分散鼓泡浸没燃烧玻璃熔窑的制作方法

文档序号:10971818
分散鼓泡浸没燃烧玻璃熔窑的制作方法
【专利摘要】一种分散鼓泡浸没燃烧玻璃熔窑,其特征是:在这种熔窑底部的窑底耐火材料上侧或下侧,分散设置有其数量庞大的高温燃烧气体鼓泡孔;由燃气喷枪或燃烧室产生的高温燃烧气体,被分散至各个鼓泡孔并鼓入玻璃熔液中;其鼓泡孔的数量大大超出传统燃气喷枪的数量(数十只以下),达到数百至数万个之多,它们密布在熔窑底部的大部分面积上,通过鼓泡形式将热量传给熔融玻璃液和玻璃配合料;在熔融玻璃液上表面,始终铺盖有一层待熔的玻璃配合料,玻璃熔液内的燃烧烟气经此料层逸出,并通过与料层换热降温后排掉;熔化的玻璃熔液进入澄清池,经负压澄清后送去成型。
【专利说明】
分散鼓泡浸没燃烧玻璃熔窑
技术领域
[0001 ]玻璃熔窑,特别是浸没燃烧熔窑。
【背景技术】
[0002]玻璃的熔制是玻璃制造工艺中最重要、最核心的工艺。它的优劣对于绿色环保、节能减排以及玻璃的制造质量和成本的高低,有着举足轻重的作用。
[0003]目前,用燃料连续熔制玻璃液均采用表面加热的方法。它有着几个难以克服的缺点:一是热效率较低,热损耗严重;二是熔化率较低;三是熔化池燃烧空间的燃气温度高、流速大,对窑炉耐火材料侵蚀较快,降低了窑炉使用寿命。为了节省能源、减少排放和降低成本并提高窑炉使用寿命,国内外都在探索更有效的加热方法代替表面加热,例如浸没燃烧和电极加热。
[0004]但是,迄今为止,所谓浸没燃烧是将气态燃料燃烧器从窑底插入窑内,使燃烧的废气以高温高速直接喷入熔池玻璃液中,搅动着玻璃液,并将大部分热量传给玻璃液和配合料,使玻璃料迅速熔化。
[0005]这种方法不仅可使燃烧气体的热量被玻璃液充分吸收,热损失小,熔化率高,节能效果十分显著(国外介绍浸没燃烧方法的熔化率可达9?10吨/平方米.日,每公斤玻璃液热耗在1000?1300千卡)。而且由于高温气体翻腾,对玻璃液起搅拌作用,使池内的玻璃液更均匀。又由于离开玻璃液的废气温度基本和熔池中表面玻璃液的温度相同,因而降低了熔窑空间的温度,延长了窑炉的使用寿命。
[0006]浸没燃烧方法有许多优点,因此包括中国在内的美、日、法、俄等国都先后进行了深入的研究和试验,但到目前为止均未在大规模工业应用上获得成功。
[0007]其原因在于,这种传统浸没燃烧的方法有着难以解决的问题:1、澄清问题:在向玻璃液中喷入燃气和空气混合物时(燃烧产物),喷嘴的作业条件比较困难,只有混合气体耗量大大超过用空气或蒸汽鼓抱时,熔制才会正常进行。由于玻璃液的激烈鼓泡翻腾,使玻璃液呈泡沫状,自身的微小气体夹杂物显著增多,因此,使玻璃液澄清很困难。2、燃料问题:在熔体中吸留或夹杂的灰泡成分主要是未参加反应的不活泼气体,也就是燃料燃烧过程中释放出的氮,如:用天然气一空气混合气体的浸没燃烧喷嘴所产生的燃烧产物中,含氮量超过70%,而一般的燃烧方法则允许在燃烧产物中的含氮量不超过30%,对于平板玻璃,则最好不超过10%(重量)。因此,这也是气体夹杂物多的主要原因。用纯氧燃烧工艺可有效解决上述两个问题,但带来的问题是,火焰温度过高,喷嘴蚀损过快,又无法补偿或更换。3、燃烧器问题:由于燃烧器是浸没在熔体中的,其质量、安放位置以及操作控制都比以往要求严格,否则,一旦燃烧发生故障,使玻璃液进人其内固化,则不能继续使用。另外,当玻璃液达到一定深度时,喷嘴的冲力不够,火焰则不进玻璃液,而从旁边耐火材料喷出。