专利名称：水增强的澄清方法—一种降低玻璃熔窑有毒排放物的方法
技术领域：
本发明涉及降低玻璃熔窑有毒排放物的方法。
玻璃生产按照一般化方法进行，其中将诸如沙、苏打、石灰、长石、白云石和再循环玻璃(通常称为碎玻璃)之类的玻璃生成材料混合成配合料，在窑中将其分别在大约800-1300℃和大约1300-1500℃进行熔化和精炼。然后将玻璃材料冷却以进行老化、生成和退火(参见Tooley，The Handbook of Glass Manufacture，3d.Ed.)。
在熔化阶段，由于多种众所周知的反应，生成诸如CO2和N2之类的气体。这些气体在玻璃液中形成必须除去的气泡或疵点。澄清是从玻璃熔体中除去这些气体的物理化学方法。作为该方法的部分，将多种已知为澄清剂在混合前加入配合料玻璃中。这些试剂的主要作用是在适当的温度下在玻璃熔体中释放气体，这些气体扩散到玻璃熔体的气泡中。当气泡变得更大时，气泡的相对浮力增加，气泡升至玻璃熔体的表面，然后气体从表面释放。根据斯托克斯定律。气泡通过玻璃熔体的速度可以通过降低玻璃熔体的粘度来增加。通过提高玻璃熔体的温度，更多的澄清气体释放出来，玻璃熔体的粘度降低。这就是为什么澄清过程发生在窑中最热区域的原因。
常用澄清剂的实例是硫酸钠，它按照以下反应分裂生成SO2和O2气体
其它硫酸盐化合物包括硫酸钙和硫酸钡，含有诸如滤尘和滤渣之类的含硫酸盐材料也可以用于配合料材料中以提供玻璃中的硫酸盐。
用于玻璃中的硫酸盐的量取决于熔化的玻璃类型。每公吨玻璃产品所用的硫酸钠的一般范围，对于浮法玻璃和氧化的平板玻璃为6-12kg(按SO3计为3.4-6.7 kg)，对于火石瓶罐玻璃为5-8kg(按SO3计为2.8-4.5kg)，对于绿色瓶罐玻璃为4-7kg(按SO3计为2.2-3.9kg)，而对于纺织纤维玻璃(E-玻璃)为5-10kg。当大部分进料由碎玻璃构成时，由于碎玻璃已经含有硫酸盐，所以硫酸钠的需要可以降低到上述范围之下。
玻璃配合料中大约一半硫酸盐可能保留在玻璃产品中，而另一半作为SO2气体在澄清和配合料熔化期间放出。在配合料熔化期间，SO2气体通过与碳和其它化合物(包括窑炉气氛中的还原气体(如果存在))反应而放出。
玻璃窑的SO2以及其它有毒排出物和颗粒排出物是严重的环境问题。该问题的一个可能的解决方法是使用氧-燃料燃烧，后者用商品级氧气替代空气。尽管氧-燃料燃烧已经证明可降低燃气炉NOx排放的80-99％，但降低其它有毒排出物和颗粒排出物的方法仍在寻找。这些排出物的主要来源是在熔化和澄清过程中释放的诸如SO2之类的澄清剂反应产物。
我们也知道气态SO2在颗粒排出物的生成中，以以下方式起作用。在玻璃熔体表面通过水蒸气与玻璃熔体中的氧化钠的反应生成的NaOH，在蓄热室和烟道中与SO2和O2反应，生成Na2SO4以及其它硫酸盐化合物。这些化合物冷凝生成超微大小的颗粒。
当前有三种主要方法用来降低SO2的排放1)降低玻璃配合料中的硫酸盐的量，2)控制烧嘴点火条件和窑中的气氛以降低配合料熔化期间硫酸盐的损耗，3)安装SO2洗涤塔以清洗燃料烟道气体。
对于大多数工业玻璃窑而言，玻璃配合料中硫酸钠的量已经调整至可接受的最低水平，以适当地操作窑和得到良好的玻璃质量。因此，硫酸盐的进一步降低会导致玻璃质量差。例如对于浮法玻璃，“硫酸盐需求的理论最低限度”定义为玻璃中保留的硫酸盐的量加上在澄清部放出的0.05％(重量)(按SO3计)的硫酸盐的量(W.R.Gibbs和W.Turner，“Sulfate Utilization in Float Glass Production”，54th Conference inGlass Problems，The Ohio State University，Nov.1994)。因而，假定0.25％(重量)SO3保留在玻璃中，那么最低硫酸盐需求等于每公吨浮法玻璃5.3kg硫酸钠。混合到配合料材料中的硫酸钠的实际量一般要大得多。
