[发明专利]用非气态火药为燃料浸没燃烧熔制玻璃液的新方法

说明书

技术领域

玻璃熔化工艺。

背景技术

玻璃液的熔制是玻璃制造工艺中最重要、最核心的工艺。它的优劣对于绿色环保、节能减排以及玻璃的制造成本的高低，有着举足轻重的作用。

目前，用燃料连续熔制玻璃液均采用表面加热的方法。它有着几个难以克服的缺点：一是热效率较低，其热损耗约占总热耗量的70%~80%，每公斤玻璃液热耗在1800千卡以上；二是熔化率较低，一般在1.5吨/平方米·日以下；三是熔化池燃烧空间的燃气温度高、流速大，对窑炉耐火材料侵蚀较快，降低了窑炉使用寿命。为了省能源和降低成本并提高窑炉使用寿命，国内都在探索更有效的加热方法代替表面加热，浸没燃烧就是其中一种。

迄今为止，所谓浸没燃烧是将气态燃料燃烧器浸没在玻璃液中，燃烧的废气以高温高速直接喷入熔池玻璃液中，搅动着玻璃液，并将大部分热量传给玻璃液和配合料，使玻璃料迅速熔化。

这种方法不仅是燃烧气体的热量被玻璃液充分吸收，热损失小，熔化率高，节能效果十分显著（国外介绍浸没燃烧方法的熔化率可达9~10吨/平方米·日，每公斤玻璃液热耗在1000~1300千卡）。而且由于高温气体翻腾，对玻璃液起搅拌作用，使池内的玻璃液更均匀。又由于离开玻璃液的废气温度基本和熔池中表面玻璃液的温度相同，因而降低了熔窑空间的温度，延长了窑炉的使用寿命。

浸没燃烧方法有许多优点，因此包括中国在内的美、日、法、俄等国都先后进行了深入的研究和试验，但到目前为止均未获得成功。

其原因在于，这种浸没燃烧的方法有着难以解决的问题：一是玻璃液粘度、气源压力和流量的波动，对混合气体压力和喷速的影响很大，使其难以长期恒定地保持在玻璃液中燃烧，极易造成脱火或回火现象；二是受材料限制，燃烧器的使用寿命很短且更换困难。所以尽管经过长期的研究和试验，却难以投入实际应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用非气态火药为燃料浸没燃烧熔制玻璃液的新方法，其技术特征是：用非气态的氧化剂、还原剂混合配制成火药后装入长管状容器内，或加入粘合剂制成具有固体形态、膏体形态或浆液形态的火药作为燃料，并将其连续送入熔池玻璃液中引燃并稳定持续燃烧，控制燃料的送入速度与燃料的燃烧速度基本一致，产生的高温气体搅动玻璃液，并将大部分热量传给玻璃液和配合料，使玻璃料迅速熔化。

与先前人们研究试验的、以燃烧器和气态燃料为基础的浸没燃烧方法相比，这种用非气态火药为燃料浸没燃烧熔制玻璃液的新方法优点在于：1、不受玻璃液粘度和燃烧产物压力波动的影响，燃烧过程稳定可靠；2、在玻璃液中的燃烧深度可调可控；3、燃烧设备的使用和更换简单方便且寿命长；4、燃料的使用更加安全、高效且成本低廉。

具体实施方式

为了控制火药的燃点、燃速和制造成本，可选择合适的氧化剂、还原剂或粘合剂的种类和配比，制成单基、双基、三基或多基火药，以达到安全、高效、低廉且不影响玻璃液物化性能的目的。例如：可选择硝酸钾或/和硝酸钠为氧化剂、煤碳粉或/和木炭粉为还原剂、水玻璃为粘合剂，作为火药的基本组成成分。

可将配制好的粉状火药装在特制的长管状容器内，一根接一根地从池底或池壁推入熔池的玻璃液中进行浸没燃烧；或将固体形态的火药制成圆柱状的燃料棒，一根接一根地从池底或池壁推入熔池的玻璃液中进行浸没燃烧；也可将膏体形态或浆液形态的火药用组合柱塞泵或螺旋泵从池底或池壁连续压入熔池的玻璃液中进行浸没燃烧。