximum values and NO emissions). The deflection of the flames into a fan flame pattern also increases flame length and the extent of coverage of the melt surface by the flames, lengthens the path of the flames and shortens the path of thermal radiation to flame-distant areas of the glass bath surface. Flame position may be vertically adjusted to give a uniform distance from the molten glass. The temperature in the upper part of the furnace is relatively reduced, lowering NO emission and increasing melting capacity. The improved heat radiation lowers the temperature at the outer end of the flame. In addition, the temperature reduction next to both furnace walls increases glass transverse flow in the lower part of the furnace, improving its performance.
(FR)
L'agencement décrit de flammes transversales dans des fours à cuve à flamme transversale sert à réduire comparativement la température de la flamme et de la voûte, ce qui permet d'augmenter le rendement et de réduire les émissions d'oxyde d'azote. Par une déviation latérale partielle des flux de combustible hors du courant d'air de combustion au moyen d'une pluralité de brûleurs et de pierres d'orifice, on obtient une réaction initiale réduite des flammes, liée au fait que la racine des flammes est froide, ce qui réduit les émissions de NO. En même temps, on obtient un effet de carburation et une augmentation du coefficient d'émission de la flamme. A proximité des parois du four, elle agit ainsi tout d'abord comme un puits thermique, mais au centre du four, c'est la chaleur émise par la flamme et non sa température qui est intensifiée (ses valeurs maximales étant réduites de façon à diminuer les émissions de NO). La déviation des flammes de préférence en éventail permet en outre d'accroître la longueur des flammes et le degré de couverture de la surface de la masse fondue par les flammes, d'accroître le trajet des flammes et de raccourcir le trajet du rayonnement thermique jusqu'aux zones de la surface du bain de verre éloignées de la flamme. La position des flammes est réglable en hauteur de sorte qu'elles soient éloignées d'une distance uniforme du bain de verre. La température de la partie supérieure du four est relativement réduite, de façon à diminuer les émissions de NO et d'augmenter la puissance de fusion. Le dégagement amélioré de chaleur permet de réduire la température de l'extrémité extérieure des flammes. En outre, la réduction de la température à proximité des deux parois du four intensifie l'écoulement transversal du verre dans la partie inférieure du four, ce qui accroît son rendement.
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