CN1594149A - 完全预混式燃烧熔炼方法及使用该方法生产玻璃的熔炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种熔炉的燃烧熔炼方法和一种使用该方法生产玻璃的熔炉。本方法将所有原料粉碎混合并送入火焰中，与火焰进行充分接触，实现完全预混式燃烧及熔炼，熔炼形成的液滴经过相互碰撞落入溶池中形成成型液。该方法解决了现行熔炉燃烧熔炼方法造成的燃料不能完全燃烧、原料成本高、造成环境污染问题，可大幅度提高热能利用率，并将原料中的贵重的纯碱用廉价的硫酸钠替换出来，大幅度降低生产成本。本熔炉根据此燃烧熔炼方法进行设计，去掉了传统的皮带输送机、投料机、加料口、烟气回路、蓄热格子体、烟气换向闸门装置等，具有原料来源广泛、生产成本低、环保节能、自动化程度高、操作环境好、使用简单、寿命长的优点。

Description

说明书 完全预混式燃烧熔炼方法及使用该方法生产玻璃的熔炉

技术领域

本发明涉及一种熔炉的燃烧熔炼方法和一种使用该方法生产玻璃的熔炉。

背景技术

由于玻璃特别是平板玻璃生产技术的高度成熟，已经有专门的生产企业按照一定的标准、规格制造各类平板玻璃生产设备，设备的价格已经降低到正常的水平，因而平板玻璃行业的技术水平基本相当，盈利水平也相当，使得平板玻璃由过去的紧俏商品迅速地变成普通消费品，并且在短短的几年时间由供不应求变成现在的供大于求，整个平板玻璃行业处在微利和亏损的状态中。由于技术的高度成熟，目前市场上出现了资源型的中型企业纷纷胜出而靠近城市的大型企业却纷纷落马的现象。

一项技术高度成熟之后，其本身存在的问题也就暴露出来，总结平板玻璃生产中的原料、原料处理、燃烧熔化机理、熔化工艺、炉体结构以及操作条件存在的问题，大致可分为：

一、原料及原料处理。

生产平板玻璃的主要原料为石英砂、纯碱、少量硫酸钠、方解石、长石等。

1、石英砂。石英砂是生产平板玻璃的主要原料，现行熔化工艺要求必须将其粉碎至60～100目之间，如果粒度过大则会延长熔化时间，不仅浪费燃料还浪费宝贵的熔炉资源，使得生产成本大幅度增加。粒度过小工艺上也不允许使用，因为会发生以下两种现象①颗粒飞扬。细小颗粒会随着烟气飞扬至蓄热格子体和烟道内并沉淀，将其堵塞，迫使生产中断；②使得加入炉内的料堆透气性、传热性、流动性变差，相应熔化时间延长，并造成燃料的浪费。

目前技术只能控制石英砂粉碎物料的最大颗粒，而无法控制最小颗粒和颗粒均匀性。平板玻璃厂只能对其进行分选，这样不仅工艺过程增加，成本增加，而且100目以下的石英砂颗粒的废弃造成资源浪费。

2、纯碱。纯碱又名碳酸钠，是制造平板玻璃的重要原料，平板玻璃总氧化钠的含量不能低于14.2％，而纯碱则是其氧化钠的直接来源，纯碱在玻璃熔化合成过程中有许多优点，它的熔化温度约1200℃，在1300℃时分解，其分解产物为对环境和人体无害的二氧化碳；但是其价格高，约占玻璃原料总成本的四分之三。为了降低成本，绝大多数企业用廉价的硫酸钠(又名无水芒硝、元明粉)替换出少量的纯碱，因为硫酸钠的价格只有纯碱的四分之一。企业希望用硫酸钠替换原料中的所有纯碱，以期大幅度降低生产成本，但是现行熔炉的自身结构、性质和熔炼方法限制了多量硫酸钠的使用，一般情况下，硫酸钠超过一定量后在炉内就不能完全分解，并在玻璃表面形成对玻璃生产极为有害的硝水，影响玻璃成品的质量，所以硫酸钠只能替换出一小部分的纯碱，因而平板玻璃的原料成本并没用实质性的降低。硫酸钠的部分替代使用可使企业节省一部分原料开支，但同时也给环境带来污染。因为平板玻璃生产企业所使用的燃料中含硫量不高，其产生的烟气中污染物含量基本上都符合排放标准，但用硫酸钠部分替换纯碱之后，硫酸钠的分解产物二氧化硫使得烟气中的二氧化硫气体浓度远远超过排放标准，但又达不到一般工艺方法制取硫酸的浓度要求。从环保的角度要求二氧化硫必须回收利用，但目前的技术无法做到，因而企业几乎都采取牺牲长期的环境利益换取眼前微薄经济利益的做法。

3、方解石。方解石是较为纯净的碳酸钙结晶体，它虽然不是玻璃生产的主要原料却是其重要原料，与同类的石灰石相比是一种稀缺资源，价格也高许多，从理论上说完全可以用优质的低含铁量石灰石替代，从而使方解石资源得到更有效的利用，但现行的熔炉及熔炼方法限制了石灰石的使用，生产成本相应提高。

4、长石。玻璃生产工艺中使用长石是为了获取其中所含的廉价氧化钠和氧化钾，因为氧化钾和氧化钠在平板玻璃成份中的功能与作用基本相同，如果能通过工艺手段从硫酸钠中获得足够的氧化钠，作为一种稀缺资源却在平板玻璃中大量应用的的长石是可以不用浪费的。

二、燃料。

现有平板玻璃生产企业，几乎都采用二次燃料和洁净燃料来生产玻璃。

1、水煤气。水煤气是由煤在煤气发生炉中以700℃～900℃的温度下部分氧化燃烧，并通以水蒸气而获得的。它是一种二次燃料，在生产水煤气的过程中约有三分之一的热能损失。由于转换损失的存在，加上设备投资、设备运行费用、人工工资、管理费用等，同样热值水煤气的价格是煤的两倍。

2、天然气。虽然天然气使用十分方便，但它是一种洁净能源，同样热值时价格为工业用煤的5～6倍，且其稳定供应受到供气站的制约。

3、重油和柴油。重油和柴油都属于洁净能源，虽然有稳定而均衡的供应，但需要修建一系列的储油设备和相关的维护，加之其价格昂贵，同样使生产成本提高。

虽然二次燃料与洁净燃料的成本高，但它能与现行熔炉和熔炼工艺很好的结合通过快速高质高量来弥补燃料价格的损失，加之煤的高效洁净燃烧技术没有在平板玻璃行业中得到认识，相关生产工艺和设备没有相关研究，所以生产企业无法采用煤作为平板玻璃生产的燃料。平板玻璃行业是高能耗行业，又是大量使用燃料的企业，其燃料品种的转变不仅技术上可行，经济上合算，而且有巨大的社会效益和资源保护意义。

