專利名稱：完全預(yù)混式燃燒熔煉方法及使用該方法生產(chǎn)玻璃的熔爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔爐的燃燒熔煉方法和一種使用該方法生產(chǎn)玻璃的熔爐。
背景技術(shù)：
由于玻璃特別是平板玻璃生產(chǎn)技術(shù)的高度成熟，已經(jīng)有專門(mén)的生產(chǎn)企業(yè)按照一定的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格制造各類平板玻璃生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)備的價(jià)格已經(jīng)降低到正常的水平，因而平板玻璃行業(yè)的技術(shù)水平基本相當(dāng)，盈利水平也相當(dāng)，使得平板玻璃由過(guò)去的緊俏商品迅速地變成普通消費(fèi)品，并且在短短的幾年時(shí)間由供不應(yīng)求變成現(xiàn)在的供大于求，整個(gè)平板玻璃行業(yè)處在微利和虧損的狀態(tài)中。由于技術(shù)的高度成熟，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了資源型的中型企業(yè)紛紛勝出而靠近城市的大型企業(yè)卻紛紛落馬的現(xiàn)象。
一項(xiàng)技術(shù)高度成熟之后，其本身存在的問(wèn)題也就暴露出來(lái)，總結(jié)平板玻璃生產(chǎn)中的原料、原料處理、燃燒熔化機(jī)理、熔化工藝、爐體結(jié)構(gòu)以及操作條件存在的問(wèn)題，大致可分為一、原料及原料處理。
生產(chǎn)平板玻璃的主要原料為石英砂、純堿、少量硫酸鈉、方解石、長(zhǎng)石等。
1、石英砂。石英砂是生產(chǎn)平板玻璃的主要原料，現(xiàn)行熔化工藝要求必須將其粉碎至60～100目之間，如果粒度過(guò)大則會(huì)延長(zhǎng)熔化時(shí)間，不僅浪費(fèi)燃料還浪費(fèi)寶貴的熔爐資源，使得生產(chǎn)成本大幅度增加。粒度過(guò)小工藝上也不允許使用，因?yàn)闀?huì)發(fā)生以下兩種現(xiàn)象①顆粒飛揚(yáng)。細(xì)小顆粒會(huì)隨著煙氣飛揚(yáng)至蓄熱格子體和煙道內(nèi)并沉淀，將其堵塞，迫使生產(chǎn)中斷；②使得加入爐內(nèi)的料堆透氣性、傳熱性、流動(dòng)性變差，相應(yīng)熔化時(shí)間延長(zhǎng)，并造成燃料的浪費(fèi)。
目前技術(shù)只能控制石英砂粉碎物料的最大顆粒，而無(wú)法控制最小顆粒和顆粒均勻性。平板玻璃廠只能對(duì)其進(jìn)行分選，這樣不僅工藝過(guò)程增加，成本增加，而且100目以下的石英砂顆粒的廢棄造成資源浪費(fèi)。
2、純堿。純堿又名碳酸鈉，是制造平板玻璃的重要原料，平板玻璃總氧化鈉的含量不能低于14.2％，而純堿則是其氧化鈉的直接來(lái)源，純堿在玻璃熔化合成過(guò)程中有許多優(yōu)點(diǎn)，它的熔化溫度約1200℃，在1300℃時(shí)分解，其分解產(chǎn)物為對(duì)環(huán)境和人體無(wú)害的二氧化碳；但是其價(jià)格高，約占玻璃原料總成本的四分之三。為了降低成本，絕大多數(shù)企業(yè)用廉價(jià)的硫酸鈉(又名無(wú)水芒硝、元明粉)替換出少量的純堿，因?yàn)榱蛩徕c的價(jià)格只有純堿的四分之一。企業(yè)希望用硫酸鈉替換原料中的所有純堿，以期大幅度降低生產(chǎn)成本，但是現(xiàn)行熔爐的自身結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和熔煉方法限制了多量硫酸鈉的使用，一般情況下，硫酸鈉超過(guò)一定量后在爐內(nèi)就不能完全分解，并在玻璃表面形成對(duì)玻璃生產(chǎn)極為有害的硝水，影響玻璃成品的質(zhì)量，所以硫酸鈉只能替換出一小部分的純堿，因而平板玻璃的原料成本并沒(méi)用實(shí)質(zhì)性的降低。硫酸鈉的部分替代使用可使企業(yè)節(jié)省一部分原料開(kāi)支，但同時(shí)也給環(huán)境帶來(lái)污染。因?yàn)槠桨宀Ａa(chǎn)企業(yè)所使用的燃料中含硫量不高，其產(chǎn)生的煙氣中污染物含量基本上都符合排放標(biāo)準(zhǔn)，但用硫酸鈉部分替換純堿之后，硫酸鈉的分解產(chǎn)物二氧化硫使得煙氣中的二氧化硫氣體濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)，但又達(dá)不到一般工藝方法制取硫酸的濃度要求。從環(huán)保的角度要求二氧化硫必須回收利用，但目前的技術(shù)無(wú)法做到，因而企業(yè)幾乎都采取犧牲長(zhǎng)期的環(huán)境利益換取眼前微薄經(jīng)濟(jì)利益的做法。
3、方解石。方解石是較為純凈的碳酸鈣結(jié)晶體，它雖然不是玻璃生產(chǎn)的主要原料卻是其重要原料，與同類的石灰石相比是一種稀缺資源，價(jià)格也高許多，從理論上說(shuō)完全可以用優(yōu)質(zhì)的低含鐵量石灰石替代，從而使方解石資源得到更有效的利用，但現(xiàn)行的熔爐及熔煉方法限制了石灰石的使用，生產(chǎn)成本相應(yīng)提高。
4、長(zhǎng)石。玻璃生產(chǎn)工藝中使用長(zhǎng)石是為了獲取其中所含的廉價(jià)氧化鈉和氧化鉀，因?yàn)檠趸浐脱趸c在平板玻璃成份中的功能與作用基本相同，如果能通過(guò)工藝手段從硫酸鈉中獲得足夠的氧化鈉，作為一種稀缺資源卻在平板玻璃中大量應(yīng)用的的長(zhǎng)石是可以不用浪費(fèi)的。
二、燃料。
現(xiàn)有平板玻璃生產(chǎn)企業(yè)，幾乎都采用二次燃料和潔凈燃料來(lái)生產(chǎn)玻璃。
1、水煤氣。水煤氣是由煤在煤氣發(fā)生爐中以700℃～900℃的溫度下部分氧化燃燒，并通以水蒸氣而獲得的。它是一種二次燃料，在生產(chǎn)水煤氣的過(guò)程中約有三分之一的熱能損失。由于轉(zhuǎn)換損失的存在，加上設(shè)備投資、設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用、人工工資、管理費(fèi)用等，同樣熱值水煤氣的價(jià)格是煤的兩倍。
2、天然氣。雖然天然氣使用十分方便，但它是一種潔凈能源，同樣熱值時(shí)價(jià)格為工業(yè)用煤的5～6倍，且其穩(wěn)定供應(yīng)受到供氣站的制約。
3、重油和柴油。重油和柴油都屬于潔凈能源，雖然有穩(wěn)定而均衡的供應(yīng)，但需要修建一系列的儲(chǔ)油設(shè)備和相關(guān)的維護(hù)，加之其價(jià)格昂貴，同樣使生產(chǎn)成本提高。
雖然二次燃料與潔凈燃料的成本高，但它能與現(xiàn)行熔爐和熔煉工藝很好的結(jié)合通過(guò)快速高質(zhì)高量來(lái)彌補(bǔ)燃料價(jià)格的損失，加之煤的高效潔凈燃燒技術(shù)沒(méi)有在平板玻璃行業(yè)中得到認(rèn)識(shí)，相關(guān)生產(chǎn)工藝和設(shè)備沒(méi)有相關(guān)研究，所以生產(chǎn)企業(yè)無(wú)法采用煤作為平板玻璃生產(chǎn)的燃料。平板玻璃行業(yè)是高能耗行業(yè)，又是大量使用燃料的企業(yè)，其燃料品種的轉(zhuǎn)變不僅技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合算，而且有巨大的社會(huì)效益和資源保護(hù)意義。
三、現(xiàn)行平板玻璃生產(chǎn)技術(shù)中的燃料燃燒方法、生產(chǎn)工藝、熔爐結(jié)構(gòu)。
1、燃燒方法。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)采用的是擴(kuò)散式燃燒方法來(lái)使用燃料，因?yàn)檫@種技術(shù)高度成熟并且有充足的零配件供應(yīng)，企業(yè)的后勤保障可靠。其特點(diǎn)是①燃燒穩(wěn)定，熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，不會(huì)回火，脫火極限高，燃燒器工作穩(wěn)定；②層流擴(kuò)散燃燒強(qiáng)度低，火焰長(zhǎng)，需要較大的燃燒室，能滿足現(xiàn)行熔爐熔池寬，火焰要求長(zhǎng)的現(xiàn)狀；③過(guò)剩空氣量大，燃燒速度低。對(duì)于燃燒碳?xì)浠衔锖枯^高的燃?xì)?，在高溫下由于焰面?nèi)氧氣供應(yīng)不足，各種碳?xì)浠衔餆岱€(wěn)定性較差，分解溫度低，會(huì)析出碳粒造成化學(xué)不完全燃燒。少數(shù)技術(shù)先進(jìn)的企業(yè)則采用部分預(yù)混式燃燒方法來(lái)使用燃料，這種技術(shù)成熟但需要企業(yè)自己提供大部分的后勤保障。其特點(diǎn)是①燃燒前預(yù)混部分空氣，克服了擴(kuò)散式燃燒方法的一些缺點(diǎn)，燃燒速度有所提高，不完全燃燒的程度有所降低；②當(dāng)一次空氣系數(shù)適當(dāng)時(shí)，部分預(yù)混式燃燒方法有一定的穩(wěn)定范圍，一次空氣系數(shù)越大，燃燒穩(wěn)定范圍越小。
