消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法以及消泡剂与流程

本发明涉及空气助燃光伏玻璃生产，尤其涉及消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法以及消泡剂。

背景技术：

1、光伏玻璃的市场需求随光伏发电的应用比例的提升而迅速增大,单体光伏玻璃熔窑的熔化能力由初期的250t/d级升级到1000t/d级以上,在建生产线已达1600t/d。当下大型光伏玻璃熔窑在玻璃配合料熔化过程中都遇到一个相同的问题,即泡沫区覆盖面积过大，其覆盖面积占熔化池熔化面积的40%以上。

2、引起光伏玻璃空气助燃熔化泡沫大量存在的原因有以下几点：

3、a. 窑炉熔化能力增大,熔化率(单位有效熔化面积每天熔化玻璃量)提高,熔窑无足够的面积分摊白色泡沫；

4、b.光伏配料熔化强调火焰气氛为氧化焰,已利二价铁(feo)被氧化为三价铁(fe2o3),提高玻璃的透光率；（feo在玻璃中的着色能力是fe2o3的十倍）

5、c.玻璃配方是无还原剂(碳粉),而加入了氧化剂(sb2o3),熔化状态更接近于全氧助燃(泡沫严重)熔化窑炉情形。

6、过大的覆盖面积导致融化过程产生下列问题：

7、a.空间火焰热量被反射,胸墙及碹顶温度过高（＞1630℃）而被加速烧损,窑炉寿命缩短；

8、b.泡沫层阻隔了空间热量向玻璃液传递,池内玻璃液温度低,投料对流弱,玻璃配合料熔化慢,熔窑效率下降；

9、c.泡沫层阻隔了空间热量向玻璃液传递,成形流玻璃液温度低,玻璃液难澄清。

10、在1000吨/天以上光伏玻璃空气助燃的熔窑生产中,漂浮于料堆到热点间的大量白色泡沫已严重影响玻璃的正常作业,消除熔化泡沫成为大型光伏玻璃空气助燃熔化窑炉急待解决的当务之急。

11、中国专利cn109650715a公开了一种用于玻璃生产中消除气泡的复合消泡剂及其使用方法。一种适合钠钙硅玻璃的复合消泡剂，由主体成分和溶剂混合而成，主体成分与溶剂的质量比为1:2~25；所述主体成分由包含钛粉、二氧化钛、钛酸四丁酯、钼酸铵、氧化钒、氧化钨、氧化铅及硼砂原料制备而成，各原料所占质量百分比为：钛粉1~15wt％、二氧化钛1~30wt％、钛酸四丁酯50~79wt％、钼酸铵1~20wt％、氧化钒0.5~5wt％、氧化钨0.5~5wt％、氧化铅0.5~5wt％、硼砂1~20wt％，各原料所占质量百分比之和为100％。本发明具有消泡效果好、耐高温、相容性好的特点，可用于快速消除玻璃生产过程中的气泡。

12、但是，该技术方案在窑炉内部待玻璃溶液表面形成泡沫层之后，在窑炉内进行喷射消泡剂，以实现消泡。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法，消泡剂采用窑外喷射、加入玻璃配合料中的任意一种或两种方式组合的方式，利用分布于玻璃配合料上的消泡剂中的耐高温纳米材料粒子立即作用于表面的微小气泡，使微小气泡在产生的初期被破坏，防止微小气泡长大堆积后形成泡沫层，解决传统在窑内喷射消泡剂时，已经产生泡沫影响窑炉热效应的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法，其特征在于，消泡剂采用窑外喷射、加入玻璃配合料中的任意一种或两种方式组合，使玻璃配合料进入窑炉内在高温作用下融化并析出微小气泡时，分布于玻璃配合料上的消泡剂中的耐高温纳米材料粒子立即作用于所述微小气泡，减少玻璃熔化产生的微小气泡表面张力,使微小气泡壁减薄破裂。