三、现行平板玻璃生产技术中的燃料燃烧方法、生产工艺、熔炉结构。

1、燃烧方法。目前国内大多数企业采用的是扩散式燃烧方法来使用燃料，因为这种技术高度成熟并且有充足的零配件供应，企业的后勤保障可靠。其特点是：①燃烧稳定，热负荷调节范围大，不会回火，脱火极限高，燃烧器工作稳定；②层流扩散燃烧强度低，火焰长，需要较大的燃烧室，能满足现行熔炉熔池宽，火焰要求长的现状；③过剩空气量大，燃烧速度低。对于燃烧碳氢化合物含量较高的燃气，在高温下由于焰面内氧气供应不足，各种碳氢化合物热稳定性较差，分解温度低，会析出碳粒造成化学不完全燃烧。少数技术先进的企业则采用部分预混式燃烧方法来使用燃料，这种技术成熟但需要企业自己提供大部分的后勤保障。其特点是：①燃烧前预混部分空气，克服了扩散式燃烧方法的一些缺点，燃烧速度有所提高，不完全燃烧的程度有所降低；②当一次空气系数适当时，部分预混式燃烧方法有一定的稳定范围，一次空气系数越大，燃烧稳定范围越小。

2、生产工艺。现在的熔炉，由于燃烧方法的确定，其生产工艺一般采用如下步骤：将原料按一定的要求粉碎筛选，按照平板玻璃的化学组份混合均匀，按照熔炉的熔炼能力，通过投料机由一个斜面以一定的速度和流量均匀、连续地送入熔炉的熔池，形成料堆。熔池的前部是一个较长的斜面，在斜面的两边分布着相对的成对燃烧器(又称炉头)，燃烧器的大小与多少根据热工和熔化率的需要进行设置，燃气在燃烧器喷口处与被格子体加热的空气混合，燃油则需提前雾化，才能与热空气混合，并在燃烧器喷口处形成火焰，火焰直接冲击料堆及后段被熔化的熔液上。为了提高热效率，分布在熔池两侧的燃烧器是轮流工作的，即左边的炉头先工作，其火焰经过料堆和熔池，把大部分的热能传给料堆和熔池中的玻璃液，剩余的高温烟气则进入右边燃烧器中的蓄热格子体进行换热降温，低温烟气经过烟道排走，当蓄热格子体达到最高温度时，换向闸门换向，使右边的燃烧器工作，左边燃烧器内的蓄热格子体蓄热，如此周而复始地交替工作，最大限度地利用火焰的余热。原料经过初步的熔化形成玻璃液，经过料堆后段时再次加温使气体逸出，其粘度进一步降低，这个过程称之为澄清，澄清后的玻璃液在散热的情况下逐步冷却。因为玻璃板成型的温度要比澄清温度低400℃左右，所以冷却时熔池中前热后冷的玻璃液在密度和热交换的作用下会从冷端自动流向热端形成自然搅拌，这个过程称为自然匀化。在熔池的最后端设置有机械式搅拌装置，在机械式搅拌装置的强力作用下就可以得到符合要求的玻璃液，合格的玻璃液通过熔池末端的成型装置，如格法平拉机组或者浮法锡槽，就可以生产出平板玻璃。

3、熔炉结构。由于燃烧方法和生产工艺的确定，现行熔炉的结构和形状也就基本确定。原料经过混合后，经过短距离皮带输送机、料仓、长距离皮带输送机送入投料机，体积庞大的皮带输送机占去大量炉前空间。为使原料能更多地与火焰接触，熔炉的入料口开得很宽，所以投料机的前面部分受到高温烟气的烧蚀。由于投料机和入料口的存在，所以无法密封炉体的前面部分，这样不仅操作条件恶劣，而且入料口成为炉体最大的散热之处，浪费了大量的燃料。炉身主要为一个长方形的熔池，被分为料堆区，初熔区，澄清匀化区，冷却搅拌区，出口区。熔池的前部即料堆区为一个较长的斜面，可使料堆能以一个近似理想的厚度，在火焰的烧熔下均匀的滑向熔池的初熔区，成对的燃烧器就分布在熔池的料堆区、初熔区以及澄清匀化区的前段这三个区域的两边。由于采用的是扩散式燃烧或者部分预混式燃烧，因而燃烧强度、火焰温度都较低，为了提高火焰温度也就是热效率和利用一部分余热，特别设计了较为复杂的烟气回路、庞大的蓄热格子体、交替换向的闸板机构等附加结构，这些附加结构虽然有一定的效果，但却使熔炉的体积变大，结构变复杂，建造难度增大。

现行燃烧熔炼方法及熔炉存在以下缺点：

①燃烧方式不合理。不论是扩散式燃烧还是部分预混式燃烧，都不能做到完全燃烧，它们的燃烧强度低，火焰温度低，不能充分有效地转化燃料中的热能，其结果都是燃料的浪费；

②火焰与原料的接触方式不合理。火焰虽然直扫料堆，但实际上只有火焰下半部分与原料接触，中部和上部的火焰并没有直接与原料接触，使火焰的有效热能受到较大的损失；

③火焰的温度阶梯利用不合理。理论和实际都证明，一束火焰的最高温度区域并不在火焰的外围和火焰尖，而是在靠近焰尖的中心区域内。现行的料堆熔化方式，不可能让原料与火焰最高温度区域接触，这种接触方法上的选择导致燃料的浪费和热能的损失；

④出现了遮挡效应。由于原料在熔化过程中是以料堆的方式与火焰接触，所以只有料堆的表层原料能与火焰接触到，在表层下面一定部位的原料则被表层的原料遮挡住了热辐射和热对流传播的途径，使得火焰的热辐射和热对流很难往下深入，只有表层原料熔化后下层原料才能得到一定的传导热。和表面原料相比，下层原料的熔化时间延长，大量热能随着燃烧的烟气而损失；

⑤出现贵重原料烧损问题。平板玻璃的生产使用的几种原料的熔点和沸点互不相同，其中最昂贵的纯碱即氧化钠熔点最低。在料堆的熔化过程中，纯碱最先熔化，并随着温度的进一步升高分解成为二氧化碳气体和氧化钠蒸气，而此时原料中的石英砂却没有完全熔化，方解石根本不熔。料堆中所进行的是固、液化合反应，少量的液、液化合反应以及微量的气、液化合反应，它们的反应环境是料堆内和表面极为有限的狭小空间以及熔池表面液体和最底层烟气所接触那一点点极薄的空间，参与反应的面积小，加之反应温度低，所以氧化钠蒸气的逃逸即烧损无法避免。因为一部分氧化钠在化合之前变为蒸汽随着烟气逃逸，造成相应石英砂不能与理想配比的氧化钠化合。为了使平板玻璃化学成份的配比合格，不得不加入过量的纯碱。过量的纯碱的加入使得成本增加，氧化钠对炉体后半部分的腐蚀同时也加重，而且氧化钠蒸气在熔炉后半部分经过冷却变为小液滴，然后与烟气中的细粉末混在一起形成粘性物，堵塞蓄热格子体和烟气回路，影响熔炉的正常运行；

⑥炉内温度分布不均匀。熔炉在运行中常常出现不应有的冷区，熔炉运行时间越长，这种现象越严重，有时还没有到正常使用寿命就被迫停炉；

⑦热损失大。由于存在加料口和较为复杂的烟气回路、蓄热及换向装置，炉体无法进行有效的密封，导致不能采用完善而全面的保温措施，大量热能因此而损失。现行熔炉的热能利用率只有25％～40％，如果能对其进行完善而全面的保温，热能利用率可提高15％～20％，由此可见其散热损失是很大的；