已知紧密接触火焰和降低燃烧气氛易于加快配合料硫酸盐的反应，并导致在配合料熔化区中SO2的预成熟释放。因此，在整个配合料区域调整烧嘴点火条件和窑炉气氛可以降低硫酸盐的排放，而对玻璃质量无消极影响。
对于装有大房或静电滤尘器的玻璃窑而言，较大颗粒的生成可能不成问题。对于这些窑而言，在窑中由高速烧嘴或较高操作温度引起的钠的较大挥发，可能由于生成更多的Na2SO4颗粒而降低SO2蒸汽的排放。然而，由于较高的钠挥发会产生难治的腐蚀问题，因而这不是推荐的选择方法。同样，SO2洗涤塔的安装由于产生额外的费用，也不推荐。因此，只要玻璃澄清不受消极影响，降低SO2排放的最适方法是降低配合料的硫酸盐。
因此，本发明的目的是提供允许降低配合料硫酸盐以及其它所需的已知澄清剂，而对玻璃质量没有消极影响的澄清方法。
已知在玻璃制造操作中，水通过在玻璃分子结构中形成羟基基团而起有效助熔剂的作用。已经试过许多提高玻璃中羟基基团量的方法。例如蒸汽或潮湿空气在电热玻璃熔窑中鼓过熔化的玻璃(E.N.Boulos et al.，in“Water in Glass A Review”，J.Canadian Ceramic Soc.Volum 41，1972)；或者在玻璃表面用基于氢气的燃烧进行加热，或者通过浸没式燃烧进行加热(K.J.Won et al.，in US Pat.4,545,800)；以及在熔化期间将诸如氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂之类的碱性羟基化合物加入玻璃配合料中(Doi et al.，in“Uniform Introduction of OH groupinto Li2O-Al2O3-SiO2Glass By Addition of LiOH·H2O”，Japan J.Appl.Phys.Vol 12，1973)。最后，与空气燃烧相比，在氧-燃料加热下，作为OH基团溶于玻璃中的水浓度高30％(Kobayshi and Brown“Is YousGlass Full of Water？”56th Ann.Conf.on Glass Problems at the Universityof Illinois(Urbana-Champaign)October，1995)。
然而，迄今尚未认识或公开含水量和澄清过程之间的关系，该关系使得我们可以有效地降低从玻璃熔体除去给定量的未溶解气体所需的常规澄清剂的量。
本发明包括提供降低有毒排出物水平的玻璃生成方法，其中在玻璃制作过程中，将常规配合料澄清剂与溶解水一起使用。
在一个优选的实施方案中，配合料澄清剂选自硫酸盐化合物、氧化砷氧化锑和氯化钠。
在另一优选的实施方案中，配合料澄清剂选自氧化砷、氧化锑和氯化钠。
在另一优选的实施方案中，溶解水源为金属氢氧化物、用H2和O2进行的玻璃熔体的浸没式燃烧、或者在玻璃表面上或者用浸没式燃烧通过氢气或烃的氧燃烧加热玻璃熔体以及将蒸汽鼓入玻璃熔体中的至少一种。
在另一优选的实施方案中，玻璃制造窑或者是氧燃料加热炉，或者是空气燃烧炉。
本发明的另一方面的内容是通过上述方法获得的玻璃料。
从以下推荐实施方案和附图，本领域技术人员可以得出其它目的、特征和优点，其中
图1是显示预测水浓度和硫酸盐浓度对气泡上升时间作用的模型结果的图。
图2是显示预测水浓度和硫酸盐浓度对气泡上升时间作用的模型结果的图。
图3是显示在1450℃和1500℃下，对于不同硫酸盐和水浓度的温和氧化的玻璃熔体中气泡的生长。
图4是本发明使用类型的典型玻璃制造窑的侧视剖视图示意图。
