CN113772922A - 节能环保蓄热式横火焰炉顶加料玻璃熔炉及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明申请涉及一种节能环保蓄热式横火焰炉顶加料玻璃熔炉及生产方法。本发明熔炉的熔化部为长方形，长度方向分成五个串联通的区，第一区为玻璃原料加料预熔区，第二区为熔化区，第三区为均化澄清区，第四区为熔化区，第五区为玻璃原料加料预熔区，助燃空气在长边二端第一区和第五区交替换向喷入，燃料在第二区和第四区及第三区二侧胸墙上多喷口喷入，玻璃原料在长边二端第一区和第五区的拱顶加入，熔化好的玻璃液在第三区中部排出，熔化池玻璃液深度平均减少80％。本发明可以大幅提高玻璃液质量，大幅降低熔化温度和蓄热室温度，大幅提高炉龄，大幅降低能耗和污染物排放，大幅降低投资。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃熔炉，特别涉及一种节能环保蓄热式横火焰炉顶加料玻璃熔炉及生产方法
背景技术
现有的蓄热式横火焰玻璃熔炉绝大部分采用在熔化部的二侧胸墙上设多对蓄热室和助燃空气/烟气进出口，进出口下部设燃料喷枪。在熔化部后端胸墙上设加料口，熔化部玻璃液的深度在1200毫米至1600毫米之间。这种结构存在2个重要缺陷：第一个缺陷是熔化池内玻璃液存在强烈对流，造成玻璃液质量下降，熔化池寿命缩短，能耗上升，造价上升。第二个缺陷是由于熔化部助燃空气和燃料燃烧后产生的高温烟气经很短距离就进入对面蓄热室，造成进入蓄热室的温度非常高；蓄热室寿命缩短；能耗上升；造价上升。为克服现有横火焰玻璃熔炉的以上缺点本发明人申请了一项发明专利(新型蓄热式横火焰玻璃池炉，专利号ZL200810094038.4)，一项实用新型专利(环保高效节能玻璃熔炉加料装置，专利号ZL201821991185.7)，本发明专利申请是对这二项专利的后续改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述重大缺陷，提供一种大幅度延长火焰和烟气行程；大幅度降低玻璃液深度；改变加料位置；改变助燃空气和燃料喷入位置的新型蓄热式横火焰玻璃熔炉。本发明玻璃熔炉杜绝玻璃液有害对流，降低烟气进入蓄热室温度，实现大幅度提高玻璃液质量；大幅度降低能耗和污染物排放；大幅度延长熔炉寿命；大幅度降低熔炉造价。本发明提供该玻璃熔炉的生产方法。
为实现上述目的，本发明节能环保蓄热式横火焰炉顶加料玻璃熔炉的熔化部为长方型，长度方向分为五个串联通的区：第一区为左侧的玻璃原料加料预熔区，第二区为左侧的熔化区，第三区为左右共用的均化澄清区，第4区为右侧的熔化区，第五区为右侧的玻璃原料加料预熔区。第1区和第五区的端部胸墙上或二侧胸墙上设空气/烟气进出口并且联通蓄热室，顶部设一个或多个加料口。第二区和第四区及第三区的两侧胸墙上设多个燃料喷枪。第三区的中部设1个或多个单向玻璃液出口。
作为优化，熔化池的玻璃液深度：第一区和第五区为0毫米至200毫米，第二区和第四区为50毫米至266毫米，第三区为200毫米至1000毫米。
作为优化，熔化部长宽比为5至10。
作为优化，熔化池的面积熔化率为0.8吨至1.5吨/平方米/天，体积熔化率为4吨至8吨/立方米/天。
作为优化，熔化部第一区至第五区火焰空间侧胸墙高度同为800毫米至1600毫米。
作为优化，熔炉两侧第二区和第四区及第三区二侧胸墙上设12至48支燃料喷枪。
作为优化，熔炉最大熔化量为2500吨/天
作为优化，将加入熔炉的粉状玻璃原料压制成单重1至10公斤的块状。
本发明节能环保炉蓄热式横火焰炉顶加料玻璃熔炉及生产方法的运行流程如下：
助燃空气在熔炉左侧蓄热室底部经左空气/烟气进出口进入左蓄热室，被预热后由左空气/烟气进出口喷入第一区，被玻璃液和料堆进一步加热升温后进人第二区与该区二侧胸墙喷入的燃料进行过氧燃烧，燃烧产生的富氧燃烧产物进入第三区与该区侧胸墙喷入的燃料继续进行富氧燃烧，燃烧产生的富氧燃烧产物进入第四区与该区侧胸墙喷入的燃料继续进行完全燃烧，产生的低氧和低氮氧化合物的燃烧产物进人第五区被玻璃液和料堆吸热降温，降温后的燃烧产物由右侧空气/烟气进出口进人右侧蓄热室，被右侧蓄热室吸热降温后从底部排出。运行一定时间后换向，由右侧蓄热室底部进入助燃空气，重复以上过程，左侧蓄热室底部排出燃烧产物，两侧交替运行。燃料喷入不换向，两侧同时运行。
玻璃原料在第一区和第五区的顶部加料口利用重力自由落入，被烟气预熔化成低温玻璃液后单向流入第二区和第四区，被火焰升温至1450℃后再单向流入第三区，在第三区玻璃火焰加热完成澄清均化后单向经玻璃液出口流出。