2、生產(chǎn)工藝。現(xiàn)在的熔爐，由于燃燒方法的確定，其生產(chǎn)工藝一般采用如下步驟將原料按一定的要求粉碎篩選，按照平板玻璃的化學(xué)組份混合均勻，按照熔爐的熔煉能力，通過(guò)投料機(jī)由一個(gè)斜面以一定的速度和流量均勻、連續(xù)地送入熔爐的熔池，形成料堆。熔池的前部是一個(gè)較長(zhǎng)的斜面，在斜面的兩邊分布著相對(duì)的成對(duì)燃燒器(又稱爐頭)，燃燒器的大小與多少根據(jù)熱工和熔化率的需要進(jìn)行設(shè)置，燃?xì)庠谌紵鲊娍谔幣c被格子體加熱的空氣混合，燃油則需提前霧化，才能與熱空氣混合，并在燃燒器噴口處形成火焰，火焰直接沖擊料堆及后段被熔化的熔液上。為了提高熱效率，分布在熔池兩側(cè)的燃燒器是輪流工作的，即左邊的爐頭先工作，其火焰經(jīng)過(guò)料堆和熔池，把大部分的熱能傳給料堆和熔池中的玻璃液，剩余的高溫?zé)煔鈩t進(jìn)入右邊燃燒器中的蓄熱格子體進(jìn)行換熱降溫，低溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)煙道排走，當(dāng)蓄熱格子體達(dá)到最高溫度時(shí)，換向閘門(mén)換向，使右邊的燃燒器工作，左邊燃燒器內(nèi)的蓄熱格子體蓄熱，如此周而復(fù)始地交替工作，最大限度地利用火焰的余熱。原料經(jīng)過(guò)初步的熔化形成玻璃液，經(jīng)過(guò)料堆后段時(shí)再次加溫使氣體逸出，其粘度進(jìn)一步降低，這個(gè)過(guò)程稱之為澄清，澄清后的玻璃液在散熱的情況下逐步冷卻。因?yàn)椴ＡО宄尚偷臏囟纫瘸吻鍦囟鹊?00℃左右，所以冷卻時(shí)熔池中前熱后冷的玻璃液在密度和熱交換的作用下會(huì)從冷端自動(dòng)流向熱端形成自然攪拌，這個(gè)過(guò)程稱為自然勻化。在熔池的最后端設(shè)置有機(jī)械式攪拌裝置，在機(jī)械式攪拌裝置的強(qiáng)力作用下就可以得到符合要求的玻璃液，合格的玻璃液通過(guò)熔池末端的成型裝置，如格法平拉機(jī)組或者浮法錫槽，就可以生產(chǎn)出平板玻璃。
3、熔爐結(jié)構(gòu)。由于燃燒方法和生產(chǎn)工藝的確定，現(xiàn)行熔爐的結(jié)構(gòu)和形狀也就基本確定。原料經(jīng)過(guò)混合后，經(jīng)過(guò)短距離皮帶輸送機(jī)、料倉(cāng)、長(zhǎng)距離皮帶輸送機(jī)送入投料機(jī)，體積龐大的皮帶輸送機(jī)占去大量爐前空間。為使原料能更多地與火焰接觸，熔爐的入料口開(kāi)得很寬，所以投料機(jī)的前面部分受到高溫?zé)煔獾臒g。由于投料機(jī)和入料口的存在，所以無(wú)法密封爐體的前面部分，這樣不僅操作條件惡劣，而且入料口成為爐體最大的散熱之處，浪費(fèi)了大量的燃料。爐身主要為一個(gè)長(zhǎng)方形的熔池，被分為料堆區(qū)，初熔區(qū)，澄清勻化區(qū)，冷卻攪拌區(qū)，出口區(qū)。熔池的前部即料堆區(qū)為一個(gè)較長(zhǎng)的斜面，可使料堆能以一個(gè)近似理想的厚度，在火焰的燒熔下均勻的滑向熔池的初熔區(qū)，成對(duì)的燃燒器就分布在熔池的料堆區(qū)、初熔區(qū)以及澄清勻化區(qū)的前段這三個(gè)區(qū)域的兩邊。由于采用的是擴(kuò)散式燃燒或者部分預(yù)混式燃燒，因而燃燒強(qiáng)度、火焰溫度都較低，為了提高火焰溫度也就是熱效率和利用一部分余熱，特別設(shè)計(jì)了較為復(fù)雜的煙氣回路、龐大的蓄熱格子體、交替換向的閘板機(jī)構(gòu)等附加結(jié)構(gòu)，這些附加結(jié)構(gòu)雖然有一定的效果，但卻使熔爐的體積變大，結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，建造難度增大。
現(xiàn)行燃燒熔煉方法及熔爐存在以下缺點(diǎn)①燃燒方式不合理。不論是擴(kuò)散式燃燒還是部分預(yù)混式燃燒，都不能做到完全燃燒，它們的燃燒強(qiáng)度低，火焰溫度低，不能充分有效地轉(zhuǎn)化燃料中的熱能，其結(jié)果都是燃料的浪費(fèi)；②火焰與原料的接觸方式不合理?；鹧骐m然直掃料堆，但實(shí)際上只有火焰下半部分與原料接觸，中部和上部的火焰并沒(méi)有直接與原料接觸，使火焰的有效熱能受到較大的損失；③火焰的溫度階梯利用不合理。理論和實(shí)際都證明，一束火焰的最高溫度區(qū)域并不在火焰的外圍和火焰尖，而是在靠近焰尖的中心區(qū)域內(nèi)。現(xiàn)行的料堆熔化方式，不可能讓原料與火焰最高溫度區(qū)域接觸，這種接觸方法上的選擇導(dǎo)致燃料的浪費(fèi)和熱能的損失；④出現(xiàn)了遮擋效應(yīng)。由于原料在熔化過(guò)程中是以料堆的方式與火焰接觸，所以只有料堆的表層原料能與火焰接觸到，在表層下面一定部位的原料則被表層的原料遮擋住了熱輻射和熱對(duì)流傳播的途徑，使得火焰的熱輻射和熱對(duì)流很難往下深入，只有表層原料熔化后下層原料才能得到一定的傳導(dǎo)熱。和表面原料相比，下層原料的熔化時(shí)間延長(zhǎng)，大量熱能隨著燃燒的煙氣而損失；⑤出現(xiàn)貴重原料燒損問(wèn)題。平板玻璃的生產(chǎn)使用的幾種原料的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)互不相同，其中最昂貴的純堿即氧化鈉熔點(diǎn)最低。在料堆的熔化過(guò)程中，純堿最先熔化，并隨著溫度的進(jìn)一步升高分解成為二氧化碳?xì)怏w和氧化鈉蒸氣，而此時(shí)原料中的石英砂卻沒(méi)有完全熔化，方解石根本不熔。料堆中所進(jìn)行的是固、液化合反應(yīng)，少量的液、液化合反應(yīng)以及微量的氣、液化合反應(yīng)，它們的反應(yīng)環(huán)境是料堆內(nèi)和表面極為有限的狹小空間以及熔池表面液體和最底層煙氣所接觸那一點(diǎn)點(diǎn)極薄的空間，參與反應(yīng)的面積小，加之反應(yīng)溫度低，所以氧化鈉蒸氣的逃逸即燒損無(wú)法避免。因?yàn)橐徊糠盅趸c在化合之前變?yōu)檎羝S著煙氣逃逸，造成相應(yīng)石英砂不能與理想配比的氧化鈉化合。為了使平板玻璃化學(xué)成份的配比合格，不得不加入過(guò)量的純堿。過(guò)量的純堿的加入使得成本增加，氧化鈉對(duì)爐體后半部分的腐蝕同時(shí)也加重，而且氧化鈉蒸氣在熔爐后半部分經(jīng)過(guò)冷卻變?yōu)樾∫旱?，然后與煙氣中的細(xì)粉末混在一起形成粘性物，堵塞蓄熱格子體和煙氣回路，影響熔爐的正常運(yùn)行；⑥爐內(nèi)溫度分布不均勻。熔爐在運(yùn)行中常常出現(xiàn)不應(yīng)有的冷區(qū)，熔爐運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重，有時(shí)還沒(méi)有到正常使用壽命就被迫停爐；⑦熱損失大。由于存在加料口和較為復(fù)雜的煙氣回路、蓄熱及換向裝置，爐體無(wú)法進(jìn)行有效的密封，導(dǎo)致不能采用完善而全面的保溫措施，大量熱能因此而損失。現(xiàn)行熔爐的熱能利用率只有25％～40％，如果能對(duì)其進(jìn)行完善而全面的保溫，熱能利用率可提高15％～20％，由此可見(jiàn)其散熱損失是很大的；⑧操作條件惡劣。由于無(wú)法采用完善而全面的保溫措施，爐前和爐體周圍熱浪逼人，操作條件極為惡劣，操作人員的身體健康受到嚴(yán)重影響；⑨出現(xiàn)細(xì)粉堵塞蓄熱格子體和煙氣回路的故障。盡管100目以下的細(xì)粉在原料分選時(shí)已經(jīng)除去，但傳送、投料、火焰熔融等過(guò)程仍會(huì)產(chǎn)生一些細(xì)粉，這些細(xì)粉飛揚(yáng)起來(lái)并隨煙氣經(jīng)過(guò)蓄熱格子體和煙道時(shí)會(huì)因重力和煙氣流速下降溫度降低的原因而沉積在蓄熱格子體和煙氣回路內(nèi)，造成堵塞，越是熔爐運(yùn)行的后期堵塞越嚴(yán)重，甚至被迫停爐，造成損失；⑩燃燒器被非正常性的燒壞。由于高溫?zé)煔庵苯舆M(jìn)入燃燒器，因而常常出現(xiàn)原因不明的燃燒器燒壞的情況，使得熔爐達(dá)不到設(shè)計(jì)的使用壽命；建造難度大、時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高。為了提高熱效率和爐溫，需要采用復(fù)雜的煙氣回路、龐大的蓄熱格子體、密封困難故障率高的煙氣換向閘門(mén)機(jī)構(gòu)，使得熔爐的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜且體積龐大，造成熔爐建造難度大，建設(shè)周期長(zhǎng)，投資費(fèi)用高；烘爐時(shí)間長(zhǎng)，操作難度大?，F(xiàn)行熔爐從點(diǎn)火到投料正常生產(chǎn)，其升溫過(guò)程十分漫長(zhǎng)，一般都在15～20天，操作難度極大，稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)爐體開(kāi)裂的事故，浪費(fèi)大量的燃料、人力和時(shí)間。
