CN101638291A - 空心玻璃微珠富氧燃烧成珠方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空心玻璃微珠富氧燃烧成珠方法，其特征是玻璃原料粉体、燃气和富氧空气从成珠炉的底部进入成珠炉，沿成珠炉垂直向上喷射燃烧，玻璃原料粉体经过燃烧后成为空心微珠熔体，由成珠炉顶部用引风机抽出后，快速冷却成型，冷却成型后的空心玻璃微珠再由收集装置收集。本发明还提供了一种燃烧成珠装置，它由供料器(11)、混合燃烧器(1)、富氧供给器(7)、成珠炉(2)，微珠冷却器(3)、收集器(4、5)组成。本发明的优点在于：富氧空气提高火焰温度，节约燃料，减少废气量，保护环境。原料粉体与燃烧状态的气流同向进入成珠炉，原料粉体完全包裹在燃烧气流中，使原料粉体在高温下充分反应，提高了成珠产率，减少了燃料使用量，节约能源。

Description

空心玻璃微珠富氧燃烧成珠方法及装置

技术领域

本发明涉及一种空心玻璃微珠生产方法及装置，尤其涉及一种用玻璃微珠前驱粉体制造空心玻璃微珠方法及装置。

背景技术

空心玻璃微珠是一种轻质、非金属多功能材料，由于它具有颗粒微细、中空、质轻、耐高温、绝缘、隔热保温、耐磨、耐碱、化学性能稳定等特性广泛应用于乳化炸药、隔热防火材料、稳形消声材料、高级绝缘材料、石油工业、化工产品添加剂等军事、民用及其他高科技领域。

现有技术中已有一些玻璃微珠制造工艺装置。例如由US 3,361,549已知一种制造玻璃微珠用的装置，该装置主要由成珠炉、燃烧器和漏斗状微珠收集器构成。炉体的顶部和侧壁隔离大气。燃烧器置于炉体底部中心，喷嘴向上，燃料气体和玻璃粉料分别由两个口进入燃烧器，玻璃粉料和燃烧的火焰向上喷射，玻璃粉料受热球化，随着热气流向上冷却成珠，气流在炉顶被逼向四周扩散，继而沿炉壁向下，在热气流与炉壁之间形成一缓冲层，向下的气流载着微珠经炉体下端落入漏斗状微珠收集器，废气直接由漏斗上方排出。微珠在喷射力作用下先向上运动，后受重力影响和对流作用转向下运动，上升和下降的微珠在高温中碰撞使微珠变形，造成成品率下降，同时炉内温度差小，微珠冷却速度慢，易使微珠粘连。CN1396130A也介绍了一种玻璃微珠连续制造装置，它包括微珠烧成炉、微珠收集器和废气处理器，成珠炉由上、中、下三段连接成完整炉体；炉体上段呈方台形，其顶设有废气排出口接废气处理器，侧面设有一个或多个喷射式燃烧器；炉体中段呈圆筒形，其下部内设有风门挡板；炉体下段呈圆形漏斗状，底部设有微珠收集器；燃烧器由上而下向成珠炉喷射火焰，原料颗粒从垂直于燃烧器火焰的方向进入火焰中焙烧，由于气流的影响，原料粉体粉体无法与火焰充分接触，成珠率低，生产成本高，另外，熔融的玻璃微珠活动无法限定，容易碰撞高温的炉壁或其它器件而粘壁，由于采用重力沉降收集因而难以制造出颗粒小而密度低的空心玻璃微珠。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术存在的缺陷，而提出的一种空心玻璃微珠富氧燃烧成珠方法及装置。

为了实现上述目的，发明采用了如下技术方案：

一种空心玻璃微珠富氧燃烧成珠方法，其特征在于：玻璃原料粉体、燃气和富氧空气由成珠炉的燃烧装置，从成珠炉的底部进入成珠炉，沿成珠炉垂直向上喷射燃烧，玻璃原料粉体在成珠炉中经过燃烧后成为空心微珠熔体，将空心微珠熔体由成珠炉顶部用风机抽出后，快速冷却成型为空心玻璃微珠，冷却成型后的空心玻璃微珠再由布袋收集装置收集。燃烧装置向上喷射燃烧时，燃烧火焰中心部分为玻璃原料粉体，中间层为燃气，最外层为富氧空气。富氧空气的氧气含量在28％-35％范围内。通过调节燃气量和富氧空气的风比调节成珠炉中的成珠温度，以适应不同的玻璃粉体原料体系。

一种空心玻璃微珠富氧燃烧成珠装置，其特征在于它包括一个竖向设置的成珠炉，成珠炉底部设有燃烧装置，成珠炉顶部分别用管道依次连接冷却装置、旋风收集器、布袋收集器和引风机。成珠炉、冷却装置的外侧分别设有冷却水夹层。燃烧装置中设置三个同心的通道，中心通道连接玻璃原料粉体供粉设备，中间通道连接燃气供给管道，外层通道连接富氧空气供给设备。

本发明工作过程及原理如下：玻璃原料粉体通过供料器由燃烧器底部中心入口进入燃烧器，与燃烧的火焰向上喷射到成珠炉空腔中，玻璃粉料受热成珠，然后随风快速进入微珠冷却器退火定形，冷却的空心微珠经过旋风收集器和布袋收集器收集，尾气经牵引风机排出。所述的旋风收集器的工作原理为当含尘气流由切线进口进入收集器后，气流在收集器内作旋转运动，气流中的尘粒在离心力作用下向外壁移动，到达壁面，并在气流和重力作用下沿壁落入灰斗而达到分离的目的。而布袋收集器主要通过筛滤效应、惯性碰撞效应和扩散效应来收集粉尘，对1.0μm的粉尘，效率到达98％-99％，它们均为为公知产品。

