CN1310142A

CN1310142A - 静电批料预热器

Info

Publication number: CN1310142A
Application number: CN01116292A
Authority: CN
Inventors: J·C·亚历山大
Original assignee: BOC Group Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2001-08-29
Also published as: GB2363791B; BR0100642A; JP2001220148A; GB2363791A; TW583148B; EP1123903A2; KR20010076305A; US6615612B2; GB0000969D0; EP1123903A3; AU1501501A; AU772030B2; US20010008076A1; CA2331165A1

Abstract

一种在用于玻璃熔炉以前加热玻璃批料材料的方法,该玻璃批料材料包括固体颗粒原料或碎玻璃、或两者的混合物,该方法包括下列步骤:a)在料斗中提供大量的玻璃批料材料;b)提供至少一个通过大量批料材料的气流通道,该通道的至少一部分表面由批料材料的表面组成;c)使玻璃熔炉排出气体通过该通道;d)在通道内提供导电电极;e)提供与批料材料接触的导电表面;和f)在步骤d)的电极和步骤e)的表面两者之间施加足够数量的电位差,在通道内部产生电晕放电,该电晕放电由通过炉内气体的气体离子流组成,至少一部分气体离子流入玻璃批料材料中。

Description

静电批料预热器

本发明涉及使用玻璃熔化过程的废热预热玻璃生产原料的方法和装置。本发明使用静电力改善常规方法预热玻璃批料材料的性能。另外，静电力用于从玻璃熔炉排出气体中除去细颗粒物质，这样同时完成污染排放物的处理。

通过将固体原料混合物加热和熔化到液态来制备玻璃。在熔炉内部进行熔化，并必定需要大量的热量。一般通过燃烧矿物燃料产生热量，燃烧后的排出气体排出熔炉。刚排出熔炉的废气温度是非常高，一般为1300℃-1450℃。通常包括燃烧空气预热器，其回收这些气体中的一些热量。即使如此，排放到大气中的气体温度还是非常高，因此浪费了大量的热量。在生产玻璃的费用中，熔炉的燃料费用是主要部分。

玻璃的原料一般地叫做批料(batch)。单词玻璃料通常是指包括石英砂、石灰石、纯碱、芒硝和各种其它辅助组分的不同粉末材料的组合。仔细地选择材料和混合比来生产所需性能和质量的玻璃。通常制备这些细分散形式的材料以加速它们的熔化速度。尺寸一般为100-200μm，最大尺寸为1毫米。来自工厂或来自外源的回收玻璃也可用作原料。这些回收的玻璃被称作碎玻璃。为了容易处理，在碎玻璃用于玻璃熔炉以前，通常被压碎到小于50毫米。有时，将碎玻璃磨碎到与其他原料相似的大小。为了进一步描述，单词批料是指单独的玻璃料、单独的碎玻璃或玻璃料和碎玻璃的混合物，碎玻璃或者是压碎的或者是磨碎的。

玻璃熔炉放出带有废气的各种污染物，通常为颗粒物质(细粉尘)和SO₂。因为颗粒物质的直径小于1μm，且废气温度高，所以尤其难以收集颗粒物质。一般使用非常大的静电除尘器，常常优先通过吸收塔用不同的试剂与SO₂污染物化学反应。有时存在其它的气体污染物，具体地说为HF和HCl的酸性气体。许多地方性法规要求减少这些排放到大气中的污染物的数量。

美国专利说明书4696890描述了一种装置，其中熔炉废气通过批料仓内部的“流动管道(flow ducts)”。流动管道的上半区是由等边角形截面形成的，该截面在料仓内部形成类似屋顶的结构。该角具有一开孔的底部，而由于其休止角低于顶部，批料本身形成流动管道的下半区。

通过其顶部开口将批料引入料仓中。批料靠重力向下移动，因此在暴露于熔炉废气中的流动管道中，提供连续不断更新的表面。主要由于与热气体直接接触，所以将热量传递到批料。

流动管道以水平方式排列，分开的炉内气体并行流过给定组的管道。许多组流动管道一个在另一个上方设置，并设置内部通道以使流动连续地从下排流到上排。结果是热气体逆向流动，同时，将批料向下移动到料仓。通过常规装置例如振动的、螺旋或其它机械式送料器控制管口，使批料从装置中送出。

