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超聲波脫氣玻璃液

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超聲波脫氣玻璃液

在相當低的溫度下，過程可節省 20% 的能源

玻璃液的超聲波脫氣

玻璃製造 涉及兩個主要過程，玻璃熔化和玻璃精煉。在玻璃熔化過程中，原材料首先混合成批，然後引入爐中，在那裡它們被加熱到高溫（高達近1600°C）。原料發生化學反應形成玻璃。然後進行玻璃精煉以消除熔體中的玻璃氣泡。后一種工藝對玻璃工業至關重要。其目的是在進行玻璃成型操作之前，將熔體中氣泡的大小和數量減少到可接受的水準。與熔融玻璃的超聲波脫氣相比，該過程漫長且耗能。

我們開發了一種超聲波氣體熔體脫氣技術，該技術顯著提高了該過程的效率，降低了精煉溫度並 節省了高達20%的能源成本。在這裡，我們描述了該工藝及其相對於傳統玻璃精煉的改進。

在玻璃製造過程中去除玻璃上的氣泡是玻璃製造過程的重要組成部分。該過程的這一部分稱為 精鍊，並且已經採用了許多替代方法。

超聲波脫氣熔融玻璃 Sialon Ceramics

玻璃的超聲波脫氣

氣泡的形成是玻璃熔化過程的一部分，該過程涉及製造玻璃的原材料之間的許多化學反應。其中一些化學反應會產生大量的二氧化碳和其他氣體。通常，一公斤原材料會產生 100 升 二氧化碳氣體。還會產生二氧化硫、氧氣、硫化氫和其他氣體。  

脫氣過程涉及氣泡團聚，溶解的氣體從熔體中擴散形成氣泡，氣泡上升到表面並被排出。這需要的時間取決於氣泡直徑和熔體的粘度，這是熔體溫度的函數。

超聲波脫氣熔融玻璃 Sialon Ceramics

超聲波脫氣的工作原理

已經採用了各種方法來提高精鍊過程的效率。這些範圍包括添加澄清劑、真空澄清甚至使用微重力。然而，超聲波輔助玻璃精鍊的應用前景廣闊。它允許將煉油溫度從1,450°C左右降低到1,300°C，總節能高達20%。

當將正確頻率範圍內的超聲波能量施加到玻璃熔體上時，就會發生聲空化。空化是壓力的快速變化產生充滿蒸汽的小氣泡的過程，這些氣泡在受到高壓時會塌陷，產生衝擊波。

溶解在熔體中的氣體擴散到空化氣泡中。氣泡在空化核上形成。在超聲波振蕩過程中，它們通過從熔體擴散到氣泡中而生長。然後，微小的氣泡在 比耶克內斯 力和 伯努利 力的影響下聚結，當足夠大時，漂浮在熔體表面，將氣泡內的氣體釋放到大氣中。該過程由超聲波誘導的聲流和流輔助。

實際考慮

我們最近開發的超聲波 脫氣 工藝通過使用新的超聲波發生器和專有的陶瓷焊頭來工作，該焊頭可以在高達 1,600 攝氏度的溫度下處理大量高粘度熔融玻璃。熔融脫氣在玻璃窯爐的料道中進行。 通過將焊頭放入熔體中，直接在玻璃熔體中產生高強度的聲振動。

使用這種設置，我們可以有效地將氣泡的尺寸增加一倍，並在顯著降低的溫度下實現相同的精鍊水平，從而將能源成本降低多達 20%，並減少對環境的影響。  

結論

在玻璃窯爐的料道中對玻璃熔體進行超聲 波脫氣 是一項突破性技術，有可能大大減少高能耗玻璃製造行業的碳足跡。