本发明的优点在于：由于采用了燃烧器喷口向上的方式，且原料粉与燃烧火焰同方向喷入成珠炉，原料粉体完全包裹在燃烧气流中，使原料粉体在高温下充分反应，提高了成珠产率，减少燃料用量。富氧空气能减少燃烧的空气过剩系数，提高火焰温度，增加火焰加热能力，节约燃料，减少废气量，保护环境。在引风机和鼓风机的作用下，炉体内的气体流动方向由下至上，炉内温度是下高上低，加上炉壁上的冷却水套的冷却作用，解决了玻璃微珠与炉壁之间的粘结问题，防止了炉壁结疤现象发生。在风力牵引的作用下，玻璃微珠快速进入微珠冷却器退火定形，避免了微珠在炉内停留时间过长而变形、塌陷和粘结，提高成品率。成珠后的粉体采用二级收集装置，即旋风收集器和布袋收集器，即使是超细粉体也能收集下来，大大降低了空气污染。该生产工艺将大大降低成本，可以很容易生产出各种玻璃体系的空心玻璃微珠，从而在产品的竞争中处于优势。

附图说明：

图1是本发明的燃烧成珠方法流程图及燃烧成珠装置示意图；

图2是本发明中的燃烧装置的剖面图。

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明提供的燃烧成珠装置，包括一个竖向设置的成珠炉2，成珠炉底部设有燃烧装置1，成珠炉顶部分别用管道依次连接水平设置的冷却装置3、旋风收集器4、布袋收集器5和引风机6。成珠炉2、冷却装置3的外侧分别设有冷却水夹层2a、3a。

结合图1，图2，燃烧装置1中设置三个同心的通道，中心通道1d连接玻璃原料粉体供粉装置11，中间通道1f连接燃气供给管道9，外层通道1b连接富氧空气供给装置8、7。富氧空气、燃气和玻璃粉料从喷嘴1a向上喷入成珠炉中燃烧。

所述燃烧装置1连接燃气管道9，燃气管道9上依次连有调压器、安全阀、压力表、电磁阀等与气体燃料容器连接。富氧供给装置7富集的空气通过管道连接到鼓风机8的进风口，送至燃烧器作为助燃风参与燃烧，富氧空气的氧气含量应在28％-35％范围内。在料斗10中的玻璃原料粉在供料器11的气压输送下由燃烧器1底部中心通道，与燃烧的火焰一道向上喷射到成珠炉2中成珠。成珠后的微珠在引风机6的作用下，快速进入微珠冷却器3退火定形，冷却的空心微珠经过旋风收集器4和布袋收集器5收集，尾气经牵引风机6排出。

本发明的提供的燃烧成珠方法是：

在开启前关闭所有阀门，开动引风机6，用刀闸阀控制风量，然后开启富氧供给装置7，流量为30Nm³/h，使用压力为600-1000Pa，再把引风机6打开，风压控制在4-8KPa，用刀闸阀控制助燃风量，同时打开成珠炉2的冷却水保护成珠炉2炉壁，等运行一段时间后，打开燃气管道9和调压器，慢慢开启安全阀，燃气压力控制在0.01-0.03MPa之间，点火后调节富氧助燃风和燃气的比例达到火焰和温度最佳值，之后打开料斗10控制好送料量，一般控制在1-5kg/min，用供料器的压力风送至燃烧器1与燃烧的火焰向上喷射到成珠炉2中成珠，风压为50-100KPa，流量为0.1m³/min，成珠后的微珠在引风机6的作用下，快速进入微珠冷却装置3退火定形，冷却的空心微珠经过旋风收集器4和布袋收集器5收集，尾气经牵引风机6排出，当旋风收集器4、5中空心玻璃微珠仓收满时，停机卸料。

Claims (7)

1、一种空心玻璃微珠富氧燃烧成珠方法，其特征在于：玻璃原料粉体、燃气和富氧空气由燃烧装置，从成珠炉的底部进入成珠炉，沿成珠炉垂直向上喷射燃烧，玻璃原料粉体在成珠炉中经过燃烧后成为空心微珠熔体，将空心微珠熔体由成珠炉顶部用引风机抽出后，快速冷却成型为空心玻璃微珠，冷却成型后的空心玻璃微珠再由收集装置收集。

2、根据权利要求1所述的空心玻璃微珠富氧燃烧成珠方法，其特征在于：燃烧装置向上喷射燃烧时，燃烧火焰中心部分为玻璃原料粉体，中间层为燃气，最外层为富氧空气。

3、根据权利要求1所述的空心玻璃微珠富氧燃烧成珠方法，其特征在于：富氧空气的氧气含量在28％-35％范围内。

4、根据权利要求3所述的空心玻璃微珠富氧燃烧成珠方法，其特征在于：通过调节燃气量和富氧空气的风比调节成珠炉中的成珠温度，以适应不同的玻璃粉体原料体系。

5、一种空心玻璃微珠富氧燃烧成珠装置，其特征在于它包括一个竖向设置的成珠炉(2)，成珠炉底部设有燃烧装置(1)，成珠炉顶部分别用管道依次连接冷却装置(3)、旋风收集器(4)、布袋收集器(5)和引风机(6)。

6、根据权利要求5所述的空心玻璃微珠富氧燃烧成珠装置，其特征在于：成珠炉(2)、冷却装置(3)的外侧分别设有冷却水夹层(2a、3a)。

7、根据权利要求5或6所述的空心玻璃微珠富氧燃烧成珠装置，其特征在于：燃烧装置(1)中设置三个同心的通道，中心通道连接玻璃原料粉体供粉装置(11)，中间通道连接燃气供给管道(9)，外层通道连接富氧空气供给装置(8、7)。

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