我们发现，对本发明的目的来讲，在溶于玻璃熔体的水量和除去给定量的未溶解气体所需的常规澄清剂的量之间的有一种关系。因此，我们可以通过用水(作为羟基基团溶于玻璃熔体)部分取代或替代常规澄清剂，来降低有毒排出物。
本发明可以用一玻璃制法来完成，其中测定有效除去玻璃(由玻璃生成材料的配合料生成的)的大量未溶解气体的澄清剂的第一量；将第二(较少)量的所述澄清剂加入所述配合料中；将配合料加热以生成玻璃熔体，并进行澄清以除去所有或基本上所有所述量的未溶解气体。在该方法中，溶解水与所述第二量的澄清剂混合时，溶解水量为有效除去所述玻璃熔体的所有或基本上所有所述量的未溶解气体并冷却所述玻璃熔体的量。
本发明可通过以下分析模型得出，并在实验室试验中证实。
在澄清的气泡生长模型中，溶解气体扩散到小气泡中增加气泡的大小，并促进气泡升到气泡表面。如果我们假设同样的起始条件(玻璃熔体中气体气泡的数量、大小和类型)，我们也可以假设，通过将扩散到气泡中的气体的总体积保持不变，忽略气体的扩散，我们会得到大约同样程度的玻璃澄清。
根据上述假设，如果(a)起始生成的杂质气泡较少，(b)其它气体代替SO2或(c)用较高的澄清峰温度和/或用较高的OH浓度降低玻璃的粘度，可以潜在地降低澄清所需的SO2的体积。我们测得最好选择用H2O取代SO2。
水在玻璃中有非常高的溶解度(在1个大气压下，对于普通苏打-石灰-硅酸盐玻璃为每m3玻璃大约150克摩尔或大约1080ppm(重量))，并且排到大气中时是无毒的。诸如CO2和N2的其它普通气体的摩尔溶解度比水低1-3个数量级，因此不能显著地取代澄清气体。
可以通过假定气体体积恒定来估计用额外的溶解水取代的硫酸盐的大致量。根据上面提出的化学方程式，1摩尔硫酸盐产生1.5摩尔澄清剂。因此，1.5摩尔溶解水(除已存在于玻璃熔体中的水外在空气-燃料加热的玻璃窑中一般为35-50mol/m3)可取代1摩尔硫酸盐。按重量计，它相当于2.9SO3∶1水的取代比。例如，玻璃中0.01％(重量)SO3用0.0034％(重量)(34ppm(重量))溶解水取代。
用溶解水取代SO3的实际取代比由于几个原因预期要大得多。气泡生长速率取决于澄清剂的扩散速率，而水的扩散系数与SO3相比要高得多。气泡中的水蒸气降低其它气体的分压，并且因此增加其它气体到气泡中的扩散速率。气泡生长更快时，由于更大的浮力作用气泡上升更快。玻璃熔体的粘度随着含水量的提高而显著降低，这也加快澄清过程管。如下文所述，玻璃中硫酸盐的保留也随着含水量的提高而降低。因此，必须考虑配合料中硫酸盐相应的减少。
我们建议以水取代硫酸盐的摩尔比(按SO3的mol/m3除以H2O的mol/m3计算)优选为0.25∶1-10∶1，更优选为0.5∶1-5∶1，最优选为0.5∶1-2∶1。一般市售的苏打-石灰-硅酸盐玻璃组成(以重量％表示)为SiO2∶71-74％、Na2O加K2O12-15％、CaO加MgO12-14％、Al2O30.1-3.0％以及其它微量组分或诸如硒和铁之类的杂质。对于这些玻璃，假定水在当前实施的澄清之前水溶于玻璃熔体中，那么硫酸盐和溶解水的推荐范围为35-50mol/m3。溶解水量增加20-100mol/m3，而硫酸盐的量降低10-100mol/m3(按SO3计，每公吨玻璃0.3-3.0kg)。
更具体地讲，对于由SiO271-74％、Na2O加K2O12-15％、CaO加MgO12-14％、Al2O30.05-6.0％成分构成的浮法玻璃(均为重量％)，作为SO3计，硫酸盐的量应该为0.05-0.2％(重量)，最好为0.10-0.20％(重量)，而水量应该为0.04-0.1％(重量)(400-1000ppm(重量))。这可以用每公吨玻璃1.0-3.0kg硫酸盐(按SO3计)来生产。