已经成功地和可靠地操作这种装置，但是已经发现在玻璃工业中使用受到限制。已经较好地说明了批料的预热和熔炉的燃料消耗降低。同时，已经认识到部分除去SO₂、HCl和HF。该装置的主要缺点是来自批料材料的粉尘被带进流过流动管道的炉内气体。通过降低管道中的气流速度可以使气流携出物减到最小，但是这样一种方法大大地增加装置的尺寸和成本。一般地，为了截留携带的粉尘和防止它释放到大气中，在该装置的下游安装静电除尘器。然而，这导致整体设备昂贵。预热批料材料的经济效益不能证明设备的全部安装成本是合算的。

需要的是对该装置进行改进，使其操作时不带入粉尘。而且，如果玻璃制造方法要满足政府有关减少从熔炉排放污染物的法规，那么能够同时除去来自熔炉废气的颗粒物质和SO₂，以满足这些法规的装置会省去对增添污染控制设备的需要。因而，本发明的方法在设备方面具有明显的优势。这是本文描述的本发明的目的和结果。

考虑到上述情况，下面是本发明所述实施方案的目的或效益：

1．通过与熔炉废气直接接触，利用其热量来预热批料材料，供玻璃熔融炉使用。

2．消除了随着离开直接接触处理的气体一起带走粉尘。

3．同时除去来自进气的细颗粒物质，因此减少了污染排放物。

4．通过与批料组分化学反应和形成固体反应产物，同时，除去进气中的气体污染物，此气体污染物也许是进气的组分。

5．通过高气体速度操作以及逆向流动气体和固体而得到该方法的最佳效率。

通常可以达到这些目的或效果的本发明的一方面是一种在用于玻璃熔炉之前加热玻璃批料材料的方法，该玻璃批料材料包括固体颗粒原料或碎玻璃，或两者的混合物，该方法包括下列步骤：

a)在料斗中提供大量的玻璃批料材料；

b)提供至少一个通过大量批料材料的气流通道，该通道的至少一部分表面由批料材料的(自由)表面组成；

c)使玻璃熔炉排出气体通过该通道；

d)在通道内提供导电电极；

e)提供与批料材料接触的导电表面；和

f)在步骤d)的电极和步骤e)的表面两者之间施加足够数量的电位差，在通道内部产生电晕放电，该电晕放电由通过炉内气体的气体离子流组成，至少一部分气体离子流入玻璃批料材料中。

通道的顶部优选包括导电板，以在松散材料内形成顶部并与批料材料接触。优选地，该顶部的设置是使通道的底部包括残留在顶部下方的重力休止角内的批料材料。

可以优选将未受热的批料材料供给到料斗的顶部。可以从料斗的底部移走热的批料材料，以便批料材料由于重力作用而移动穿过料斗。

通道具有圆筒形形状，且通常优选水平地置于料斗内。

本发明的另一方面是实现上述方法的装置。

在本发明的另一个实施方案中，气体中的细粉尘污染物通过静电沉降在气流通道的内部而从该气体中除去，该静电沉降包括直接沉积在批料表面上，接着与批料材料一起从料斗中移走。

在本发明的再一个实施方案中，将随气体引入的气体污染物与批料材料的组分起化学反应，形成固体反应产物，即随着批料材料从料斗中移走。

在本发明的又一个实施方案中，设置许多这种通道，气体首先引入料斗底部附近的通道中，最后从料斗顶部附近的通道中移走。气体连续地从料斗的底部到顶部流过通道，或通道组。批料在顶部引入并从料斗底部移走，以便气体和批料彼此通常以逆流方向流动。

本发明可以方便地利用来自废气的热量预热批料。在将这些材料引入熔炉之前将其预热，可以减少熔炉中加热并熔化这些批料所需要的燃料量。这些燃料的减少可以给玻璃制造方法带来巨大的经济效益，以及仅仅因为燃烧较少的燃料而减少所谓的温室气体的排放物(例如NO_x和CO₂)。同时由于这种预热，可以高效减少污染物排放物例如细粉尘、SO₂、HCl和HF，以满足严格的法规规定。因为大多数的玻璃批料材料含有大量的可与这些酸性气体起化学反应的材料，具体地说为纯碱(Na₂CO₃)和石灰石(CaCO₃)，所以可以减少SO₂、HCl和HF排放物。

