专利号5，266，024中描述了产生含有高浓度的氧的热流而不使用常规间接换热器的优选方法，其公开了少量燃料在流动的氧流中联线燃烧来产生可注射到熔炉中的热的气态氧流。
[0049]为了防止冷却效应，另一优选方法在于从燃烧器注射带有大量氧化剂的少量燃料，即，在升高的化学计量状态下，以产生热且还产生高02浓度的气氛。例如，当天然气和氧以500%(S卩，5:1，基于摩尔的02比燃料)的化学计量比注射时，S卩，大致在1体积的天然气和10体积的纯02的比下，绝热火焰温度为大约3400 ?，且燃烧产物中的02浓度在湿基上变为大约72%。由于精炼区的温度典型地为低于2800 ?，故在升高的化学计量比燃烧条件下的燃料和氧化剂气体注射的此类示例将引起温和的加热效应。通过调整化学计量比，气体注射的加热和冷却效应可控制成保持最佳的玻璃质量，同时显著地增大精炼区中的气氛的02浓度。升高的化学计量比的优选范围为110%到2000%。升高的化学计量比的更优选范围为150%到1500%。升高的化学计量比的最优选范围为200%到1000%。
[0050]精炼区12中的气氛状态可通过以不使从熔化区11到精炼区12的熔炉气体循环增大的方式来可选地将附加的净化气体注射到精炼区12中来提高。例如，附加的氧可从位于前壁23中或前壁23附近的侧壁22中的一个或多个净化气体注射器55-58注射。优选实施例在于将来自注射器55和56的净化气体从前壁23以适当动量注射，以便减小来自熔化区11的恪炉气体循环，而不论净化气体注射器55和56—起或交替注射。优选地，从各个注射器55和56注射的净化气体的总动量小于从端口 6注射的燃料和空气的动量。净化气体优选地为空气或按体积含有21%到100%的02的氧化剂。更优选地，氧化剂的氧浓度为33vol%到100vol%，且最优选地，氧化剂的氧浓度为85vol%到100vol%。从净化气体注射器55和56注射的气体流率和成分可不同于彼此，以影响精炼区12中的温度和02浓度分布。
[0051 ]在以可选的净化气体或以来自注射器32和33的氧化剂注射来实施本发明时，离开蓄热器端口的烟道气体中的平均过量氧将增加。没有预热的氧化剂(尤其是空气)的注射增大了熔炉热负载。为了保持或改善熔炉的能量效率和使NOx的排放最小化，各个蓄热器端口的燃料和燃烧空气流率优选地调整成使离开各个蓄热器端口的烟道气体中的氧浓度为在最佳值处，典型地大约1 vo 1%到6 vo 1 %，更典型地大约1 vo 1 %到3 vo 1%。由于注射到精炼区中的气体中的大部分从接近精炼区的蓄热器端口离开，故两个到三个蓄热器端口的燃料和燃烧空气流率优选地调整成使离开各个蓄热器端口的烟道气体中的氧浓度为最佳值。
[0052]然而，在生产高氧化玻璃(如用于太阳能电池板应用的平板玻璃)时，考虑为有利的是不但在精炼区中而且在熔化区中也具有高02浓度的气氛，尤其是在涌出区上方和在起泡器上方的区域上方(如果熔炉配备有起泡器)。在典型的六端口浮法玻璃熔炉中，涌出区位于熔化区中的端口 3与端口 6之间。在此情况下，优选的是将端口 4-6的化学计量比保持在正常过量空气水平下，或甚至增大至110%到120%，以便增大在端口4-6区域之上的02浓度。涌出区附近的02浓度的进一步增大通过闭合端口 6，焚烧且允许精炼区的高02气氛扩张至端口 5线来实现。可选地，端口 6和端口 5且甚至包括端口 4可闭合。当这些端□闭合以便增大涌出区附近的气氛中的02浓度时，用于维持端口的燃料输入和可选地从用于注射器32和33注射的燃料的量增加，以保持适当的熔炉温度分布。
【主权项】
1.一种操作玻璃熔化熔炉的方法，所述熔炉包括由相对的侧壁、后壁、顶部和前壁限定的玻璃熔化室，所述方法包括: (A)通过来自所述熔化区的所述侧壁中的相对的蓄热器端口中的两对或更多对的燃料和预热氧化剂的燃烧而提供至所述熔池之上的熔化区的热，来在所述玻璃熔化室的所述熔化区中熔化玻璃制作材料，以建立熔融玻璃制作材料的熔池，其中所述燃烧在所述熔化区中在所述熔池之上形成包括燃烧产物的气氛，其中涌出区存在于所述熔池中， (B)使熔融玻璃制作材料从所述熔化区进入且穿过所述玻璃熔化室的精炼区，且然后经由所述前壁中的端口离开所述玻璃熔化室， (C)将燃料的至少一个气态流或雾化液体流和至少一个氧化剂流注射到所述熔融玻璃制作材料上方的所述精炼区中，且燃烧所述精炼区中的所述燃料和氧化剂，以将所述精炼区中在所述熔池表面附近的气氛中的平均氧浓度增大lvol%到60vol%，以及 (D)调整所述蓄热器端口中的各个的燃料和燃烧空气流率，以使离开位于所述涌出区与所述精炼区之间的所述蓄热器端口中的各个的烟道气体中的氧浓度在2vol%到10vol%之间。