CN101838098A - 一种新型全氧燃烧玻璃熔窑 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型全氧燃烧玻璃熔窑，包括加料口部、熔化部、卡脖或流液洞部和冷却部；加料口部、熔化部、卡脖或流液洞部、冷却部顺次相连接；该熔化部包括熔化池以及设在熔化池两侧的胸墙；该熔化部沿着玻璃液的进给方向的中段设有热点；在熔化部每侧的胸墙上还至少设有一个烟道和一支全氧烧枪，且该熔化部两侧胸墙上的烟道呈相对设置，两侧的全氧烧枪呈错位设置；熔化部的熔化池的池底上还设有多个丸状钼电极。本发明具有构造简单、易于实现，有利于提高玻璃熔窑的热效率、降低NOx污染物和温室气体CO2的排放、提高玻璃品质、节约熔窑投资成本和延长熔窑使用寿命等特点。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃熔窑技术领域，特别是涉及一种新型的全氧燃烧玻璃熔窑。
背景技术
通常玻璃熔窑大多采用火焰燃烧，常见的有蓄热室马蹄焰玻璃熔窑和蓄热室横火焰玻璃熔窑，这些熔窑的燃烧介质多采用空气助燃。然而，由于用空气助燃时，只有空气中20％的氧气真正参与燃烧，而其余80％的氮气及其他气体则不参与燃烧，并在消耗大量的热量后以NOx污染物排放到大气中，使得这些熔窑不仅容易对大气造成严重污染，而且降低了窑炉的热效率。请参见图1所示，由于蓄热室马蹄焰玻璃熔窑在其熔化部的前端需设置庞大的蓄热室1′和小炉2′，使得该熔窑不但会消耗大量的耐火材料和建筑材料，而且需占用较大的厂房面积，窑炉后期还需花费不菲的费用来对蓄热室进行维护。请参见图2所示，由于蓄热室横火焰玻璃熔窑在其熔化部的两侧需分别设置庞大的蓄热室3′和小炉4′，使得该熔窑同样会消耗大量的耐火材料和建筑材料，且需占用较大的厂房面积。因此，以使两种熔窑均明显投资较大，不利于推广应用。
为了克服上述玻璃熔窑的不足之处，全氧燃烧玻璃熔窑应运而生。公告号为CN201250168Y的专利申请公开了一种全氧燃烧玻璃熔窑，其特点在于，其熔化部的两侧胸墙上设置的全氧燃烧装置主要由燃料燃烧器和位于燃料燃烧器下方的全氧气体喷射器构成，且燃料燃烧器分别外接燃料源和全氧气源，全氧气体喷射器外接全氧气源。虽然这种玻璃熔窑能达到全氧燃烧的目的，但是其全氧燃烧装置结构较复杂，且位于燃料燃烧器下方的全氧气体喷射器所喷出的氧气不利于将燃料燃烧产生的热传给配合料和玻璃液，反而还要吸收部分热量。此外，单纯的全氧燃烧玻璃熔窑，由于火焰温度高、辐射能力强、熔窑中碱蒸汽的浓度高，对熔窑耐火材料的侵蚀加剧，从而会缩短熔窑的使用寿命。公告号为CN1762865A的专利申请公开了一种用于玻璃熔炉的熔窑的电助熔系统，其特点在于，将多个钼电极棒设在熔窑加热区和冷却区的底部，并沿着熔窑底部的两个对立侧面端部呈相对设置。虽然这种玻璃熔窑能达到电助熔的目的，但是所用的钼电极棒会因热震动而断裂，没有冷却设施也会使棒状电极容易受到高温玻璃液的侵蚀，使用寿命变短。
熔窑一旦建成，要想增加熔窑产量，只有增加熔窑热供应，提高熔窑温度。然而，对于火焰燃烧熔窑，即使是全氧燃烧玻璃熔窑，一方面受燃烧器燃烧量的限制，另一方面受熔窑耐火材料的限制，即不能无限提高熔窑温度来增加产量。因此，现有技术的全氧燃烧玻璃熔窑有待进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种新型全氧燃烧玻璃熔窑，它可确保全氧燃烧玻璃熔窑的火焰空间温度不致太高，从而降低碱蒸汽的浓度，以减少碱蒸汽对熔窑耐火材料的侵蚀，进而延长熔窑的使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型全氧燃烧玻璃熔窑，包括加料口部、熔化部、卡脖或流液洞部和冷却部；加料口部、熔化部、卡脖或流液洞部、冷却部顺次相连接；该熔化部包括熔化池以及设在熔化池两侧的胸墙；该熔化部沿着玻璃液的进给方向的中段设有热点；在熔化部每侧的胸墙上还至少设有一个烟道和一支全氧烧枪，且该熔化部两侧胸墙上的烟道呈相对设置，两侧的全氧烧枪呈错位设置。