燃烧矿物燃料的玻璃熔炉具有若干种不同的设计。当空气与燃料燃烧时，一般在交流换热器或同流换热器中利用排出熔炉的一些废热预热空气。同时，名义上纯氧也可以用于燃烧，在这种情况下，一般没有废热回收设备。

尽管本发明可以有利地应用于任何玻璃生产系统中，但在氧气烧油炉情况中的效益最大。这是因为废气温度较高，因此可以将批料预热到高温，伴随熔炉的供氧(和成本)按比例减低，且熔炉的燃料需要量减少。

现在参考附图，通过实施例进一步详细描述本发明的上述及其他方面，其中：

图1是本发明预热器的优选的实施方案的透视剖视图；

图2是优选的实施方案的内部的横剖面视图；

图3A和3B是表示电流流动的单管道的详细横截面视图；

图4A和4B是管道的另一方案的详细横剖面视图；

图5是表示放电电极和气流模式的另一方案的详细的横剖面视图；和

图6是说明应用于玻璃熔窑的优选实施方案的工艺流程图。

在图1中描述了本发明的静电批料预热器(或E-批料预热器)，这是该装置的透视剖视图。大量的玻璃批料材料(未示于图1中)装入料斗1中。该料斗通常具有正方形或长方形的平面截面2。在料斗的底部，第二个锥形卸料斗3允许材料经由送料器4卸料24，在料斗中产生基本上均匀流动的材料。这种在料斗中获得“物流”的技术在本领域中为大家所熟知。通过常规料仓和原料处理设备，穿过料斗顶部17均匀地补充批料材料。料斗1通常是保持满载状态。

通过提供具体的设计结构，在大料斗内部形成内部气流通道22的组5，参考图2可以更好地理解。图2是料斗1内部的横剖面视图。在大量批料材料20中水平开孔的底部管道6形成开孔通道22。批料材料以其自然休止角装填在管道下面形成表面7，因此批料材料本身形成管道周边。图2表示了一种六角形管结构，批料材料在其底部形成两个平面7。六角形的两个上表面8和两个侧面9一般是金属板材。材料休止角一般地与水平面成大约30°，因此使用六角形几何结构保持了全部流动通道的良好对称性。如下所述，对于在通道内均匀产生电晕放电来说对称性是重要的。还可以使用其它管道几何结构例如圆柱状。

该管道延伸到大料斗的壁10，且适合的孔11与料斗壁相交使每个通道内部与料斗外连通便于气体流通。这样构造管道的两端，以便形成气流穿过料斗1的整个宽度的自由通道。一般提供许多排这样的管道。

在料斗外部提供正压室(Plenum)结构12、13和14，且它们允许所需路线的气流穿过该装置。来自玻璃熔炉的热气体15经由入口管56直接到入口正压室12。此入口正压室12包括多排流通通道。此一排排通道的集合称为通道组(bank)。这样设计正压室结构，为了使气体大致相等地分开并流过由正压室围住的所有通道组。气体流过第一组的通道之后，使用第二正压室13收集气体，然后使气体直接到第一组之上的通道。通过第二组通道之后，在出口正压室14收集气体。然后，冷却气体16经由排气管57从该装置排出。

虽然图1所示只有两组通道，但是在实际使用中，在料斗较高位置上可以连续地设置若干组这样的通道。附加的通风室直接使气体连续地流过附加通道组。

因为批料材料(batch material)20经由送料器4送入该装置的底部24，所以料斗中的整批批料材料以蠕动方式在料斗中移动19并通过通道。此移动产生暴露在流动通道里面的批料材料的连续更新的表面7。如果交替的一排排通道以中心交错的方式配置，如图2所示，当原料流过料斗时，全部的批料材料可暴露在热气体中。通过直接接触，气体中的热量转移到批料材料。同时，SO₂、HCl和HF与批料材料的组分起化学反应，形成固体反应产物。用这种方法，这些气体污染物从炉内气体中去除。

现有技术的根本局限性是供应给料斗中的任何批料材料都含有一定量细粉尘。当这些细粉尘和通道中的流动气体接触时，灰尘被带入气流中并被携带到料斗中。从该装置排出的气体16表明大量的灰尘填料由装置中的批料携带走。这些转移是不可接受的，因为它排到大气中构成了污染排放物。

