CN105541109B - 一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法 - Google Patents

一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，包括一次澄清、二次澄清、三次澄清和四次澄清；本发明取消使用硝酸钠可提升配合料的稳定性，使得各种粉料在混合过程中得到充分的混合；本发明采用分步取消硝酸钠的方法避免了直接取消大量硝酸钠对池窑玻璃液亚铁含量可能带来较大波动的危害；本发明方法显著降低了生产成本，且对产品的性能无影响，提高了玻璃生产中配合料的均匀性以及稳定性的前提下提升了玻璃纤维池窑熔制的能力，以及拉丝运行效率；同时降低氮氧化物的排放。

Description

一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物 的方法
技术领域
本发明涉及玻璃技术领域，具体涉及一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法。
背景技术
针对中碱玻璃纤维生产线增强配合料稳定性以及降低废气排放中氮氧化合物超标的配方，现有技术由于使用的硝酸钠为颗粒硝酸钠，且生产玻璃配方的原料极易结块，因此严重影响配合料的均匀度，也给大气带来严重污染，通过计算分析了氮氧化合物的三个主要来源：硝酸钠、天然气、氧气及进入系统的少量空气，其中硝酸钠分解产生的氮氧化合物比例最高，属于主要来源。而现有技术中碱玻璃纤维生产线的澄清体系以复合澄清剂、芒硝和硝酸钠搭配使用，吨玻璃液配合料百分比分别为0.56％、0.31％和1.10％。根据玻璃工业大气污染排放标准，以年产能4万吨池窑进行估算，池窑氮氧化合物的排放速率合格标准应小于15kg/h。由于中碱池窑使用纯氧燃烧技术，硝酸钠分解产生的氮氧化合物的最终产物主要是二氧化氮，按此估算由硝酸钠分解产生的氮氧化合物排放速率大于30kg/h，远远超过合格排放标准。此外，天然气和氧气中也含有少量氮氧化合物，按理论值估算，由此产生的氮氧化合物排放速率小于5kg/h。
综上所述，由于天然气、氧气及进入系统的少量空气所产生的氮氧化合物不是主要来源，同时也没用大幅减少的可能性，因此，针对中碱玻璃纤维生产线，通过大幅降低或取消使用硝酸钠并寻找廉价可行的替代澄清体系成为有效降低氮氧化合物排放的必然措施，同时取消使用硝酸钠提升配合料的均匀性也是本领域急需解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，它包括以下步骤：
S1.一次澄清：在玻璃原料混合物中加入一次澄清剂进行混合得到配合料，所述一次澄清剂由硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏组成，将所述配合料于1250～1495℃窑炉内进行澄清，澄清时间为5～7d，得一次澄清液；
S2.二次澄清：在得到的一次澄清液中加入二次澄清剂，所述二次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1250～1495℃澄清5～7d，得二次澄清液；
S3.三次澄清：在得到的二次澄清液中加入三次澄清剂，所述三次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1250～1495℃澄清8～12d，得三次澄清液，对三次澄清液进行硝酸钠成分检测，若硝酸钠含量为0时，则三次澄清液为玻璃液；若硝酸钠含量不为0时，进行四次澄清；
S4.四次澄清：在得到的三次澄清液中加入四次澄清剂，所述四次澄清剂由复合澄清剂和石膏组成，保持窑炉内温度为1250～1495℃澄清8～12d，得玻璃液；
其中，所述复合澄清剂由下述重量份的原料组成：SiO2：18～25、Al2O3：0.3～0.8、Fe2O3：0.1～0.2、CaO：24.5～32.6、MgO：0.1～0.3、含硫化合物：13～22、CeO2：2～6。
含硫化合物可以是硫酸钠、硫酸钙中的一种或两种的混合。
进一步地，步骤S1中所述玻璃原料混合物由下述重量份的原料组成：
进一步地，步骤S1中所述玻璃原料混合物与一次澄清剂的重量比为50～60:1，所述一次澄清剂中硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为5:3.4:0.9:1.2。
进一步地，步骤S2中所述一次澄清液与二次澄清剂的重量比为50～60:1，所述二次澄清剂中复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为3.4:0.7:1.5。
进一步地，步骤S3中所述二次澄清液与三次澄清剂的重量比为50～60:1，所述三次澄清剂中复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为3.4:0.5:1.8。
进一步地，步骤S4中所述三次澄清液和四次澄清剂的重量比为50～60:1，所述四次澄清剂中复合澄清剂与石膏的重量比为3.5:2.2。