所述的熔化部每侧的胸墙上的烟道为1～2个，全氧烧枪为1～8支。
所述的烟道设置在靠近热点的熔化部中段区域的胸墙上。
所述的全氧烧枪设有一个用来引入燃油或燃气的外接燃料的第一接口和一个用来引入氧气纯度≥93％的全氧气体的第二接口。
所述的第二接口与能够提供氧气纯度≥93％的全氧气源的VSA制氧系统相连接。
所述的熔化部的熔化池的池底上还设有多个丸状钼电极；各丸状钼电极分别设置在靠近加料口侧的第一区、位于熔化部中段的第二区以及靠近卡脖或流液洞侧的第三区，且每个区内丸状钼电极的排列方式为沿着材料进给方向排成靠近两侧胸墙的两列。
所述的每个区内的丸状钼电极为2～15个。
所述的每个丸状钼电极上还装有冷却水套，该冷却水套上分别设有与循环软化水源装置相连接的进水口和出水口，该出水口的温度设为≤50℃。
所述的靠近卡脖或流液洞侧的第三区内的丸状钼电极的排列方式为沿着垂直于玻璃液的进给方向排成至少一行。
本发明的有益效果是，与现有技术的全氧燃烧玻璃熔窑相比，首先，由于本发明的全氧烧枪只需外接燃料(燃油或燃气)和全氧气源，而不需外接全氧气体喷射器，使得本发明的全氧烧枪结构简单，易于实现，且可有效节约能源，从而有效降低了NOx污染物和温室气体CO2的排放。此外，由于全氧烧枪所外接的燃料可采用传统的供给方式，而全氧气源可由VSA制氧系统供给，且氧气纯度可达93％以上，因此成本较低。第二，由于本发明的电助熔系统包括多个丸状钼电极，且电极设在熔化部的加料口侧、中央区、卡脖或流液洞侧的池底上，电源连接至电极，使电极具有一定的功率在熔融态玻璃中产生焦耳热，提高熔融态玻璃的温度，加速配合料的熔化、玻璃液的澄清和均化。第三，本发明采用的丸状钼电极抗热震动性能好，不会发生断裂；丸状钼电极中还设有冷却水套，可有效延长丸状钼电极的寿命，因此，本发明的丸状钼电极能够确保在整个窑期内都能发挥电助熔的作用。第四，由于丸状钼电极对玻璃液直接加热，可提高池底玻璃液的温度，改善玻璃液的对流，使得丸状钼电极有利于玻璃液的澄清和均化，且可提高熔窑的产量，以及玻璃液的质量。第五，由于设在卡脖或流液洞侧第三区内的丸状钼电极的排列方式为沿着垂直于玻璃液的进给方向排成至少一行，使得该卡脖或流液洞侧第三区内的丸状钼电极相当于在玻璃液温度升高，对流增强时，在熔窑的横向起了一道屏障的作用，从而可改善玻璃液的横向和纵向对流，并延长玻璃液在熔窑内的停留时间，减少从冷却部回流到熔化部的玻璃液量，进而有利于玻璃液的澄清和均化，并降低熔窑的能耗。第六，由于丸状钼电极可以提高玻璃液的温度，使得燃料用量可减少，而燃烧量减少可使火焰的空间高度适当降低，即胸墙的高度可适当降低，因此这不但可以减少燃料用量，节约能源，进一步降低NOx污染物和温室气体CO2的排放，而且可以降低熔窑的造价。第七，由于丸状钼电极可以提高玻璃液的温度，使得火焰空间的温度可适当降低，从而可以降低碱蒸汽的浓度，并减少碱蒸汽对熔窑耐火材料的侵蚀，延长熔窑的使用寿命。第八，由于火焰燃烧加热和丸状钼电极加热可以互为补充或单独调节，因此这增加了熔窑的可操作性。
综上所述，本发明的一种新型全氧燃烧玻璃熔窑，具有构造简单、易于实现，有利于提高玻璃熔窑的热效率、降低NOx污染物和温室气体CO2的排放、提高玻璃品质、节约熔窑投资成本和延长熔窑使用寿命等特点。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种新型全氧燃烧玻璃熔窑不局限于实施例。
附图说明
图1是现有技术的蓄热室马蹄焰玻璃熔窑的结构示意图；
