CN201343484Y - 玻璃配合料预热装置 - Google Patents

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张志法
刘颖
杨浩
王东东
刘崎
李永艳
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    • C03B3/00—Charging the melting furnaces
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Abstract

本实用新型公开一种玻璃配合料预热装置，其特征在于：所述玻璃配合料预热装置包括由至少两个首尾相联的旋风分离器组成的预热串组，所述预热串组的首位旋风分离器联接玻璃配合料喂入装置，末位旋风分离器连通玻璃窑炉的排烟道。本实用新型可对玻璃配合料在进入窑炉前对其进行预热，从而有效减少玻璃配合料在窑炉中的加热和澄清时间，起到改进玻璃纤维质量和降低生产玻璃能耗的效果。

Description

玻璃配合料预热装置
技术领域
本实用新型涉属于玻璃纤维制造领域，具体地说涉及玻璃配合料的融化。
背景技术
现有技术中将制备好的玻璃配合料加入玻璃熔窑的熔化端。未熔化的配合料通常要覆盖在占窑长2/3的玻璃液面上。玻璃配合料和玻璃液的加热都是由窑炉上部空间的火焰来完成的。大部分的传热都是通过辐射的形式由火焰传递到配合料和玻璃液。一部分热量是从大碹辐射到配合料和玻璃液的，配合料的不透明性和火焰本身都可以降低来自火焰上方大碹的辐射效率。一般情况下，玻璃料在窑内的平均停留时间是35--45小时，在这期间，固体进行反应并熔化，玻璃液加热到1540℃。在加工过程中会产生气体(例如：CO2，SO2等等)而形成气泡。这些气泡要随着澄清时间的延续而逐渐消除。这种澄清作用常常是朝着窑炉的熔化池的澄清带进行的。可以使玻璃液进行循环，以加速澄清过程和获得均匀的玻璃液。期间，有一些挥发性物质形成气体而放出，一部分干配合料形成粉尘进入烟气中而造成损失。现行的玻璃熔制工艺主要依靠辐射传热，这种传热方式使玻璃生产的能量利用率很低。在典型的玻璃熔化池窑中，射向玻璃液的热辐射来自温度为1550℃的大碹和火焰本身，火焰本身的温度从1900℃到估计可达2700℃。配合料“低温”进入时，辐射传热效率最高。随着配合料、玻璃液、大碹和火焰本身之间的温差的减小，这种传热的速度连续不断的下降。当玻璃液趋近1100℃以上的澄清温度时，这种传热的效率变得相当的低。这时，为使温度稍稍增加，则需要大量的燃料，而延长加热时间导致更大的热损耗。
发明内容
本实用新型的目的就在于提供一种可在玻璃配合料进入窑炉前对其进行预热的装置，从而有效减少玻璃配合料在窑炉中的加热和澄清时间，起到改进玻璃纤维质量和降低生产玻璃能耗的效果。
其技术方案如下：
玻璃配合料预热装置，包括由至少两个首尾相联的旋风分离器组成的预热串组，所述预热串组的首位旋风分离器联接玻璃配合料喂入装置，末位旋风分离器连通玻璃窑炉的排烟道。
本实用新型可有如下工作过程，玻璃熔窑烟道的高温烟气由末位旋风分离器进入预热串组，同时玻璃配合料由首位旋风分离器进入预热串组，这样玻璃配合料与窑炉高温烟气进行对流传热，从而达到利用窑炉的高温烟气对玻璃配合料进行预热的目的。