本发明具有以下优点：
1.本发明取消使用硝酸钠可提升配合料的稳定性，使得各种粉料在混合过程中得到充分的混合，获得优质的混合料；
2.由于硝酸钠产生的大量氧气不仅用于玻璃澄清，而且对池窑前端玻璃液亚铁的变化有较大的影响。因此，为了避免直接取消大量硝酸钠对池窑玻璃液亚铁含量可能带来较大波动的危害，本发明采用分步取消硝酸钠的方法；
3.由于硝酸钠是化工原料，价格较高，本发明取消使用硝酸钠后新体系的配合料成本有所下降，吨玻璃液配合料成本下降超过14元，因此，显著降低了生产成本。
4.本发明由于没有实质改变玻璃配方，因此最终得到的玻璃产品性能如粘度、析晶等参数无变化；
5.本发明提高了玻璃生产中配合料的均匀性以及稳定性，而且还对生产有一定的提高，提升了玻璃纤维池窑熔制的能力，以及拉丝运行效率；同时环保方面还取得了降低氮氧化物的排放。
附图说明
图1为玻璃丝成型的中空气泡数量曲线图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1：一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，它包括以下步骤：
S1.一次澄清：在玻璃原料混合物中加入一次澄清剂进行混合得到配合料，所述一次澄清剂由硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏组成，将所述配合料于1250℃窑炉内进行澄清，澄清时间为5d，得一次澄清液；所述玻璃原料混合物与一次澄清剂的重量比为50:1，所述一次澄清剂中硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为5:3.4:0.9:1.2；所述玻璃原料混合物由下述重量份的原料组成：
S2.二次澄清：在得到的一次澄清液中加入二次澄清剂，所述二次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1250℃澄清5d，得二次澄清液；所述一次澄清液与二次澄清剂的重量比为50:1，所述二次澄清剂中复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为3.4:0.7:1.5；
S3.三次澄清：在得到的二次澄清液中加入三次澄清剂，所述三次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1250℃澄清8d，得三次澄清液，对三次澄清液进行硝酸钠成分检测，若硝酸钠含量不为0，进行四次澄清；所述二次澄清液与三次澄清剂的重量比为50:1，所述三次澄清剂中复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为3.4:0.5:1.8；
S4.四次澄清：在得到的三次澄清液中加入四次澄清剂，所述四次澄清剂由复合澄清剂和石膏组成，保持窑炉内温度为1250℃澄清8d，得玻璃液；所述三次澄清液和四次澄清剂的重量比为50:1，所述四次澄清剂中复合澄清剂与石膏的重量比为3.5:2.2；
其中，所述复合澄清剂由下述重量份的原料组成：SiO2：18、Al2O3：0.3、Fe2O3：0.1、CaO：24.5、MgO：0.1、、Na2SO4：13、CeO2：2。
实施例2：一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，它包括以下步骤：
S1.一次澄清：在玻璃原料混合物中加入一次澄清剂进行混合得到配合料，所述一次澄清剂由硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏组成，将所述配合料于1495℃窑炉内进行澄清，澄清时间为7d，得一次澄清液；所述玻璃原料混合物与一次澄清剂的重量比为60:1，所述一次澄清剂中硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为5:3.4:0.9:1.2；所述玻璃原料混合物由下述重量份的原料组成：
S2.二次澄清：在得到的一次澄清液中加入二次澄清剂，所述二次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1495℃澄清7d，得二次澄清液；所述一次澄清液与二次澄清剂的重量比为60:1，所述二次澄清剂中复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为3.4:0.7:1.5；
S3.三次澄清：在得到的二次澄清液中加入三次澄清剂，所述三次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1495℃澄清12d，得三次澄清液，对三次澄清液进行硝酸钠成分检测，硝酸钠含量不为0，进行四次澄清；所述二次澄清液与三次澄清剂的重量比为60:1，所述三次澄清剂中复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为3.4:0.5:1.8；