图2是现有技术的蓄热室横火焰玻璃熔窑的结构示意图；
图3是实施例一本发明的结构示意图；
图4是实施例一本发明的横向剖视图；
图5是实施例二本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例一，请参见图3、图4所示，本发明的一种新型全氧燃烧玻璃熔窑，包括加料口部J、熔化部R、卡脖或流液洞部K和冷却部L；加料口部J、熔化部R、卡脖或流液洞部K、冷却部L顺次相连接；该熔化部R包括熔化池以及设在熔化池两侧的胸墙X；该熔化部R沿着玻璃液的进给方向的中段设有热点；在熔化部R两侧的胸墙上还分别设有一个烟道F和8支全氧烧枪，其中一侧为全氧烧枪S1、全氧烧枪S2、全氧烧枪S3、全氧烧枪S4、全氧烧枪S5、全氧烧枪S6、全氧烧枪S7、全氧烧枪S8；另一侧为全氧烧枪N1、全氧烧枪N2、全氧烧枪N3、全氧烧枪N4、全氧烧枪N5、全氧烧枪N6、全氧烧枪N7、全氧烧枪N8，且该熔化部R两侧胸墙上的烟道F呈相对设置，两侧的全氧烧枪呈错位设置，即全氧烧枪S1、全氧烧枪S2、全氧烧枪S3、全氧烧枪S4、全氧烧枪S5、全氧烧枪S6、全氧烧枪S7、全氧烧枪S8与全氧烧枪N1、全氧烧枪N2、全氧烧枪N3、全氧烧枪N4、全氧烧枪N5、全氧烧枪N6、全氧烧枪N7、全氧烧枪N8为错位设置。
其中，
所述的烟道F设置在靠近热点的熔化部R中段区域的胸墙上；
所述两侧胸墙上的全氧烧枪S1～S8、N1～N8分别设有一个用来引入燃油或燃气的外接燃料的第一接口和一个用来引入氧气纯度≥93％的全氧气体的第二接口，如图4中全氧烧枪S4(以全氧烧枪S4为例，其余的全氧烧枪S1、全氧烧枪S2、全氧烧枪S3、全氧烧枪S5、全氧烧枪S6、全氧烧枪S7、全氧烧枪S8、全氧烧枪N1、全氧烧枪N2、全氧烧枪N3、全氧烧枪N4、全氧烧枪N5、全氧烧枪N6、全氧烧枪N7、全氧烧枪N8相同)中设有一个用来引入燃油或燃气N的第一接口和一个用来引入氧气纯度≥93％的全氧气体Y的第二接口；
所述的第二接口与能够提供氧气纯度≥93％的全氧气源的VSA制氧系统相连接；
所述的熔化部R的熔化池的池底C上还设有多个丸状钼电极D；各丸状钼电极D分别设置在靠近加料口J一侧的第一区、位于熔化部R中段的第二区Z以及靠近卡脖或流液洞K一侧的第三区，且每个区内丸状钼电极D的排列方式为沿着材料进给方向排成靠近两侧胸墙的两列；即靠近一侧胸墙为一列；
所述的每个区内的丸状钼电极D为2～15个；
请参见图4所示，所述的每个丸状钼电极D上还装有冷却水套M，该冷却水套M上分别设有与循环软化水源装置相连接的进水口M1和出水口M2，该出水口M2的温度设为≤50℃；每个丸状钼电极D中还设有一与电源相连接的端口P。
本发明的一种新型全氧燃烧玻璃熔窑，具有以下几点优点：首先，由于其全氧烧枪(即全氧烧枪S1、全氧烧枪S2、全氧烧枪S3、全氧烧枪S4、全氧烧枪S5、全氧烧枪S6、全氧烧枪S7、全氧烧枪S8、全氧烧枪N1、全氧烧枪N2、全氧烧枪N3、全氧烧枪N4、全氧烧枪N5、全氧烧枪N6、全氧烧枪N7、全氧烧枪N8)只需外接燃料(燃油或燃气)和全氧气源，而不需外接全氧气体喷射器，使得本发明的全氧烧枪结构简单，易于实现，且可有效节约能源，从而有效降低了NOx污染物和温室气体CO2的排放。此外，由于全氧烧枪S1～S8、N1～N8所外接的燃料可采用传统的供给方式，而全氧气源可由VSA制氧系统供给，且氧气纯度可达93％以上，因此成本较低。第二，由于其电助熔系统包括多个丸状钼电极D，且丸状钼电极D抗热震动性能好，不会发生断裂；丸状钼电极D中还设有冷却水套M，可有效延长丸状钼电极D的寿命，因此，本发明的丸状钼电极D能够确保在整个窑期内都能发挥电助熔的作用。第三，由于丸状钼电极D对玻璃液直接加热，可提高池底玻璃液的温度，改善玻璃液的对流，使得丸状钼电极D有利于玻璃液的澄清和均化，且可提高熔窑的产量，以及玻璃液的质量。