秦皇岛玻璃研究院在试验中就遇到过这种情况。缩小喷嘴直径可解决上述问题,但又会造成燃烧热量不足的问题。4、耐火材料问题:由于玻璃液在窑内剧烈翻腾,上部结构空间会被飞溅出来的玻璃液所冲刷,一般的硅砖和铬砖适应不了这种熔窑的需要。当在池底设置多个燃烧喷嘴时,也会削弱耐火材料的强度。另外,如在熔液中燃烧天然气(为供入窑内总量的7-10%),会使热交换大大加强。过多地提高直接在熔窑中燃烧的天然气量,耐火材料受蚀严重。5、玻璃液粘度、气源压力和流量的波动,对混合气体压力和喷速的影响很大,使其难以长期恒定地保持在玻璃液中燃烧,极易造成脱火或回火现象。6、最为关键的问题是:由于受材料限制,燃烧器(尤其是喷火嘴)极易损耗、寿命较短,而且既无法补偿也难以更换。所以尽管经过长期的研究和试验,却难以投入实际应用。而电极加热存在的问题是:熔化率低;加热面积有限;电极昂贵并更换困难且易氧化;需先用其它加热方式将玻璃熔化成液体后,才能够通电加热,增加了设备及工艺成本。因此。目前电极加热的玻璃电熔窑仅用于高硼硅玻璃、乳白玻璃等小规模产品的生产。

【发明内容】

[0008]为解决上述问题,本发明提供了一种分散鼓泡浸没燃烧玻璃熔窑,其特征是:在这种熔窑底部的窑底耐火材料上侧或下侧,分散设置有其数量庞大的高温燃烧气体鼓泡孔;由燃气喷枪或燃烧室产生的高温燃烧气体,被分散至各个鼓泡孔并鼓入玻璃熔液中;其鼓泡孔的数量大大超出传统燃气喷枪的数量(数十只以下),可达到数百至数万个之多,它们密布在熔窑底部的大部分面积上,通过鼓泡形式将热量传给熔融玻璃液和玻璃配合料;在熔融玻璃液上表面,始终铺盖有一层待熔的玻璃配合料,玻璃熔液内的燃烧烟气经此料层逸出,并通过与料层换热降温后排掉;熔化的玻璃熔液进入澄清池,经负压澄清后送去成型。
[0009]上述鼓泡孔喷嘴可单独从窑底插入,也可排列设置在鼓泡喷管的侧壁上。
[0010]上述鼓泡喷管可并行排列在熔窑底部的池底砖上侧或下侧,并横跨出两侧的熔窑池壁;以便安全抽出维修更换。
[0011 ]上述高温燃烧气体所用的助燃气体为富氧或纯氧。燃气可采用天然气或氢气。
[0012]上述玻璃配合料为成球或成块的玻璃配合料。
[0013]这样一来,在不减少对玻璃液和玻璃配合料所供热量的前提下,可使燃烧强度大为降低。其产生气泡的大小、频率、压力均可设计或调节。从而在根本上解决传统浸没燃烧方法所带来的澄清、燃烧器、燃料以及耐火材料等技术瓶颈问题。
[0014]其它浸没燃烧方法相比,这种分散鼓泡浸没燃烧玻璃恪窖的有益之处在于:1、窖炉及燃烧设备结构简单,使用寿命长;2、方法可靠,燃烧完全;3、熔化效率高,熔液均化效果好;4、对耐火材料的侵蚀小;5、高温烟气在熔液和原料配合料层中的换热时间长,热利用率高;6、适合于纯氧高温燃烧,不仅可以熔化高熔点物料,而且烟气量大为减少,利于熔液的澄清;7、具有重大的节能减排效果。
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例之一剖面结构原理图。
[0016]图2是本发明实施例之二剖面结构原理图。
[0017]图中1.窑底耐火材料,2.熔窑池壁,3.流液挡墙,4.流液洞,5.鼓泡喷管,51.内管管腔,52.内管,53.外管,54.内管鼓泡环缝,55,外管鼓泡环缝,6.玻璃熔液,7.玻璃配合料,8.澄清池抽气装置,9.熔池抽气罩。