而且，从气体到批料的传热速度相对低，因此需要相对大的装置。为了使上述的灰尘转移减到最小，通道中的气体速度必须保持低速。这种低流速在通道表面附近呈现具有极低气体速度的明显“边界层”的气流模式。实质上，热量必须通过这些几乎停滞气体的边界层扩散，以便加热批料。在装置的传热速度方面这是主要的缺点。这种缺点迫使工艺设计师提供很大的装置来完成所需的批料预热，因此设备的费用高。

由于同样的原因，将污染物气体转移至与批料材料表面接触的质量转移率是低的，因此气体污染物的除去效果一般达不到政府机构要求的排放标准。

现在进一步描述E-批料预热器的发明点。

每一通道装备有沿轴方向排列并中心位于通道内的放电电极18。虽然显示了简单的导线，但是可以使用其它的引入尖锐的接触点的设计以产生电晕。所示通道组中的导线18在支架50和支撑该支架的电绝缘体51的任何一个端连接在一起。这种绝缘体一般是陶瓷结构。同样的支架(未显示)装备在通风室13中。因此导线和支架与通风室12,13,14和料斗1电绝缘。支架和绝缘体的这种排列和设计为静电沉降领域的技术人员所熟知。

高压直流电源57经由支架伸出部分59穿过支柱绝缘子连接到支架上。一个电源可以用于整个设备，或者，分开的电源可以供给每组通道。该料斗电接地60。每一管子的导电板8和9连接到料斗壁10，因此也是电接地的。

高压直流电源57用于给放电电极18施加高压。给放电电极18施加的足够数量的高压将在图2描述的通道之内产生电晕放电52。该电晕放电为本领域的技术人员所熟知，因此不需要深入说明电晕方法。该电晕方法从放电电极向环绕电极的接地表面产生气体离子流。该金属管子是导电的和接地，因此它提供电离子流向接地的流畅路径。

已经发现电晕放电离子流还可以流向通道的批料材料表面7。然后这些离子53流过大部分批料材料进入金属管子，然后到图3A描述的地线。这在足够低电阻率的批料材料的情况下可发生如图3A的情况。然而，如果批料材料具有高电阻率，如图3B所述，电流不能流过批料。来自电晕的离子在批料表面产生静电电荷54的积聚。因为负电晕放电极性通常用于静电沉降，所以这里的实施例使用负极。对正极也进行相同的操作和分析。这些电荷聚集会防止离子连续流到批料。

在高电阻率的情况，静电电荷聚集54将结束电晕放电，和电晕气体离子将停止流动。这些将在没有电晕放电离子流的通道中产生寂静区55。然而，电晕放电离子流将继续在该区域与导电板8和9连接，如图3B所示。如果批料材料的电阻率非常高，那么这种电荷聚集将产生可以使静电除尘器遭到破坏操作的众所周知的“后电晕”现象。在非常高电阻率的条件下，电荷聚集53是如此大以致于从电阻材料的表面产生第二次电晕放电，激发正离子进入该气体中。这些正离子将逆向流向电极18并有效地抵消了正常的负电晕放电离子流。在此情况下，静电除尘器显示出在减电压下的极大增加的火花放电速度。显著地降低了除尘性能。通常，此现象的极限体电阻率大约为10⁸Ω-米。

在电阻率不太高的情况下，来自电晕放电的气体离子52流过通道中批料7的表面，穿过原料的所得到的电流63产生与电流相应的电场。容易理解的是在批料材料中产生的电场与批料材料的电流密度和体电阻率有关，由欧姆定律表示：

E_b=J_b÷ρ_b

其中；E_b=电场强度(伏特/米)

J_b=电流密度(安培/平方米)

ρ_b=批料材料体电阻率(Ω-米)

这种电场在原料内依次产生压力，实际上是一种内聚力。

F_b=ε_b×E_b ²

其中：F_b=内聚力(牛顿/平方米)

ε_b=批料材料的体介电常数(法拉/米)

由于电荷守恒，流向批料表面的气体离子流的电流密度J_i必须等于穿过批料材料的电流密度J_b。

J_i=J_b

其中：J_i=批料表面的电晕电流强度(安培/平方米)