采用上述技术方案后，本发明节能环保蓄热式横火焰炉顶加料玻璃熔炉及生产方法具有如下优点：
1.由于玻璃原料在第一区的顶部加料口靠重力自由落入，第一区不设燃料喷枪，因此第一区的温度可以大幅降低。第二区和第四区及第三区燃烧产生的高温烟气必须被第一区和第五区的玻璃原料堆和玻璃液吸热降温后才能进入蓄热室，因此排烟温度和蓄热室温度大幅下降，蓄热室造价大幅下降。
2.由于全炉各区的玻璃液深度大幅减小，各区之间玻璃液均为单向流动，杜绝了有害对流，熔化好的玻璃液不会受到污染，因此大幅提高了玻璃液的熔化质量，减少了对熔化池的侵蚀，降低了熔化温度，降低了能耗，降低了熔化池造价。
3.由于助燃空气在熔化部第一区和第五区交替喷入，为长距离直线流动，燃料在第二区和第四区及第三区的两侧胸墙上多喷枪同时喷入，助燃空气中的氧气在排烟的最后1个区的末端才燃烧尽，因此全熔化部可调节控制为70％以上面积氧化气氛，排烟前30％以下面积上为弱还原或中性气氛，因此提高了熔炉的澄清能力并且大幅降低了氮氧化合物的排放。
附图说明
图1是本发明节能环保蓄热式横火焰炉顶加料玻璃熔炉及生产方法的示意图。
具体实施方式
本发明节能环保蓄热式横火焰炉顶加料玻璃熔炉及生产方法，如图1所示具体实施方式如下：
熔化部长度方向共设五个串联通的区：第一区1为左块状玻璃原料加料预热区，第二区2为左熔化区，第三区3为均化澄清区，第四区4为右熔化区，第五区5为右块状玻璃原料加料预热区。第一区1和第五区5顶部各设二个左加料口6和右加料口7，端胸墙设左空气/烟气进出口8和右空气/烟气进出口9。第二区2和第四区4及第三区3的两侧胸墙上设多个燃料喷枪10。第三区3的中部设一个玻璃液出口11。左空气/烟气喷进出口8和右空气/烟气进出口9分别与左蓄热室12和右蓄热室13连通。左蓄热室12和右蓄热室13下部分别与左空气/烟气进出口14和右空气/烟气进出口15连通。熔化部面积110.4米X13.6米＝1500平方米，玻璃液容积300立方米，最大熔化量为1500吨/天。第一区1和第五区5的熔化面积共500平方米，玻璃熔化池深度30毫米，胸墙高度1200毫米。第二区2和第四区4的熔化面积共500平方米，玻璃熔化池深度80毫米，胸墙高度1200毫米。第三区3的熔化面积为500平方米，玻璃熔化池深度500毫米，胸墙高度1200毫米。
具体运行流程如下：
在熔炉左侧蓄热室12底部经左空气/烟气进出口14进入助燃空气，助燃空气被左蓄热室12预热后由左空气/烟气进出口8喷入第一区1，被玻璃液和料堆进一步加热后进人第二区2和第三区3与左侧胸墙燃料喷口7喷入的燃料进行过氧燃烧，产生的高温富氧燃烧产物进入第4区与右侧胸墙燃料喷口7喷入的燃料进行中性完全燃烧，产生的低氧和低氮氧化合物的燃烧产物进人第五区5被玻璃液和料堆吸热降温，降温后的燃烧产物由右侧空气/烟气进出口9进人右侧蓄热室13，被右侧蓄热室13吸热降温后从底部右空气/烟气进出口15排出。运行一定时间后换向，由右侧蓄热室13底部经右空气/烟气进出口15进入助燃空气，重复以上过程后在左侧蓄热室12底部经左空气/烟气进出口14排出燃烧产物，两侧交替运行。燃料喷入不换向，两侧同时燃烧。
块状玻璃原料在第一区1的顶部加料口6和第五区5的顶部加料口7落入第一区1和第五区5，被烟气熔化成玻璃液后单向流入第二区2和第四区，在第二区2和第四区玻璃液被火焰升温至1450℃后单向流入第三区3，在第三区3玻璃液被火焰升温至1500℃完成澄清均化后经出口11单向流出供成型。
本发明实施例采用上述技术方案后，熔化的玻璃液质量特别是澄清质量显著提高，排出烟气的氮氧化合物含量大幅降低至50毫克/标立方米以下，能耗大幅降低至4288千焦/公斤玻璃液以下，熔炉造价大幅降低50％以上，熔炉寿命6年以上。
Claims (2)
1.一种节能环保蓄热式横火焰炉顶加料玻璃熔炉及生产方法，其特征在于玻璃熔炉熔化部为长方型，长度方向共分为五个串联通的区，第一区为左玻璃原料加料预热区，第二区为左熔化区，第三区为均化澄清区，第四区为右熔化区，第5区为右玻璃原料加料预热区，第一区和第五区玻璃熔化池深0毫米至200毫米；拱顶分别设一个或多个加料口；端胸墙或侧胸墙各设一个空气/烟气进出口，第二区和第四区的玻璃熔化池深50毫米至200毫米；两侧胸墙上设多个燃料喷口，第三区的玻璃熔化池深200毫米至1500毫米；两侧胸墙上设多个燃料喷口；玻璃熔化池侧池壁中部设一个或多个玻璃液单向出口。
2.根据权利要求1所述玻璃熔炉，其特征在于熔炉熔化部为长方形，长宽比值为2至10。
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