稀相气力输送固体燃料熔制玻璃的方法以及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及以优化的固气比稀相气力输送煤粉等固体燃料进入玻璃窑炉来熔制玻璃的方法，其中稀相气力输送的固气比为３．５∶１至７．５∶１，优选为４∶１至６∶１，更优选为４．５∶１至５．５∶１，最优选为５∶１。另外，本发明专利技术还涉及用于上述稀相气力输送固体燃料进入玻璃窑炉以熔制玻璃的装置和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于玻璃熔制领域，具体而言，本专利技术涉及以优化的固气 比稀相气力输送煤粉等固体燃料进入玻璃窑炉来熔制玻璃的方法。另 外，本专利技术还涉及用于稀相气力输送固体燃料进入玻璃窑炉以熔制玻 璃的装置和应用。
技术介绍
早在上世纪七十年代，人们就已经开始寻求以气体裹带(气力输 送)煤粉等固体燃料输送进入玻璃窑炉等工业窑炉，进行玻璃熔制， 用以代替成本更高的重油等液体燃料和天然气等气体燃料(参见美国授权专利US3969068和Miller, K.A等的论文pulverized coal-air burners for glass tanks. Glass Industry, 1975， 56(3): 12-14,25 )。当时，所采用的煤粉和空气的比例(固气比)基本是要使煤粉能被相应的空 气完全燃烧掉，即固气比范围为煤(碳)和空气(氧)反应的化学计 量比中煤过量10%至空气过量50% (换算得的煤-空气的固气比 (kg/kg)约等于1: 8~1: 13)。中国授权专利02807101.8也公开了 将高热值、低灰份、低灰熔点、低硫、低钒的固体燃料(主要是石油 焦)以致密空气气力输送入玻璃窑内燃烧熔制玻璃，其中粉状燃 料以相对于化学计量空气过量大约16%空气的燃料空气比输送的(换算得的固气比(kg/kg)约等于1: 10)，也是以非常稀的固气比进行 输送的，即使说明了 以致密空气气力输送，但是也有明确优化 出合适的固气比。由于以如此低的固气比输送，为使输送过程中固体 燃料与气体混合均匀，必须使用非常快速的气流速度，由于气力输送 的功率消耗与输送速度的平方成正比，而对于管道、管件和阀门的磨损又与输送速度的2-3次方成正比，因此这样的输送能耗高，对管线材料的抗磨损性要求高。为此，随着浓相(即，固气比(kg/kg)大于30: 1)气力输送在 高炉等工业窑炉上广泛应用的成功，中国授权专利200610069781.5 将高炉上已经广泛成功应用的浓相气力输送设备转用到玻璃窑炉上， 其中采用了常规用于浓相气力输送的流化器和补气调节器等部件(参 见附图l)来实现，流化气风从流化器罐体下部进入，将固体燃料托 起进入排料导管，在补气调节器中在固体燃料气流周围通有补气风， 进一步托住固体燃料，从而以大于30: l的固气比进行输送。这样采 用流化器和补气调节器结构的装置进行浓相输送，其输送的固气比高 于30: 1、输送速度低，因而输送能耗低，可以使用浓相输送的管线， 对工业窑炉风口的理论燃烧温度的影响较前述稀相气力输送的要小。 然而，这种流化器和补气调节器结构比较复杂，本身造价高；浓相气 力输送的输送速度过低，容易阻塞输送管线，不适于长距离输送，和 /或需要在输送管线中加装吹扫装置，用以吹掉输送中沉积在管线中 的固体物；而且，更重要的是，本专利技术人通过长期实验以及交流发现， 对于玻璃窑炉自身特点而言，其结构、体积上不同于高炉等冶金、电厂使用的工业窑炉，浓相气力输送的固体燃料由于固气比高，不但在 玻璃窑炉中不容易燃烧充分，燃料颗粒会对熔制的玻璃品质产生极大 的不利影响，而且对玻璃窑炉池壁和烟道(烟囱)的侵入太厉害，甚 至会烧毁烟囱，因此无法投入实际的生产中去。为此，本专利技术人经过长期艰苦研究，令人惊讶地发现，只要在稀 相气力输送中采用优化的固气比，不但不会使输送进入玻璃窑炉的固 体燃料对熔制的玻璃品质产生不利影响，也不会对玻璃窑炉池壁和烟道(烟囱)产生过大侵入，从而能够用于实际玻璃熔制；而且，适于 长距离输送，输送能耗相对于现有稀相气力输送入玻璃窑炉的技术有 着显著的降低；而且实际使用中的输送磨损并不厉害，输送管线基本 上可以采用浓相气力输送的管线，只需要在管线转角处使用稀相气力 输送的管线加固即可，成本并未显著提升；实际使用中对玻璃窑炉风 口的燃烧温度的影响也不比浓相气力输送的要显著提高；更令人意外 的是，在当前工业窑炉普遍进行浓相气力输送改造的大趋势下，本发 明人反其道而行，输送设备中无需结构复杂而成本高的流化器和补气 调节器等浓相气力输送部件，代之以使用结构简单、价格便宜、易于 维护、寿命长的喷射混合器，进行稀相气力输送(可以说是做到了物 尽其用)，而且无需像浓相气力输送设备那样频繁地吹扫输送管线， 降低了使用中的能耗；另外，本专利技术的稀相输送设备中采用了氮气罐， 因而其安全性符合国家标准，可以投入产业化应用(中国授权专利 200610069781.5中的设备全程使用压縮空气贮罐，不符合安全技术标 准，直到现在都无法具备在行业内使用的实用性；美国授权专US3969068和中国授权专利02807101.8中以如此低的煤和空气的比 例进行输送，更不安全)。