S4.四次澄清：在得到的三次澄清液中加入四次澄清剂，所述四次澄清剂由复合澄清剂和石膏组成，保持窑炉内温度为1495℃澄清12d，得玻璃液；所述三次澄清液和四次澄清剂的重量比为60:1，所述四次澄清剂中复合澄清剂与石膏的重量比为3.5:2.2；
其中，所述复合澄清剂由下述重量份的原料组成：SiO2：25、Al2O3：0.8、Fe2O3：0.2、CaO：32.6、MgO：0.3、CaSO4：10、Na2SO4：12、CeO2：6。
实施例3：一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，它包括以下步骤：
S1.一次澄清：在玻璃原料混合物中加入一次澄清剂进行混合得到配合料，所述一次澄清剂由硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏组成，将所述配合料于1300℃窑炉内进行澄清，澄清时间为6d，得一次澄清液；所述玻璃原料混合物与一次澄清剂的重量比为53:1，所述一次澄清剂中硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为5:3.4:0.9:1.2；所述玻璃原料混合物由下述重量份的原料组成：
S2.二次澄清：在得到的一次澄清液中加入二次澄清剂，所述二次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1300℃澄清6d，得二次澄清液；所述一次澄清液与二次澄清剂的重量比为53:1，所述二次澄清剂中复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为3.4:0.7:1.5；
S3.三次澄清：在得到的二次澄清液中加入三次澄清剂，所述三次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1300℃澄清9d，得三次澄清液，对三次澄清液进行硝酸钠成分检测，硝酸钠含量不为0，进行四次澄清；所述二次澄清液与三次澄清剂的重量比为53:1，所述三次澄清剂中复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为3.4:0.5:1.8；
S4.四次澄清：在得到的三次澄清液中加入四次澄清剂，所述四次澄清剂由复合澄清剂和石膏组成，保持窑炉内温度为1300℃澄清9d，得玻璃液；所述三次澄清液和四次澄清剂的重量比为53:1，所述四次澄清剂中复合澄清剂与石膏的重量比为3.5:2.2；
其中，所述复合澄清剂由下述重量份的原料组成：SiO2：20、Al2O3：0.4、Fe2O3：0.13、CaO：26.8、MgO：0.18、CaSO4：16、CeO2：4。
实施例4：一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，它包括以下步骤：
S1.一次澄清：在玻璃原料混合物中加入一次澄清剂进行混合得到配合料，所述一次澄清剂由硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏组成，将所述配合料于1420℃窑炉内进行澄清，澄清时间为6.5d，得一次澄清液；所述玻璃原料混合物与一次澄清剂的重量比为58:1，所述一次澄清剂中硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为5:3.4:0.9:1.2；所述玻璃原料混合物由下述重量份的原料组成：
S2.二次澄清：在得到的一次澄清液中加入二次澄清剂，所述二次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1420℃澄清6.5d，得二次澄清液；所述一次澄清液与二次澄清剂的重量比为58:1，所述二次澄清剂中复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为3.4:0.7:1.5；
S3.三次澄清：在得到的二次澄清液中加入三次澄清剂，所述三次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1420℃澄清11d，得三次澄清液，对三次澄清液进行硝酸钠成分检测，硝酸钠含量为0，则三次澄清液为玻璃液；
其中，所述复合澄清剂由下述重量份的原料组成：SiO2：23、Al2O3：0.6、Fe2O3：0.18、CaO：32、MgO：0.25、Na2SO4：20、CeO2：5。
对上述实施例1-4生产的玻璃液成分进行检测，得到玻璃成分及含量如表1所示。
表1：实施例1-4生产的玻璃液成分检测结果
名称 SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 Na2O
含量(％) 66.3～67 9.5～10.2 3.8～4.2 5.6～6.2 0～0.3 11.7～12.4
以下通过实验说明本发明的有益效果：
1.配合料均匀性实验
对实施例1-4在一次澄清前、一次澄清、二次澄清、三次澄清、四次澄清的碳酸钠均与度与碳酸钙均匀度进行检测，实验结果如表2所示。
表2：实施例1-4配合料均匀性实验结果