由于熔爐存在以上問(wèn)題，加之爐內(nèi)溫度分布不均勻造成不應(yīng)有的冷區(qū)存在，因而出現(xiàn)玻璃液的析晶現(xiàn)象，其結(jié)果是成品玻璃板中出現(xiàn)結(jié)石，結(jié)構(gòu)成份不均勻，在玻璃板中出現(xiàn)肉眼看得見(jiàn)的顆粒，透光性變差，表面平整度變差，美觀度不合格，機(jī)械強(qiáng)度降低，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的各項(xiàng)理化指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種完全預(yù)混式燃燒熔煉的方法，其克服了現(xiàn)有熔爐的燃燒熔煉方法中存在的熱能利用率低、原料成本高的技術(shù)問(wèn)題，可以大幅度提高熱能利用率，并將原料中貴重的純堿用廉價(jià)的硫酸鈉替換出來(lái)，大幅度降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的之二是提供一種使用完全預(yù)混式燃燒熔煉方法生產(chǎn)玻璃特別是平板玻璃的熔爐，其解決了現(xiàn)行玻璃熔爐存在的熱能利用率低、原料成本高、成品質(zhì)量低的問(wèn)題，可以大幅度提高熱能的利用率，并將原料中貴重的純堿用廉價(jià)的硫酸鈉替換出來(lái)，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)量使用硫酸鈉所出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)使用硫酸鈉后所產(chǎn)生的有害廢氣二氧化硫及燃料燃燒所產(chǎn)生的二氧化硫可進(jìn)行高效率的回收并生產(chǎn)出高質(zhì)量的硫酸，使用來(lái)源廣價(jià)格低廉的煤粉作為燃料可進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，在相同熔爐面積，能耗及時(shí)間的條件下，可生產(chǎn)出比現(xiàn)行熔爐多2～3倍的優(yōu)質(zhì)平板玻璃液。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有熔爐燃燒熔煉方法的缺點(diǎn)，從以下三個(gè)方面入手，提出一種全新的燃燒熔煉方法，大量的試驗(yàn)表明基本上達(dá)到了預(yù)期的效果。
1、采用完全預(yù)混式燃燒的方法，從理論與實(shí)際上徹底解決燃料不能完全燃燒造成的浪費(fèi)與環(huán)境污染問(wèn)題，燃燒強(qiáng)度和火焰溫度提高，燃料熱能轉(zhuǎn)換率和利用率提高。
2、改變傳統(tǒng)的加料方式，去掉了傳統(tǒng)的皮帶輸送機(jī)、投料機(jī)和爐體上最大的散熱處即加料口。
3、根據(jù)粉末有最大表面積的事實(shí)，火焰的高溫區(qū)不在火焰表面與焰尖的原理，采用特殊的方法最大限度地使原料粉末與火焰高溫區(qū)域接觸，所有原料都可通過(guò)火焰中的最高溫區(qū)，熱效率最高。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種完全預(yù)混式燃燒熔煉方法，其包括以下步驟1]將燃料和富氧空氣分別送入燃燒室，點(diǎn)火進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，產(chǎn)生燃燒火焰；2]燃燒火焰進(jìn)入噴射區(qū)；3]將所有原料粉碎至適當(dāng)?shù)牧６?，按工藝要求的比例進(jìn)行混合，混合后的原料再與適當(dāng)?shù)目諝膺M(jìn)行混合形成原料氣云，將原料氣云送入噴射區(qū)與燃燒產(chǎn)生的火焰混合；4]原料與火焰混合后噴射進(jìn)入熔爐內(nèi)熔化形成液狀霧滴；5]將不同噴射區(qū)噴射出的霧滴相互碰撞，進(jìn)行熔融反應(yīng)形成大液滴；6]對(duì)熔融反應(yīng)后產(chǎn)生的大液滴進(jìn)行收集形成熔液，其中對(duì)體積較大的大液滴利用重力作用進(jìn)行收集，對(duì)體積較小的大液滴利用吸附作用進(jìn)行收集；對(duì)熔融反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體按以下步驟進(jìn)行回收利用(1)除塵，(2)余熱回收，(3)化學(xué)合成新物質(zhì)；7]對(duì)收集的熔液進(jìn)行澄清勻化；8]澄清勻化后的熔液經(jīng)降溫后進(jìn)入成型區(qū)。
當(dāng)上述燃料是煤氣、水煤氣或者天然氣時(shí)，可將其與一定比例的富氧空氣分別送入燃燒室，點(diǎn)火進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，產(chǎn)生燃燒火焰。
當(dāng)上述燃料是燃油時(shí)，可將燃油進(jìn)行氣化，再與一定比例的富氧空氣分別送入燃燒室，點(diǎn)火進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，產(chǎn)生燃燒火焰。
當(dāng)上述燃料是煤粉時(shí)，可將煤粉和燃?xì)獍匆欢ǖ谋壤M(jìn)行混合，形成燃料氣云，再將燃料氣云和一定比例的富氧空氣分別送入燃燒室，點(diǎn)火進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，產(chǎn)生燃燒火焰。
當(dāng)生產(chǎn)平板玻璃時(shí)，上述原料是按一定比例混合的硫酸鈉、石英砂和石灰石。
當(dāng)生產(chǎn)日用玻璃時(shí)，上述原料是按一定比例混合的硫酸鈉、石英砂和三氧化二鋁。
當(dāng)上述燃料是煤氣、水煤氣或者天然氣時(shí)，一種完全預(yù)混式燃燒熔煉方法生產(chǎn)平板玻璃或日用玻璃的熔爐，包括爐體4，燃燒器7，設(shè)置在爐體4中部的火焰熔化區(qū)9，設(shè)置在火焰熔化區(qū)9下方的澄清勻化池5，設(shè)置在爐體4后部的成型液池3，設(shè)置在澄清勻化池5和成型液池3之間的卡脖墻12，設(shè)置在成型液池3中的攪拌裝置13和與爐體4后端上方相連通的煙氣管道14，所述爐體4包括耐火層18和外層鋼殼15，其特殊之處是所述爐體4外壁上設(shè)置有3～13個(gè)燃燒器7，其中一個(gè)燃燒器7設(shè)置在爐體4前端，其余燃燒器7對(duì)稱設(shè)置于爐體4左右兩側(cè)，所述對(duì)稱設(shè)置的燃燒器7向爐體4前端傾斜；所述燃燒器7外端設(shè)置有爐前混合裝置8；所述煙氣管道14與二氧化硫回收裝置相連接；所述爐體4后部設(shè)置有3至11個(gè)捕捉壁，所述捕捉壁包括與爐體4上端固連的上捕捉壁10和與爐體4下端固連并與上捕捉壁10依次錯(cuò)開(kāi)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；所述燃燒器7包括設(shè)置在爐體4上開(kāi)口于火焰熔化區(qū)9的噴射管25、燃燒室22、富氧空氣分配室29以及設(shè)置于燃燒室22內(nèi)壁上的點(diǎn)火裝置21，所述噴射管25與燃燒室22相連，所述富氧空氣分配室29與富氧空氣輸送管19相連，所述富氧空氣分配室29上設(shè)置有與燃燒室22相通的2～10個(gè)通孔28；所述爐前混合裝置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應(yīng)器33和與燃料供應(yīng)器33相連通的燃料輸送管30，所述每個(gè)通孔28的下端內(nèi)壁上設(shè)置有一個(gè)與燃料輸送管30相通的分配窄縫27，所述原料混合器包括原料供應(yīng)器20、與原料供應(yīng)器20相連通的原料輸送管23以及與所述原料輸送管23相連通的原料端載氣輸送管24。
當(dāng)上述燃料是燃油時(shí)，上述燃料供應(yīng)器33還包括設(shè)置在燃料供應(yīng)器33內(nèi)的燃油氣化器32。
當(dāng)上述燃料是煤粉時(shí)，上述燃料供應(yīng)器33還包括與燃料輸送管30相連通的燃料端載氣輸送管31。
上述爐體4可包括在耐火層18和外層鋼殼15之間由里到外設(shè)置的夾層鋼殼17和保溫層16。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、使所有燃料完全燃燒。由于采用富氧空氣助燃，并根據(jù)化學(xué)當(dāng)量和煙氣檢測(cè)結(jié)果來(lái)配比實(shí)際燃燒中的含氧量，所以燃料可做到完全燃燒，并最大限度地節(jié)約燃料。