对于由SiO271-74％、Na2O加K2O12-15％、CaO加MgO10-14％、Al2O30.7-3.0％(均为重量％)成分构成的火石瓶罐玻璃或氧化平板玻璃，按SO3计，硫酸盐的量应该为0.05-0.2％(重量)，最好为0.10-0.20％(重量)，而水量应该为0.04-0.1％(重量)(400-1000ppm(重量))。这可以用每公吨玻璃1.0-3.0kg硫酸盐(按SO3计)来生产。
对于由SiO271-74％、Na2O加K2O12-15％、CaO加MgO10-14％、Al2O31.0-3％(均为重量的％)成分构成的温和氧化的(绿色瓶罐)玻璃，按SO3计，硫酸盐的量应该为0.02-0.1％(重量)，最好为0.05-0.09％(重量)，而水量应该为0.04-0.1％(重量)(400-1000ppm(重量))。这可以用每公吨玻璃0.3-2.0kg硫酸盐(按SO3计)来生产。应该注意，我们用“温和氧化的”来指诸如绿色瓶罐玻璃之类的玻璃，它的氧化程度低于浮法玻璃或火石玻璃。
对于由SiO252-57％、Na2O加K2O低于1％、CaO加MgO20-26％、Al2O313-17％、B2O34-8％(以重量的％表示)成分构成的纺织纤维玻璃，按SO3计，硫酸盐的量应该为0.01-0.03％(重量)，最好为0.01-0.02％(重量)，而水量应该为0.06-0.1％(重量)(600-1000ppm(重量))。这可以用每公吨玻璃1-5kg硫酸盐(按SO3计)来生产。诸如硫酸钙和硫酸钡之类的其它硫酸盐可以用来部分取代硫酸钠。
作为比较，现在典型的浮法玻璃和火石苏打-石灰-硅酸盐玻璃在空气加热炉中，用每公吨玻璃3.0-6.0kg硫酸盐(按SO3计)来生产，并含有250-350ppm(重量)的水和高于0.20％(重量)的硫酸盐(按SO3计)。
对于砷和锑澄清的玻璃，1摩尔As2O5或Sb2O5将产生1摩尔O2的澄清气体，这可以用1摩尔额外的溶解水来取代。同样地，1摩尔NaCl可以用1摩尔额外的水来取代。由于上面讨论的原因，这些澄清剂用水取代的实际取代会比预期的大些。因此，在玻璃熔体中，最好是用1摩尔额外的溶解水取代0.2-10摩尔配合料中的砷、锑或氯化钠，更好是取代0.4-5摩尔配合料中的砷、锑或氯化钠。
如上所示，用本发明方法制造的玻璃产品含有较低浓度的澄清产物和较高含量的水。
我们进行了以下试验和计算机模拟，以测定用水取代SO2对气泡生长的作用。这些试验和计算机模拟示于附表和附图中。这些实施例是为了说明和比较，而不是为了进行限制。
试验结果玻璃配合料实验样品由一般用于玻璃工业的诸如沙、苏打、石灰、长石、白云石和硫酸钠之类的原材料制备。每批实验室玻璃液使用大约90-100克配合料材料。表1总结了以重量的％计算的典型实验样品的组成。主要组分计算值的精度为+/-0.3％(重量)之内。
表1SiO272.3％(重量)Na2O 14.0CaO 10.5MgO 1.4Al2O31.5SO30.3-0.6(可变的)K2O0.2Fe2O30.03这些配合料是用来生产火石瓶罐玻璃、餐具和浮法玻璃的氧化玻璃的代表。配合料材料在氧化铝坩埚中充分混合，然后放入电热实验窑中。在50分钟内将窑加热至1250℃，形成熔化的玻璃。达到该温度后，将气体混合物导入窑中，使气体混合物鼓过玻璃液30分钟。通过将氮气/氧气气体混合物(98％(体积)氮气和2％(体积)氧气)通入维持恒温的水浴，以用水蒸气饱和该混合物来制造该窑炉气氛。气氛的含湿量可通过不同水浴温度来改变。
然后将玻璃熔体在20分钟内加热至1450℃，并在该温度再维持20分钟以进行澄清。选择这些短的熔化和澄清时间以便观察气泡存在时差异。表2示出了用于三种实验的窑炉气氛中的SO3含量和水蒸气的体积％。