4、作为改进，所述窑炉包括池底、池壁、炉顶和吊墙，所述池底和池壁形成熔池，所述吊墙与炉顶连接并将熔池分隔呈冷区和热区；所述池壁的上方设有往复式投料机，玻璃配合料通过往复式投料机间歇式向窑炉内投料，在熔池内熔融的玻璃液上方形成漂浮的料堆，吊墙的右侧窑炉内上方设有若干用于喷射火焰的喷嘴，通过喷嘴向窑炉内喷射火焰，对窑炉内的玻璃液加热。

5、作为改进，所述窑外喷射方式为玻璃配合料经往复式投料机加入窑炉的熔池后，料堆漂浮在熔融的玻璃液上方，在料堆被推入窑炉内前，将消泡剂均匀喷撒在漂浮的料堆表面。

6、作为改进，所述消泡剂采用雾化的方式喷撒在料堆表面。

7、作为改进，所述往复式投料机与吊墙之间设有喷射装置，所述喷射装置将消泡剂均匀雾化喷射在料堆的上表面。

8、作为改进，所述消泡剂采用加入玻璃配合料的方式，在玻璃配合料混合工序时，将消泡剂按工艺要求比例添加至玻璃配合料并充分混合均匀后，然后将混合后的玻璃配合料连续式分布于所述往复式投料机上，向窑炉内投料。

9、作为改进，在玻璃配合料混合工序之前，按工艺要求比例先将消泡剂加入到水中混合，形成混合溶液，再将混合溶液与玻璃配合料混合均匀，使消泡剂均匀的分散于玻璃配合料中。

10、作为改进，采用窑外喷射方式消泡时，每吨玻璃液所需的消泡剂用量为0.8~1.0公斤。

11、作为改进，采用加入玻璃配合料中的方式消泡时，消泡剂与玻璃配合料的比例为1:1000~3000。

12、本发明的另一目的是针对现有技术的不足之处，提供一种消泡剂，利用消泡剂中的耐高温的纳米粒子的表面活性，减少玻璃熔化产生气泡的表面张力,使微小气泡壁减薄破裂，实现快速消泡。

13、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

14、一种消泡剂，用于上述的消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法对空气助燃光伏玻璃熔化产生的泡沫进行消除，其特征在于：消泡剂由以下质量百分比的组分组成：纳米二氧化硅0.5~2.5%、纳米氧化铝0.0~0.5%、纳米二氧化钛5~15%、纳米氮化硅0.0~0.2%、纳米氧化锆0.0~0.3%、醇类溶剂6~18%、胺类分散剂4~12%以及水溶剂58~78%，上述各组分的质量百分比之和为100%其中，消泡剂的密度1.0~1.1g/ml；

15、ph值:8.0~9.0；

16、粘度3~6mpa·s。

17、本发明的有益效果在于：

18、（1）本发明通过采用窑外喷射或将消泡剂混合在玻璃配合料中的方式，实现玻璃配合料熔化过程中在气泡产生的初期利用消泡剂中的耐高温纳米粒子的活性对微气泡产生作用，减少微气泡长大并堆积在玻璃液的表面形成泡沫层的概率，实现自气泡产生的源头进行消泡。

19、（2）本发明通过源头消除气泡从而实现减小窑炉内泡沫面积的占比，提高熔化效率，在不增加熔化量的情况下，玻璃单耗下降3~5%，节能降耗显著，同时，由于燃料消耗减少，烟气中硫化物及氮化物排放随之降低。

20、（3）本发明通过减小泡沫覆盖面积，减小了泡沫层的空间反射热量，从而降低了熔窑胸墙及碹顶温度，碹顶硅砖表面温度下降，有效地延缓了窑炉的烧损速度提高窑炉设备的使用寿命。

21、综上所述，本发明具有自气泡产生的源头开始消泡，避免气泡长大堆积在玻璃液表面形成泡沫层的优点。

技术特征：

1.消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法，其特征在于，消泡剂（200）采用窑外喷射、加入玻璃配合料（4）中的任意一种或两种方式组合，使玻璃配合料（4）进入窑炉（100）内在高温作用下融化并析出微小气泡时，分布于玻璃配合料（4）上的消泡剂（200）中的耐高温纳米材料粒子立即作用于所述微小气泡，减少玻璃熔化产生的微小气泡表面张力,使微小气泡壁减薄破裂。