⑧操作条件恶劣。由于无法采用完善而全面的保温措施，炉前和炉体周围热浪逼人，操作条件极为恶劣，操作人员的身体健康受到严重影响；

⑨出现细粉堵塞蓄热格子体和烟气回路的故障。尽管100目以下的细粉在原料分选时已经除去，但传送、投料、火焰熔融等过程仍会产生一些细粉，这些细粉飞扬起来并随烟气经过蓄热格子体和烟道时会因重力和烟气流速下降温度降低的原因而沉积在蓄热格子体和烟气回路内，造成堵塞，越是熔炉运行的后期堵塞越严重，甚至被迫停炉，造成损失；

⑩燃烧器被非正常性的烧坏。由于高温烟气直接进入燃烧器，因而常常出现原因不明的燃烧器烧坏的情况，使得熔炉达不到设计的使用寿命；

建造难度大、时间长、费用高。为了提高热效率和炉温，需要采用复杂的烟气回路、庞大的蓄热格子体、密封困难故障率高的烟气换向闸门机构，使得熔炉的结构十分复杂且体积庞大，造成熔炉建造难度大，建设周期长，投资费用高；

烘炉时间长，操作难度大。现行熔炉从点火到投料正常生产，其升温过程十分漫长，一般都在15～20天，操作难度极大，稍有不慎就会出现炉体开裂的事故，浪费大量的燃料、人力和时间。

由于熔炉存在以上问题，加之炉内温度分布不均匀造成不应有的冷区存在，因而出现玻璃液的析晶现象，其结果是成品玻璃板中出现结石，结构成份不均匀，在玻璃板中出现肉眼看得见的颗粒，透光性变差，表面平整度变差，美观度不合格，机械强度降低，严重影响产品的各项理化指标。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种完全预混式燃烧熔炼的方法，其克服了现有熔炉的燃烧熔炼方法中存在的热能利用率低、原料成本高的技术问题，可以大幅度提高热能利用率，并将原料中贵重的纯碱用廉价的硫酸钠替换出来，大幅度降低生产成本。

本发明的目的之二是提供一种使用完全预混式燃烧熔炼方法生产玻璃特别是平板玻璃的熔炉，其解决了现行玻璃熔炉存在的热能利用率低、原料成本高、成品质量低的问题，可以大幅度提高热能的利用率，并将原料中贵重的纯碱用廉价的硫酸钠替换出来，不会出现过量使用硫酸钠所出现的问题，对使用硫酸钠后所产生的有害废气二氧化硫及燃料燃烧所产生的二氧化硫可进行高效率的回收并生产出高质量的硫酸，使用来源广价格低廉的煤粉作为燃料可进一步降低生产成本，在相同熔炉面积，能耗及时间的条件下，可生产出比现行熔炉多2～3倍的优质平板玻璃液。

本发明针对现有熔炉燃烧熔炼方法的缺点，从以下三个方面入手，提出一种全新的燃烧熔炼方法，大量的试验表明基本上达到了预期的效果。

1、采用完全预混式燃烧的方法，从理论与实际上彻底解决燃料不能完全燃烧造成的浪费与环境污染问题，燃烧强度和火焰温度提高，燃料热能转换率和利用率提高。

2、改变传统的加料方式，去掉了传统的皮带输送机、投料机和炉体上最大的散热处即加料口。

3、根据粉末有最大表面积的事实，火焰的高温区不在火焰表面与焰尖的原理，采用特殊的方法最大限度地使原料粉末与火焰高温区域接触，所有原料都可通过火焰中的最高温区，热效率最高。

本发明的技术方案是：

一种完全预混式燃烧熔炼方法，其包括以下步骤：

1]将燃料和富氧空气分别送入燃烧室，点火进行强化燃烧，产生燃烧火焰；

2]燃烧火焰进入喷射区；

3]将所有原料粉碎至适当的粒度，按工艺要求的比例进行混合，混合后的原料再与适当的空气进行混合形成原料气云，将原料气云送入喷射区与燃烧产生的火焰混合；

4]原料与火焰混合后喷射进入熔炉内熔化形成液状雾滴；

5]将不同喷射区喷射出的雾滴相互碰撞，进行熔融反应形成大液滴；

6]对熔融反应后产生的大液滴进行收集形成熔液，其中对体积较大的大液滴利用重力作用进行收集，对体积较小的大液滴利用吸附作用进行收集；对熔融反应后产生的气体按以下步骤进行回收利用：(1)除尘，(2)余热回收，(3)化学合成新物质；

7]对收集的熔液进行澄清匀化；

8]澄清匀化后的熔液经降温后进入成型区。

当上述燃料是煤气、水煤气或者天然气时，可将其与一定比例的富氧空气分别送入燃烧室，点火进行强化燃烧，产生燃烧火焰。

当上述燃料是燃油时，可将燃油进行气化，再与一定比例的富氧空气分别送入燃烧室，点火进行强化燃烧，产生燃烧火焰。

当上述燃料是煤粉时，可将煤粉和燃气按一定的比例进行混合，形成燃料气云，再将燃料气云和一定比例的富氧空气分别送入燃烧室，点火进行强化燃烧，产生燃烧火焰。

当生产平板玻璃时，上述原料是按一定比例混合的硫酸钠、石英砂和石灰石。

当生产日用玻璃时，上述原料是按一定比例混合的硫酸钠、石英砂和三氧化二铝。

当上述燃料是煤气、水煤气或者天然气时，一种完全预混式燃烧熔炼方法生产平板玻璃或日用玻璃的熔炉，包括炉体4，燃烧器7，设置在炉体4中部的火焰熔化区9，设置在火焰熔化区9下方的澄清匀化池5，设置在炉体4后部的成型液池3，设置在澄清匀化池5和成型液池3之间的卡脖墙12，设置在成型液池3中的搅拌装置13和与炉体4后端上方相连通的烟气管道14，所述炉体4包括耐火层18和外层钢壳15，其特殊之处是：所述炉体4外壁上设置有3～13个燃烧器7，其中一个燃烧器7设置在炉体4前端，其余燃烧器7对称设置于炉体4左右两侧，所述对称设置的燃烧器7向炉体4前端倾斜；所述燃烧器7外端设置有炉前混合装置8；所述烟气管道14与二氧化硫回收装置相连接；所述炉体4后部设置有3至11个捕捉壁，所述捕捉壁包括与炉体4上端固连的上捕捉壁10和与炉体4下端固连并与上捕捉壁10依次错开的下捕捉壁11，所述上捕捉壁10和下捕捉壁11上密布有吸附小孔；所述燃烧器7包括设置在炉体4上开口于火焰熔化区9的喷射管25、燃烧室22、富氧空气分配室29以及设置于燃烧室22内壁上的点火装置21，所述喷射管25与燃烧室22相连，所述富氧空气分配室29与富氧空气输送管19相连，所述富氧空气分配室29上设置有与燃烧室22相通的2～10个通孔28；所述炉前混合装置8包括燃料混合器和原料混合器，所述燃料混合器包括燃料供应器33和与燃料供应器33相连通的燃料输送管30，所述每个通孔28的下端内壁上设置有一个与燃料输送管30相通的分配窄缝27，所述原料混合器包括原料供应器20、与原料供应器20相连通的原料输送管23以及与所述原料输送管23相连通的原料端载气输送管24。