使用欧姆定律，我们可以用电晕放电离子电流强度来表示批料表面上原料的内聚力：

F_b=ε_b×(ρ_b×J_i)²

此力62垂直指向批料材料的自由表面7，因此防止灰尘从批料进入气流中。该等式表明内聚力强烈依赖于手批料材料的电阻率和电晕放电离子电流强度。

通常因此可以说批料必须有足够低的电阻率，使电晕电流流过原料到接地的管子。通常，我们可以说电阻率必须低于10⁸Ω-米。

批料的电阻率主要是批料化学成分和批料温度的函数。一般地，批料是若干组分的混合物，因此电阻率也是混合物中不同化学组分的物理性能的函数。批料中电导的主要方式是通过随温度而变的批料的钠组分来离子导电。在大约200℃以上的温度下，纯碱通常提供足够导电率，即电阻率保持临界的10⁸Ω-米之下。在干空气中，电阻率只随着温度降低而增加，且低于大约200℃时电阻率将超越临界点。

然而，在存在熔炉排气的情况下，电阻率曲线遵循高温下的干空气曲线，但是对于低于大约200℃的温度来说，电阻率实际上随温度降低而减少。此原因是炉内气体一般含有高含量的水蒸汽和微量的酸性气体。在低于大约200℃的温度下，酸将凝缩在固体表面上，即所谓的酸露点。首先，虽然只有微量的酸凝结在固体表面上，但是此微小的表面膜是足以产生导电。该导电机理有效地将通过批料的钠成分的离子导电转换成通过批料颗粒表面的酸膜的表面导电。因为批料的电阻率低于后电晕施加的极限值，但是仍然足够高以在批料表面7产生很强的内聚力，所以可以防止灰尘从批料中移走。

这种很强的内聚力将防止灰尘及其他批料颗粒进入气流中。这可设计E-批料的气流速度显著地大于现有技术。较高的气体速度意味着可以装备较小的装置以处理相同数量的气流和固体流。

不但提供与批料材料的内聚力和防止灰尘进入流动气体中，而且电晕放电将提供两个其它重要的功能。第一，熔炉排气中任何细小的颗粒物质静电充电，然后迫使它们朝向金属管子8和9的内表面，或者批料材料的表面7。这是常规的静电除尘器操作。通常，如果提供充足的收集表面面积，那么将从炉内气体中高效率地除尘细小的颗粒物质。

第二，电晕放电中的气体离子流在气体中产生强的小规模湍流。这种湍流有改善从流动气体到批料材料表面的传热速度和质量传递速度的作用。这具有增加从该装置排出的批料的预热温度的作用，以及通过与批料材料化学反应增加除去来自炉内气体的气体污染物的作用。如前所述，传热和传质速度一般地受在固体表面附近形成的气流“边界层”的限制。在此边界层处气体速度低，而且该层成为热传递或质量转移过程中的瓶颈。热量或质量必须以很慢的速度扩散通过该层。在显著地减小此边界层厚度方面，电晕感应的湍流尤其有效，因此增加了传递速度。因此，与现有技术相比，E-批料法实际上可在较小装置中完成较好的批料预热和较好地除去气体污染物。

此电晕感应的湍流通常被称为电晕风。结果是：穿过气体的静电推进的气体离子实际上对周围气体的产生一拉力，从而使其运动。对要求更高的热量和质量传递速度的情况下，可以通过合适的电极设计使此效果最佳化。参看图5，表示了一种改进的电极以优化用于传热传质的电晕感应的湍流。

用足够大直径的杆66替代该导线，在它的表面产生较少的电晕。对于典型的应用来说，管子的内横截面尺寸可以是6-12英寸。这种杆的直径可以是1/2-2英寸。将尖锐的针尖67每隔一定间隔固定到该杆上，并指向批料表面7。邻接针尖的间距可以是1英寸-6英寸。设置针尖，在针尖67处导致局部电晕放电，气体离子流69几乎完全地流向批料表面7。通道的另一个区域68相对于气体离子流实质上是静止的。如此设置有两个好处。

第一，所有的电晕放电离子电流直接进入批料。于是，批料表面7处的内聚力将大于离子电流均匀分布在通道整个周边周围时的内聚力。第二，不均匀的电晕离子流将在通道内部形成电晕感应的气流模式70，气体速度指向批料表面7。这种气体循环将气体从整个通道横截面运送到批料表面7。这将大大地改善所需的传热传质过程。

可以使用其它几何结构如图4A所示的导电管子。这里提供了去除下部的圆筒96。选择孔口的尺寸，以便批料材料表面7几乎形成圆圈。此几何结构提供最均匀分布的电晕放电52。其它的细节与前面几何结构的描述相同。