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(C)中注射的所述至少一个氧化剂流包括21 vo 1% 到 1 OOvo 1% 的氧。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(C)中注射的所述至少一个氧化剂流包括35vol%到100vol%的氧，且所述燃料在步骤(C)中以相对于在步骤(C)中注射的所述氧化剂的110%到2000%的化学计量比来注射。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤(C)中注射的所述至少一个氧化剂流和所述燃料的化学计量比为150%到1500%。5.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤(C)中注射的所述至少一个氧化剂流和所述燃料的化学计量比为200%到1000%。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括从所述熔化区的底部将气体起泡到所述熔化区中的所述熔融玻璃中。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括:(E)使气体流流过所述前壁中的所述端口，或流过所述前壁中的至少一个单独的气体注射端口，朝所述熔融玻璃制作材料上方的所述熔化区进入所述精炼区中。8.根据权利要求7所述的方法，其中，熔融玻璃制作材料流出所述精炼区进入调节区，且冷却空气给送到所述调节区中，以在所述调节区中冷却所述熔融玻璃制作材料，且所述冷却空气的一部分从所述调节区流入所述精炼区中，且包括流入所述精炼区中的所述气体流。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精炼区中在所述熔池表面附近的气氛中的氧浓度高于所述熔化区中在所述熔池表面附近的气氛中的氧浓度。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精炼区中在所述熔池表面附近的气氛中的平均氧浓度在2vol%到60vol%之间。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精炼区中在所述熔池表面附近的气氛中的平均氧浓度增大1 vo 1 %到60 vo 1 %。12.根据权利要求1所述的方法，其中，表示为由所述玻璃熔化熔炉产生的玻璃中的二价铁与三价铁之比的氧化还原比减小0.01到0.20。13.根据权利要求1所述的方法，其中，用于燃烧的预热氧化剂从所述玻璃熔化室的侧部中的蓄热器端口中的两对到十对提供至在所述熔池之上的所述熔化区。14.根据权利要求7所述的方法，其中，根据步骤(E)流入所述精炼区中的所述气体流为空气。15.根据权利要求7所述的方法，其中，根据步骤(E)流入所述精炼区中的所述气体流包括21vo1%到1OOvo1%的氧。16.根据权利要求2所述的方法，其中，根据步骤(E)流入所述精炼区中的所述气体流包括50 vo 1%直到100 vo 1%的氧。17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述玻璃熔化熔炉生产氧化的平板玻璃。
【专利摘要】在操作包括熔化区(11)和精炼区(12)的玻璃熔化熔炉(100)的方法中，熔化区设有多对的相对的蓄热器(41、42)。燃料的至少一个气态流或雾化流体流和至少一个氧化剂流例如经由注射器(32、33)注射，且在熔融玻璃制作材料上方燃烧进入精炼区中，以将所述精炼区中在所述熔池表面附近的气氛中的平均氧浓度增大1vol%到60vol%。所述蓄热器端口中的各个的燃料和燃烧空气流率调整成使离开位于熔化区(11)中的涌出区与精炼区(12)之间的所述蓄热器端口中的各个的烟道气体中的氧浓度在2vol%到10vol%之间。可制成氧化玻璃且降低冠部侵蚀的风险。
【IPC分类】C03B5/235
【公开号】CN105452179
【申请号】CN201480046035
【发明人】小林久, S.托尔卡马尼, A.弗兰西斯, 威廉.T.小林, 袁军绿
【申请人】普莱克斯技术有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年6月20日
【公告号】CA2915241A1, EP3010864A1, WO2014205362A1