本发明专利技术涉及一种用于熔融和精炼玻璃、玻璃陶瓷或特别是可陶瓷化成玻璃陶瓷的玻璃的方法和设备，在熔融和精炼后在每千克熔融和精炼的玻璃或每千克熔融和精炼的玻璃陶瓷中的气泡个数小于1，其中，对于每吨熔融的玻璃，在熔融和精炼期间的直接CO2排放量，特别是来自化石燃料的CO2排放量小于100千克。本发明专利技术还涉及根据这种方法生产的玻璃和根据这种方法生产的玻璃陶瓷。的玻璃陶瓷。的玻璃陶瓷。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于熔融和精炼玻璃、玻璃陶瓷或特别是可陶瓷化成玻璃陶瓷的玻璃的方法和设备，以及根据该方法生产的玻璃或玻璃陶瓷
[0001]本专利技术涉及一种用于熔融和精炼玻璃、玻璃陶瓷或特别是可陶瓷化成玻璃陶瓷的玻璃的方法和设备，以及根据所述方法生产的玻璃或玻璃陶瓷。
技术介绍
[0002]传统的用于熔融或熔化玻璃或玻璃陶瓷的槽通常包括用化石燃料加热的上部熔炉和可选的电辅助加热器。根据特定的要求和熔融温度，这种槽通常需要150
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500立方米(cbm)的气体和最高达1500度(kWh)的电能来制备每吨熔融的玻璃以生产特殊玻璃，这相当于生产每吨玻璃的CO2排放量为700
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1500公斤(kg)。
[0003]如果只考虑化石燃料燃烧产生的CO2的排放量，目前典型的槽熔制每吨玻璃会产生约300至1200kg的CO2。每吨玻璃中最高达100kg的CO2的部分通常来自所用原材料的熔融反应。
[0004]全电式槽，以下简称为AE槽，是不涉及任何化石燃料的槽，因此不会产生直接的CO2排放。然而，迄今为止，这种槽的缺点是，还不能满足对玻璃高质量的要求。在这种槽制备的熔融的玻璃中，每千克熔融的玻璃中的气泡数量多于一个，通常甚至多于10个。
[0005]在本公开的上下文中，直接CO2排放量是指在槽本身附近出现的那些CO2排放量，即由加热槽和容纳在其中的待熔融的材料以及精炼熔融后的材料所引起的那些CO2排放量。
[0006]在本公开的上下文中，由发电所产生的CO2排放量并不意味着是直接的CO2排放量，但在总体CO2平衡方面对其进行了讨论并相应地加以考虑。
[0007]然而，在AE槽中，玻璃质量的提高通常受到限制，尤其是在使用精炼剂的情况下。
[0008]在全电式操作的槽中，氧化还原精炼剂只能在有限的范围内使用，因为它们会导致电极腐蚀，从而损坏槽，而且氧化还原精炼剂需要某种温度/过程控制，但是这在AE槽中是不可行的。玻璃工业中通常使用的氧化还原精炼剂包括砷或氧化锑或氧化锡。
[0009]也可以使用其他可用的精炼剂，例如氯化物或硫酸盐。对于特殊玻璃来说，重要的是在熔融后，包括一个将温度提高至少100℃，更好是200℃的步骤，在此期间，通过物理或化学精炼减少残余气泡的含量。如果没有这种精炼阶段，就会使熔融的玻璃或熔融的玻璃陶瓷的质量更差，这意味着到目前为止还没有满足特殊玻璃所必需的要求。
[0010]在本公开的上下文中，特殊玻璃被理解为具有相应应用领域通常需要的特殊性质的玻璃，例如包括技术玻璃和光学玻璃。
[0011]更具体地，在本公开的上下文中，只有具有特殊质量要求的玻璃才被称为特殊玻璃。它们是在精炼的玻璃中每千克玻璃的缺陷少于10个的这些玻璃或随后由这些玻璃生产的玻璃陶瓷。这里，缺陷被理解为例如气泡的气体夹杂物、结、条纹、或颗粒夹杂物，例如，颗粒夹杂物为从各个槽的材料中引入的颗粒，这些颗粒在精炼后在随后的玻璃中被发现。
[0012]例如，在中国专利CN 108585441 A中描述了一种AE槽。在该文献中，最高温度出现
在匀化区，因此没有精炼区和精炼槽。该文件的目的不是为了实现玻璃的优质性能。
[0013]申请号为CN 2012 20 676 399 U的中国专利公开了一种连接在AE槽下游的加热的钼通道。这种精炼装置的高度为100
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200毫米，因此，所描述的是一种平床精炼工艺。这个概念的一个缺点是，由于材料的原因，可实现的最高精炼温度是1600℃或1700℃，而这些温度不足以满足本文的无气泡的质量要求。此外，精炼槽表面积
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体积比也不理想，这降低了精炼的效率。
[0014]DE43 13 217 C1也公开了在AE槽下游精炼槽的连接，并描述了通过在完全电加热的槽中向待精炼的玻璃中引入气泡进行精炼，这也称为鼓泡。然而，相对于精炼操作中被去除的气泡，鼓泡操作中通常会将更多的外来气体引入到待精炼的玻璃中，而不是除去精炼气泡。此外，该文献中公开的精炼槽中的温度比较低，因此该文献中所公开的精炼无法提供目前所需的玻璃质量。
[0015]德国专利DD 288368 A中描述了一种用于硼硅酸盐玻璃的AE槽。该槽包括全电熔融槽，并具有通向工作槽的流道。然而，没有公开精炼槽。
[0016]德国专利DD 201021 A公开了一种具有精炼井的AE槽，在该精炼井中，气泡将被“压碎”。然而，这一过程不会使熔体脱气。这种类型的玻璃熔体非常容易再沸腾，不适合生产对均匀性要求高且无气泡的特殊玻璃。
