專利名稱：一種等離子體復(fù)合加熱玻璃速熔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)用新型涉及一種等離子體復(fù)合加熱玻璃速熔裝置，可用于平板玻璃、瓶 罐玻璃、玻璃纖維、電子玻璃以及一些高熔化溫度的特種玻璃制造生產(chǎn)過程中的熔化過程，屬于玻璃制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
燃燒器作為玻璃熔化窯爐的重要部件，其結(jié)構(gòu)、類型等對(duì)火焰狀況、溫度分布、傳熱效果、窯爐耐火材料壽命等都有重要影響。它的工作效率直接影響火焰的溫度，其結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)，直接關(guān)系到燃料的完全燃燒程度、燃燒的穩(wěn)定及火焰的長(zhǎng)度，直接關(guān)系到能否滿足窯爐的工藝要求。而傳統(tǒng)燃燒器采用的是水冷式套管，噴出的火焰短、窄，覆蓋面小，局部溫度高，不合要求。近年來，世界玻璃工業(yè)發(fā)展十分快速，玻璃年產(chǎn)量已高達(dá)上億噸。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的日益提高，玻璃及其加工制品應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，廣泛應(yīng)用于建筑、交通運(yùn)輸、裝飾裝修、電子信息、太陽能利用及其他新興工業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。玻璃生產(chǎn)主要包括熔化和成型兩大工藝。在玻璃生產(chǎn)制造過程中，用于玻璃熔化的能耗占整個(gè)工業(yè)總能耗的75%，能源成本占總成本的30%以上。因此，玻璃熔化是玻璃生產(chǎn)節(jié)能降耗環(huán)節(jié)中的重中之重。至今140多年，眾多玻璃生產(chǎn)廠家和科研人員在優(yōu)化爐窯設(shè)計(jì)、原料預(yù)熱、燃料和助燃劑的選擇、電爐助熔、負(fù)壓澄清、延長(zhǎng)爐窯壽命等方面做了很多工作，也取得了一定的效果。但總的來說，這些改進(jìn)沒有從根本上改變傳統(tǒng)的玻璃熔化工藝，沒有推動(dòng)玻璃工業(yè)的大步前進(jìn)。目前各種大規(guī)模生產(chǎn)用玻璃熔化池窯主要包括兩種火焰池窯和電熔窯爐?；鹧娉馗G是在19世紀(jì)60年代德國西門子兄弟研制的蓄熱式連續(xù)熔化池窯基礎(chǔ)上改進(jìn)的，其熔化過程主要利用料堆上方燃料燃燒產(chǎn)生的火焰輻射加熱，存在熔化溫度低、熔化時(shí)間長(zhǎng)、熱效率低、單位能耗大、污染重等缺點(diǎn)。電熔窯爐雖然在熱效率、玻璃質(zhì)量和減少污染物上有明顯提高，但依然存在熔化溫度低、生產(chǎn)規(guī)模小、熔化時(shí)間長(zhǎng)、電力資源消耗大、成本高等缺點(diǎn)。現(xiàn)在有些企業(yè)將火焰池窯和電熔技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用混熔爐來熔化玻璃，雖然熔化時(shí)間有所減少，能耗也降低了些，但爐窯的復(fù)雜程度、維修率和投資也增大不少，實(shí)用性不高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述問題，提供一種等離子體復(fù)合加熱玻璃速熔裝置。結(jié)合多相交流電弧等離子體溫度高、顆粒滯留時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備便宜和空氣燃燒技術(shù)能量損失少、堿性物質(zhì)揮發(fā)少、喂料速度大等各自優(yōu)點(diǎn)，采用等離子體復(fù)合加熱(多相交流電弧等離子體-火焰)玻璃速熔新技術(shù)，以解決現(xiàn)有玻璃熔化工藝所存在的熔化溫度低、時(shí)間長(zhǎng)、澄清難、熱效率低、能耗高、污染重等問題。本實(shí)用新型的等離子體復(fù)合加熱玻璃速熔裝置的結(jié)構(gòu)為包括空氣燃燒器I和多相交流電弧等離子體電極7，空氣燃燒器I通過噴嘴4噴射燃燒火焰5，多相交流電弧等離子體電極7對(duì)準(zhǔn)空氣燃燒器I的燃燒火焰5。所述空氣燃燒器I的上端設(shè)置有物料入口 2，燃料和需要熔化的玻璃從物料入口 2
進(jìn)入空氣燃燒器1，空氣燃燒器I通過噴嘴4噴射燃燒火焰5和需要熔化的玻璃3，多相交流電弧等離子體電極7噴射多相交流電弧等離子體6，燃燒火焰5與多相交流電弧等離子體6產(chǎn)生復(fù)合火焰，將需要熔化的玻璃3快速熔融得到溶化后的玻璃液滴9。所述多相交流等離子體電極7的數(shù)量是3的整數(shù)倍，如3相、6相、12相等，該電極安裝可以是單層的也可以是多層的。本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果(I)由多相交流電弧等離子體和燃燒火焰產(chǎn)生的復(fù)合火焰溫度可以達(dá)到5000°C以上，這種超高溫可以保證球形玻璃混合原料的瞬間熔化；(2)球形顆粒在高溫飛行瞬間可完成鹽類的分解、硅酸鹽和玻璃的形成以及局部均質(zhì)等反應(yīng)；(3)各種鹽類分解所產(chǎn)生的氣體從玻璃熔液上方排出不進(jìn)入玻璃熔液，大大減輕了后續(xù)玻璃液除泡澄清工序的負(fù)擔(dān)；(4)顆粒熔化過程主要采用傳導(dǎo)和輻射加熱，改變了傳統(tǒng)工藝僅靠火焰輻射或電熔傳導(dǎo)加熱的方式，大大提高了熱傳遞效率；(5)大幅縮短了玻璃熔化時(shí)間，提高了產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了能耗、環(huán)境污染和運(yùn)行成本；(6)與現(xiàn)有加熱裝置相比，可大幅減少投資成本和占地面積。