2.废弃中的氮氧化合物排放实验
采用本发明方法对窑炉进行熔制情况跟踪，跟踪时间从2015年6月5日开始，截止到2015年6月27日，窑炉方面有在截至6月27日所调整期间熔制情况比较稳定，流液洞温度平均1347.85度，最高6月18日1354度，最低6月13日1343度，泡沫层方面处于1公分左右，在进行第三次澄清的期间泡沫成略有变厚，鼓泡带略微变窄，
可以看出，整个脱硝过程生产情况比较良好，其中开机率从6月5日开始平均有94.1％，上升1％个点，因此，本发明方法应用效果良好。
本实验中收集了废气，对废弃流量和氮氧化合物的含量进行了测定，实验结果如表3所示。
表3：废气中氮氧化合物的含量检测结果
由表3可知：通过对废气测量，其废气中的氮氧化物排放明显降低。
3.玻璃液质量对比
实验前取制得的玻璃液，对玻璃液质量即玻璃丝成型的中空气泡数据进行跟踪，方法为取80万根长3-7cm玻璃丝测量其中的气泡根数，制备实验前曲线，如图1所示，图1中的实验前气泡数，因此实验前合计取样有78次，其中每次取样的中空气泡数平均值为86.74个气泡，最小为22个气泡，最大为216个气泡
实验后取实施例3中的玻璃液，对玻璃液质量即玻璃丝成型的中空气泡数据进行跟踪，方法为取80万根长3-7cm玻璃丝测量其中的气泡根数，制备曲线，如图1所示，图1中实验后气泡数，合计取样有76次，其中每次取样的中空气泡数平均值为19.06个气泡，最小值为7个气泡，最大值为76个气泡，而且随着最终玻璃液的稳定，气泡不断减少，最终稳定在9～15个气泡的范围。
从实验情况看，提高配合料的质量后玻璃液的质量得到显著的提高。因此，本发明方法应用效果良好。

Claims (6)

1.一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
S1. 一次澄清：在玻璃原料混合物中加入一次澄清剂进行混合得到配合料，所述一次澄清剂由硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏组成，将所述配合料于1250～1495℃窑炉内进行澄清，澄清时间为5～7d，得一次澄清液；
S2. 二次澄清：在得到的一次澄清液中加入二次澄清剂，所述二次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1250～1495℃澄清5～7d，得二次澄清液；
S3. 三次澄清：在得到的二次澄清液中加入三次澄清剂，所述三次澄清剂由复合澄清剂、芒硝和石膏组成，保持窑炉内温度为1250～1495℃澄清8～12d，得三次澄清液，对三次澄清液进行硝酸钠成分检测，若硝酸钠含量为0时，则三次澄清液为玻璃液；若硝酸钠含量不为0时，进行四次澄清；
S4. 四次澄清：在得到的三次澄清液中加入四次澄清剂，所述四次澄清剂由复合澄清剂和石膏组成，保持窑炉内温度为1250～1495℃澄清8～12d，得玻璃液；
其中，所述复合澄清剂由下述重量份的原料组成：SiO2：18～25、Al2O3：0.3～0.8、Fe2O3：0.1～0.2、CaO：24.5～32.6、MgO：0.1～0.3、含硫化合物：13～22、CeO2：2～6。
2.如权利要求1所述的一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，其特征在于，步骤S1中所述玻璃原料混合物由下述重量份的原料组成：
石英砂： 40～55； 钠长石： 25～40；
白云石： 10～30； 石灰石： 3.2～5.2；
纯碱： 13～15； 萤石： 1～3。
3.如权利要求1所述的一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，其特征在于，步骤S1中所述玻璃原料混合物与一次澄清剂的重量比为50～60:1，所述一次澄清剂中硝酸钠、复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为5:3.4:0.9:1.2。
4.如权利要求1所述的一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，其特征在于，步骤S2中所述一次澄清液与二次澄清剂的重量比为50～60:1，所述二次澄清剂中复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为3.4:0.7:1.5。
5.如权利要求1所述的一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，其特征在于，步骤S3中所述二次澄清液与三次澄清剂的重量比为50～60:1，所述三次澄清剂中复合澄清剂、芒硝和石膏的重量比为3.4:0.5:1.8。
6.如权利要求1所述的一种玻璃生产中提高配合料均匀性及降低废气中氮氧化合物的方法，其特征在于，步骤S4中所述三次澄清液和四次澄清剂的重量比为50～60:1，所述四次澄清剂中复合澄清剂与石膏的重量比为3.5:2.2。
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