CN107804958A - 一种高效热辐射玻璃窑炉 - Google Patents

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邢崧
邢一崧
邢韫韬
陈蕾
王兰萍
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    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/04—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in tank furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
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Abstract

本发明提供了一种高效热辐射玻璃窑炉，包括窑炉本体、热辐射燃烧器、制氧设备、燃气设备，阻隔气体设备。所述热辐射燃烧器的烧嘴设置于窑炉本体的侧壁上，所述制氧设备、燃气设备和阻隔气体设备的管路均与热辐射燃烧器连通。本发明的特点在于：易于建设和改造，在不改变现有窑炉本体的前提下，主要通过热辐射燃烧器的改造，在窑炉内部火焰上方形成一层气体阻隔层，极大地减少热量往碹顶方向辐射，增强了火焰对玻璃液的熔化能力，减少烟气对碹顶和胸墙的冲击腐蚀，最终提高燃料的利用率和玻璃液的质量，在节约能源、减少污染方面有显著的效果。

Description

一种高效热辐射玻璃窑炉
技术领域
本发明属于玻璃窑炉领域，涉及了一种纯氧燃烧、高效热辐射玻璃窑炉。
背景技术
大多数玻璃窑炉在熔制玻璃时，通常采用普通空气作为助燃气体，而占空气79%多的氮气却对燃烧过程毫无益处，不仅不能起到助燃作用，在窑炉内经高温加热后作为烟气排出，带走大量热量，造成热量损失，另一方面氮气在高温下与氧气反应生成氮氧化物，对环境造成污染，也会增加企业的后期烟气脱硝设施建设和运营成本。
近年来，建设资源节约型、环境友好型的玻璃窑炉称为玻璃行业在市场竞争压力和政府严格监管压力下的必然趋势，少数玻璃窑炉开始使用富氧燃烧或者纯氧炭烧，随着氧气浓度的增加，火焰温度升高，燃烧速度加快，燃烧完全反应程度提高，燃料的着火点降低，燃尽时间缩短，烟气量减少，炉内辐射传热量增加。尤其是纯氧燃烧，能减少78%以上的助燃气体供给量，减少废气排放量，同时减少有害气体处理投资，降低燃料消耗量，提高产品产量和质量。
作为进一步改进，还有的玻璃窑炉，在采用富氧燃烧的同时，在燃烧嘴的下方添加助燃设备，增加了玻璃液面处的温度梯度，强化火焰对玻璃液的传热，减少玻璃液面附近的火焰黑区。
但是由于玻璃窑炉在富氧燃烧时，大部分热量通过热辐射的方式进行传递，来自火焰的热能，除少量对流换热外，一部分直接辐射至玻璃液，剩下大部分首先辐射到碹顶和胸墙，再反射给玻璃液，这个过程不仅对碹顶和胸墙的耐火材料有一定的冲击和烧毁，也会损失大量的热量，使热量利用不充分。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种高效热辐射玻璃窑炉，使热量尽可能多的供应给玻璃液，减少火焰热量辐射至碹顶和胸墙再反射给玻璃液的过程中带来的热量损失，避免大碹烧损的同时提高热量利用率。
本发明采用以下技术方案：一种高效热辐射玻璃窑炉，具体包括窑炉本体、热辐射燃烧器、制氧设备、燃气设备、阻隔气体设备。所述热辐射燃烧器包含烧嘴，烧嘴设置于窑炉本体的侧壁上，所述制氧设备、燃气设备和助气设备的气体出口均与燃烧器进口连接。
作为改进，所述热辐射燃烧器的烧嘴包括三个气体出口，上出口为阻隔气体出口，中间出口带点火电极，为燃料与助燃气体的混合出口，下出口为助燃气体出口。
进一步，所述阻隔气体为CO2，所述助燃气体为纯O2。
本发明的特点是：无须对现有窑炉本体进行改造，容易实现，CO2气体形成阻隔层，将窑炉本体沿着火焰方向无形的分割成两部分。
本发明的有益效果是：一方面纯氧燃烧使燃烧更充分更清洁，后续脱硫脱硝成本低，对环境污染极小；另一方面火焰下方的纯O2补充，可明显降低玻璃液表面上方的火焰黑区，而火焰上方由于CO2的输出，在窑炉本体中形成一个阻隔面，有效阻止热量往碹顶辐射，极大地提高了热量利用率，更大的降低燃料使用量，减少烟气对碹顶的冲击腐蚀，提高碹顶和胸墙的使用寿命，提高玻璃的产量和质量，因此具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明高效热辐射玻璃窑炉的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
高效热辐射玻璃窑炉，见图1，包括窑炉本体1、热辐射燃烧器2、烧嘴3、阻隔气体设备4、燃气设备5、助气设备6.其中燃烧器2的烧嘴3置于窑炉本体1的侧壁，燃气设备5的出口管路置于燃烧器2内的中部，助气设备6的出口管路置于燃烧器2内的下方，阻隔气体设备4出口管路置于燃烧器2内的上方。分别通向烧嘴3的三个喷射口。
使用时，烧嘴中部喷射口通燃料与纯O2的混合体，经点火电极点燃，在窑炉本体中产生火焰，同时烧嘴下部喷射口喷射纯O2，为接近玻璃液的空间部分提供富氧环境，吸引火焰往下燃烧，减少玻璃液面上方火焰黑区，过量氧气系数的增加使炉内温度升高，强化了火焰对玻璃液面的传热，加快玻璃熔化和气泡排出；同时烧嘴上部喷射口喷射CO2，利用其比重大以及温室气体的特性，在火焰上方形成阻隔面，阻隔火焰热辐射冲向碹顶和胸墙， CO2作为三原子分子，在炉体内含量高，是产生辐射能力的主要气体，使火焰热量尽可能多的往下传递给玻璃液，减少热辐射往上传递给碹顶再反射至玻璃液面过程带来的热量损失。纯氧氛围使烟气中有害物质大量减少，再加上往碹顶方向热辐射的大量减少，使得碹顶和胸墙受到的冲击腐蚀也得到很好的缓解，增加了窑炉本体的使用寿命。由于燃烧的充分以及热量的集中供应和极大利用，节约了燃料，缩短了玻璃液的熔化时间，提高了玻璃质量。
鉴于前述说明，本领域技术人员将容易想到其他修改和变型。只要不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (5)

1.一种高效热辐射玻璃窑炉，其特征在于，具体包括窑炉本体、热辐射燃烧器、制氧设备、燃气设备和阻隔气体设备。
2.根据权利要求1所述的一种高效热辐射玻璃窑炉，其特征在于，制氧设备、燃气设备和阻隔气体设备的管路均与热辐射燃烧器相通。
3.根据权利要求1所述的一种高效热辐射玻璃窑炉，其特征在于，热辐射燃烧器的烧嘴设置于窑炉本体的侧壁上，分别有三个出口，上层出口为阻隔气体出口，中层出口为混合燃料出口，下层出口为助燃气体出口。
4.根据权利要求3所述的热辐射燃烧器，其特征在于，阻隔气体为CO2，助燃气体为纯O2。
5.根据权利要求3所述的烧嘴，其特征在于，阻隔气体出口上方设置有波浪形遮挡板。
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CN115677178A (zh) * 2022-11-24 2023-02-03 秦皇岛玻璃工业研究设计院有限公司 一种玻璃窑炉的燃烧方法

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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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