总之，本专利技术人优化出的稀相气力输送方 法、装置和系统，相对于本质不同的现有浓相气力输送技术，适于实 际熔制玻璃，适于远距离输送，设备综合造价低，综合能耗并不显著 提高；在现有稀相气力输送技术没有明确启示优化的固气比的情况 下，大大降低了能耗，而且采用的设备结构简单而造价低，易于维护， 取得了相当完美的浓相和稀相气力输送之间的平衡以及更出众的综 合效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供以优化的固气比稀相气力输送煤粉等固体 燃料进入玻璃窑炉来熔制玻璃的方法。该方法相对于本质完全不同的 现有浓相气力输送技术，完全能够应用于实际熔制玻璃，适于远距离 输送，设备综合造价低，而且综合能耗并不显著提高；相对于现有稀 相气力输送技术，大大降低了能耗，而且采用的设备结构简单而造价 低，易于维护。因此，该方法取得了非常完美的浓相和稀相气力输送 之间的平衡以及更出众的综合效果。另外，本专利技术的目的还在于提供 用于上述以优化的固气比稀相气力输送来熔制玻璃的装置和应用等。具体而言，在第一方面，本专利技术的目的在于提供一种熔制玻璃的 方法，其特征在于，将粉状固体燃料以稀相气力输送进入玻璃窑炉内 燃烧以熔制玻璃，其中稀相气力输送的固气比(即，固体燃料的重量 气体的重量(kg/kg))为3.5: l至7.5: 1，优选为4: l至6: 1,更优选为4.5: l至5.5: 1，最优选为5: 1。本专利技术人经长期研究发现， 将稀相气力输送的固气比进行上述优化，就能在设备造价、使用中的 综合能耗、熔制玻璃的效果等诸多方面取得令人意想不到的效果。在本专利技术第一方面的方法中，所述固体燃料是本领域技术人员所 熟知的能被粉碎成粉状的固体燃料，如可以选自煤和石油焦，更优选 是煤。出于对熔制的玻璃品质以及能耗、环保方面的考量，所述固体 燃料尤其优选选自高热值、低灰份、低灰熔点、低硫和低钒的煤和石 油焦。在本专利技术第一方面的方法中，将粉状固体燃料以稀相气力输送进 入玻璃窑炉内燃烧以熔制玻璃的装置可以采用现有所有能够以上述 优化的固气比稀相气力输送粉状固体燃料进入玻璃窑炉来熔制玻璃 的装置、设备和/或系统，或是可以在现有稀相或浓相气力输送装置、 设备和/或系统的基础上进行改进以能够以上述优化的固气比稀相气 力输送，如可以在中国授权专利02807101.8所公开的设备上进行关 键部件调换以增加输送的固气比一个数量级以上，也可以在中国授权 专利200610069781.5所公开的设备上进行关键部件调换以降低输送 的浓相的低限固气比一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔制玻璃的方法，其特征在于，将粉状固体燃料以稀相气力输送进入玻璃窑炉内燃烧以熔制玻璃，其中稀相气力输送的固气比为３．５∶１至７．５∶１，优选为４∶１至６∶１，更优选为４．５∶１至５．５∶１，最优选为５∶１。

【技术特征摘要】
1、一种熔制玻璃的方法，其特征在于，将粉状固体燃料以稀相气力输送进入玻璃窑炉内燃烧以熔制玻璃，其中稀相气力输送的固气比为3.5∶1至7.5∶1，优选为4∶1至6∶1，更优选为4.5∶1至5.5∶1，最优选为5∶1。2、 前述权利要求之任一所述的方法，其中所述固体燃料选自煤和石 油焦。3、 前述权利要求之任一所述的方法，其中用于将粉状固体燃料以稀 相气力输送进入玻璃窑炉内燃烧以熔制玻璃的装置设置有粉料仓(3)、喷吹罐(4)、输送罐(5)、喷射混合器(8)、压縮空气罐或氮 气罐(6)、分配器(9)、粉料喷枪(2)、压縮空气罐或氧气罐(7)、 和玻璃窑炉(1)，其中，粉料仓(3)下部出料口通过导料管线与喷 吹罐(4)上部进料口相连接；喷吹罐(4)底部出口直接与输送罐(5) 上部进口相连接；输送罐(5)底部出口直接与喷射混合器(8)上部 进口 (83)连接；喷射混合器(8)的喷射口 (84)通过稀相气力输 送管线与分配器(9)进口相连接；分配器(9)设有多个出口，所述 分配器(9)出口分别通过稀相气力输送管线与粉料喷枪(2)进料口 相连接，所述粉料喷枪(2)的喷射口位于玻璃窑炉(1)内；粉料喷 枪(2)进气口通过导气管线与压縮空气罐或氧气罐(7)相连接；喷 吹罐(4)上部进气口通过导气管线与压縮空气罐或氮气罐(6)相连 接，用以在喷吹罐(4)中将粉状固体燃料与空气或氮气混合；喷射混合器(8)中的混合器喷枪(82)通过导气管线与压縮空气罐或氮 气罐(6)相连接，用以将从喷射混合器(8)上部进口 (83)处落下 的粉状固体燃料吸入所述混合器喷枪(82)喷出的气流中并从喷射口 (84)输送出；而且，其中与喷吹罐(4)和喷射混合器(8)相连接 的压縮空气罐或氮气罐(6)中至少有一个是氮气罐。4、 前述权利要求之任一所述的方法，其中所述稀相气力输送管线除 了在有转角的部分使用耐稀相气力输送磨损材料之外，其他部分使用 浓相气力输送管线材料。5、 前述权利要求之任一所述的方法，其中所述装置没有补气调节器。6、 前述权利要求之任一所述的方法，其中所述喷吹罐(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆平，
申请(专利权)人：陆平，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]