[0017]德国申请文件DE 10 2007 008 299 A1和DE 102 02 024 A1描述了熔融单元，其中一些熔融单元是完全射频RF加热的。熔融槽和精炼槽都是射频炉缸的形式。然而，在这种槽构造中，只能达到每天少于5吨(t/d)的熔融速度。同样的情况也适用于小型铂槽，如用于光学玻璃的铂槽，它可以实现无CO2熔融，因为使用化石气体的燃烧器不必与这些小型槽一起使用。这些槽的最大生产能力也限制在大约每天5吨。
技术实现思路
[0018]本专利技术的目的是提供一种方法和一种设备，其允许以无CO2或至少CO2减少的方式熔融和精炼玻璃或玻璃陶瓷。
[0019]此外，通过示例给出了根据本专利技术的方法生产的玻璃和玻璃陶瓷。
[0020]特别地，本专利技术还旨在提供一种用于特殊玻璃的熔融和精炼槽，所述特殊玻璃具有高质量要求，特别是具有每千克小于1个气泡且效率高的要求，特别是具有大于1t/m2d的熔融负载，也称为表面负载的要求。
[0021]通常，熔融负载的规格考虑了熔融槽的表面积加上精炼槽的表面积。然而，这里考虑的不是“自由”的熔融表面，而是从总体平面图得出的“工作表面积”。因此，熔融负载表示单位表面积和单位时间内熔融和精炼的玻璃量。这里，在本
中，指定的单位时间通常为天(d)。
[0022]这将通过下面的示例来解释。全电式槽的槽体尺寸为4
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4m，即在俯视平面图中，熔融或熔化槽的表面积加上精炼炉的表面积具有16平方米的示例性尺寸，这种槽每天生产32吨玻璃，从而具有32平方米的熔融面积，因此表面负载或熔融负载为1t/m2d。
[0023]然而，可能的熔融负载受到所需的玻璃质量以及熔融槽和精炼槽的设计的影响，并且利用本公开的熔融单元的设计，特别是利用精炼槽的构造，对于熔融负载超过1t/m2d的特殊玻璃，实现了每千克小于1个气泡的上述玻璃质量。
[0024]该目的通过一种用于熔融和精炼玻璃、玻璃陶瓷或特别是可陶瓷化成玻璃陶瓷的玻璃的方法来实现。根据该方法，在熔融和精炼后，在每千克熔融和被精炼的玻璃或每千克熔融和被精炼的玻璃陶瓷中的气泡个数小于1，其中，对于每吨熔融的玻璃，在熔融和精炼期间的直接CO2排放量，尤其是来自化石燃料的CO2排放量小于100千克。
[0025]该目的还通过一种用于熔融和精炼玻璃、玻璃陶瓷或特别是可陶瓷化成玻璃陶瓷的玻璃的设备来实现，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于熔融和精炼玻璃、玻璃陶瓷或优选地可陶瓷化成玻璃陶瓷的玻璃的方法，其中在熔融和精炼后在每千克熔融和精炼的玻璃或每千克熔融和精炼的玻璃陶瓷中的气泡个数小于1，其中，对于每吨熔融的玻璃，在熔融和精炼期间的直接CO2排放量，特别是来自化石燃料的CO2排放量小于100千克。2.根据权利要求1所述的方法，其中，全电式槽用作熔融玻璃或玻璃陶瓷的装置，并且其中，进行高温精炼，优选地，在冷壁内进行高温精炼，其中，电能由具有至少中性CO2平衡的电力提供。3.根据权利要求1或2所述的方法，包括射频精炼。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，包括使用凝壳炉缸和高负载电极进行精炼。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在高温精炼过程中，使至少在待精炼的玻璃或待精炼的玻璃陶瓷的某些区域中的温度达到1700℃至2400℃，并且对于玻璃陶瓷来说，优选地包括使温度达到1700℃至2000℃。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，精炼单元被额外加热，优选地使用包括电能的能源被额外加热。7.根据权利要求6的方法，包括使用辐射电加热进行额外加热。8.根据前述权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，精炼单元被额外加热，优选使用无电能的能源额外加热精炼单元。9.根据权利要求8所述的方法，包括使用H2燃烧器、用于合成的甲烷或化石甲烷的燃烧器、等离子火焰、沼气和/或生物燃料燃烧器进行额外加热。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对于特殊玻璃，实现了大于10吨/天的产量。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，实现了小于200吨/天的产量。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对所述可陶瓷化成玻璃陶瓷的玻璃进行陶瓷化，优选在熔融和精炼之后进行陶瓷化。13.一种用于熔融和精炼玻璃、玻璃陶瓷或优选可陶瓷化成玻璃陶瓷的玻璃的设备，优选用于实施根据权利要求1至12中任一项所述的方法的熔融系统，其中在熔融和精炼后在每千克熔融和精炼的玻璃或每千克熔融和精炼的玻璃陶瓷中的气泡个数小于1，其中，对于每吨熔融的玻璃，在熔融和精炼期间的直接CO2排放量，特别是来自...
【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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