CN104761120A - 燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法 - Google Patents

Abstract

一种燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法，其特征是：将燃烧后的高温气体通入燃气管中，并将燃气管浸入玻璃熔化池的玻璃液中，将热量传给玻璃液，进而熔化玻璃原料、并均化玻璃液，熔制出可用于成型的合格玻璃液。

Description

燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法

技术领域

玻璃熔化工艺。

背景技术

玻璃液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。

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，其热损耗约占总热耗量的70%~80%，每公斤玻璃液热耗在1800千卡以上；二是熔化率较低，一般在1.5吨/平方米·日以下；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。为了省能源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，浸没燃烧就是其中一种。

迄今为止，所谓浸没燃烧是将气态燃料燃烧器浸没在玻璃液中，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。

这种方法不仅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。

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。

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。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法，其特征是：将燃烧后的高温气体通入燃气管中，并将燃气管浸入玻璃熔化池的玻璃液中，将热量传给玻璃液，进而熔化玻璃原料、并均化玻璃液，熔制出可用于成型的合格玻璃液。

上述燃烧后的高温气体为微还原气氛，以防燃气管氧化。

上述燃气管可选用石墨管、刚玉管、高温陶瓷管以及它们的复合管等。

为了将燃气的热能充分传给玻璃液，可在燃气管中设置螺旋结构。

上述燃气管可更换。

引出玻璃熔化池后的燃气管的热量，可用于加热助燃空气、水等予以回收。

与传统的玻璃熔制方法相比，这种燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法，其有益之处在于：1、投资及生产成本低；2、工艺简单，3、熔化率高、4、加热方式灵活、5、无污染、6、节能减排效果显著。

具体实施方式

将燃烧后的高温气体通入燃气管中，并将燃气管浸入玻璃熔化池的玻璃液中，将热量传给玻璃液，进而熔化玻璃原料、并均化玻璃液，熔制出可用于成型的合格玻璃液。

上述燃烧后的高温气体为微还原气氛，以防燃气管氧化。

上述燃气管可选用石墨管、刚玉管、高温陶瓷管以及它们的复合管等。

上述燃气管可更换。

为了将燃气的热能充分传给玻璃液，可在燃气管中设置螺旋结构。

引出玻璃熔化池后的燃气管的热量，可用于加热助燃空气、水等予以回收。

Claims (8)

1.一种燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法，其特征是：将燃烧后的高温气体通入燃气管中，并将燃气管浸入玻璃熔化池的玻璃液中，将热量传给玻璃液，进而熔化玻璃原料、并均化玻璃液，熔制出可用于成型的合格玻璃液。

2.根据权利要求1所述的一种燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法，其特征是：上述燃烧后的高温气体为微还原气氛，以防燃气管氧化。

3.根据权利要求1所述的一种燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法，其特征是：上述燃气管为石墨管。

4.根据权利要求1所述的一种燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法，其特征是：上述燃气管为高温陶瓷管。

5.根据权利要求1所述的一种燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法，其特征是：上述燃气管为石墨和高温陶瓷的复合管。

6.根据权利要求1所述的一种燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法，其特征是：上述燃气管可更换。

7.根据权利要求1所述的一种燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法，其特征是：为了将燃气的热能充分传给玻璃液，在燃气管中设有螺旋结构。

8.根据权利要求1所述的一种燃气管浸没加热熔制玻璃液的方法，其特征是：引出玻璃熔化池后的燃气管的热量，可用于加热助燃空气、水等予以回收。