2、生產(chǎn)成本低。根據(jù)我國(guó)的資源情況，本發(fā)明的方法將現(xiàn)行生產(chǎn)方法中昂貴的生產(chǎn)原料純堿全部用廉價(jià)的硫酸鈉取代來(lái)生產(chǎn)平板玻璃，還可以回收得到大量的優(yōu)質(zhì)的硫酸，生產(chǎn)成本大幅度降低。
3、能使用低價(jià)格和低熱值燃料?？芍苯邮褂昧畠r(jià)的煤粉和低熱值的高爐煤氣，并且可以穩(wěn)定燃燒和基本上滿足技術(shù)要求。
4、節(jié)省燃料。由于燃燒室小、燃燒效率高、爐內(nèi)氣體可強(qiáng)烈循環(huán)、爐內(nèi)液體可強(qiáng)力攪拌、爐內(nèi)氣氛容易調(diào)節(jié)、保溫效果完善而全面、散熱損失小等因素，使得燃料的消耗大大地減少。
5、火焰的溫度階梯利用合理。由于所有原料都能經(jīng)過(guò)火焰的最高溫度區(qū)域，徹底改變了現(xiàn)行熔爐的原料與火焰接觸方法，使得火焰的溫度階梯利用更加合理。
6、去掉了現(xiàn)行熔爐的料堆區(qū)。原料與火焰的充分接觸，火焰的有效熱能基本上沒(méi)有損失，火焰與原料接觸方式的改變使得熔爐中不再設(shè)置料堆區(qū)。
7、消除了遮擋效應(yīng)。由于沒(méi)有了料堆，所有的原料都是以顆粒形式與火焰充分接觸，而顆粒的表面積最大，根本不存在現(xiàn)行熔爐中料堆所產(chǎn)生的遮擋效應(yīng)，加之所有的原料都是以極小顆粒形式通過(guò)火焰的高溫和低溫區(qū)域，所以它們基本上吸收了火焰的輻射、對(duì)流及傳導(dǎo)的所有熱能。
8、燃燒室的容積熱強(qiáng)度高。燃燒室的容積熱強(qiáng)度超過(guò)2.1×108W/M3，因而燃燒火焰溫度可超過(guò)2000攝氏度，這對(duì)于發(fā)展高溫窯爐，節(jié)約燃料十分有利。
9、爐溫均勻，沒(méi)有冷區(qū)存在。由于高溫高速氣體帶動(dòng)整個(gè)爐氣在爐內(nèi)循環(huán)，形成強(qiáng)烈的攪拌，因此爐溫分布十分均勻，爐體各段的溫差小，徹底解決了現(xiàn)行熔爐因長(zhǎng)時(shí)間使用后在爐內(nèi)出現(xiàn)的冷區(qū)問(wèn)題，可長(zhǎng)期保持產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
10、解決了貴重原料的燒損問(wèn)題。雖然不同原料其熔點(diǎn)與沸點(diǎn)不同，但由于火焰的溫度極高，原料又是以極小的顆粒與火焰進(jìn)行全面接觸，在極短的時(shí)間內(nèi)絕大部分的原料都已經(jīng)熔化，在爐體前部的火焰熔化區(qū)空間中以蒸氣、液滴、少量的顆粒的形式形成懸浮氣云，它們之間進(jìn)行的是比現(xiàn)行熔爐溫度高的催化條件下進(jìn)行的最大面積的氣、液、固化合反應(yīng)，其反應(yīng)的劇烈程度與速度是可想而知的。本發(fā)明的熔爐中進(jìn)行的是最大面積的氣、液、固化合熔融反應(yīng)，又有高溫條件起著催化加速的作用，只要原料配比與熔爐燃燒條件控制得當(dāng)，就不會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)不完全的問(wèn)題，可從根本上解決貴重原料的燒損問(wèn)題，并能很好地提高產(chǎn)品質(zhì)量。
11、熔爐的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。由于采用原料在火焰中熔化的方式，且火焰熱強(qiáng)度極高，所以爐膛體積可較大地縮小，爐體結(jié)構(gòu)變得較為簡(jiǎn)單，復(fù)雜的煙氣回路、龐大的蓄熱格子體、故障率極高的煙氣換向閘門(mén)裝置以及皮帶輸送機(jī)和投料機(jī)等設(shè)備也得以去除。相應(yīng)降低了建造難度和建造費(fèi)用，縮短了建造時(shí)間。
12、散熱損失最小。加料方式的改變導(dǎo)致現(xiàn)行熔爐中沒(méi)有了最大的散熱處即加料口，加之去除了煙氣回路、蓄熱格子體及煙氣換向閘門(mén)裝置，使得本發(fā)明的熔爐能有效地采用全面而完善的保溫措施，通過(guò)合理地設(shè)計(jì)保溫結(jié)構(gòu)和選用保溫材料，可降低15％～20％的散熱損失。
13、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大。一般的燃?xì)?、燃油熔爐負(fù)荷調(diào)節(jié)比只能達(dá)到1∶20～1∶30，本發(fā)明的熔爐負(fù)荷調(diào)節(jié)比可達(dá)1∶50以上，能適應(yīng)各種工況的要求，使用范圍擴(kuò)大許多。
14、空燃比大。爐內(nèi)氣氛可根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的需要任意調(diào)節(jié)成還原性，中性或氧化性。
15、環(huán)保效果好，幾乎沒(méi)有污染。本發(fā)明熔爐的特殊結(jié)構(gòu)和不同于現(xiàn)行熔爐的燃燒方式，可以將燃燒過(guò)程中氧的需要量控制到最小，同時(shí)煙氣在高溫區(qū)域內(nèi)停留的時(shí)間短，高溫高速煙氣引射爐內(nèi)溫度較低的煙氣后迅速稀釋而降低溫度，爐內(nèi)煙氣與被加熱物料的強(qiáng)烈換熱，也使煙氣溫度迅速降低，因此抑制了NOX化物的生成，加上熔爐帶有二氧化硫回收生產(chǎn)硫酸裝置，可以很好地回收和處理煙氣中的二氧化硫及NOX化物，幾乎沒(méi)有二氧化硫及NOX化物的污染。
16、熔爐工作的可靠性和穩(wěn)定性提高，自動(dòng)控制系統(tǒng)的難度降低。在現(xiàn)行熔爐特別是大型熔爐中，為了保證爐溫均勻，必須采用數(shù)量較多的燃燒器和控制燃燒器正常工作的較復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)，這樣不但降低了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，而且增加了系統(tǒng)使用和維修的難度，也使設(shè)備投資和使用維護(hù)費(fèi)用大大提高，而本發(fā)明熔爐爐內(nèi)高速氣體能使?fàn)t溫均勻，故可減少燃燒器的數(shù)目，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)變得容易，可靠性和穩(wěn)定性提高。
17、烘爐時(shí)間大大縮短，烘爐操作難度大大減少，熔爐的使用壽命延長(zhǎng)。現(xiàn)行熔爐新建和維修后重新點(diǎn)火，烘爐周期長(zhǎng)達(dá)15～20天，不僅浪費(fèi)大量燃料，而且操作難度極大，稍有不慎就會(huì)發(fā)生爐體開(kāi)裂的事故，因使用中火焰直燒爐頭常常導(dǎo)致?tīng)t頭被燒壞而被迫停產(chǎn)，由于本發(fā)明熔爐采用特殊結(jié)構(gòu)，烘爐時(shí)間只需3～4天，而且沒(méi)有太大的操作難度，又沒(méi)有火焰直燒爐體的任何部位，只要操作使用得當(dāng)都可以達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命。
附面說(shuō)明

圖1為本發(fā)明熔煉燃燒方法流程圖；圖2為使用本發(fā)明熔煉燃燒方法的熔爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的爐體剖面簡(jiǎn)圖；圖4為圖3的A-A剖視圖；圖5為圖3的B-B剖視圖；圖6為圖3的C-C剖視圖；圖7為燃燒器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖8為熔爐的熔煉燃燒方法流程圖；其中1-玻璃板；2-玻璃板成型裝置；3-成型液池；4-爐體；5-澄清勻化區(qū)；6-燃燒火道；7-燃燒器；8-爐前混合裝置；9-火焰熔化區(qū)；10-上捕捉壁；11-下捕捉壁；12-卡脖墻；13-攪拌裝置；14-煙氣管道；15-外層鋼殼；16-保溫層；17-夾層鋼殼；18-耐火層；19-富氧空氣輸送管；20-原料供應(yīng)器；21-點(diǎn)火裝置；22-燃燒室；23-原料輸送管；24-原料端載氣輸送管；25-噴射管；26-燃料分配室；27-分配窄縫；28-通孔；29-空氣分配室；30-燃料輸送管；31-燃料端載氣輸送管；32-燃油氣化器；33-燃料供應(yīng)器。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明熔煉燃燒方法流程圖，圖2為使用本發(fā)明熔煉燃燒方法的熔爐結(jié)構(gòu)示意圖。煤料由棒磨粉碎機(jī)粉碎到符合要求的粒度后，進(jìn)入煤粉倉(cāng)，但必須控制煤粉的含水量，以確保在通過(guò)加壓煤鎖斗裝置時(shí)暢通無(wú)阻。進(jìn)爐煤粉由煤粉倉(cāng)輸送到加壓煤鎖斗，該鎖斗的壓力在大氣壓和工作操作壓力之間作周期波動(dòng)。煤粉進(jìn)入加壓煤鎖斗之后，通過(guò)一個(gè)閥門(mén)，進(jìn)入下面的然料供應(yīng)器33中，在重力作用下，煤粉被送到與燃料供應(yīng)器33相通的燃料輸送管30，在燃料輸送端載氣管31送來(lái)的工作載氣的作用下形成濃相煤粉懸浮氣云，煤粉懸浮氣云進(jìn)入燃料分配室26，通過(guò)通孔28進(jìn)入燃燒室22內(nèi)。