当上述燃料是燃油时，上述燃料供应器33还包括设置在燃料供应器33内的燃油气化器32。

当上述燃料是煤粉时，上述燃料供应器33还包括与燃料输送管30相连通的燃料端载气输送管31。

上述炉体4可包括在耐火层18和外层钢壳15之间由里到外设置的夹层钢壳17和保温层16。

本发明具有如下优点：

1、使所有燃料完全燃烧。由于采用富氧空气助燃，并根据化学当量和烟气检测结果来配比实际燃烧中的含氧量，所以燃料可做到完全燃烧，并最大限度地节约燃料。

2、生产成本低。根据我国的资源情况，本发明的方法将现行生产方法中昂贵的生产原料纯碱全部用廉价的硫酸钠取代来生产平板玻璃，还可以回收得到大量的优质的硫酸，生产成本大幅度降低。

3、能使用低价格和低热值燃料。可直接使用廉价的煤粉和低热值的高炉煤气，并且可以稳定燃烧和基本上满足技术要求。

4、节省燃料。由于燃烧室小、燃烧效率高、炉内气体可强烈循环、炉内液体可强力搅拌、炉内气氛容易调节、保温效果完善而全面、散热损失小等因素，使得燃料的消耗大大地减少。

5、火焰的温度阶梯利用合理。由于所有原料都能经过火焰的最高温度区域，彻底改变了现行熔炉的原料与火焰接触方法，使得火焰的温度阶梯利用更加合理。

6、去掉了现行熔炉的料堆区。原料与火焰的充分接触，火焰的有效热能基本上没有损失，火焰与原料接触方式的改变使得熔炉中不再设置料堆区。

7、消除了遮挡效应。由于没有了料堆，所有的原料都是以颗粒形式与火焰充分接触，而颗粒的表面积最大，根本不存在现行熔炉中料堆所产生的遮挡效应，加之所有的原料都是以极小颗粒形式通过火焰的高温和低温区域，所以它们基本上吸收了火焰的辐射、对流及传导的所有热能。

8、燃烧室的容积热强度高。燃烧室的容积热强度超过2.1×10⁸W/M³，因而燃烧火焰温度可超过2000摄氏度，这对于发展高温窑炉，节约燃料十分有利。

9、炉温均匀，没有冷区存在。由于高温高速气体带动整个炉气在炉内循环，形成强烈的搅拌，因此炉温分布十分均匀，炉体各段的温差小，彻底解决了现行熔炉因长时间使用后在炉内出现的冷区问题，可长期保持产品质量的稳定。

10、解决了贵重原料的烧损问题。虽然不同原料其熔点与沸点不同，但由于火焰的温度极高，原料又是以极小的颗粒与火焰进行全面接触，在极短的时间内绝大部分的原料都已经熔化，在炉体前部的火焰熔化区空间中以蒸气、液滴、少量的颗粒的形式形成悬浮气云，它们之间进行的是比现行熔炉温度高的催化条件下进行的最大面积的气、液、固化合反应，其反应的剧烈程度与速度是可想而知的。本发明的熔炉中进行的是最大面积的气、液、固化合熔融反应，又有高温条件起着催化加速的作用，只要原料配比与熔炉燃烧条件控制得当，就不会出现反应不完全的问题，可从根本上解决贵重原料的烧损问题，并能很好地提高产品质量。

11、熔炉的结构简化。由于采用原料在火焰中熔化的方式，且火焰热强度极高，所以炉膛体积可较大地缩小，炉体结构变得较为简单，复杂的烟气回路、庞大的蓄热格子体、故障率极高的烟气换向闸门装置以及皮带输送机和投料机等设备也得以去除。相应降低了建造难度和建造费用，缩短了建造时间。

12、散热损失最小。加料方式的改变导致现行熔炉中没有了最大的散热处即加料口，加之去除了烟气回路、蓄热格子体及烟气换向闸门装置，使得本发明的熔炉能有效地采用全面而完善的保温措施，通过合理地设计保温结构和选用保温材料，可降低15％～20％的散热损失。

13、负荷调节比大。一般的燃气、燃油熔炉负荷调节比只能达到1∶20～1∶30，本发明的熔炉负荷调节比可达1∶50以上，能适应各种工况的要求，使用范围扩大许多。

14、空燃比大。炉内气氛可根据生产产品的需要任意调节成还原性，中性或氧化性。

15、环保效果好，几乎没有污染。本发明熔炉的特殊结构和不同于现行熔炉的燃烧方式，可以将燃烧过程中氧的需要量控制到最小，同时烟气在高温区域内停留的时间短，高温高速烟气引射炉内温度较低的烟气后迅速稀释而降低温度，炉内烟气与被加热物料的强烈换热，也使烟气温度迅速降低，因此抑制了NO_X化物的生成，加上熔炉带有二氧化硫回收生产硫酸装置，可以很好地回收和处理烟气中的二氧化硫及NO_X化物，几乎没有二氧化硫及NO_X化物的污染。

16、熔炉工作的可靠性和稳定性提高，自动控制系统的难度降低。在现行熔炉特别是大型熔炉中，为了保证炉温均匀，必须采用数量较多的燃烧器和控制燃烧器正常工作的较复杂的自动控制系统，这样不但降低了整个系统的可靠性，而且增加了系统使用和维修的难度，也使设备投资和使用维护费用大大提高，而本发明熔炉炉内高速气体能使炉温均匀，故可减少燃烧器的数目，使得自动控制系统变得容易，可靠性和稳定性提高。

17、烘炉时间大大缩短，烘炉操作难度大大减少，熔炉的使用寿命延长。现行熔炉新建和维修后重新点火，烘炉周期长达15～20天，不仅浪费大量燃料，而且操作难度极大，稍有不慎就会发生炉体开裂的事故，因使用中火焰直烧炉头常常导致炉头被烧坏而被迫停产，由于本发明熔炉采用特殊结构，烘炉时间只需3～4天，而且没有太大的操作难度，又没有火焰直烧炉体的任何部位，只要操作使用得当都可以达到设计使用寿命。

附图图面说明

图1为本发明熔炼燃烧方法流程图；

图2为使用本发明熔炼燃烧方法的熔炉结构示意图；

图3为本发明的炉体剖面简图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为图3的B-B剖视图；

图6为图3的C-C剖视图；

图7为燃烧器的结构简图；

图8为熔炉的熔炼燃烧方法流程图；

其中：1-玻璃板；2-玻璃板成型装置；3-成型液池；4-炉体；5-澄清匀化区；6-燃烧火道；7-燃烧器；8-炉前混合装置；9-火焰熔化区；10-上捕捉壁；11-下捕捉壁；12-卡脖墙；13-搅拌装置；14-烟气管道；15-外层钢壳；16-保温层；17-夹层钢壳；18-耐火层；19-富氧空气输送管；20-原料供应器；21-点火装置；22-燃烧室；23-原料输送管；24-原料端载气输送管；25-喷射管；26-燃料分配室；27-分配窄缝；28-通孔；29-空气分配室；30-燃料输送管；31-燃料端载气输送管；32-燃油气化器；33-燃料供应器。

