[其他]以階段燃燒和預熱法焙化玻璃原料及類似物

無效

• 申請號: 86104261
• 申請日: 1986-06-25
• 公開（公告）號: CN86104261A
• 公開（公告）日: 1987-03-11
• 發明（設計）人: 亨利·馬丁·迪馬里斯特;格拉德·厄拉穆斯·庫克勤;克利門特·查理斯·莫克希
• 申請（專利權）人: PPG工業公司
• 主分類號: C03B1/00
• 分類號: C03B1/00;C03B5/16
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 吳大建,全菁

本發明涉及到采用固體含碳燃料，例如煤，作為制作玻璃過程或類似的各種熔融過程的燃料源，也涉及到固體或液體燃料與原料的混合物的使用。

眾所周知，在可以得到煤的那些地區，相對于其它的傳統能源，例如天然氣、燃料油和電，來說，煤通常是最便宜的。所以建議把煤作為熔化玻璃及其它類似物的燃料源。這種建議的例子在美國專利3，969，068和4，006，003中可以看到。然而，已發現煤為燃料的直接火焰操作的熔爐有一定的缺點，因而防礙了它的廣泛應用。主要缺點是煤的灰含量。在熔化玻璃時慣用的平爐式熔窯中采用高位燃燒器燒煤時，大量的灰分帶入排出氣的氣流中，它可導致蓄熱室堵塞。因此，在廢氣排出進大氣之前必須清除灰分。一些灰分沉積在熔化室的壁上，在壁上沉積的灰分熔成液態溶渣，它順著容器壁下流到熔體中。熔融態熔渣的流動對熔爐的耐火材料有害，并且進入到熔體中的熔融態熔渣使成品材料產生有害的組成變化和不均勻性。熔渣的鐵含量常常高于玻璃，且熔渣流到熔體中可能產生不希望出現的顏色條紋。這些問題已防礙了煤用作熔化制品的直接燃料。對制品來說，組成的均勻性是個重要的問題。特別是對平板玻璃來說，組成的變化將在制品玻璃中造成光性畸變。

特別是在熔化透明玻璃時，煤或其它含碳燃料與原料混合使用的缺點是在數量上足以對熔化過程提供有效的能量，碳對熔體也有還原作用。存在于還原了的玻璃中的鐵和硫使玻璃著成棕色。加之煤本身也增加熔體的鐵和硫含量。含在透明無色玻璃配合料中的少量煤粉〔一般少于0.1%（重量）〕有助于熔化過程，但是這樣的數量不是有效的能量來源，而數量較大又認為是有害的。甚至在制造棕色玻璃時，所用碳量也不應認為是有效的燃料成分。

美國專利3，294，505披露了用配合料坯塊和焦炭組成的料床熔化玻璃。這種方法只限于相當窄的一組低粘度、低質量用途的玻璃組成。另外，還希望避免配合料結塊的費用。

在公開轉讓的美國專利4，551，161中披露了用燃料油潤濕玻璃配合料的技術。燃料油僅供給一小部分熔化過程所需的能量。

用煤和一些其它含碳燃料的另一個問題是這些燃料含有一定比例的揮發性碳氫餾分。如果在點火之前進行加熱，這些碳氫餾分即被分出并隨排出氣體一起逸出。特別是如果需要把與含碳燃料混合的原料預熱時，這更是一個問題。另外，加入未霧化的含碳燃料到燃燒區，一般也產生能污染環境的充滿了煙霧的排出氣體。燃盡或按另一種方式處理排出氣體或在初始操作中碳化燃料是昂貴的方案，最好避免。

本發明一個方面是用含灰分的燃料（例如，煤）作為熔化過程的基本能源，而且避免了通常件隨而來的灰分問題。產生灰分的燃料在熔化過程中一個獨立的配合料預熱階段處燃燒，這時，灰分結合在配合料中。最好是把配合料和燃料以彼此混合的方式供到預熱階段以使灰分遍及全部配合料中，并為燃燒時在配合料與燃料之間提供密切接觸條件。用供入氧化劑（最好是純氧）到預熱階段的燃燒區的方法維持燃燒。在預熱階段可用攪動材料的方法來促進配合料和燃燒的燃料之間的接觸，并有助于灰分混入配合料中。受熱的配合料和灰分的混合物最好仍以粉末狀通到液化混合物的下一階段。

熔化所需的全部能量的主要部分可以靠經濟的燃料來供給，例如用煤。以這種燃料把配合料預熱到正好低于發生顯著熔融的溫度。把近似均勻的配合料和灰分的混合物加到液化階段的方法中，盡管引入了大量灰分，但能使最后形成的熔體組成基本上均勻。所以，伴隨著應用能產生灰分的燃料（例如煤）出現的一個問題基本上解決了。

用燃料與配合料接觸燃燒而避免灰分帶入排出氣體中，也避免了在爐壁的內表面上形成熔渣，用這一方法就能避免污染環境和熔爐的損壞，這些對任何熔化過程來說都是所希望的。尤其是避免熔渣流入熔體中使得本發明對熔化那些組成均勻性很重要的玻璃和類似物來說特別具有吸引力。甚至用本發明的方法能生產相當黏的、難于均化的玻璃，例如鈉-鈣-硅平板玻璃，對這種玻璃來說，有很高的光學質量標準。另外，要求配合料不結塊，這也是一個優點。

本發明的另一方面是供氧和預熱階段的溫度可以控制，從而產生相當數量的作為燃料燃燒產物的一氧化碳。一氧化碳通至下一階段，如液化階段，在此階段它至少作為在該階段燃燒的燃料的一部分。另一種可供選擇的方案中，第一階段燃燒可能是不完全的，從而可允許剩余一些燃料未燃燒，這樣可以把這些燃料與配合料一起送到第二階段，在那里至少作為一部分燃料。