同时，可以使用不同类型的挡板以促进批料材料的良好流动，如图4B所示。这里，在管子96上方的陡峭倾斜挡板97排除了批料材料滞留在管子96上部的可能性。此滞留滞区可以形成大量批料的聚积，其可以沉积，然后阻碍原料正常地流过料斗。

本发明的基本目标是预热用于玻璃熔炉的批料材料，同时减少排出气体中污染排放物。如前所述，本发明的E-批料法的好处在氧气烧油炉的情况下最大，因为：

1．排出气体的温度高于其它类型的加热炉，和

2．批料的预热减少了熔炉要求的燃料和氧气，因此节约了与两者有关的费用。

因此，以氧气烧油炉为例说明优选用于玻璃熔炉，但是E-批料法也同样适用于其它的加热炉，包括交流换热的或同流换热的空气燃料燃烧的玻璃熔炉。

在温度最恶劣的条件同时保持非常精确的使用条件下操作玻璃熔窑。排出气体是热的和化学侵蚀的气体。批料材料由若干不同的化学和物理组成(即活性的的研磨料、吸湿的和有产生灰尘倾向)的混合物组成。应用于玻璃熔炉的设备，尤其是处理批料材料和排出气体的设备，必须是简单的和可靠的。这样的描述是重要的，当了解了它与玻璃制造工艺的组合时，与替换物相比，E-批料法的优点是显然的。

参看图6，玻璃熔炉71是包括熔融态玻璃池72和燃烧空间73的耐火砖结构。燃烧烧嘴74供应氧气和燃料，且在燃烧空间内部产生火焰。来自火焰的热量熔化玻璃72。熔融态玻璃通过出口(此图未示出)排出熔炉。批料材料经由装料机4装进熔炉。通常使用许多类型的装料机，包括振动式给料器、螺旋给料机、往复式推料机等等。以可变的速度将批料材料装进熔炉，以便保持熔炉中熔融态玻璃72的顶部液位95不变。照这样，送料器4必须能够以可变的速度将批料供应到熔炉中。

预热批料的效果是减少熔炉中燃烧烧嘴的燃烧速度。预热批料比不预热批料需要较少能源来熔化。减小燃烧烧嘴的燃烧速度减少了燃烧烧嘴所需要的氧气和燃料的量。

来自燃烧空间的排出气体75通过出口76排出熔炉并进入烟道通道77。这些排出气体75一般有1300℃-1400℃，因此烟道通道也必须由耐火砖材料建造。

批料材料一般在大约600℃温度下开始熔化。如果这些熔化发生在E-批料预热器内部，那么批料将粘在一起和粘在装置的金属表面上，这使装置不能工作。为了防止批料的过热，来自熔炉的热气体在进入E-批料设备以前必须调温。

调温空气78经过风扇79通过入口80喷入烟道通道。空气78与炉内气体75混合以在烟道通道的下部产生调温的排出气体81。这些调温气体81一般在大约550℃-600℃，通常，测量此温度并控制送风机79的速度以保持要求的温度。

另外，排出E-批料设备的冷却气体87可以再循环95以提供所需的烟气调温。用这种方法，由于冷气渗入，所以不需要引入额外的氧气到系统中，且不会损失热量。

金属管和烟道可以处理这些调温气体。然后，调温废气81流过烟囱82和管道83。这些管道和烟囱最好绝热的以保持废气温度。使用送风机84克服气体流过E-批料设备时产生的反压力。气体通过E-批料器中的多个通道需要一定压力，但是通常用于这一目的的常规送风机可以达到此目的。控制送风机转速以便保持熔炉的燃烧空间73内部的正常压力。燃烧空间73中的稳定压力对于玻璃制造工艺来说是至关重要的。

另外，送风机可以位于E-批料设备的下游。这样可处理冷却的和纯净的气体。

烟囱82装备有紧急排气口85和闸门86。在E-批料设备发生故障或送风机84损坏的情况，熔炉排气必须很快地排到大气中。玻璃熔炉不能关闭或允许冷却，否则会严重破坏熔炉。一旦发生故障，很快地打开排气口85并关闭闸门86。然后将控制器置于安全排气口85的活叶上，以便保持熔炉工作压力，因为送风机84将不再用于这些目的。

在正常运行情况下，调温气体82由送风机84排出，并进入E-批料预热器的入口通风室12中。示于图6中的E-批料预热器与前面的描述的一致，但还有一些特殊方面。在这些实施例中装备有若干组(总共八个)通道。因此，提供附加的中间通风室13，干净而冷却气体87从出口通风室14排出E-批料预热器。烟囱89将这些气体87排放到大气中。