表2实验 配合料中的SO3气氛中的H2O(玻璃中的重量％) (体积％)A. 0.63 1-2B. 0.55 20C. 0.37 60在每个实验后，分析玻璃样品的硫酸盐含量和含水量。结果示于表3中。表3实验 玻璃中的SO3释放的SO3玻璃中的H2O(玻璃中的重量％)(重量％**) (ppm)A. 0.400.23 155B. 0.380.17 338C0.290.08 617**用差值计算的(即加到配合料中的SO3减去玻璃中的SO3)让7个人检查2mm厚的抛光玻璃切片(从实验样品切下的)的三个已知的一般缺陷-气泡(或小气泡)、砂粒(或结石)和条痕，按1-7级判断生产的玻璃的质量。气泡的存在是最关键的。平均分和标准差示于表4中。表4实验 气泡 颗粒条痕A. 4.4+/-1.35.0+/-1.25.7+/-1.1B. 3.1+/-1.22.6+/-0.85.0+/-0.8C 2.6+/-1.31.7+/-0.85.7+/-2.9分数1＝最高质量，7＝最差质量尽管实验C中所用的硫酸盐的含量较低，但样品C总的玻璃质量证明好于样品A和样品B的质量。表3表明，实验C在玻璃澄清期间释放的SO3明显地低。通过比较实验A和实验C，配合料中硫酸盐的总取代比为(0.630-0.370)/(0.0617-0.0155)＝5.6％(重量)SO3每％(重量)溶解水或1.27mol硫酸盐每摩尔水。硫酸盐在玻璃中的保留从0.40％(重量)降低至0.29％(重量)。尽管没有实验，但我们相信甚至再减少硫酸盐也可以获得与样品B相同质量的玻璃。
表5表明溶解水的浓度和硫酸盐的浓度对气泡生长时间的作用，它是用气泡生长的数学模型来计算的，图式于图1中，其中Y轴表示200微米起始直径的气泡从1米的玻璃深度升至游离玻璃表面的时间(以秒计)。气泡越快升至表面，澄清过程就越好，这是澄清效率的良好指示计。
表5200微米直径的气泡从1米的玻璃深度升至玻璃表面的时间(秒)
附图中点A(曲线2)表明，玻璃熔体中硫酸盐和溶解水的浓度分别为0.30％(重量)(按SO3计)和62gm·mol/m3以及澄清温度为1475℃时，澄清时间(气泡生长时间)为大约10,000秒即2.78小时。这是基线条件。
在同样条件下水浓度增加时，澄清时间在75gm·mol/m3水下降低至大约7,300秒，而在90gm·mol/m3水下降低至5,157秒。
曲线3表明在相同温度下硫酸盐减少的作用。当硫酸盐的量降低至0.25％(重量)(按SO3计)(点A’)时，澄清时间在62gm·mol/m3水下增加至大约22,000秒。如水平绘图线和点B所示，澄清时间在大约78gm·mol/m3水下降低至10,000秒或降低至基线条件。该实施例表明，将溶解水由62gm·mol/m3增加至78gm·mol/m3，达到同样澄清时间的硫酸盐浓度由0.30％(重量)(按SO3计)减少至0.25％(重量)(按SO3计)。相当于增加的1.0摩尔硫酸盐与1摩尔水的摩尔取代比。
同样地，曲线4表明，进一步将硫酸盐浓度降低至0.20％(重量)，达到同样澄清时间所需的溶解水含量增加至大约92gm·mol/m3(点C)。相当于增加的1.1硫酸盐与1水的摩尔取代比。
表6表明溶解水浓度和澄清温度对气泡生长时间的作用，图示于图2中，其中Y轴表示200微米起始直径的气泡从1米的玻璃深度升至游离玻璃表面的时间。(pO2＝作为氧化状态量度的玻璃液的平衡氧气压力)。
表6200微米直径的气泡从1米的玻璃深度升至玻璃表面的时间
图中点A(曲线2)和点A’(曲线1)表明，在62gm·mol/m3的溶解水下，从1475℃至1500℃，25℃的温度增加可将澄清时间由基线的10,000秒降低至大约4000秒。
曲线3表明与曲线2相比25℃的温度降低的作用。请注意，澄清时间基本上是增加的。另外，通过将溶解水含量增加至95gm·mol/m3，可达到与基线相同的澄清时间。
