玻璃成纤化燃烧燃料混合物制造技术

提供一种燃烧燃料混合物，用于加热成纤器纺丝器，来制造玻璃纤维。在第一实施方案中，将富氧空气加入到天然气中，以形成燃烧燃料混合物。在第二实施方案中，将纯氧与天然气混合以形成燃烧燃料混合物。该燃烧燃料混合物的燃烧减少了排放物，提高了玻璃纤维的生产效率，并减少了加热成纤器所需的天然气用量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

A glass forming fuel mixture

A combustion fuel mixture is provided for heating a fiber spinner and a glass fiber for making fibers. In the first embodiment, oxygen enriched air is added to the natural gas to form a combustion fuel mixture. In the second embodiment, pure oxygen is blended with natural gas to form a combustion fuel mixture. The combustion of the fuel mixture reduces emissions, improves the production efficiency of the glass fiber, and reduces the amount of natural gas required for heating the fiber producer. \ue5cf

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的
和工业应用性本专利技术涉及燃料。更具体地说，本专利技术涉及用于使熔融玻璃成纤化的燃烧燃料混合物。矿物纤维具有多种用途，其范围从纺织品、复合增强材料延伸至绝热和隔音材料，纤维制品通常被称为矿棉、玻璃棉或玻璃丝。用于热和声音应用的玻璃丝现已广泛用于家用、商业和工业住宅建设。玻璃纤维的形成技术可以是拉制、吹制或旋转成纤化。为了将熔融玻璃转换为玻璃丝，成纤器接收热的熔融玻璃流并将其转变为具有需要直径和长度的纤维。为了实现这一点，利用燃料和气体混合物的混合物的燃烧反应将成纤器纺丝器加热，并在熔融玻璃滴入该纺丝器时使其旋转。纺丝器的离心力驱使熔融玻璃穿过纺丝器侧面的孔，形成多个玻璃流初级产物(primaries)。这些玻璃流初级产物立刻因高速吹风机和燃料及气体混合物的燃烧形成的燃烧产物而变细，而形成玻璃棉纤维。当离开成纤器时，纤维在它们被送至成型链之前通过喷水并且然后喷粘合剂而冷却。该纤维由负压吸力被向下拉至成型箱中，燃烧气体从该箱中排出。外部燃烧炉加热纺丝器和周围区域，内部燃烧炉可以用于纺丝器的预加热。外部燃烧炉对纤维直径、长度以及因此导致的纤维质量有主要的影响。随着通过燃烧炉的燃料和空气混合物的压力增加，燃料和空气混合物的燃烧反应产生的热量增加，纺丝器的表面温度升高。温度升高导致玻璃初级产物变得更细，并且更容易流动。结果，玻璃纤维直径会变小，而且纤维长度会下降。目前，成纤器中用于加热纺丝器的燃烧炉采用简单的空气和天然气混合物输入。在采用空气/气体燃烧炉的典型燃烧过程中，天然气和空气通常以体积比来说是按照10份空气对1份天然气的固定比例混合的。占空气78％体积的氮气对燃烧过程没有贡献。由于使用空气，空气和天然气的燃烧产生的能量浪费在将惰性氮气加热至熔融玻璃纤维化所需的升高温度上。使用空气和天然气混合物导致低效燃烧，因为惰性氮气稀释了空气，并且因此需要大量的天然气以推动燃烧反应，以将纺丝器的温度升高至熔融玻璃变细所需水平。空气中氮气的存在带走了燃烧过程产生的部分热量，因此有害于加热过程。天然气和空气混合物的燃烧产生了大量对环境有害的燃烧副产物，主要呈NOx排放物的形式。NOx排放构成了天然气和空气燃烧过程产生的主要环境污染物，但是也产生了少量的其他环境污染物。为了从燃烧环境中除去在燃烧反应过程中产生的燃烧副产物，需要采用护罩并用大的吸力除去和排放该副产物。排放副产物所需的吸力也会在将玻璃纤维被压进纤维包(pack)之处的成型区域内将玻璃纤维拉下和捕获。在副产物被通过通风板排放之前，该副产物通过纤维包抽出。该纤维包因透过纤维包抽出气体的力而过度受压。纤维包过度受压通常导致至少部分玻璃纤维不可用。本专利技术的另一个目的是提供一种燃烧燃料混合物来加热成纤器纺丝器，它减少了在燃烧燃料混合物燃烧反应过程中产生的环境污染物。本专利技术的再一个目的是提供一种燃烧燃料混合物，它能产生更有效的燃烧反应，以减少用于加热成纤器纺丝器所需的天然气用量。