富氧空氣或氧氣通過(guò)富氧空氣輸送管19進(jìn)入空氣分配室29，通過(guò)分配窄縫27進(jìn)入通孔28內(nèi)，并與煤粉懸浮氣云充分混合均勻后，噴射進(jìn)入燃燒器7的燃燒室22內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)化燃燒。如對(duì)玻璃板的透明度有較高要求，則需將燃料煤粉改為高熱值的燃?xì)饣蛉加?，因?yàn)橐蠓鹊亟档兔悍壑械暮F量，在生產(chǎn)成本上是十分昂貴的，經(jīng)濟(jì)上不可行。但如果是普通的平板玻璃，則可通過(guò)配套的澄清脫色技術(shù)，處理煤粉中的鐵，并可取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明新型熔爐可以分成三個(gè)工作區(qū)火焰熔化區(qū)9，澄清勻化池5，冷卻勻化成型區(qū)即成型液池3。燃燒器7是用耐熱合金材料制成的壓力容器，因?yàn)槊悍廴紵蟮幕曳墼诟邷刈饔孟氯刍癁殪F狀液滴，所以進(jìn)入燃燒室22的煤粉或霧化混合均勻的油然、燃?xì)庠谌紵?2內(nèi)變成高溫壓力氣液混合體。通過(guò)噴射管25形成一條帶一個(gè)張角、外表面不斷由外向內(nèi)翻卷的長(zhǎng)火焰，與一般的燃燒火焰相比，該火焰的高溫極高，可超過(guò)2000℃，火焰氣流速度也較高，超過(guò)音速?；旌虾蟮脑贤ㄟ^(guò)原料罐底的原料供應(yīng)器20，通過(guò)與原料供應(yīng)器20相通的原料輸送管23與原料端載氣輸送管24送來(lái)的載氣混合，以濃相懸浮氣云狀態(tài)噴射進(jìn)入燃燒器7后端的噴射管25中，噴射的攪動(dòng)和不斷由外向內(nèi)翻卷火焰氣流使得原料懸浮氣云充分地在火焰內(nèi)分散并與其混合，使之最大限度地進(jìn)行熱交換。雖然原料在火焰中的存留時(shí)間很短，但在充分考慮工藝要求和經(jīng)濟(jì)性的前提下精心選擇原料的粒度，同時(shí)在重力與原料重量的作用下，原料顆粒在火焰中的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)低于高溫火焰氣流的速度，因而他們之間會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)摩擦，可將更多的熱能傳遞給原料顆粒，所以在此極短的時(shí)間內(nèi)絕大多數(shù)的原料顆粒都已熔化成液滴。在設(shè)計(jì)時(shí)有意將燃燒器7向爐體4前端傾斜一定的角度，其目的有兩個(gè)①上捕捉壁10和下捕捉壁11構(gòu)成的板式迷宮捕捉器是專門(mén)為捕捉液滴而設(shè)計(jì)的，雖然板式迷宮捕捉器可捕捉部分粉塵，但不可能將全部粉塵捕捉，在火焰中未完全熔化的較大顆粒與難熔顆粒如石灰石顆粒形成的粉塵仍會(huì)給下道工序造成危害，粉塵還會(huì)堵塞捕捉壁上的吸附小孔，使得捕捉性能大大降低；另一方面板式迷宮捕捉器所處的位置使得它的溫度相對(duì)于熔池前端溫度偏低，大量未熔化的顆粒聚集于此，將使得該段的溫度更低，一則阻礙了煙氣的順暢流通，再則當(dāng)大量附著于捕捉壁上的低溫粉塵塊塌落到下面的熔池中時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致熔池中玻璃液的對(duì)流加劇，不僅加劇了熔池耐火材料的損毀，還延長(zhǎng)了熔化和澄清的時(shí)間，更由于對(duì)流的散熱效應(yīng)使得熔爐熱效率降低，將燃燒器7向爐體4前端傾斜一定的角度，可使未完全熔化的較大顆粒與石灰石顆粒能在一定的動(dòng)能作用下進(jìn)入熔池而不會(huì)形成粉塵；②因?yàn)榛鹧媲岸说臏囟冗h(yuǎn)高于玻璃液的溫度，將燃燒器7向爐體4前端傾斜一定的角度，可使熔池中的玻璃液繼續(xù)得到火焰加熱，提高熱效率。
絕大部分耐火材料在1700℃時(shí)出現(xiàn)軟化，所以現(xiàn)行熔爐的工作溫度不能超過(guò)1650℃，因而爐內(nèi)少量的硫酸鈉分解是靠加入煤粉來(lái)使其還原為氧化鈉和二氧化硫的。硫酸鈉是一種易熔化難分解的原料，它的熔點(diǎn)約1350℃，但真正完全分解溫度卻高達(dá)2000℃。而在本發(fā)明熔爐內(nèi)，熔點(diǎn)低的硫酸鈉與火焰接觸時(shí)首先被迅速熔化，繼而以霧狀微小液滴的形式與火焰接觸，因接觸的面積極大，火焰溫度超過(guò)2000℃，所以在極短的時(shí)間內(nèi)，硫酸鈉液滴被高溫火焰迅速裂解為三氧化硫和氧化鈉蒸氣，但三氧化硫不穩(wěn)定，它又分解為二氧化硫和少量氧氣，氧化鈉蒸氣與被熔化了的石英砂液滴迅速化合成為硅酸鈉液滴，硅酸鈉液滴、未熔化的石灰石和較大顆粒的石英砂在高速氣流動(dòng)能與重力的共同作用下進(jìn)入澄清勻化池5。
澄清勻化池5的前端在火焰的直接作用下形成一個(gè)溫度相對(duì)熔爐的其它部位高的局部高溫區(qū)域，所有的原料都在此高溫區(qū)域內(nèi)進(jìn)行最大接觸空間的液體與液體、液體與固體的熔融化合反應(yīng)。因?yàn)椴Ａб旱男纬刹皇菃我坏幕瘜W(xué)化合與物理熔化，而是在高溫下各種原料之間的化學(xué)、物理熔化熔融共同作用的結(jié)果。在高溫的催化作用下，火焰內(nèi)所有的原料都已被翻卷的火焰充分混合均勻時(shí)，不均勻的團(tuán)聚結(jié)構(gòu)已經(jīng)不可能存在，因而原料可在較短的時(shí)間內(nèi)完成所有的化合熔融反應(yīng)。設(shè)在澄清勻化池5中后段的板式迷宮捕捉器，是為了捕捉隨煙氣流動(dòng)飛揚(yáng)的細(xì)小霧狀液滴與部分未熔化的小顆粒和少量氧化鈉蒸氣的，由于此段區(qū)域的空間較長(zhǎng)，在自然散熱的作用下，此段空間距離的溫度逐漸降低，加之捕捉壁表面的吸附作用，因而可捕捉流動(dòng)氣體中的霧狀液滴與未熔化的小顆粒粉塵。在熔池的前端，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)可使澄清勻化池內(nèi)形成并保持一個(gè)合理的玻璃液對(duì)流液流(即熱動(dòng)力液流)，這個(gè)液流可起到加速勻化由捕捉器捕捉到的以硅酸鈉為主要成分的不均勻液體的目的。
在成型液池3的前部有一個(gè)高而寬的卡脖墻12，其目的是為了阻止過(guò)多的高溫玻璃液流入成型液池3中。工藝要求澄清勻化池5中的玻璃液與成型液池3中的玻璃液的溫度相差近400℃，如果過(guò)多的玻璃液流入成型液池3造成玻璃液的強(qiáng)烈對(duì)流，不但降低熔爐的熔化率和熱效率以及澄清勻化池5澄清效果，給后續(xù)的成型工序造成麻煩，還會(huì)加速整個(gè)熔池昂貴的耐火材料的損毀速度。雖然本發(fā)明熔爐中高而寬長(zhǎng)的卡脖墻12阻止了大量玻璃液的回流，可能會(huì)造成成型液池3中的玻璃液過(guò)冷的后果，但只要合理設(shè)計(jì)，精心計(jì)算回流量，加之本發(fā)明熔爐內(nèi)氣流速度比現(xiàn)行熔爐快得多，熱量分布均勻，再通過(guò)仔細(xì)地?zé)峁τ?jì)算是完全可以依靠爐內(nèi)的熱氣流來(lái)確保成型液池3內(nèi)的工藝溫度。在攪拌裝置13的主動(dòng)攪拌之下，即可形成高質(zhì)量的成型玻璃液。
從熔爐內(nèi)出來(lái)的煙氣還會(huì)含有少量的粉塵，通過(guò)內(nèi)襯耐火材料、外裹保溫材料的高效率旋風(fēng)分離器，將其中夾帶的大部分粉塵回收下來(lái)送回原料庫(kù)，再通過(guò)余熱回收裝置產(chǎn)生過(guò)熱蒸氣供生產(chǎn)使用，再通過(guò)高效除塵器除凈所有粉塵后，最后含有大量二氧化硫的煙氣進(jìn)入硫酸合成裝置中合成高質(zhì)量的硫酸，最后的尾氣達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)后排空。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的整體構(gòu)成及工作原理做詳細(xì)描述熔爐體系由空氣分離系統(tǒng)即制氧系統(tǒng)，煤的儲(chǔ)存粉碎輸送系統(tǒng)或油料儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)，煤的氣化、儲(chǔ)氣輸送系統(tǒng)，燃?xì)庠捶峙浼拜斔拖到y(tǒng)，熔爐爐體及所屬系統(tǒng)，廢氣處理、余熱回收系統(tǒng)，硫酸合成儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，平板玻璃倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸系統(tǒng)等等，共同組成該熔爐體系。以上系統(tǒng)可根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品資源、燃料供應(yīng)等情況選擇最佳。其中除爐體和所屬系統(tǒng)外，其余為公知技術(shù)。