表7和表8表示在含水玻璃熔体在1450℃和1500℃的硫酸盐澄清期间分别计算的苏打石灰玻璃熔体中气泡的生长。这些表图示于图3中，图3表明200微米起始直径的气泡在具有较高含水量的玻璃液中生长快得多，在较高温度下生长也快得多。
表7 (气泡直径(微米)@1450℃)重量％ SO3/[H2O] (mol/m3)0.3/500.3/700.3/90时间(秒)0200 200 200100 265 282 310500 317 354 4221000 343 403 5172000 374 474 6785000 432 661 12107000 470 805 177710000536 1096 已跑出12000591 1392 已跑出15000693 已跑出已跑出表8(气泡直径(微米) @1500℃)重量％ SO3/[H2O] (mol/m3)0.2/500.2/700.2/90时间(秒)0 200 200 200100 284 300 334500 343 394 4891000377 462 6302000420 574 8974000495 807 15955000535 948 已跑出7000631 1341 已跑出10000 767 已跑出已跑出12000 1045 已跑出已跑出15000 已跑出已跑出已跑出尽管也可以通过提高澄清温度来降低澄清剂的量，但大多数工业玻璃窑的操作已经接近最高耐火温度，并且再提高玻璃的澄清温度通常是不实际的。相反，许多窑需要降低炉温以延长窑的寿命、减少碱重种类的挥发、减少颗粒和NOx排放。本发明提供降低澄清温度以取代减少澄清剂量的优点。例如图2表明，将含水量增加大约30mol/m3，澄清温度可降低大约25℃，SO3也可以降低0.05％(重量)。也可以在较低的比例达到降低澄清剂和将澄清温度，因此，如图1和图2插入的，通过将含水量增加大约30mol/m3，澄清温度可以降低大约12℃，而SO3可以降低大约0.05％(重量)。我们相信，相似的关系可应用于其它玻璃，因此，通过用足够量的水取代SO3，澄清温度可以降低多达50℃。
由上述可见，我们可以用溶解水取代一定量的起始澄清剂，而仍能得到有效的澄清过程-迄今尚不能认识的结果。我们认为较高含量的溶解水通过水扩散到气泡中而增加气泡的生长，玻璃气泡中增加的水蒸气的存在具有降低气泡中其它气体分压和促进澄清气体(SO2，O2)扩散到气泡中的作用。正如从以上模拟中可见的，其净结果是玻璃熔体的气泡除去要快得多，该方法的好处是降低由澄清剂引起的有毒排出物。
下面讨论达到上述水平溶解水的方法。参考图4(显示具有燃烧烧嘴2的典型玻璃制造窑1的剖视图)讨论这些方法。方法包括1)将至少一种诸如LiOH、KOH、Al(OH)3、NaOH、Mg(OH)2和Ca(OH)2之类的金属氢氧化物作为羟基基团源加入玻璃配合料3中；2)在配合料熔化区5中，在玻璃熔体4上注入蒸汽或潮湿的气体，或在玻璃熔窑的配合料熔化区5中将蒸汽或潮湿的气体鼓过玻璃熔体4；3)或者在玻璃熔体4之上的区域用基于氧气(例如含有30-100％O2的富含氧气的空气)、特别是用氢气或具有高氢碳比的烃燃料(诸如甲烷之类)燃烧进行加热，或者至少在玻璃窑的熔化区5中用浸没式燃烧(在玻璃熔体表面之下)来加热；4)玻璃熔体与H2和O2的浸没式燃烧。
通过在窑炉气氛中增加水蒸气分压将水溶于玻璃熔体时，在配合料熔化区5和玻璃熔体具有良好对流的区域(诸如气体鼓泡器6和浸没式电极7之上的表面区域以及活性澄清区域8)之上建立富含水的气氛是最有效的。请注意，一般的窑可能具有电极和/或鼓泡器。
重要的是在玻璃窑的澄清部用水增强澄清过程时或在此之前，将水溶于玻璃中。在配合料进料端与澄清部之间的区域特别重要。对于本发明来讲，在澄清反应完成后维持较高的含水量是不重要的。
