[发明专利]制造玻璃细珠的球化炉和工艺

说明书

本发明涉及制造玻璃细珠的球化炉，该炉包括供给粒状原料的供料装置、一个原料颗粒在其中被加热并转化为玻璃细珠的球化区、和收集所生成的玻璃细珠的装置。本发明包括一种制造玻璃细珠的工艺，即将原料供给到球化区且使其从中通过，于是原料被加热并转化为玻璃细珠，而后将玻璃细珠收集起来。本发明包括用这种工艺制造的玻璃细珠。

在传统的球化炉中，是将粒状原料供给到立式圆筒状燃烧室的底部，在球化区内原料为烧嘴火焰所环绕和被携带着上升。原料颗粒与火焰接触而球化，所生成的玻璃细珠被热气流从燃烧室顶部带出，并在该处进入旋风分离器进行分级和收集。原料颗粒夹在载气流内供给到燃烧室内，载气通常为空气，或者是空气和可燃气体的混合物。在美国专利4，643，753中，许多细碎玻璃粉粒和一种可氧化的粘结涂料被连续送入一滚桶。在滚桶中，可氧化粘结涂料与玻璃粉粒充分混合以在各粉粒上形成一极薄的完整包层，从而防止粉粒粘在一起。如此包层的玻璃粉粒在流化床上被加热形成球粒。而后，球粒进入一个密封的中度冷却床，开在此处于急剧降温中。此后，包层的球粒继续前进通过一氧化剂流化床，并在此脱去包层。光洁的球粒通过冷却流化床被固化。在美国专利4400191的基本原理是利用一热真空室，其中，一个预先成形的大球形体或多个球形体经管进入悬浮器。原来不规则的球形体被支撑在从开口喷出的热气的上升流上。在需要球形体处于熔化状态期间，它被热气的上升流加热，因此，表面张力形成一精确的球体。悬浮器被突然朝向斜下方的位置移去，以使熔化物体能自由降落。而后精确的球体进入真空降落塔，使之能够在不通过空气而产生变形的情况下冷却。

正如众所周知的那样，原料的加热方式对工艺的经济性，以及对所生产玻璃细珠的质量和生产率是极为重要的，尤其是当玻璃细珠为泡沫状，例如单泡沫状（monocellular）时更是如此。快速加热有益于原料的球化和玻璃化，而这要求火焰与原料之间有良好的热接触。为了获得均匀的产品质量，重要的是以此工艺所生成的玻璃细珠在燃烧室内应得到均匀的处理，而且减少固体材料结块的倾向也很重要。这样，颗粒的供给方式就应该能使其很好地适当分离，以减少其结块的倾向和从而使其加热相互间不受到遮挡，而且原料的供给方式也应是均匀的。为了使原料颗粒进入载气而供给到球化室，已有多种方案，但都不十分令人满意。

本发明的目的就是提供一种原料供给装置得到改进的球化炉。

根据本发明，所提供的制造玻璃细珠的球化炉包括供给粒状原料的供料装置、一个原料颗粒在其中被加热并转化为玻璃细珠的球化区、和收集所生成的玻璃细珠的装置，其特征是上述供料装置包括一个适于保持原料颗粒流态化的贮槽，该贮槽至少有一个溢流供料出口，流态化颗粒越过该出口可在重力作用下流动供入球化区。

这种球化炉具有经过改进的原料供给装置。贮槽中的流态化颗粒必须很好地相互分离，而由于颗粒在重力作用下供给到炉子球化区（颗粒在此被加热和球化）的过程中仍处于流态化状态，所以这种分离状态仍可以保持。这不需要任何可能会对分离产生干扰的具有的载气流。原料的供给能够以更均匀的速度进行。

通过使流态化床保持在一个恒定的高度上，可以进一步改善原料供给速度的均匀性。这样做的一个简单方法是以过高的速度给贮槽供给原料和使过量的原料溢流出来并进行回收利用。因此最好是在高于上述的或上述各溢流供料出口处，上述贮槽至少有一个溢流控制出口。

有益的是，上述供料装置的布置使流态化颗粒的供给在上述球化区的横截面上是基本对称的。这样有助于提高颗粒加热的均匀性，当然这要假设球化区的温度分布是对称的。

上述贮槽最好配备有加热装置对上述流态化床中的颗粒进行予热。我们发现这样使得在球化过程中原料的加热效率更高，从而提高燃料的经济性和生产率。贮槽可以安置在带有球化区的加热室内，主炉的加热装置从而也可用来预热原料。贮槽安装在该加热室外也是可以的。在后一种情况下，原料可以只由流态化气体来预热，例如该气体可事先已通过热交换器（例如由炉子的燃烧气体加热的）。或者额外还可以配备原料预热装置。

本发明包括制造玻璃细珠的工艺，而且本发明相应地提供了一种制造玻璃细珠的工艺流程，即将原料供给到球化区且使其从中通过，从而原料被加热并转化为玻璃细珠，玻璃细珠随后被收集起来，其特征是原料从流态化床贮槽通过流态化溢流在重力作用下供给到球化区，并在该处被加热并转化为玻璃细珠。

这是一种非常简单的方法，能以均匀的速度供给呈良好分离状态的原料颗粒流。它提高了产品的生产率和均匀性及燃料的经济性。