【具体实施方式】
[0018]图1中,在这种熔窑底部的窑底耐火材料I的上侧或下侧,分散设置有其数量庞大的、排列设置在鼓泡喷管5侧壁上的高温燃烧气体鼓泡孔;由燃气喷枪或燃烧室产生的高温燃烧气体,被分散至各个鼓泡孔并鼓入玻璃熔液6中;其鼓泡孔的数量大大超出传统燃气喷枪的数量(数十只以下),可达到数百至数万个之多,它们密布在熔窑底部的大部分面积上,通过鼓泡形式将热量传给熔融玻璃液6和玻璃配合料7;在熔融玻璃液6上表面,始终铺盖有一层待熔的玻璃配合料7,玻璃熔液内的燃烧烟气经此料层逸出,并通过与料层换热降温后排掉;熔化的玻璃熔液6通过流液挡墙3下方的流液洞4进入澄清池,经澄清池抽气装置8负压澄清后送去成型。
[0019]上述鼓泡喷管5可并行排列在熔窑底部的池底砖上侧,并横跨出两侧的熔窑池壁;以便安全抽出维修更换。
[0020]上述高温燃烧气体所用的助燃气体为富氧或纯氧;燃气可采用天然气或氢气。
[0021]上述玻璃配合料7为成球或成块的玻璃配合料。
[0022]随着原料配合料层底层不断熔化,顶层不断铺上新料层,熔窑便能够连续生产出所需要的熔液。
[0023]图2中,描述了一种可调式鼓泡喷管的结构。它由内管52和外管53套装组成。在内管52和外管53的管壁上对应设置有内管鼓泡环缝54和外管鼓泡环缝55;将内管52和外管53相对旋转便可调节鼓泡孔的大小,从而调节气泡的大小和频率。由燃气喷枪或燃烧室产生的高温燃烧气体,被接入内管管腔51中,并被分散至各个鼓泡孔并鼓入玻璃熔液中。
【主权项】
1.一种分散鼓泡浸没燃烧玻璃熔窑,其特征是:在这种熔窑底部的窑底耐火材料上侧或下侧,分散设置有高温燃烧气体鼓泡孔;由燃气喷枪或燃烧室产生的高温燃烧气体,被分散至各个鼓泡孔并鼓入玻璃熔液中;上述鼓泡孔喷嘴被排列设置在鼓泡喷管的侧壁上;其鼓泡孔密布在熔窑底部的大部分面积上,通过鼓泡形式将热量传给熔融玻璃液和玻璃配合料;在熔融玻璃液上表面,始终铺盖有一层待熔的玻璃配合料,玻璃熔液内的燃烧烟气经此料层逸出,并通过与料层换热降温后排掉。2.根据权利要求1所述的一种分散鼓泡浸没燃烧玻璃熔窑,其特征是:上述鼓泡喷管并行排列在熔窑底部的池底砖上侧,并横跨出两侧的熔窑池壁;以便安全抽出维修更换。3.根据权利要求1所述的一种分散鼓泡浸没燃烧玻璃熔窑,其特征是:上述高温燃烧气体所用的助燃气体为富氧或纯氧;燃气采用天然气或氢气。4.根据权利要求1所述的一种分散鼓泡浸没燃烧玻璃熔窑,其特征是:上述玻璃配合料为成球或成块的玻璃配合料。5.根据权利要求2所述的一种分散鼓泡浸没燃烧玻璃恪窖,其特征是:所述鼓泡喷管为一种可调式鼓泡喷管,它由内管(52)和外管(53)套装组成;在内管(52)和外管(53)的管壁上对应设置有内管鼓泡环缝(54)和外管鼓泡环缝(55);将内管(52)和外管(53)相对旋转便可调节鼓泡孔的大小,从而调节气泡的大小和频率;由燃气喷枪或燃烧室产生的高温燃烧气体,被接入内管管腔(51)中,并被分散至各个鼓泡孔并鼓入玻璃熔液中。
【文档编号】C03B5/00GK205662448SQ201620312057
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】徐林波
【申请人】徐林波
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