如圖2、圖3、圖4所示，熔爐包括爐體4，燃燒器7，設(shè)置在爐體4中部的火焰熔化區(qū)9，設(shè)置在火焰熔化區(qū)9下方的圓柱型的澄清勻化池5，設(shè)置在爐體4后部的成型液池3，在成型液池3的后端聯(lián)有格法平拉機(jī)組或浮法成型錫槽組成的玻璃板成型裝置，設(shè)置在澄清勻化池5和成型液池3之間的卡脖墻12，設(shè)置在成型液池3中的攪拌裝置13和與爐體4后端上方相連通的煙氣管道14，所述爐體4由里到外包括耐火層18、夾層鋼殼17、保溫層16和外層鋼殼15。所述爐體4外壁上根據(jù)熔爐規(guī)模的大小可設(shè)置有3～13個(gè)燃燒器7，其中一個(gè)燃燒器7設(shè)置在爐體4前端，也稱為主燃燒器，其余燃燒器7對(duì)稱設(shè)置于爐體4左右兩側(cè)，對(duì)稱設(shè)置的燃燒器7向爐體4前端傾斜，圖中只表示5個(gè)燃燒器的分布，燃燒器7包括設(shè)置在爐體4上開(kāi)口于火焰熔化區(qū)9的噴射管25、燃燒室22、空氣分配室29以及設(shè)置于燃燒室22內(nèi)壁上的點(diǎn)火裝置21，噴射管25與燃燒室22相連，富氧空氣輸送管19與空氣分配室29相連，空氣分配室29上設(shè)置有與燃燒室22相通的2～10個(gè)通孔28，燃燒器7外端接有爐前混合裝置8，爐前混合裝置8包括燃料混合器和原料混合器，燃料混合器包括燃料供應(yīng)器33和與燃料供應(yīng)器33相連通的燃料輸送管30，每個(gè)通孔28的下端內(nèi)壁上設(shè)置有一個(gè)與燃料輸送管30相通的分配窄縫27，原料混合器包括原料供應(yīng)器20、與原料供應(yīng)器20相連通的原料輸送管23以及與原料輸送管23相連通的原料端載氣輸送管24，燃料供應(yīng)器33還包括與燃料輸送管30相連通的燃料端載氣輸送管31，煙氣管道14與二氧化硫回收裝置、硫酸合成裝置相連接，爐體4后部設(shè)置回收原料的捕捉裝置，該捕捉裝置由3至11個(gè)捕捉壁構(gòu)成，捕捉壁與熔池內(nèi)壁相連接，并與澄清勻化池5構(gòu)成板式迷宮結(jié)構(gòu)，捕捉壁包括與爐體4上端固連的上捕捉壁10和與爐體4下端固連并與上捕捉壁10依次錯(cuò)開(kāi)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，可根據(jù)熔爐的規(guī)模和所熔的產(chǎn)品來(lái)確定捕捉壁的數(shù)量，圖中給出了5個(gè)捕捉壁的設(shè)置示意。
每個(gè)燃燒器7內(nèi)有一條燃燒火道6，相對(duì)稱的燃燒火道6之間構(gòu)成了一個(gè)固定的夾角，它們的延長(zhǎng)線可匯聚為一點(diǎn)，從主燃燒器到最后一個(gè)匯聚點(diǎn)的空間區(qū)域?yàn)樵撊蹱t的火焰熔化區(qū)9。澄清勻化池5就在在火焰熔化區(qū)9的下部，用來(lái)冷卻收集和澄清勻化熔融混合原料。在澄清勻化池5和成型液池3之間特設(shè)了一道寬而長(zhǎng)的卡脖墻12，卡脖墻12可將澄清勻化池5與成型液池3中的玻璃液較好地分離開(kāi)，只允許一定量的高溫玻璃液流入溫度較低的成型液池3，并根據(jù)計(jì)算的熱功參數(shù)控制其回流量，使成型液池3中的玻璃液在爐體的自身散熱條件下冷卻到玻璃板成型所需的溫度。設(shè)計(jì)時(shí)盡可能使成型液池3中的冷玻璃液地回流到前面的澄清勻化池5中，使熔爐工作時(shí)不會(huì)影響合理設(shè)計(jì)的工況，確保其正常高效地工作。在成型液池3內(nèi)設(shè)有機(jī)械式攪拌裝置13，其強(qiáng)迫玻璃液在較低的溫度下加速勻化，滿足高質(zhì)量平板玻璃對(duì)結(jié)構(gòu)均勻性的要求。成型液池3的末端設(shè)有玻璃板成型裝置(即格法平拉機(jī)組或浮法成型錫槽)，它將冷卻勻化好的優(yōu)質(zhì)玻璃液制成高質(zhì)量的平板玻璃。
參見(jiàn)圖7，該熔爐的所有燃燒器7結(jié)構(gòu)基本相同，其前端的爐前混合裝置8結(jié)構(gòu)也基本相同，只有正中的主燃燒器的功率要大一些。燃料端載氣輸送管31聯(lián)接在燃料供應(yīng)器33的底部，為燃料供應(yīng)器33的引射器提供動(dòng)能及混合氣流。燃料分配室26和分配窄縫27使被載氣混合好的懸浮云狀煤粉在富氧空氣的引射下呈薄層流出。富氧空氣輸送管19與燃燒器7的空氣分配室29相通，在空氣分配室29的另一端有2～10個(gè)富氧空氣通孔28，通孔28與分配窄縫27以一特定角度連通，可使呈薄層流出的煤粉與富氧空氣按所要求的比例混合均勻。通孔28的出口是燃燒器7的燃燒室22。燃燒室22內(nèi)設(shè)有點(diǎn)火裝置21，燃燒室22的后端則是一個(gè)由小到大的圓錐型的噴射管25，原料輸送管23的出口設(shè)置在噴射管25的適當(dāng)位置，在原料輸送管23的上面聯(lián)接有原料供應(yīng)器20和原料端載氣輸送管24，原料端載氣輸送管24聯(lián)接在原料供應(yīng)器20的底部，為原料供應(yīng)器20中的引射器提供動(dòng)能及混合氣流，可使混合原料形成濃相懸浮氣云并按工藝所要求的濃度流量、流速進(jìn)入火焰之中。
該新型熔爐的工作過(guò)程及工作原理是將煤粉站和原料站輸送來(lái)的煤粉和混合原料分別注入熔爐各燃燒器7前端的爐前混合裝置8，從空分站送來(lái)富氧空氣送入燃燒器7前端的富氧空氣輸送管19，從煤氣發(fā)生爐或燃?xì)夤艿浪蛠?lái)的燃?xì)馑腿肴紵?前端的燃料端載氣輸送管31。富氧空氣首先以一定的流量流速進(jìn)入燃燒器7的空氣分配室29，又從空氣分配室29另一端的數(shù)個(gè)通孔28進(jìn)入到燃燒器7的燃燒室22內(nèi)，由于富氧空氣是以一定流量和流速進(jìn)入通孔28的，而每個(gè)通孔28分別以一條分配窄縫27與燃料輸送管30相通，在氣流速度的作用下，在分配窄縫27處和相通的燃料輸送管30內(nèi)將會(huì)形成一個(gè)負(fù)壓即產(chǎn)生了一個(gè)引射力，這樣可以防止富氧空氣灌入燃料輸送管30或燃料端載氣輸送管31內(nèi)形成煤粉、可燃載氣與富氧空氣混合的爆炸性混合物，如果有這類混合物存在，在點(diǎn)火時(shí)即會(huì)發(fā)生燃料輸送管30內(nèi)爆炸的事故。此時(shí)燃燒室22內(nèi)的點(diǎn)火裝置21點(diǎn)火，它將產(chǎn)生一個(gè)熱強(qiáng)極高的熱源。在點(diǎn)火裝置21正常工作后，載氣或燃?xì)馔ㄟ^(guò)燃料供應(yīng)器33底部的引射器將煤粉混合成濃相的懸浮氣云，該氣云通過(guò)燃料輸送管30進(jìn)入燃燒器7內(nèi)的燃料分配室26中，由于燃燒所需的富氧空氣量遠(yuǎn)比煤粉混合氣的氣量大得多，因此富氧空氣的流速比混合燃?xì)饬魉俑撸愿谎蹩諝鈱?duì)混合燃?xì)庥休^強(qiáng)的引射作用，懸浮氣云在載氣壓力和富氧空氣引射力的共同作用下，從燃料分配室26的分配窄縫27處呈薄層流出，又由于分配窄縫27與通孔28之間有一個(gè)夾角，煤粉便以一個(gè)角度斜射入富氧空氣流之中，在此處它們進(jìn)行強(qiáng)烈地混合，可形成十分均勻的燃燒混合物，并可以通過(guò)相關(guān)的閥門(mén)來(lái)精確地控制進(jìn)氣量和供煤粉量，從而實(shí)現(xiàn)精確控制燃燒的程度和相關(guān)的工藝參數(shù)。當(dāng)混合均勻的富氧空氣、燃?xì)?、煤粉混合物接觸到點(diǎn)火裝置的熱源時(shí)，煤粉中的燃?xì)馐紫缺稽c(diǎn)燃，煤粉在燃?xì)饣鹧娴淖饔孟乱脖稽c(diǎn)燃形成火焰，它們的燃燒在燃燒室22內(nèi)迅速擴(kuò)大并成為燃燒區(qū)。由于燃燒室22的后部是一個(gè)小頭的圓錐體噴射管25，因此在燃燒室22內(nèi)產(chǎn)生了壓力，在這個(gè)壓力的作用下，燃燒室22內(nèi)形成了強(qiáng)化燃燒效應(yīng)，燃燒室22內(nèi)產(chǎn)生了高溫、高壓(相對(duì)于大氣壓)，只要煤粉、燃?xì)?、富氧空氣的配比得?dāng)，可實(shí)現(xiàn)100％的完全燃燒，而且產(chǎn)生的Nox化物極少，該燃燒器的調(diào)節(jié)范圍極大，可很好地滿足烘爐時(shí)的各種工況需求。
當(dāng)烘爐結(jié)束，爐內(nèi)溫度接近澄清勻化池5的澄清勻化溫度時(shí)，載氣進(jìn)入原料端載氣輸送管24，同樣載氣由管道進(jìn)入原料供應(yīng)器20底部的引射器內(nèi)，將原料混合成濃相懸浮氣云進(jìn)入燃燒器7末端的噴射管25，由于燃燒室22內(nèi)的高溫高壓混合氣態(tài)物質(zhì)，在噴射管25的擴(kuò)張作用下，形成高溫高速氣流火焰，又由于氣流的速度高，因而火焰將被拉得很長(zhǎng)，火焰中的氣體不是向前直線運(yùn)動(dòng)的，而是由外向內(nèi)不停地翻卷錐角形地向前滾動(dòng)。因?yàn)榛鹧娴臍怏w流速遠(yuǎn)大于原料氣云進(jìn)入的流速，因而原料氣云的進(jìn)入根本不會(huì)影響火焰的流速與形式，原料懸浮氣云一旦進(jìn)入火焰之后，也就隨著高溫氣流一起翻卷分散混合，可使原料與高溫火焰充分地接觸，最大限度地吸收火焰中的輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流熱能，還有在重力作用下原料顆粒運(yùn)動(dòng)的速度遠(yuǎn)低于火焰氣流的速度，所以它們之間又產(chǎn)生了摩擦熱，即原料可比一般的加熱方式多獲得一部分熱能。