使用的多组通道允许每组有不同的设计，以便适合该工艺中的各具体点的要求。当气体往上流过E-批料预热器时，气体被冷却。由于此冷却的结果，实际体积的气流减少了。因此，所希望的是下层组包括比上层组更多的通道，以便在每组通道中提供最佳气体流速。

同时，气体的电特性随着温度而变化。通常，在高温下，降低了产生适当的电晕放电所要求的电压。因此，所希望的是给各组通道提供独立的高压电源57。通常，独立的电源有益于该方法的操作，因为各个电源可以在不同的电压下操作，在此点上产生最佳操作。然而，几组共用一个电源，在成本上是有利的。本实施例是8组通道共用4个电源。

最后一组通道88具有最多数量的通道，这有益于降低此最后一组的气体速度，以保证基本上没有批料材料粉尘进入离开此组的气体中，因为这些气体直接排放到大气中。同时，这最后一组具有自己的高压电源，以便在每次操作中都保持最优的静电操作。

E-批料设备装有缓冲漏斗90，以将批料材料保持在它的有效截面上。重要的是，在缓冲漏斗中的批料92的顶层没有降到在E-批料预热器中最高通道93之下。通过常规的物料输送设备91例如斗式提升机和皮带运输机将批料材料17输送到缓冲漏斗的顶部。一般地，这些设备是间歇地运转，因此贮藏处的容量必须适合于批料传递之间的间隔。同时，缓冲漏斗的容量必须足够，在修理物料输送设备91损坏的所需任何时段中，可以通过送料器4给熔炉供应批料。

来自E-批料设备下部料斗3底部的热批料通过重力滑槽94流向熔炉装料机4。热批料是干的且有产生扬尘排放物的倾向，因此尽量较少地处理这些材料。料斗3和滑槽94以密闭灰尘的方式密封。同时，料斗3和滑槽94最好是绝热以保持预热批料的温度。

Claims

1．一种在用于玻璃熔炉以前加热玻璃批料材料的方法，该玻璃批料材料包括固体颗粒原料或碎玻璃、或两者的混合物，该方法包括下列步骤：

a)在料斗中提供大量的玻璃批料材料；

b)提供至少一个通过大量批料材料的气流通道，该通道的至少一部分表面由批料材料的表面组成；

c)使玻璃熔炉排出气体通过该通道；

d)在通道内提供导电电极：

e)提供与批料材料接触的导电表面；和

2．权利要求1的方法，其中气体以足够速度流过该通道，以便如果不施加步骤f)的电位差，至少一些批料材料进入流动气体中。

3．权利要求1或权利要求2的方法，其中批料材料的体电阻率不到10⁸Ω一米。

4．权利要求1到3的任何之一的方法，包括附加的步骤：

a)从底部移走热的批料材料，以便批料材料经过重力作用移动穿过料斗；

b)在料斗的顶部提供未加热的批料材料。

5．权利要求4的方法，其中批料材料的移动使批料材料的表面在通道中更新。

6．权利要求1到5的任何一个的方法，其中：

a)通道具有圆筒形形状，且通常水平地配置在料斗内；

b)圆筒形通道的顶部部分由导电板组成，该导电板在松散材料内形成顶壁；

c)顶壁设置为使圆筒形通道的底部部分由在顶壁下方以其休止角残留的批料材料组成；和

d)步骤b)中的顶壁包括权利要求1步骤e)的导电表面。

7．权利要求6的方法，其中圆筒形通道是具有向上的六角形顶尖的六角形圆筒，该导电板形成六角形圆筒的两个顶面和两个侧面部分，而批料材料形成六角形圆筒的底部两个部分。

8．权利要求6或权利要求7的方法，其中圆筒的顶部部分b)是具有移动的底部截面的圆筒状。

9．权利要求6到8的任何之一的方法，其中放电电极由导线、小半径杆、或装有小半径触点或边缘的杆组成，该放电电极沿轴向排列，且基本上位于圆筒中心。

10．权利要求6到10的任何一个的方法，包括多个通道，因此形成通道组，炉内气体分开流过并行的通道。

11．权利要求10的方法还包括：

a)多个通道，其中一组位于另一组的上方；

b)气体首先流过最下层的组，然后连续地流过各个垂直邻接的组；和

c)从料斗底部处移走热的批料材料，并将未加热的批料材料以基本上连续的方式加入到料斗的顶部，以便批料材料经过重力作用通过料斗移动。

12．权利要求1到11的任何一个的方法，其中玻璃熔炉排出气体含有颗粒物质，且至少一部分颗粒物质是从气体中静电除尘在通道的内表面上。

13．权利要求1到12的任何一个的方法，其中玻璃熔炉排出气体含有气体污染物，批料材料至少部分地由能与污染物起化学反应的组分组成，且至少一些气体污染物经过与批料材料成分的反应从熔炉排气中去除。

