[发明专利]利用燃料添加进行的热化学再生

说明书

本发明公开了热化学再生器燃烧系统的操作，其中燃料与加热炉烟气一起馈送到再生器中以减少氧气含量并任选地在再生器操作的两个循环中建立还原气氛。

技术领域

本发明涉及在诸如玻璃熔化加热炉的加热炉中的燃烧，其中材料被馈送到加热炉中并且通过在加热炉内发生的燃烧的热量被加热和/或熔化。

背景技术

美国专利No.6,113,874公开了可用于采用再生器的加热炉的热回收方法，其中在加热炉中形成的燃烧产物流通过第一再生器以加热第一再生器并冷却燃烧产物，并且然后冷却的燃烧产物的一部分与燃料组合以形成混合物，该混合物通过第二加热的再生器，并且其中该混合物经历吸热反应以形成合成气，然后该合成气通入加热炉中并被燃烧。

本发明是对该专利中公开的方法的改善，由此出乎意料地发现，可改善由这些方法提供的有效热回收，并且可实现本文所述的其他益处。具体地，本发明鼓励在两个上述再生器中建立和维持还原条件，从而提供本文所述的优点。

发明内容

本发明的一个方面是在加热炉中进行燃烧的方法，该方法包括：

(A)在加热炉中燃烧燃料以产生含有氧气的气态燃烧产物；以及

(B)交替

(1)(i)使一部分气态燃烧产物从加热炉离开通入第一室中，将碳氢化合物燃料馈送到第一室中，并使第一室中的碳氢化合物燃料与气态燃烧产物中存在的氧气反应以减少第一室中的氧气浓度，并产生含氧气和零至20,000ppm的一氧化碳的气态反应混合物；

(ii)使气态反应混合物从第一室离开通入冷却的第一再生器中并通过冷却的第一再生器，以加热第一再生器并冷却所述气态反应混合物；

(iii)使燃料和至少部分来自所述第一再生器的所述冷却的气态反应混合物通入加热的第二再生器中，并且在第二再生器中使气态反应混合物和燃料在第二再生器中以吸热反应进行反应以形成包含氢气和CO的合成气；以及

(iv)使在第二再生器中形成的所述合成气通入所述加热炉中，并用喷射到所述加热炉中的一种或多种氧化剂流燃烧合成气；和

(2)(i)使一部分气态燃烧产物从加热炉离开通入第二室中，将碳氢化合物燃料馈送到第二室中，并使第二室中的碳氢化合物燃料与气态燃烧产物中存在的氧气反应以减少第二室中的氧气浓度，并产生含氧气和零至20,000ppm的一氧化碳的气态反应混合物；

(ii)使气态反应混合物从第二室离开通入冷却的第二再生器中并通过冷却的第二再生器，以加热第二再生器并冷却所述气态反应混合物；

(iii)使燃料和至少部分来自所述第二再生器的所述冷却的气态反应混合物通入加热的第一再生器中，并且在第一再生器中使气态反应混合物和燃料在第一再生器中以吸热反应进行反应以形成包含氢气和CO的合成气；以及

(iv)使在第一再生器中形成的所述合成气通入所述加热炉中，并用喷射到所述加热炉中的一种或多种氧化剂流燃烧合成气。

在本发明的一个优选方面，交替通入第一室和第二室中的气态燃烧产物含有超过5体积％的氧气，并且在第一室和第二室中交替形成的气态反应混合物含有最高达5体积％的氧气且含有零至3000ppm的一氧化碳。

在本发明的另一个优选方面，在第一室和第二室中交替形成的气态反应混合物含有小于20,000ppm的氧气和至少1000ppm的一氧化碳。

在本发明的另一个优选方面，在第一室和第二室中交替形成的冷却的气态反应混合物在通过排入烟囱中或通入重整床中之前与含氧气气体诸如空气或氧气反应以将在冷却的气态反应混合物中存在的一氧化碳、氢气和碳氢化合物转化为二氧化碳和水，以将一氧化碳的浓度减少至小于500ppm，优选小于200ppm，更优选小于100ppm。