2.根据权利要求1所述的消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法，其特征在于，所述窑炉（100）包括池底（1）、池壁（2）、炉顶（10）和吊墙（7），所述池底（1）和池壁（2）形成熔池，所述吊墙（7）与炉顶（10）连接并将熔池分隔呈冷区和热区；所述池壁（2）的上方设有往复式投料机（3），玻璃配合料（4）通过往复式投料机（3）间歇式向窑炉（100）内投料，在熔池内熔融的玻璃液（5）上方形成漂浮的料堆（6），吊墙（7）的右侧窑炉（100）内上方设有若干用于喷射火焰的喷嘴（9），通过喷嘴（9）向窑炉（100）内喷射火焰，对窑炉（100）内的玻璃液（5）加热。

3.根据权利要求2所述的消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法，其特征在于，所述窑外喷射方式为玻璃配合料（4）经往复式投料机（3）加入窑炉（100）的熔池后，料堆（6）漂浮在熔融的玻璃液（5）上方，在料堆（6）被推入窑炉（100）内前，将消泡剂（200）均匀喷撒在漂浮的料堆（6）表面。

4.根据权利要求3所述的消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法，其特征在于，所述消泡剂（200）采用雾化的方式喷撒在料堆（6）表面。

5.根据权利要求4所述的消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法，其特征在于，所述往复式投料机（3）与吊墙（7）之间设有喷射装置（8），所述喷射装置（8）将消泡剂（200）均匀雾化喷射在料堆（6）的上表面。

6.根据权利要求2所述的消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法，其特征在于，所述消泡剂（200）采用加入玻璃配合料（4）的方式，在玻璃配合料（4）混合工序时，将消泡剂（200）按工艺要求比例添加至玻璃配合料（4）并充分混合均匀后，然后将混合后的玻璃配合料（4）连续式分布于所述往复式投料机（3）上，向窑炉（100）内投料。

7.根据权利要求6所述的消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法，其特征在于，在玻璃配合料（4）混合工序之前，按工艺要求比例先将消泡剂（200）加入到水中混合，形成混合溶液，再将混合溶液与玻璃配合料（4）混合均匀，使消泡剂（200）均匀的分散于玻璃配合料（4）中。

8.根据权利要求1-5任一项所述的消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法，其特征在于，采用窑外喷射方式消泡时，每吨玻璃液所需的消泡剂（200）用量为0.8~1.0公斤。

9.根据权利要求6-7任一项所述的消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法，其特征在于，采用加入玻璃配合料（4）中的方式消泡时，消泡剂（200）与玻璃配合料（4）的比例为1:1000~3000。

10.一种消泡剂，用于权利要求1-9任一项所述的消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法对空气助燃光伏玻璃熔化产生的泡沫进行消除，其特征在于：消泡剂由以下质量百分比的组分组成：纳米二氧化硅0.5~2.5%、纳米氧化铝0.0~0.5%、纳米二氧化钛5~15%、纳米氮化硅0.0~0.2%、纳米氧化锆0.0~0.3%、醇类溶剂6~18%、胺类分散剂4~12%以及水溶剂58~78%，上述各组分的质量百分比之和为100%其中，消泡剂（200）的密度1.0~1.1g/ml；

技术总结
本发明涉及空气助燃光伏玻璃生产技术领域，具体的提供了消除空气助燃光伏玻璃熔化泡沫的方法以及消泡剂，该方法中，消泡剂采用窑外喷射、加入玻璃配合料中的任意一种或两种方式组合，使玻璃配合料进入窑炉内在高温作用下融化并析出微小气泡时，分布于玻璃配合料上的消泡剂中的耐高温纳米材料粒子立即作用于表面的微小气泡，利用耐高温纳米材料粒子的表面活性，减少玻璃熔化泡沫表面张力,使微小的气泡壁减薄破裂，实现快速消除微小气泡，避免微小气泡长大堆积为大面积泡沫，解决传统在窑内喷射消泡剂时，已经产生泡沫影响窑炉热效应的技术问题。

技术研发人员：李茂刚
受保护的技术使用者：浙江荣星新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/29