本实用新型是通过设计较少的依赖辐射传热，较多地依赖对流传热的装置，来达到节约能耗目的的。本实用新型还提供较短的加热和澄清时间、较低的火焰温度和尺寸较小的玻璃熔窑，使这一低能耗过程更加完善。本实用新型的重点是在在固体和气体反应物进入玻璃熔窑之前对它们进行预处理。最后，本实用新型的首要目的是使高熔点的难熔原料进入玻璃熔体之前已达到较高的温度。使用熔窑废气和新鲜燃烧气相结合来进行预热。这种传热方式很有效，因为粒状配合料有很大表面积和这些颗粒表面有热气湍流洗涤作用。随着原料温度而增加，这些原科发生了煅烧，煅烧的结果放出了气体(例如：碳酸盐将放出CO2，硫酸盐将放出SO2，水合物将放出H2O等等)。这些气体在进入炉子之前就放出对于系统是大有禅益的，因为这些气体以后与玻璃液中配合料起泡沫或气泡的产生就无任何的关系了。可以直接地减少玻璃液的澄清时间。
难熔的配合料引入旋风预热器的串级组中，串级组从首位旋风分离器开始，直至末位旋风分离器，旋风分离器串级组主要靠逆流的窑燃烧气体来操作，这种逆流的窑燃烧气体在750℃的温度下进入旋风分离器。还可在燃烧室中使补充的燃料和空气进行反应，以保证物料煅烧达所需要的程度。当玻璃配合料通过个旋风分离器的时候，它们的温度将迅速而有效的增加。煅烧过的产物应足够干燥而不会与在场的物料形成团块或粘团。最后，配合料固体通过末位旋风分离器输送到窑内。提供排气装置以处理旋风分离器系统中的压力降。旋风分离器可以是金属结构，必要时，内加耐火衬里。
附图说明
附图为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图所示为本实用新型的一个实施例。玻璃熔窑6含有熔化的玻璃液，用传统的加热方法维持玻璃液的温度。排出的废气经过烟道7离开玻璃熔窑，直接通过燃烧室5和废气管道被送到难熔原料预热旋风分离器4中。难熔的玻璃配合料由喂入口8经过旋风分离器1、2、3和4被预热和部分煅烧。分解反应将使气体从原料中排出。为使配合料尽可能在进入窑炉之间充分加热，本实用新型中还在窑炉和预热串组之间设置了附加的燃烧室5，将高温烟气进一步被加热，以便在玻璃熔窑中需要很少的熔化热。这会充分利用在玻璃熔窑外进行对流传热的优点。
玻璃熔窑中的停留时间是为了达到熔化完全和玻璃液的澄清。升高窑炉空间温度和对配合料进行预热以缩短配合料熔化所需要的时间，两种方式起到的效果，前者可以忽略。通过串联的旋风分离器组将原料预热所需要的时间大约为1-2分钟，和现行的配合料熔化技术相比较，这几乎可以说是瞬间加热。由于约有1/2的反应气体在预煅烧阶段的旋风分离器被排出，因此澄清时间(气泡清除)也将大量减少。在配合料入窑后，本实用新型系统与现有玻璃熔化技术没有很大的差别，玻璃熔窑的基本操作原理同样适用。
本实用新型系统中的传热主要通过对流进行，即使由于颗粒在旋风分离器中从较低温度的气体进入较高温度的气体而使得温度增加时，传热的速度仍旧是很高的。根据旋风分离器预热期间产生的气体排出的有效程度，以通常的辐射为主的方法为基准，澄清的时间可以减少1/3或1/2。
由于本实用新型中所应用的对流传热比辐射传热快得多，造成热损耗的时间也大量缩短。此外，熔化时间和澄清时间都缩短了，窑的尺寸也可以减小很多。熔窑表面积的减少将会直接地减少逸入周围环境中的热损耗。在现行操作中，玻璃通常要在熔窑中停留数日。而本实用新型的操作中的停留时间不到一半。

Claims (3)

1、玻璃配合料预热装置，其特征在于：所述玻璃配合料预热装置包括由至少两个首尾相联的旋风分离器组成的预热串组，所述预热串组的首位旋风分离器联接玻璃配合料喂入装置，末位旋风分离器连通玻璃窑炉的排烟道。
2、根据权利要求1所述的玻璃配合料预热装置，其特征在于：在窑炉排烟道和预热串组之间设置了附加的燃烧室(5)。
3、根据权利要求1或2所述的玻璃配合料预热装置，其特征在于：所述的旋风分离器为4个。
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