圖I等離子體復(fù)合加熱玻璃速熔裝置示意圖；圖中各標(biāo)號(hào)為1-空氣燃燒器，2-物料入口，3-需要熔化的玻璃，4-噴嘴，5-燃燒火焰，6-多相交流電弧等離子體，7-多相交流電弧等離子體電極，8-超高溫等離子體復(fù)合火焰，9-熔化后的玻璃液滴。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明不限于以下所述范圍。實(shí)施例I :本實(shí)施例的等離子體復(fù)合加熱速熔裝置的結(jié)構(gòu)(如圖I所示)為包括空氣燃燒器I和多相交流電弧等離子體電極7，空氣燃燒器I通過噴嘴4噴射燃燒火焰5，多相交流電弧等離子體電極7對(duì)準(zhǔn)空氣燃燒器I的燃燒火焰5?？諝馊紵鱅的上端設(shè)置有物料入口 2，燃料和需要熔化的玻璃從物料入口 2進(jìn)入空氣燃燒器1，空氣燃燒器I通過噴嘴4噴射燃燒火焰5和需要熔化的玻璃3，多相交流電弧等離子體電極7噴射多相交流電弧等離子體6，燃燒火焰5與多相交流電弧等離子體6產(chǎn)生復(fù)合火焰，將需要熔化的玻璃3快速熔融得到溶化后的玻璃液滴9。多相交流等離子體電極7的數(shù)量是3相，該電極安裝可以是2層的。實(shí)施例2 :本實(shí)施例的等離子體復(fù)合加熱速熔裝置的結(jié)構(gòu)為包括空氣燃燒器I和多相交流電弧等離子體電極7，空氣燃燒器I通過噴嘴4噴射燃燒火焰5，多相交流電弧等離子體電極7對(duì)準(zhǔn)空氣燃燒器I的燃燒火焰5?？諝馊紵鱅的上端設(shè)置有物料入口 2，燃料和需要熔化的玻璃從物料入口 2進(jìn)入空氣燃燒器1，空氣燃燒器I通過噴嘴4噴射燃燒火焰5和需要熔化的玻璃3，多相交流電弧等離子體電極7噴射多相交流電弧等離子體6，燃燒火焰5與多相交流電弧等離子體6產(chǎn)生復(fù)合火焰，將需要熔化的玻璃3快速熔融得到溶 化后的玻璃液滴9。多相交流等離子體電極7的數(shù)量是6相，該電極安裝可以是單層的。實(shí)施例3 :本實(shí)施例的等離子體復(fù)合加熱速熔裝置的結(jié)構(gòu)為包括空氣燃燒器I和多相交流電弧等離子體電極7，空氣燃燒器I通過噴嘴4噴射燃燒火焰5，多相交流電弧等離子體電極7對(duì)準(zhǔn)空氣燃燒器I的燃燒火焰5?？諝馊紵鱅的上端設(shè)置有物料入口 2，燃料和需要熔化的玻璃從物料入口 2進(jìn)入空氣燃燒器1，空氣燃燒器I通過噴嘴4噴射燃燒火焰5和需要熔化的玻璃3，多相交流電弧等離子體電極7噴射多相交流電弧等離子體6，燃燒火焰5與多相交流電弧等離子體6產(chǎn)生復(fù)合火焰，將需要熔化的玻璃3快速熔融得到溶化后的玻璃液滴9。多相交流等離子體電極7的數(shù)量是12相等，該電極安裝是3層。
權(quán)利要求1.一種等離子體復(fù)合加熱玻璃速熔裝置，其特征在于具體結(jié)構(gòu)為包括空氣燃燒器(I)和多相交流電弧等離子體電極(7 )，空氣燃燒器(I)通過噴嘴(4)噴射燃燒火焰(5 )，多相交流電弧等離子體電極(7)對(duì)準(zhǔn)空氣燃燒器(I)的燃燒火焰(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體復(fù)合加熱玻璃速熔裝置，其特征在于所述空氣燃燒器(I)的上端設(shè)置有物料入口(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體復(fù)合加熱玻璃速熔裝置，其特征在于所述多相交流等離子體電極(7)的數(shù)量是3的整數(shù)倍。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種等離子體復(fù)合加熱玻璃速熔裝置，屬于玻璃制造技術(shù)領(lǐng)域。裝置的結(jié)構(gòu)為包括空氣燃燒器和多相交流電弧等離子體電極，空氣燃燒器通過噴嘴噴射燃燒火焰，多相交流電弧等離子體電極對(duì)準(zhǔn)空氣燃燒器的燃燒火焰。本方法和裝置能夠解決現(xiàn)有玻璃熔化工藝所存在的熔化溫度低、時(shí)間長(zhǎng)、澄清難、熱效率低、能耗高、污染重等問題。
文檔編號(hào)C03B5/235GK202729978SQ20122038332
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月4日
發(fā)明者姚耀春, 楊斌, 戴永年, 李永梅, 馬文會(huì), 劉大春, 徐寶強(qiáng) 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)