第六章 玻璃工業窯    本章要點： 玻璃生產中所用的熱工設備統稱為玻璃窯爐，其中包括玻璃熔窯、退火窯和一些玻璃加工用的窯爐。 本章學習目的是掌握玻璃的熔制過程和玻璃池窯工作原理，進而瞭解玻璃的安全、低耗與清潔生產工藝。 第一節 玻璃的熔制過程             第二節 玻璃池窯  一、池窯的分類 1. 按使用熱源分 （1）火焰窯以燃料燃燒為熱能來源。燃料可以是煤氣，重油和水； （2）電熱窯以電能作為熱量來源； （3）火焰－電熱窯以燃料為主要熱源，電能為輔助熱源。 2. 按熔制過程的連續性分 （1）間歇式窯玻璃熔制的各個階段系在窯內同一部位、不同時間依次進行，窯的溫度制度是變動的； （2）連續式窯玻璃熔制的各個階段系在窯內同一時間、不同部位同時進行，窯內溫度制度是穩定的。 3.按煙氣餘熱回收設備分 （1）蓄熱式窯按蓄熱方式回收煙氣餘熱； （2）換熱式窯按換熱方式回收煙氣餘熱。 4. 按窯內火焰流動的方向分 （1）橫焰窯窯內火焰作橫向流動、與玻璃液流動方向垂直； （2）馬蹄焰窯窯內火焰呈馬蹄形流動； （3）縱焰窯窯內火焰作縱向流動、與玻璃液流動方向相平行。 5. 按製造的產品分 （1）平板玻璃窯製造平板、壓延等玻璃； （2）日用玻璃窯製造瓶罐、器皿、電真空玻璃等。  6.按窯的規模分 （1）大型窯日產玻璃液150～400t； （2）中型窯日產玻璃液50～150t； （3）小型窯日產玻璃液50t以下。 二、玻璃熔制主要工藝制度與控制           一端為投料池，一端為製品的成型，中間最高溫度為熱點。              熱點溫度依據玻璃組成、耐材和窯的壽命而定。 測溫方法，目前常用的是熱電偶、輻射高溫計和光學高溫計。 2. 燃料加熱溫度與火焰控制            煤氣加熱溫度制度對玻璃生產影響極大。要求煤氣品質好且穩定，火焰主要以熱輻射方式傳熱，火焰長度適中。池窯各對小爐燃料量分配如表所示。    3. 重油加熱熔窯的溫度與火焰控制 重油主要成分主要由高分子碳氫化合物組成，燃燒時產生的火焰明亮，火焰輻射能力強，燃燒時噴出速度達300－400m/s, 火焰覆蓋面積小於煤氣燃燒覆蓋面積，若霧化不好，與空氣混合不充分，燃燒不完全煙囪就會冒黑煙。火焰方向控制適當，火焰稍向液面傾斜，傾角為5－8°，以稍微達胸牆為宜。     三、玻璃池窯主要結構          根據我國目前能源情況，基本上採用火焰池窯。其結構主要包括：玻璃熔制，熱源供給，餘熱回收和供氣排煙四部分。    1. 玻璃熔制部分 （1）熔化部：它是進行配合料溶化和玻璃的澄清與均化的部分。熔化部上部為火焰空間；下部為窯池。而火焰主要由小爐燃燒口噴出； （2）投料口：配合料從投料口投入窯內，受火焰空間和玻璃液來傳遞熱量； （3）冷卻部：它是熔化好的玻璃液進一步均化和冷卻的部位，也是玻璃液分配供料的通道。    2. 熱源供給部分 （1）空氣、煤氣通道：經過加熱的空氣、煤氣離開蓄熱室後，在進入預燃室回合之前流過的通道。也是煙氣從火焰空間排至蓄熱室所經過的通道； （2）預燃室：指空氣、煤氣出水準通道後，借助氣流渦動、分子擴散與相互撞擊，在入窯前預先進行部分混合； （3）噴火口：指噴出火焰的地方。噴火口形狀、大小與長短對火焰的速度、厚度、闊度與方向有很大影響。燃油小爐較為簡單，僅使用噴嘴。 3. 餘熱回收部分 為了提高窯內火焰溫度，設置煙氣餘熱回收設備。利用煙氣餘熱來加熱助燃空氣和煙氣，進而達到提高火焰溫度和節能的效果。 4．供氣排煙部分 為保證池窯連續、正常和有效的工作，設置一套排煙供氣系統。包括交換器，空氣、煙氣煙道，中間煙道，鼓風機，總煙道和煙囪。 * * 矽酸鹽形成階段 玻璃液形成階段 玻璃液澄清階段 玻璃液均化階段 玻璃液冷卻階段       熔制過程 圖6-1 玻璃池窯中玻璃液流動狀況 1.溫度制度與控制 主要介紹玻璃池窯中玻璃液流動狀況與溫度控制 平板玻璃池窯各對小爐燃料量分配 －－ －－ －－ 14－8 28－30 35 23 2＃、3＃之間 4 －－ －－ 12 22－21 24－25 22 20 3＃小爐後 5 －－ －－ 9－8 7－8 16 15 20 21 21 21 18 19 16 17 4＃小爐前 4＃小爐後 6 4 3 8 6 12 13－12 21－20 21 21 21 18 19 16 17 4＃小爐前 4＃小爐後 7  各小爐燃料耗量的百分數  泡界線 位置  小爐對數 四、玻璃化         玻璃化工藝製備陶瓷材料是處理僅含有低濃度金屬污染物或同時混有有機物的熔渣或淤泥，製備有用產品的熱學方法。 玻璃化過程實例 1、可利用廢棄物描述 被處理的廢棄物包括過濾塊，鑄造沙、灰塵和淤泥。這個過程處理無機廢物，包括鎘、鉻、鈷、銅、鎳、礬或鋅。適用的廢棄物的例子包括處理廢水中的淤泥，電弧爐排放氣體處理後的殘餘物和袋中粉塵。 2、 優點 產品是一種耐用的材料，並經過毒性過濾程式（TCLP）測試，證明無毒。這個過程使體積降低（對於土壤是40%到對於易燃物是超過99%）。高溫下操作會殺死廢棄物中有機污染物。  3、缺點與局限性 熱轉換過程是主要的並且需要能量。即使對形成高價值產品的廢物流而言，收益不可能等同於處理的花費，。主要經濟上的優勢就是避免了處理的支出。 熱處理過程產生了大量的氣體，必須控制和淨化。廢物中易揮發的金屬，特別是砷、鈹或汞，使處理過程複雜。 * * * * 
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