具体实施方式

图1为本发明熔炼燃烧方法流程图，图2为使用本发明熔炼燃烧方法的熔炉结构示意图。煤料由棒磨粉碎机粉碎到符合要求的粒度后，进入煤粉仓，但必须控制煤粉的含水量，以确保在通过加压煤锁斗装置时畅通无阻。进炉煤粉由煤粉仓输送到加压煤锁斗，该锁斗的压力在大气压和工作操作压力之间作周期波动。煤粉进入加压煤锁斗之后，通过一个阀门，进入下面的然料供应器33中，在重力作用下，煤粉被送到与燃料供应器33相通的燃料输送管30，在燃料输送端载气管31送来的工作载气的作用下形成浓相煤粉悬浮气云，煤粉悬浮气云进入燃料分配室26，通过通孔28进入燃烧室22内。富氧空气或氧气通过富氧空气输送管19进入空气分配室29，通过分配窄缝27进入通孔28内，并与煤粉悬浮气云充分混合均匀后，喷射进入燃烧器7的燃烧室22内进行强化燃烧。如对玻璃板的透明度有较高要求，则需将燃料煤粉改为高热值的燃气或燃油，因为要大幅度地降低煤粉中的含铁量，在生产成本上是十分昂贵的，经济上不可行。但如果是普通的平板玻璃，则可通过配套的澄清脱色技术，处理煤粉中的铁，并可取得较好的经济效益。

本发明新型熔炉可以分成三个工作区：火焰熔化区9，澄清匀化池5，冷却匀化成型区即成型液池3。燃烧器7是用耐热合金材料制成的压力容器，因为煤粉燃烧后的灰粉在高温作用下熔化为雾状液滴，所以进入燃烧室22的煤粉或雾化混合均匀的油然、燃气在燃烧室22内变成高温压力气液混合体。通过喷射管25形成一条带一个张角、外表面不断由外向内翻卷的长火焰，与一般的燃烧火焰相比，该火焰的高温极高，可超过2000℃，火焰气流速度也较高，超过音速。混合后的原料通过原料罐底的原料供应器20，通过与原料供应器20相通的原料输送管23与原料端载气输送管24送来的载气混合，以浓相悬浮气云状态喷射进入燃烧器7后端的喷射管25中，喷射的搅动和不断由外向内翻卷火焰气流使得原料悬浮气云充分地在火焰内分散并与其混合，使之最大限度地进行热交换。虽然原料在火焰中的存留时间很短，但在充分考虑工艺要求和经济性的前提下精心选择原料的粒度，同时在重力与原料重量的作用下，原料颗粒在火焰中的运动速度远低于高温火焰气流的速度，因而他们之间会产生较强摩擦，可将更多的热能传递给原料颗粒，所以在此极短的时间内绝大多数的原料颗粒都已熔化成液滴。在设计时有意将燃烧器7向炉体4前端倾斜一定的角度，其目的有两个：①上捕捉壁10和下捕捉壁11构成的板式迷宫捕捉器是专门为捕捉液滴而设计的，虽然板式迷宫捕捉器可捕捉部分粉尘，但不可能将全部粉尘捕捉，在火焰中未完全熔化的较大颗粒与难熔颗粒如石灰石颗粒形成的粉尘仍会给下道工序造成危害，粉尘还会堵塞捕捉壁上的吸附小孔，使得捕捉性能大大降低；另一方面板式迷宫捕捉器所处的位置使得它的温度相对于熔池前端温度偏低，大量未熔化的颗粒聚集于此，将使得该段的温度更低，一则阻碍了烟气的顺畅流通，再则当大量附着于捕捉壁上的低温粉尘块塌落到下面的熔池中时，将会导致熔池中玻璃液的对流加剧，不仅加剧了熔池耐火材料的损毁，还延长了熔化和澄清的时间，更由于对流的散热效应使得熔炉热效率降低，将燃烧器7向炉体4前端倾斜一定的角度，可使未完全熔化的较大颗粒与石灰石颗粒能在一定的动能作用下进入熔池而不会形成粉尘；②因为火焰前端的温度远高于玻璃液的温度，将燃烧器7向炉体4前端倾斜一定的角度，可使熔池中的玻璃液继续得到火焰加热，提高热效率。

绝大部分耐火材料在1700℃时出现软化，所以现行熔炉的工作温度不能超过1650℃，因而炉内少量的硫酸钠分解是靠加入煤粉来使其还原为氧化钠和二氧化硫的。硫酸钠是一种易熔化难分解的原料，它的熔点约1350℃，但真正完全分解温度却高达2000℃。而在本发明熔炉内，熔点低的硫酸钠与火焰接触时首先被迅速熔化，继而以雾状微小液滴的形式与火焰接触，因接触的面积极大，火焰温度超过2000℃，所以在极短的时间内，硫酸钠液滴被高温火焰迅速裂解为三氧化硫和氧化钠蒸气，但三氧化硫不稳定，它又分解为二氧化硫和少量氧气，氧化钠蒸气与被熔化了的石英砂液滴迅速化合成为硅酸钠液滴，硅酸钠液滴、未熔化的石灰石和较大颗粒的石英砂在高速气流动能与重力的共同作用下进入澄清匀化池5。

澄清匀化池5的前端在火焰的直接作用下形成一个温度相对熔炉的其它部位高的局部高温区域，所有的原料都在此高温区域内进行最大接触空间的液体与液体、液体与固体的熔融化合反应。因为玻璃液的形成不是单一的化学化合与物理熔化，而是在高温下各种原料之间的化学、物理熔化熔融共同作用的结果。在高温的催化作用下，火焰内所有的原料都已被翻卷的火焰充分混合均匀时，不均匀的团聚结构已经不可能存在，因而原料可在较短的时间内完成所有的化合熔融反应。设在澄清匀化池5中后段的板式迷宫捕捉器，是为了捕捉随烟气流动飞扬的细小雾状液滴与部分未熔化的小颗粒和少量氧化钠蒸气的，由于此段区域的空间较长，在自然散热的作用下，此段空间距离的温度逐渐降低，加之捕捉壁表面的吸附作用，因而可捕捉流动气体中的雾状液滴与未熔化的小颗粒粉尘。在熔池的前端，经过精心设计可使澄清匀化池内形成并保持一个合理的玻璃液对流液流(即热动力液流)，这个液流可起到加速匀化由捕捉器捕捉到的以硅酸钠为主要成分的不均匀液体的目的。

在成型液池3的前部有一个高而宽的卡脖墙12，其目的是为了阻止过多的高温玻璃液流入成型液池3中。工艺要求澄清匀化池5中的玻璃液与成型液池3中的玻璃液的温度相差近400℃，如果过多的玻璃液流入成型液池3造成玻璃液的强烈对流，不但降低熔炉的熔化率和热效率以及澄清匀化池5澄清效果，给后续的成型工序造成麻烦，还会加速整个熔池昂贵的耐火材料的损毁速度。虽然本发明熔炉中高而宽长的卡脖墙12阻止了大量玻璃液的回流，可能会造成成型液池3中的玻璃液过冷的后果，但只要合理设计，精心计算回流量，加之本发明熔炉内气流速度比现行熔炉快得多，热量分布均匀，再通过仔细地热功计算是完全可以依靠炉内的热气流来确保成型液池3内的工艺温度。在搅拌装置13的主动搅拌之下，即可形成高质量的成型玻璃液。

从熔炉内出来的烟气还会含有少量的粉尘，通过内衬耐火材料、外裹保温材料的高效率旋风分离器，将其中夹带的大部分粉尘回收下来送回原料库，再通过余热回收装置产生过热蒸气供生产使用，再通过高效除尘器除净所有粉尘后，最后含有大量二氧化硫的烟气进入硫酸合成装置中合成高质量的硫酸，最后的尾气达到环保标准后排空。