以上公开的发明可以用包括(但不限于)氧-燃料窑或空气-燃料窑在内的任何有效的玻璃制造窑设备来实施。
为了方便，本发明的具体特征示于一个或多个附图中，而每个特征可以与本发明的其它特征相结合。本领域技术人员会认识到其它实施方案，这些实施方案包括在权利要求的范围内。
权利要求
1.生产玻璃同时降低玻璃制造窑有毒排出物的方法，所述方法包括a)确定能够从由玻璃生成材料的配合料生成的玻璃熔体中有效地除去大量未溶解气体的第一量澄清剂；b)将第二(较少)量的所述澄清剂加入所述配合料中；c)将所述配合料加热以生成玻璃熔体；d)澄清所述玻璃熔体以除去所有或基本上所有所述量的未溶解气体；e)在澄清之前或澄清期间溶解的水与所述第二量的澄清剂混合时，加入的溶解水量为有效除去所述玻璃熔体的所有或基本上所有所述量的未溶解气体的量；f)冷却所述玻璃熔体。
2.按照权利要求1的方法，其中所述澄清剂选自含硫物质、硫酸盐化合物、氧化砷、氧化锑和氯化钠。
3.按照权利要求1的方法，其中部分取代所述澄清剂的溶解水的量为足以使澄清温度降低多达50℃的量。
4.按照权利要求1的方法，其中所述澄清剂为一种或多种硫酸盐化合物或含硫物质，而所述的部分取代的摩尔比(按mol/m3SO3mol/m3H2O计)为0.25∶1-10∶1。
5.按照权利要求1的方法，其中所述澄清剂选自氧化砷、氧化锑和氯化钠，而所述部分取代的摩尔比(按mol/m3澄清剂mol/m3H2O计)为0.2∶1-10∶1。
6.按照权利要求1的方法，其中所述溶解水的来源为一种或多种以下来源a)羟基基团，而所述羟基基团源为已加入所述玻璃生成材料配合料中的至少一种金属氢氧化物；b)由所述玻璃生成材料的配合料与H2和O2形成的玻璃熔体的浸没式燃烧；c)玻璃熔体的燃烧，由所述玻璃生成材料配合料与含有30-100％O2的富含氧气的空气和氢气形成的，并且所述的窑包含配合料熔化区、澄清区、以及或者鼓泡器之上的一个区域，或者浸没式电极之上的一个区域，而所述燃烧在至少一个所述区域中进行。
7.按照权利要求1的方法，其中所述玻璃制造窑或者为氧-燃料加热窑，或者为空气加热窑。
8.包含SiO2、Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3、SO3和H2O的氧化苏打-石灰-硅酸盐玻璃料，其中SO3量为0.05-0.2％，而H2O的量为0.04-0.1％。
9.权利要求8的玻璃料，其中玻璃为由SiO271-74％、Na2O加K2O12-15％、CaO加MgO12-14％、Al2O30.05-6.0％、SO30.05-0.2％、H2O0.04-0.1％(以重量％表示)构成的浮法玻璃，或者为由SiO271-74％、Na2O加K2O12-15％、CaO加MgO10-14％、Al2O30.7-3％、SO30.05-0.2％和H2O0.04-0.1％(以重量％表示)构成的火石瓶罐玻璃或平板玻璃。
10.由SiO271-74％、Na2O加K2O12-15％、CaO加MgO10-14％、Al2O31.0-3％、SO30.02-0.1％和H2O0.04-0.1％(以重量％表示)成分构成的温和氧化的玻璃。
11.由SiO252-56％、Na2O加K2O低于1％、CaO加MgO21-26％、Al2O313-17％、B2O34-8％、SO30.01-0.03％和H2O0.06-0.1％(以重量％表示)成分构成的纺织纤维玻璃。
全文摘要
公开了提供较低水平有毒排出物的玻璃生成方法,其中在玻璃制造过程中使用较少量的诸如Na
文档编号C03C1/00GK1169965SQ97112749
公开日1998年1月14日 申请日期1997年6月11日 优先权日1996年6月12日
发明者小林尚, R·G·C·比尔肯斯 申请人:普拉塞尔技术有限公司