第四，由于丸状钼电极D可以提高玻璃液的温度，使得燃料用量可减少，而燃烧量减少可使火焰的空间高度适当降低，即胸墙X的高度可适当降低，因此这不但可以减少燃料用量，节约能源，进一步降低NOx污染物和温室气体CO2的排放，而且可以降低熔窑的造价。第五，由于丸状钼电极D可以提高玻璃液的温度，使得火焰空间的温度可适当降低，从而可以降低碱蒸汽的浓度，并减少碱蒸汽对熔窑耐火材料的侵蚀，延长熔窑的使用寿命。第六，由于火焰燃烧加热和丸状钼电极D加热可以互为补充或单独调节，因此这增加了熔窑的可操作性。例如，可根据实际需要单独增加或减少燃料或电的用量。
实施例二，本发明的一种新型全氧玻璃熔窑，请参见图5所示，其与实施例一的不同之处在于：其设在靠近卡脖或流液洞K侧的第三区内的丸状钼电极D′的排列方式为沿着垂直于玻璃液的进给方向排成两行。显然，该设在卡脖或流液洞K侧第三区内的丸状钼电极D′的排列方式有利于丸状钼电极D′在玻璃液温度升高、对流增强时，相当于在熔窑的横向起一道屏障的作用，从而可改善玻璃液的横向和纵向对流，并延长玻璃液在熔窑内的停留时间，减少从冷却部L回流到熔化部R的玻璃液量，进而有利于玻璃液的澄清和均化，并降低熔窑的能耗。
综上所述，本发明的一种新型全氧燃烧玻璃熔窑，具有构造简单、易于实现，有利于提高玻璃熔窑的热效率、降低NOx污染物和温室气体CO2的排放、提高玻璃品质、节约熔窑投资成本和延长熔窑使用寿命等特点。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种新型全氧燃烧玻璃熔窑，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种新型全氧燃烧玻璃熔窑，包括加料口部、熔化部、卡脖或流液洞部和冷却部；加料口部、熔化部、卡脖或流液洞部、冷却部顺次相连接；该熔化部包括熔化池以及设在熔化池两侧的胸墙；该熔化部沿着玻璃液的进给方向的中段设有热点；其特征在于：在熔化部每侧的胸墙上还至少设有一个烟道和一支全氧烧枪，且该熔化部两侧胸墙上的烟道呈相对设置，两侧的全氧烧枪呈错位设置。
2.根据权利要求1所述的新型全氧燃烧玻璃熔窑，其特征在于：所述的熔化部每侧的胸墙上的烟道为1～2个，全氧烧枪为1～8支。
3.根据权利要求1或2所述的新型全氧燃烧玻璃熔窑，其特征在于：所述的烟道设置在靠近热点的熔化部中段区域的胸墙上。
4.根据权利要求1或2所述的新型全氧燃烧玻璃熔窑，其特征在于：所述的全氧烧枪设有一个用来引入燃油或燃气的外接燃料的第一接口和一个用来引入氧气纯度≥93％的全氧气体的第二接口。
5.根据权利要求4所述的新型全氧燃烧玻璃熔窑，其特征在于：所述的第二接口与能够提供氧气纯度≥93％的全氧气源的VSA制氧系统相连接。
6.根据权利要求1所述的新型全氧燃烧玻璃熔窑，其特征在于：所述的熔化部的熔化池的池底上还设有多个丸状钼电极；各丸状钼电极分别设置在靠近加料口侧的第一区、位于熔化部中段的第二区以及靠近卡脖或流液洞侧的第三区，且每个区内丸状钼电极的排列方式为沿着材料进给方向排成靠近两侧胸墙的两列。
7.根据权利要求6所述的新型全氧燃烧玻璃熔窑，其特征在于：所述的每个区内的丸状钼电极为2～15个。
8.根据权利要求6或7所述的新型全氧燃烧玻璃熔窑，其特征在于：所述的每个丸状钼电极上还装有冷却水套，该冷却水套上分别设有与循环软化水源装置相连接的进水口和出水口，该出水口的温度设为≤50℃。
9.根据权利要求6所述的新型全氧燃烧玻璃熔窑，其特征在于：所述的靠近卡脖或流液洞侧的第三区内的丸状钼电极的排列方式为沿着垂直于玻璃液的进给方向排成至少一行。
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