下面结合附图对本发明的整体构成及工作原理做详细描述：

熔炉体系由空气分离系统即制氧系统，煤的储存粉碎输送系统或油料储存输送系统，煤的气化、储气输送系统，燃气源分配及输送系统，熔炉炉体及所属系统，废气处理、余热回收系统，硫酸合成储运系统，平板玻璃仓储运输系统等等，共同组成该熔炉体系。以上系统可根据生产企业所生产的产品资源、燃料供应等情况选择最佳。其中除炉体和所属系统外，其余为公知技术。

如图2、图3、图4所示，熔炉包括炉体4，燃烧器7，设置在炉体4中部的火焰熔化区9，设置在火焰熔化区9下方的圆柱型的澄清匀化池5，设置在炉体4后部的成型液池3，在成型液池3的后端联有格法平拉机组或浮法成型锡槽组成的玻璃板成型装置，设置在澄清匀化池5和成型液池3之间的卡脖墙12，设置在成型液池3中的搅拌装置13和与炉体4后端上方相连通的烟气管道14，所述炉体4由里到外包括耐火层18、夹层钢壳17、保温层16和外层钢壳15。所述炉体4外壁上根据熔炉规模的大小可设置有3～13个燃烧器7，其中一个燃烧器7设置在炉体4前端，也称为主燃烧器，其余燃烧器7对称设置于炉体4左右两侧，对称设置的燃烧器7向炉体4前端倾斜，图中只表示5个燃烧器的分布，燃烧器7包括设置在炉体4上开口于火焰熔化区9的喷射管25、燃烧室22、空气分配室29以及设置于燃烧室22内壁上的点火装置21，喷射管25与燃烧室22相连，富氧空气输送管19与空气分配室29相连，空气分配室29上设置有与燃烧室22相通的2～10个通孔28，燃烧器7外端接有炉前混合装置8，炉前混合装置8包括燃料混合器和原料混合器，燃料混合器包括燃料供应器33和与燃料供应器33相连通的燃料输送管30，每个通孔28的下端内壁上设置有一个与燃料输送管30相通的分配窄缝27，原料混合器包括原料供应器20、与原料供应器20相连通的原料输送管23以及与原料输送管23相连通的原料端载气输送管24，燃料供应器33还包括与燃料输送管30相连通的燃料端载气输送管31，烟气管道14与二氧化硫回收装置、硫酸合成装置相连接，炉体4后部设置回收原料的捕捉装置，该捕捉装置由3至11个捕捉壁构成，捕捉壁与熔池内壁相连接，并与澄清匀化池5构成板式迷宫结构，捕捉壁包括与炉体4上端固连的上捕捉壁10和与炉体4下端固连并与上捕捉壁10依次错开的下捕捉壁11，上捕捉壁10和下捕捉壁11上密布有吸附小孔，可根据熔炉的规模和所熔的产品来确定捕捉壁的数量，图中给出了5个捕捉壁的设置示意。

每个燃烧器7内有一条燃烧火道6，相对称的燃烧火道6之间构成了一个固定的夹角，它们的延长线可汇聚为一点，从主燃烧器到最后一个汇聚点的空间区域为该熔炉的火焰熔化区9。澄清匀化池5就在在火焰熔化区9的下部，用来冷却收集和澄清匀化熔融混合原料。在澄清匀化池5和成型液池3之间特设了一道宽而长的卡脖墙12，卡脖墙12可将澄清匀化池5与成型液池3中的玻璃液较好地分离开，只允许一定量的高温玻璃液流入温度较低的成型液池3，并根据计算的热功参数控制其回流量，使成型液池3中的玻璃液在炉体的自身散热条件下冷却到玻璃板成型所需的温度。设计时尽可能使成型液池3中的冷玻璃液地回流到前面的澄清匀化池5中，使熔炉工作时不会影响合理设计的工况，确保其正常高效地工作。在成型液池3内设有机械式搅拌装置13，其强迫玻璃液在较低的温度下加速匀化，满足高质量平板玻璃对结构均匀性的要求。成型液池3的末端设有玻璃板成型装置(即格法平拉机组或浮法成型锡槽)，它将冷却匀化好的优质玻璃液制成高质量的平板玻璃。

参见图7，该熔炉的所有燃烧器7结构基本相同，其前端的炉前混合装置8结构也基本相同，只有正中的主燃烧器的功率要大一些。燃料端载气输送管31联接在燃料供应器33的底部，为燃料供应器33的引射器提供动能及混合气流。燃料分配室26和分配窄缝27使被载气混合好的悬浮云状煤粉在富氧空气的引射下呈薄层流出。富氧空气输送管19与燃烧器7的空气分配室29相通，在空气分配室29的另一端有2～10个富氧空气通孔28，通孔28与分配窄缝27以一特定角度连通，可使呈薄层流出的煤粉与富氧空气按所要求的比例混合均匀。通孔28的出口是燃烧器7的燃烧室22。燃烧室22内设有点火装置21，燃烧室22的后端则是一个由小到大的圆锥型的喷射管25，原料输送管23的出口设置在喷射管25的适当位置，在原料输送管23的上面联接有原料供应器20和原料端载气输送管24，原料端载气输送管24联接在原料供应器20的底部，为原料供应器20中的引射器提供动能及混合气流，可使混合原料形成浓相悬浮气云并按工艺所要求的浓度流量、流速进入火焰之中。

该新型熔炉的工作过程及工作原理是：将煤粉站和原料站输送来的煤粉和混合原料分别注入熔炉各燃烧器7前端的炉前混合装置8，从空分站送来富氧空气送入燃烧器7前端的富氧空气输送管19，从煤气发生炉或燃气管道送来的燃气送入燃烧器7前端的燃料端载气输送管31。富氧空气首先以一定的流量流速进入燃烧器7的空气分配室29，又从空气分配室29另一端的数个通孔28进入到燃烧器7的燃烧室22内，由于富氧空气是以一定流量和流速进入通孔28的，而每个通孔28分别以一条分配窄缝27与燃料输送管30相通，在气流速度的作用下，在分配窄缝27处和相通的燃料输送管30内将会形成一个负压即产生了一个引射力，这样可以防止富氧空气灌入燃料输送管30或燃料端载气输送管31内形成煤粉、可燃载气与富氧空气混合的爆炸性混合物，如果有这类混合物存在，在点火时即会发生燃料输送管30内爆炸的事故。此时燃烧室22内的点火装置21点火，它将产生一个热强极高的热源。在点火装置21正常工作后，载气或燃气通过燃料供应器33底部的引射器将煤粉混合成浓相的悬浮气云，该气云通过燃料输送管30进入燃烧器7内的燃料分配室26中，由于燃烧所需的富氧空气量远比煤粉混合气的气量大得多，因此富氧空气的流速比混合燃气流速高，所以富氧空气对混合燃气有较强的引射作用，悬浮气云在载气压力和富氧空气引射力的共同作用下，从燃料分配室26的分配窄缝27处呈薄层流出，又由于分配窄缝27与通孔28之间有一个夹角，煤粉便以一个角度斜射入富氧空气流之中，在此处它们进行强烈地混合，可形成十分均匀的燃烧混合物，并可以通过相关的阀门来精确地控制进气量和供煤粉量，从而实现精确控制燃烧的程度和相关的工艺参数。当混合均匀的富氧空气、燃气、煤粉混合物接触到点火装置的热源时，煤粉中的燃气首先被点燃，煤粉在燃气火焰的作用下也被点燃形成火焰，它们的燃烧在燃烧室22内迅速扩大并成为燃烧区。由于燃烧室22的后部是一个小头的圆锥体喷射管25，因此在燃烧室22内产生了压力，在这个压力的作用下，燃烧室22内形成了强化燃烧效应，燃烧室22内产生了高温、高压(相对于大气压)，只要煤粉、燃气、富氧空气的配比得当，可实现100％的完全燃烧，而且产生的Nox化物极少，该燃烧器的调节范围极大，可很好地满足烘炉时的各种工况需求。