14．权利要求13的方法，其中气体污染物是二氧化硫，而批料成分是纯碱或石灰石。

15．权利要求13的方法，其中气体污染物是氯化氢，而批料成分是纯碱或石灰石。

16．权利要求13的方法，其中气体污染物是氟化氢，而批料成分是纯碱或石灰石。

17．一种在用于玻璃熔炉以前加热玻璃批料材料的装置，该玻璃批料材料由固体颗粒原料或碎玻璃，或两者的混合物组成，包括：

a)包含大量玻璃批料材料的料斗；

b)至少一个通过大量批料材料的气流通道，该通道的至少一部分表面由批料材料的自由表面组成；

c)使玻璃熔炉排出气体通过该通道的设备；

d)在通道内的导电电极；

e)与批料材料接触的导电表面；

f)在步骤d)的电极和步骤e)的表面两者之间施加足够数量的电位差以在通道内部产生电晕放电的设备，该电晕放电由通过炉内气体的气体离子流组成，至少一部分气体离子流入玻璃批料材料中。

18．权利要求1的装置，其中气体以足够速度流过该通道，以便如果不施加步骤f)的电位差，至少一些批料材料进入流动气体中。

19．权利要求17或权利要求18的装置，其中批料材料的整体电阻率小于10⁸Ω-米。

20．权利要求17到19的任何一个的装置，还包括：

a)从底部去除热批料材料的设备，以便批料材料经过重力作用通过料斗移动；和

b)将未加热批料材料供入料斗顶部的装置。

21．权利要求20的装置，其中批料材料的移动在通道中提供更新的批料材料表面。

22．权利要求17到21的任何一个的装置，其中：

a)通道具有圆筒形形状，且通常水平地配置18料斗内；

c)顶壁设置为圆筒形通道的底部部分由在顶壁下方以其休止角残留的批料材料组成；和

d)步骤b)中的顶壁包括权利要求17中步骤e)的导电表面。

23．权利要求22的装置，其中圆筒形通道是具有向上的六角形顶尖的六角形圆筒，该导电板形成六角形圆筒的两个顶面和两个侧面部分，而批料材料形成六角形圆筒的两个底部部分。

24．权利要求22或权利要求23的装置，其中圆筒的顶部部分b)是具有移动的底部截面的圆筒状。

25．权利要求22到25的任何之一的装置，其中放电电极由导线、小半径杆、或装有小半径触点或边缘的杆组成，该放电电极沿轴向排列，且基本上位于圆筒中心。

26．权利要求22到25的任何一个的装置，包括多个通道，因此形成通道组，炉内气体分开流过并行的通道。

27．权利要求26的装置，还包括：

a)多个通道组，其中一组位于另一组的上方；

b)首先使气体流过最下层的组，然后连续地流过各个垂直邻接组的设备；

c)从底部移走热的批料材料的设备，以便批料材料经过重力作用通过料斗移动；

d)给料斗的顶部提供未加热的批料材料的设备。

28．权利要求17到27的任何一个的装置，其中玻璃熔炉排出气体含有颗粒颗粒物质，且至少一部分颗粒颗粒物质是从气体中静电除尘在通道的内表面上。

29．权利要求17到28的任何一个的装置，其中玻璃熔炉排出气体含有气体污染物，批料材料至少部分地由能与污染物起化学反应的组分组成，且至少一些气体污染物经过与批料材料成分的反应从熔炉排气中去除。

30．权利要求29的方法，其中气体污染物是二氧化硫，而批料成分是纯碱或石灰石。

31．权利要求29的方法，其中气体污染物是氯化氢，而批料成分是纯碱或石灰石。

32．权利要求29的方法，其中气体污染物是氟化氢，而批料成分是纯碱或石灰石。