五個(gè)燃燒器7的高溫火焰分別經(jīng)由各自的燃燒火道6形成五條火焰，并按一定的角度在熔爐的澄清勻化池5前端上方匯聚，每組對(duì)稱的燃燒器7與主燃燒器之間的火焰相交成一個(gè)點(diǎn)，由于熔爐的規(guī)模不同擁有的相交點(diǎn)數(shù)目也不一樣，從主燃燒器到最后一個(gè)相交點(diǎn)處為熔爐的火焰熔化區(qū)9。這樣的設(shè)置的好處是可以擴(kuò)大火焰對(duì)澄清勻化池5前端的覆蓋面積，提高熱能利用率，因?yàn)榛鹧娴臏囟扰c被加熱物體距離的4次方成正比，距離越近溫度越高。
原料進(jìn)入火焰后，經(jīng)過(guò)一個(gè)很短時(shí)間，原料大部分熔化為液狀霧滴，小部分成為蒸氣，再經(jīng)過(guò)一定的距離飛行之后速度降低，當(dāng)?shù)竭_(dá)火焰熔化區(qū)時(shí)，它們之間便在交錯(cuò)的氣流中發(fā)生碰撞，形成固、液、氣的激烈化學(xué)反應(yīng)與物理化合反應(yīng)，液狀霧滴之間彼此吞并，形成較大的液滴，在后端火焰氣流推動(dòng)與重力的作用下落入澄清勻化池中。
將燃燒器7設(shè)置成相對(duì)澄清勻化池5有一角度的目的是①火焰可以直接加熱玻璃液，提高熱效率。②在火焰中未完全熔化的固體顆?？梢栽诨鹧鏆饬鲃?dòng)能的作用下，直接射入澄清勻化池5內(nèi)。由于在火焰熔化區(qū)9內(nèi)碰撞的液狀霧滴、顆粒、蒸氣等不可能全部都變?yōu)榇笠旱温淙氤吻鍎蚧貎?nèi)，肯定還會(huì)有少部分的此類物質(zhì)隨著快速流動(dòng)的煙氣逃過(guò)火焰熔化區(qū)9的捕捉。那么設(shè)在爐體4內(nèi)澄清勻化池5后上方的板式迷宮捕捉器將對(duì)它們進(jìn)行有效地捕捉，由于是在澄清勻化池5的后半部，在自然散熱的冷卻作用下大部分蒸氣變?yōu)樾∫旱?，?dāng)碰到相對(duì)于煙氣較冷的捕捉壁時(shí)，液滴將被吸附在壁上，又由于捕捉壁微透氣，它將會(huì)吸附更多的液滴與顆粒，當(dāng)積累到一定的程度后便會(huì)形成液流，流到下面的澄清勻化池中，加之迷宮式捕捉器的路徑很長(zhǎng)，又有很大的表面積，從而大大提高的原料的回收率。在火焰熔化區(qū)9和板式迷宮捕捉器下方的澄清勻化池5不僅收集熔融的原料，還能使在火焰中未熔化的大顆粒及捕捉器捕捉的小顆粒繼續(xù)熔化。因?yàn)閮?yōu)質(zhì)玻璃液的形成不是一種純高溫的熔化過(guò)程，而是多種物質(zhì)在一定溫度作用下相互熔融的過(guò)程。澄清勻化池5的后端即捕捉器的后下方在一定的自然冷卻作用下，被控制在一個(gè)最佳的熔融溫度內(nèi)，在這個(gè)溫度下被捕捉器捕捉的小顆粒原料在此處完全可以被熔融掉。澄清勻化池5的前端在火焰的直接加熱下，其溫度將高于后端的溫度，在這個(gè)溫度下，使得直接由火焰進(jìn)入熔池的大顆粒能基本上熔融，又由于澄清勻化池5的前后端存在一定的溫度差，溫差的存在使熔池中前后段玻璃液的密度不同，在玻璃液的密度和溫差熱對(duì)流的共同作用下，澄清勻化池5內(nèi)的玻璃液便會(huì)按冷端流向熱端的方向進(jìn)行一定流量的液流。這種液流可促使原料的熔融，并使玻璃液中的氣泡得以排出實(shí)現(xiàn)澄清，這種液流使池中的玻璃液發(fā)生一定規(guī)律的攪動(dòng)混合，實(shí)現(xiàn)玻璃初步勻化的效果。見(jiàn)圖5、圖6，本發(fā)明熔爐的截面為圓型而玻璃液所占據(jù)的面積是半圓型，上大下小且沒(méi)有死角，不同于現(xiàn)行熔爐的方型截面。只要設(shè)計(jì)合理，澄清勻化池后端玻璃液就不會(huì)出現(xiàn)熔不透的現(xiàn)象，可以確保形成高質(zhì)量的玻璃液。
一般要求玻璃液成型溫度較低，而熔融、澄清、勻化溫度較高，相差約400℃，工藝上存在一定困難。如果依靠熔爐自身的自然散熱來(lái)冷卻玻璃液，那么熔池將會(huì)變的很長(zhǎng)，又由于熱對(duì)流熱流的存在，大量的冷玻璃液流向熱端而被加熱，將大大地減弱前端的熔化效果且浪費(fèi)大量的燃料，如果延長(zhǎng)玻璃液在爐內(nèi)的停留時(shí)間，就會(huì)加劇耐火材料的侵蝕與損毀，而且部分加熱玻璃液的熱能又將以散熱的形式損失。爐體的加長(zhǎng)使得熔爐的建造和維修費(fèi)用彪升，雖然在爐體的后段可以采用強(qiáng)迫水冷的措施，但同樣存在熱能的損失，還有熔爐的結(jié)構(gòu)將變得復(fù)雜，各項(xiàng)費(fèi)用也將升高，這無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)上和還是工況上都是極不合理的?，F(xiàn)行熔爐中采用卡脖墻基本解決了以上問(wèn)題，但本發(fā)明熔爐內(nèi)的工況遠(yuǎn)比現(xiàn)行熔爐復(fù)雜，因此一般卡脖墻并不適用。本發(fā)明熔爐的卡脖墻12是一種不同于現(xiàn)行熔爐中卡脖墻，它可使澄清勻化池5的后端澄清勻化后的玻璃液以溢流的方式進(jìn)入成型液池3之中，基本阻斷回流液流的形成。由于該卡脖墻12縱向窄橫向?qū)?，流?jīng)卡脖墻12的玻璃液相對(duì)于澄清勻化池5中的液流較少，可能會(huì)出現(xiàn)進(jìn)入成型池后端的玻璃液溫度偏低的現(xiàn)象，但本發(fā)明熔爐爐內(nèi)氣體流速要比現(xiàn)行熔爐中的氣體流速快得多，再加上有完善的保溫措施，爐體的散熱極小，因此爐體的溫度階梯段將很長(zhǎng)，只要設(shè)計(jì)計(jì)算正確，爐體的溫度階梯段可確保成型池內(nèi)溫度。進(jìn)入成型液池3內(nèi)的玻璃液在攪拌裝置13的強(qiáng)力攪拌下再次加速勻化，成為優(yōu)質(zhì)的成型玻璃液。當(dāng)它們經(jīng)過(guò)成型液池3末端的玻璃板成型裝置2后，就成為高質(zhì)量的玻璃板。
燃料燃燒形成的煙氣中還會(huì)夾帶極少量的顆粒物，它們將由熔爐最后端的煙氣管道14進(jìn)入除塵裝置中進(jìn)行最后的高效除塵，之后潔凈的煙氣進(jìn)入余熱回收裝置降溫，余熱裝置產(chǎn)生過(guò)熱蒸氣供生產(chǎn)使用，經(jīng)過(guò)降溫的煙氣含有大量的二氧化硫氣體且純凈雜質(zhì)少，進(jìn)入二氧化硫回收裝置和硫酸合成裝置中，只要硫酸合成裝置選擇得當(dāng)，便可產(chǎn)生出高質(zhì)量的硫酸。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)以燃料為煤粉舉例將煤及所有原料粉碎為一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的粒度，并通過(guò)輸送裝置分別送入各自的爐前混合裝置8中，再經(jīng)過(guò)合理布局的燃燒器7，能使噴入的所有原料同時(shí)與燃料和富氧空氣所產(chǎn)生的高溫高速火焰全面接觸，所噴入的原料是以原料懸浮氣云的形式通過(guò)高溫火焰的，所以最大限度地增加了原料與火焰高溫區(qū)域接觸的面積，用可燃載氣將其與煤粉均勻混合，使之形成懸浮氣云狀，噴入特殊的燃燒室22內(nèi)，采用富氧空氣作助燃?xì)怏w，使它們?cè)谌紵?2內(nèi)強(qiáng)化燃燒，可使煤粉(或其他燃料)在理論上和實(shí)際中作到完全燃燒，加之原料與火焰接觸方式的改變，從而大大地提高了熔爐的熱效率及單位面積上的熔化率，由于該爐為全密封結(jié)構(gòu)又采用了完善而全面的保溫措施，使得爐體的熱損失和燃燒噪聲將至最低，此項(xiàng)可提高熱效率15％至20％(與現(xiàn)行熔爐相比)再加上其他有利的因素，該熔爐的熱效率不低于80％，該新熔爐較大地改善了爐前的特殊設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)使它比同規(guī)模熔爐的建造費(fèi)用低，建造時(shí)間短，使用壽命長(zhǎng)。較低的故障率大大地減少了維修次數(shù)，使得運(yùn)行成本極為經(jīng)濟(jì)，根據(jù)我國(guó)的資源情況，該新熔爐設(shè)有二氧化硫回收和硫酸生產(chǎn)裝置，因而可將現(xiàn)行生產(chǎn)工藝中的純堿全部用硫酸鈉取代，作為生產(chǎn)原料來(lái)生產(chǎn)平板玻璃，還可徹底根除硫酸鈉分解所產(chǎn)生的二氧化硫，燃煤中產(chǎn)生的二氧化硫，NOX化物，以及廢渣對(duì)空氣環(huán)境，周邊環(huán)境的污染，也不會(huì)出現(xiàn)因使用硫酸鈉而產(chǎn)生爐體腐蝕，硝水形成等等不利于正常生產(chǎn)的因素，另外，該熔爐還可以回收得到大量的副產(chǎn)品，高質(zhì)量的硫酸。