当烘炉结束，炉内温度接近澄清匀化池5的澄清匀化温度时，载气进入原料端载气输送管24，同样载气由管道进入原料供应器20底部的引射器内，将原料混合成浓相悬浮气云进入燃烧器7末端的喷射管25，由于燃烧室22内的高温高压混合气态物质，在喷射管25的扩张作用下，形成高温高速气流火焰，又由于气流的速度高，因而火焰将被拉得很长，火焰中的气体不是向前直线运动的，而是由外向内不停地翻卷锥角形地向前滚动。因为火焰的气体流速远大于原料气云进入的流速，因而原料气云的进入根本不会影响火焰的流速与形式，原料悬浮气云一旦进入火焰之后，也就随着高温气流一起翻卷分散混合，可使原料与高温火焰充分地接触，最大限度地吸收火焰中的辐射、传导、对流热能，还有在重力作用下原料颗粒运动的速度远低于火焰气流的速度，所以它们之间又产生了摩擦热，即原料可比一般的加热方式多获得一部分热能。

五个燃烧器7的高温火焰分别经由各自的燃烧火道6形成五条火焰，并按一定的角度在熔炉的澄清匀化池5前端上方汇聚，每组对称的燃烧器7与主燃烧器之间的火焰相交成一个点，由于熔炉的规模不同拥有的相交点数目也不一样，从主燃烧器到最后一个相交点处为熔炉的火焰熔化区9。这样的设置的好处是：可以扩大火焰对澄清匀化池5前端的覆盖面积，提高热能利用率，因为火焰的温度与被加热物体距离的4次方成正比，距离越近温度越高。

原料进入火焰后，经过一个很短时间，原料大部分熔化为液状雾滴，小部分成为蒸气，再经过一定的距离飞行之后速度降低，当到达火焰熔化区时，它们之间便在交错的气流中发生碰撞，形成固、液、气的激烈化学反应与物理化合反应，液状雾滴之间彼此吞并，形成较大的液滴，在后端火焰气流推动与重力的作用下落入澄清匀化池中。

将燃烧器7设置成相对澄清匀化池5有一角度的目的是：①火焰可以直接加热玻璃液，提高热效率。②在火焰中未完全熔化的固体颗粒可以在火焰气流动能的作用下，直接射入澄清匀化池5内。由于在火焰熔化区9内碰撞的液状雾滴、颗粒、蒸气等不可能全部都变为大液滴落入澄清匀化池内，肯定还会有少部分的此类物质随着快速流动的烟气逃过火焰熔化区9的捕捉。那么设在炉体4内澄清匀化池5后上方的板式迷宫捕捉器将对它们进行有效地捕捉，由于是在澄清匀化池5的后半部，在自然散热的冷却作用下大部分蒸气变为小液滴，当碰到相对于烟气较冷的捕捉壁时，液滴将被吸附在壁上，又由于捕捉壁微透气，它将会吸附更多的液滴与颗粒，当积累到一定的程度后便会形成液流，流到下面的澄清匀化池中，加之迷宫式捕捉器的路径很长，又有很大的表面积，从而大大提高的原料的回收率。在火焰熔化区9和板式迷宫捕捉器下方的澄清匀化池5不仅收集熔融的原料，还能使在火焰中未熔化的大颗粒及捕捉器捕捉的小颗粒继续熔化。因为优质玻璃液的形成不是一种纯高温的熔化过程，而是多种物质在一定温度作用下相互熔融的过程。澄清匀化池5的后端即捕捉器的后下方在一定的自然冷却作用下，被控制在一个最佳的熔融温度内，在这个温度下被捕捉器捕捉的小颗粒原料在此处完全可以被熔融掉。澄清匀化池5的前端在火焰的直接加热下，其温度将高于后端的温度，在这个温度下，使得直接由火焰进入熔池的大颗粒能基本上熔融，又由于澄清匀化池5的前后端存在一定的温度差，温差的存在使熔池中前后段玻璃液的密度不同，在玻璃液的密度和温差热对流的共同作用下，澄清匀化池5内的玻璃液便会按冷端流向热端的方向进行一定流量的液流。这种液流可促使原料的熔融，并使玻璃液中的气泡得以排出实现澄清，这种液流使池中的玻璃液发生一定规律的搅动混合，实现玻璃初步匀化的效果。见图5、图6，本发明熔炉的截面为圆型而玻璃液所占据的面积是半圆型，上大下小且没有死角，不同于现行熔炉的方型截面。只要设计合理，澄清匀化池后端玻璃液就不会出现熔不透的现象，可以确保形成高质量的玻璃液。

一般要求玻璃液成型温度较低，而熔融、澄清、匀化温度较高，相差约400℃，工艺上存在一定困难。如果依靠熔炉自身的自然散热来冷却玻璃液，那么熔池将会变的很长，又由于热对流热流的存在，大量的冷玻璃液流向热端而被加热，将大大地减弱前端的熔化效果且浪费大量的燃料，如果延长玻璃液在炉内的停留时间，就会加剧耐火材料的侵蚀与损毁，而且部分加热玻璃液的热能又将以散热的形式损失。炉体的加长使得熔炉的建造和维修费用彪升，虽然在炉体的后段可以采用强迫水冷的措施，但同样存在热能的损失，还有熔炉的结构将变得复杂，各项费用也将升高，这无论是在经济上和还是工况上都是极不合理的。现行熔炉中采用卡脖墙基本解决了以上问题，但本发明熔炉内的工况远比现行熔炉复杂，因此一般卡脖墙并不适用。本发明熔炉的卡脖墙12是一种不同于现行熔炉中卡脖墙，它可使澄清匀化池5的后端澄清匀化后的玻璃液以溢流的方式进入成型液池3之中，基本阻断回流液流的形成。由于该卡脖墙12纵向窄横向宽，流经卡脖墙12的玻璃液相对于澄清匀化池5中的液流较少，可能会出现进入成型池后端的玻璃液温度偏低的现象，但本发明熔炉炉内气体流速要比现行熔炉中的气体流速快得多，再加上有完善的保温措施，炉体的散热极小，因此炉体的温度阶梯段将很长，只要设计计算正确，炉体的温度阶梯段可确保成型池内温度。进入成型液池3内的玻璃液在搅拌装置13的强力搅拌下再次加速匀化，成为优质的成型玻璃液。当它们经过成型液池3末端的玻璃板成型装置2后，就成为高质量的玻璃板。

燃料燃烧形成的烟气中还会夹带极少量的颗粒物，它们将由熔炉最后端的烟气管道14进入除尘装置中进行最后的高效除尘，之后洁净的烟气进入余热回收装置降温，余热装置产生过热蒸气供生产使用，经过降温的烟气含有大量的二氧化硫气体且纯净杂质少，进入二氧化硫回收装置和硫酸合成装置中，只要硫酸合成装置选择得当，便可产生出高质量的硫酸。

