[发明专利]用于制备玻璃的含硝石的材料处理方法

说明书

广义地讲，本发明涉及玻璃制造工艺。具体地讲，本发明涉及用于制造玻璃的材料处理方法，例如在玻璃熔窑中进行处理。

在制造玻璃的过程中，用于制造玻璃的材料在玻璃熔窑中进行处理时需要极其大量的热使其熔化。一般来说，用燃料和氧化剂一起燃烧来提供所需热，到目前为止所用氧化剂一般为空气。

普遍认为氮氧化物(NO_x)为污染物，工业生产时要求减少NO_x排放量。用空气进行燃烧时生成NO_x的主要原因是来自空气的氮在燃烧反应达到的高温下与氧结合。

最近，考虑到NO_x带来的问题，许多工业方法已开始应用纯氧或富氧空气进行燃烧，因为这可减少或完全避免因氧化剂带入燃烧反应区的氮气。

在用于制造玻璃的材料处理过程中，尽管用氧气或富氧空气已确实使NO_x排放量低于用空气作氧化剂时的NO_x排放量，但在配料含有硝石时NO_x生成量的降低就没有达到期望的程度。

因此，本发明的目的是用于制造玻璃的材料处理方法，其中氮氧化物排放量减少。

申请人认为，用于制造玻璃的材料处理时NO_x生成量高于预料值的问题主要是因为在该材料中用了硝石作为氧化剂，其中硝石分解而生成NO_x。

因此，本发明的另一目的是将用于制造玻璃的含硝石的材料进行处理以减少氮氧化物排放量的方法。

本专业技术人员可从本发明的公开内容中清楚地看出上述及其它目的可按以下方法达到：

用于制造玻璃的材料处理方法，其中减少了氮氧化物排放量，该方法包括：

(A)提供设有进料区和出料区的玻璃熔窑；

(B)向进料区提供用于制造玻璃的含硝石的材料并使其中的硝石分解成氮氧化物；

(C)以富含燃料的比例向进料区提供燃料和氧气，使其燃烧而生成燃烧反应产物，其中包括未完全燃烧产物，并在进料区使氮氧化物还原成氮气；以及

(D)将用于制造玻璃的材料转入出料区，以富含氧气的比例向所述出料区提供燃料和氧气并使之燃烧，同时使未完全燃烧产物与氧气反应生成完全燃烧产物。

本文中所用“氮氧化物”一词和“NO_x”指一氧化二氮(N₂O)，一氧化一氮(NO)，三氧化二氮(N₂O₃)，四氧化二氮(N₂O₄)，二氧化氮(NO₂)，四氧化三氮(N₃O₄)和三氧化氮(NO₃)中的一或多种。

本文中所用“硝石”一词指一或多种硝酸盐化合物如硝酸钠(NaNO₃)和硝酸钾(KNO₃)。

本文中所用“完全燃烧产物”一词指二氧化碳和水蒸汽中的一或多种。

本文中所用“未完全燃烧产物”一词指一氧化碳，氢，碳和部分燃烧烃中的一或多种。

本文中所用“未燃烧燃料”一词指未经历燃烧过程的燃料和/或未完全燃烧的产物。

附图为可用来实施本发明方法的玻璃熔窑实施方案之一的简化示意图。

在实施本发明时，在玻璃熔窑内设置上游区和下游区，上游区中NO_x在玻璃面以上还原，而在玻璃表面附近保持更具氧化性的条件，下游区为氧化区。确定的上游区条件得以使NO_x，如硝石产生的NO_x还原成氮气。在氧化区内使燃烧完全，从而产生更多的热量，用以进行熔化并减少流出窑的未完全燃烧产物量，而同时又不会产生大量NO_x。

以下参照附图详述本发明。

图中示出了玻璃熔窑10，其中设有上游进料区1和下游出料区2。为进行一般性说明，图中示出的进料区位置是从入口端延伸至窑轴长L的15-50％范围内，而出料区则基本上包括窑轴长L的剩余部分。

用于制造玻璃的材料经进料口11送入进料区1，经过窑10的长度后经管道6进入进行进一步加工处理的精炼(refining)区12。用于制造玻璃的材料在经过窑10的过程中经受烧嘴21,22,23和24产生的热的作用而熔化。该材料可包括砂，苏达灰，石灰石，白云石，铁丹和碎玻璃或玻璃屑中的一或多种。用于制造玻璃的材料也可包括硝石。若该材料中存在硝石，则窑中热量可使硝石在进料区分解成NO_x。