本专利技术的又一个目的是提供一种燃烧燃料混合物，用于成纤器纺丝器，它产生更有效的燃烧反应，以降低损耗在环境污染物形成上的能量，因此减少了从燃烧反应环境通过排放罩向外排放副产物所需的吸力，由此减少了对所形成的玻璃纤维的压制。本专利技术的目的由用于加热制造玻璃纤维的成纤器纺丝器的燃烧燃料混合物的第一实施方案来实现，通过用氧富集空气而产生富氧空气，并将富氧空气与天然气混合以形成天然气可以在其中更有效率地燃烧的燃烧燃料混合物，由此产生更少的环境污染物，例如NOx，并需要更少的吸力以通过排气罩而向外排出燃烧副产物，因此减少对所形成的玻璃纤维的压制。该燃烧燃料混合物被提供给成纤器中的成纤器燃烧炉，用于加热成纤器纺丝器，并提高将熔融玻璃成纤为玻璃纤维的效率。在一个替换实施方案中，通过将天然气和纯氧混合来形成燃烧燃料混合物，以避免存在氮气。将天然气和纯氧的燃烧燃料混合物提供给成纤器燃烧炉，燃烧反应在这里加热成纤器纺丝器，它的效率比本专利技术前述富集的空气和天然气燃烧燃料混合物更高，因此进一步改善了上述富氧空气和天然气燃烧燃料混合物的优点，并避免在燃烧反应中产生NOx。本专利技术的燃烧燃料混合物的燃烧反应效率与现有技术的空气和天然气燃料混合物相比，提高了大约5倍。通过基本减少了生成NOx和其他环境排放物，燃烧反应的改进效率减少了天然气的体积消耗量的约50％-约80％，同时仍然将成纤器纺丝器加热至所需温度以进行成纤化。而且本专利技术的燃烧燃料混合物由于燃烧反应更“热”，成纤器纺丝器被更快地加热至所需温度。当富氧空气与天然气混合以形成燃烧燃料混合物时，大为减少了NOx的生成。当纯氧与天然气混合以形成燃烧燃料混合物时，在燃烧反应中避免了NOx的生成。通过减少燃烧反应中的副产物生成，需要较小的吸力来将玻璃纤维从纺丝器中拉下进入收集玻璃纤维的成型箱中。因此通过减少将副产物透过成型的玻璃纤维抽出所需的吸力，降低了对成型箱中玻璃纤维的压力，而提高了玻璃丝的回收率。因此，提供了一种燃烧燃料混合物，它改善了天然气的燃烧效率，减少了加热在空气中天然存在的惰性氮气所损耗的能量，减少了环境污染物的量，例如NOx，提高了玻璃丝产品的回收率，降低了加热成纤器纺丝器所需天然气量，并减少了在燃烧过程中排放气体排放物所需的能量，所有这些导致玻璃纤维制造中成本的极大降低。专利技术详述和优选实施方案如附图说明图1所示，本专利技术是被提供给熔融玻璃成纤器10的燃烧燃料混合物，用来制造用于玻璃丝或矿棉产品(未显示)的玻璃纤维12。图1所示的成纤器10表示可以适用本专利技术的燃烧燃料混合物的一种类型成纤器，但是本专利技术的燃烧燃料混合物的应用并不限于该成纤器10。例如，该燃烧燃料混合物也可以用于在本专利技术受让人所有的U.S.专利No.5,523,031中描述的成纤器类型。可以采用本专利技术的燃烧燃料混合物的另一成纤器实例如在本专利技术的受让人所有的U.S.专利No.5,582,841中所述的。通常，成纤器10接收从送料管16滴入纺丝器18的熔融玻璃14，该纺丝器18以非常高的速度旋转。纺丝器18具有内部燃烧炉20，它将纺丝器18用燃烧副产物28预热。纺丝器18具有由外部燃烧炉24加热的纺丝器面22。燃烧燃料混合物经以下将详细讨论的燃烧反应在炉腔26内消耗。燃烧燃料混合物燃烧所产生的火焰通过靠近纺丝器面22的火焰环26a喷出。纺丝器面22限定了多个孔30，熔融玻璃14通过这些孔在纺丝器18旋转产生的离心力的作用下而喷出。随着熔融玻璃14从纺丝器面22中的孔喷出，熔融玻璃14被加热并变细为玻璃纤维12，它们部分地是由通过火焰环26a喷出的燃烧燃料混合物燃烧产生的副产物28而向下吹进成型室(未显示)中。因为玻璃纤维12如此之轻，所以为将玻璃纤维12向下拉而形成纤维包，通过透过成型室底板的抽吸而在成型室中产生负压。成型室中的吸力将纤维包压在成型室底板上。形成纤维包的变细的玻璃纤维通常包括产生玻璃纤维产品例如玻璃丝的原材料。燃烧燃料混合物的燃烧副产物通过成型室底板被抽吸，并通过通风罩(未显示)被排放。在本专利技术燃烧燃料混合物的第一实施方案中，氧与空气混合形成富氧空气。然后该富氧空气与天然气混合，以形成燃烧燃料混合物。在常压下，氮气占空气的约78.03％。向空气中加入足够的氧以形成富氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于成纤器的燃烧燃料混合物，所述成纤器具有纺丝器，该燃烧燃料混合物组成如下：天然气；以及与所述天然气混合的氧气，以形成提供给所述成纤器的所述燃烧燃料混合物，其中所述燃烧燃料混合物的燃烧加热所述纺丝器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J李，
申请(专利权)人：欧文斯科尔宁格公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]