本发明的优点以燃料为煤粉举例：将煤及所有原料粉碎为一个经济合理的粒度，并通过输送装置分别送入各自的炉前混合装置8中，再经过合理布局的燃烧器7，能使喷入的所有原料同时与燃料和富氧空气所产生的高温高速火焰全面接触，所喷入的原料是以原料悬浮气云的形式通过高温火焰的，所以最大限度地增加了原料与火焰高温区域接触的面积，用可燃载气将其与煤粉均匀混合，使之形成悬浮气云状，喷入特殊的燃烧室22内，采用富氧空气作助燃气体，使它们在燃烧室22内强化燃烧，可使煤粉(或其他燃料)在理论上和实际中作到完全燃烧，加之原料与火焰接触方式的改变，从而大大地提高了熔炉的热效率及单位面积上的熔化率，由于该炉为全密封结构又采用了完善而全面的保温措施，使得炉体的热损失和燃烧噪声将至最低，此项可提高热效率15％至20％(与现行熔炉相比)再加上其他有利的因素，该熔炉的热效率不低于80％，该新熔炉较大地改善了炉前的特殊设计和简单结构使它比同规模熔炉的建造费用低，建造时间短，使用寿命长。较低的故障率大大地减少了维修次数，使得运行成本极为经济，根据我国的资源情况，该新熔炉设有二氧化硫回收和硫酸生产装置，因而可将现行生产工艺中的纯碱全部用硫酸钠取代，作为生产原料来生产平板玻璃，还可彻底根除硫酸钠分解所产生的二氧化硫，燃煤中产生的二氧化硫，NO_X化物，以及废渣对空气环境，周边环境的污染，也不会出现因使用硫酸钠而产生炉体腐蚀，硝水形成等等不利于正常生产的因素，另外，该熔炉还可以回收得到大量的副产品，高质量的硫酸。

Claims (10)

1、一种完全预混式燃烧熔炼方法，其特征在于：所述完全预混式燃烧熔炼方法包括以下步骤：

1]将燃料和富氧空气分别送入燃烧室，点火进行强化燃烧，产生燃烧火焰；

2]燃烧火焰进入喷射区；

3]将所有原料粉碎至适当的粒度，按工艺要求的比例进行混合，混合后的原料再与适当的空气进行混合形成原料气云，将原料气云送入喷射区与燃烧产生的火焰混合；

4]原料与火焰混合后喷射进入熔炉内熔化形成液状雾滴；

5]将不同喷射区喷射出的雾滴相互碰撞，进行熔融反应形成大液滴；

6]对熔融反应后产生的大液滴进行收集形成熔液，对熔融反应后产生的气体进行回收利用；

7]对收集的熔液进行澄清匀化；

8]澄清匀化后的熔液经降温后进入成型区。

2、根据权利要求1所述的完全预混式燃烧熔炼方法，其特征在于：所述将燃料和富氧空气分别送入燃烧室，点火进行强化燃烧，产生燃烧火焰的步骤包括：所述燃料是煤气、水煤气或者天然气，将其与一定比例的富氧空气分别送入燃烧室，点火进行强化燃烧，产生燃烧火焰。

3、根据权利要求1所述的完全预混式燃烧熔炼方法，其特征在于：所述将燃料和富氧空气分别送入燃烧室，点火进行强化燃烧，产生燃烧火焰的步骤是：所述燃料是燃油，将燃油进行气化，再与一定比例的富氧空气分别送入燃烧室，点火进行强化燃烧，产生燃烧火焰。

4、根据权利要求1所述的完全预混式燃烧熔炼方法，其特征在于：所述将燃料和富氧空气分别送入燃烧室，点火进行强化燃烧，产生燃烧火焰的步骤是：所述燃料是煤粉，将煤粉和燃气按一定的比例进行混合，形成燃料气云，将燃料气云和一定比例的富氧空气分别送入燃烧室，点火进行强化燃烧，产生燃烧火焰。

5、根据权利要求1至4之任一权利要求所述的完全预混式燃烧熔炼方法，其特征在于：所述对熔融反应后产生的大液滴进行收集的步骤包括：对体积较大的大液滴利用重力作用进行收集，对体积较小的大液滴利用吸附作用进行收集；所述对熔融反应后产生的气体进行回收利用的方法包括以下步骤：1]除尘；2]余热回收；3]化学合成新物质。

6、根据权利要求5所述的完全预混式燃烧熔炼方法，其特征在于：所述的原料是按一定比例混合的硫酸钠、石英砂和石灰石或者按一定比例混合的硫酸钠、石英砂和三氧化二铝。

7、一种根据权利要求6所述完全预混式燃烧熔炼方法生产玻璃的熔炉，包括炉体(4)，燃烧器(7)，设置在炉体(4)中部的火焰熔化区(9)，设置在火焰熔化区(9)下方的澄清匀化池(5)，设置在炉体(4)后部的成型液池(3)，设置在澄清匀化池(5)和成型液池(3)之间的卡脖墙(12)，设置在成型液池(3)中的搅拌装置(13)和与炉体(4)后端上方相连通的烟气管道(14)，所述炉体(4)包括耐火层(18)和外层钢壳(15)，其特征在于：所述炉体(4)外壁上设置有3～13个燃烧器(7)，其中一个燃烧器(7)设置在炉体(4)前端，其余燃烧器(7)对称设置于炉体(4)左右两侧，所述对称设置的燃烧器(7)向炉体(4)前端倾斜；所述燃烧器(7)外端设置有炉前混合装置(8)；所述烟气管道(14)与二氧化硫回收装置相连接；所述炉体(4)后部设置有3至11个捕捉壁，所述捕捉壁包括与炉体(4)上端固连的上捕捉壁(10)和与炉体(4)下端固连并与上捕捉壁(10)依次错开的下捕捉壁(11)，所述上捕捉壁(10)和下捕捉壁(11)上密布有吸附小孔；所述燃烧器(7)包括设置在炉体(4)上开口于火焰熔化区(9)的喷射管(25)、燃烧室(22)、富氧空气分配室(29)以及设置于燃烧室(22)内壁上的点火装置(21)，所述喷射管(25)与燃烧室(22)相连，所述富氧空气分配室(29)与富氧空气输送管(19)相连，所述富氧空气分配室(29)上设置有与燃烧室(22)相通的2～10个通孔(28)；所述炉前混合装置(8)包括燃料混合器和原料混合器，所述燃料混合器包括燃料供应器(33)和与燃料供应器(33)相连通的燃料输送管(30)，所述每个通孔(28)的下端内壁上设置有一个与燃料输送管(30)相通的分配窄缝(27)，所述原料混合器包括原料供应器(20)、与原料供应器(20)相连通的原料输送管(23)以及与所述原料输送管(23)相连通的原料端载气输送管(24)。

8、根据权利要求7所述完全预混式燃烧熔炼方法生产玻璃的熔炉，其特征在于；所述燃料供应器(33)还包括设置在燃料供应器(33)内的燃油气化器(32)。

9、根据权利要求7所述完全预混式燃烧熔炼方法生产玻璃的熔炉，其特征在于；所述燃料供应器(33)还包括与所述燃料输送管(30)相连通的燃料端载气输送管(31)。

10、根据权利要求7或者8或者9所述完全预混式燃烧熔炼方法生产玻璃的熔炉，其特征在于；所述炉体(4)包括在耐火层(18)和外层钢壳(15)之间由里到外设置的夹层钢壳(17)和保温层(16)。

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