權(quán)利要求
1.一種完全預(yù)混式燃燒熔煉方法，其特征在于所述完全預(yù)混式燃燒熔煉方法包括以下步驟1]將燃料和富氧空氣分別送入燃燒室，點(diǎn)火進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，產(chǎn)生燃燒火焰；2]燃燒火焰進(jìn)入噴射區(qū)；3]將所有原料粉碎至適當(dāng)?shù)牧６?，按工藝要求的比例進(jìn)行混合，混合后的原料再與適當(dāng)?shù)目諝膺M(jìn)行混合形成原料氣云，將原料氣云送入噴射區(qū)與燃燒產(chǎn)生的火焰混合；4]原料與火焰混合后噴射進(jìn)入熔爐內(nèi)熔化形成液狀霧滴；5]將不同噴射區(qū)噴射出的霧滴相互碰撞，進(jìn)行熔融反應(yīng)形成大液滴；6]對(duì)熔融反應(yīng)后產(chǎn)生的大液滴進(jìn)行收集形成熔液，對(duì)熔融反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體進(jìn)行回收利用；7]對(duì)收集的熔液進(jìn)行澄清勻化；8]澄清勻化后的熔液經(jīng)降溫后進(jìn)入成型區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的完全預(yù)混式燃燒熔煉方法，其特征在于所述將燃料和富氧空氣分別送入燃燒室，點(diǎn)火進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，產(chǎn)生燃燒火焰的步驟包括所述燃料是煤氣、水煤氣或者天然氣，將其與一定比例的富氧空氣分別送入燃燒室，點(diǎn)火進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，產(chǎn)生燃燒火焰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的完全預(yù)混式燃燒熔煉方法，其特征在于所述將燃料和富氧空氣分別送入燃燒室，點(diǎn)火進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，產(chǎn)生燃燒火焰的步驟是所述燃料是燃油，將燃油進(jìn)行氣化，再與一定比例的富氧空氣分別送入燃燒室，點(diǎn)火進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，產(chǎn)生燃燒火焰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的完全預(yù)混式燃燒熔煉方法，其特征在于所述將燃料和富氧空氣分別送入燃燒室，點(diǎn)火進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，產(chǎn)生燃燒火焰的步驟是所述燃料是煤粉，將煤粉和燃?xì)獍匆欢ǖ谋壤M(jìn)行混合，形成燃料氣云，將燃料氣云和一定比例的富氧空氣分別送入燃燒室，點(diǎn)火進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，產(chǎn)生燃燒火焰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之任一權(quán)利要求所述的完全預(yù)混式燃燒熔煉方法，其特征在于所述對(duì)熔融反應(yīng)后產(chǎn)生的大液滴進(jìn)行收集的步驟包括對(duì)體積較大的大液滴利用重力作用進(jìn)行收集，對(duì)體積較小的大液滴利用吸附作用進(jìn)行收集；所述對(duì)熔融反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體進(jìn)行回收利用的方法包括以下步驟1]除塵；2]余熱回收；3]化學(xué)合成新物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的完全預(yù)混式燃燒熔煉方法，其特征在于所述的原料是按一定比例混合的硫酸鈉、石英砂和石灰石或者按一定比例混合的硫酸鈉、石英砂和三氧化二鋁。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求6所述完全預(yù)混式燃燒熔煉方法生產(chǎn)玻璃的熔爐，包括爐體(4)，燃燒器(7)，設(shè)置在爐體(4)中部的火焰熔化區(qū)(9)，設(shè)置在火焰熔化區(qū)(9)下方的澄清勻化池(5)，設(shè)置在爐體(4)后部的成型液池(3)，設(shè)置在澄清勻化池(5)和成型液池(3)之間的卡脖墻(12)，設(shè)置在成型液池(3)中的攪拌裝置(13)和與爐體(4)后端上方相連通的煙氣管道(14)，所述爐體(4)包括耐火層(18)和外層鋼殼(15)，其特征在于所述爐體(4)外壁上設(shè)置有3～13個(gè)燃燒器(7)，其中一個(gè)燃燒器(7)設(shè)置在爐體(4)前端，其余燃燒器(7)對(duì)稱設(shè)置于爐體(4)左右兩側(cè)，所述對(duì)稱設(shè)置的燃燒器(7)向爐體(4)前端傾斜；所述燃燒器(7)外端設(shè)置有爐前混合裝置(8)；所述煙氣管道(14)與二氧化硫回收裝置相連接；所述爐體(4)后部設(shè)置有3至11個(gè)捕捉壁，所述捕捉壁包括與爐體(4)上端固連的上捕捉壁(10)和與爐體(4)下端固連并與上捕捉壁(10)依次錯(cuò)開(kāi)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；所述燃燒器(7)包括設(shè)置在爐體(4)上開(kāi)口于火焰熔化區(qū)(9)的噴射管(25)、燃燒室(22)、富氧空氣分配室(29)以及設(shè)置于燃燒室(22)內(nèi)壁上的點(diǎn)火裝置(21)，所述噴射管(25)與燃燒室(22)相連，所述富氧空氣分配室(29)與富氧空氣輸送管(19)相連，所述富氧空氣分配室(29)上設(shè)置有與燃燒室(22)相通的2～10個(gè)通孔(28)；所述爐前混合裝置(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應(yīng)器(33)和與燃料供應(yīng)器(33)相連通的燃料輸送管(30)，所述每個(gè)通孔(28)的下端內(nèi)壁上設(shè)置有一個(gè)與燃料輸送管(30)相通的分配窄縫(27)，所述原料混合器包括原料供應(yīng)器(20)、與原料供應(yīng)器(20)相連通的原料輸送管(23)以及與所述原料輸送管(23)相連通的原料端載氣輸送管(24)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述完全預(yù)混式燃燒熔煉方法生產(chǎn)玻璃的熔爐，其特征在于；所述燃料供應(yīng)器(33)還包括設(shè)置在燃料供應(yīng)器(33)內(nèi)的燃油氣化器(32)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述完全預(yù)混式燃燒熔煉方法生產(chǎn)玻璃的熔爐，其特征在于；所述燃料供應(yīng)器(33)還包括與所述燃料輸送管(30)相連通的燃料端載氣輸送管(31)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或者8或者9所述完全預(yù)混式燃燒熔煉方法生產(chǎn)玻璃的熔爐，其特征在于；所述爐體(4)包括在耐火層(18)和外層鋼殼(15)之間由里到外設(shè)置的夾層鋼殼(17)和保溫層(16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熔爐的燃燒熔煉方法和一種使用該方法生產(chǎn)玻璃的熔爐。本方法將所有原料粉碎混合并送入火焰中，與火焰進(jìn)行充分接觸，實(shí)現(xiàn)完全預(yù)混式燃燒及熔煉，熔煉形成的液滴經(jīng)過(guò)相互碰撞落入溶池中形成成型液。該方法解決了現(xiàn)行熔爐燃燒熔煉方法造成的燃料不能完全燃燒、原料成本高、造成環(huán)境污染問(wèn)題，可大幅度提高熱能利用率，并將原料中的貴重的純堿用廉價(jià)的硫酸鈉替換出來(lái)，大幅度降低生產(chǎn)成本。本熔爐根據(jù)此燃燒熔煉方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，去掉了傳統(tǒng)的皮帶輸送機(jī)、投料機(jī)、加料口、煙氣回路、蓄熱格子體、煙氣換向閘門(mén)裝置等，具有原料來(lái)源廣泛、生產(chǎn)成本低、環(huán)保節(jié)能、自動(dòng)化程度高、操作環(huán)境好、使用簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C03B5/00GK1594149SQ20041002629
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者謝西平 申請(qǐng)人:謝西平