玻璃熔窯全氧、純氧及富氧燃燒節(jié)能專業(yè)技術

1、 玻璃熔窯全氧、純氧及富氧燃燒 節(jié)能技術 作者: 日期: 玻璃熔窯全氧、純氧及富氧燃燒節(jié)能技術對比 來源：中國節(jié)能產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 時間：2011-8-17 22:33:20 玻璃熔窯的節(jié)能降耗一直是業(yè)內關注的重大課題，在能源危機日 益加重的今天，玻璃熔 窯對高品質能源的過度依賴已經(jīng)制約了玻璃行 業(yè)的發(fā)展。玻璃熔窯燃燒過程中，空氣成分中 占 78%的氮氣不參加燃燒反應，大量的氮氣被無謂地加熱，在高溫下排入大氣，造成大量的熱 量損失，氮氣在高溫下還與氧氣反應生成 NOx，NOx 氣體排入大氣層極易形成酸雨造成環(huán)境污 染。另一方面隨著高科技和經(jīng)濟社會的發(fā)展， 要求制造各種低成本、 高質量的玻璃， 而全氧燃

2、燒技術正是解決節(jié)能、環(huán)保和高熔化質量這幾大問題的有效手段，被譽為玻璃熔制技術的第二 次革命。 純氧燃燒技術最早主要被應用于增產(chǎn)、延長窯爐使用壽命以及減 少 NOx 排放，但隨著制 氧技術的發(fā)展以及電力成本的相對穩(wěn)定，純氧燃燒技術正在成為取代常規(guī)空氣助燃的更好選擇， 這得益于純氧燃燒技術在節(jié)能、環(huán)保、質量、投資等方面的優(yōu)勢。 氧氣燃燒的應用分為整個熔化部使用純氧燃燒的全氧燃燒技術、純氧輔助燃燒技術以及局 部增氧富氧燃燒技術等幾種方式。 1、全氧燃燒技術的優(yōu)點 1） 玻璃熔化質量好。全氧燃燒時玻璃粘度降低，火焰穩(wěn)定，無換向，燃燒氣體在窯內 停 留時間長，窯內壓力穩(wěn)定，有利于玻璃的熔化、澄清，減少玻

3、璃的氣泡及條紋。 2） 節(jié)能降耗。全氧燃燒時廢氣帶走的熱量和窯體散熱同時下降。研究和實踐表明，熔制普 通鈉鈣硅平板玻璃熔窯可節(jié)能約 30%以上。 3） 減少 NOx 排放。全氧燃燒時熔窯廢氣中 NOx 排放量從 2200mg/Nm3 降低到 500mg/ Nm3以下，粉塵排放減少約 80%, SO2 排放量減少 30%。 4） 改善了燃燒，提高了熔窯熔化能力，可使熔窯產(chǎn)量得以提高。玻璃熔窯采用全氧燃燒時， 燃料燃燒完全，火焰溫度高，配合料熔融速度加快，可提高熔化率 10%以上。 5） 熔窯建設費用低。全氧燃燒窯結構近似于單元窯，無金屬換熱器及小爐、蓄熱室。窯體 呈一個熔化部單體結構，占地小，建

4、窯投資費用低。 6） 熔窯使用壽命長。全氧燃燒可使火焰分為兩個區(qū)域，在火焰下部由于全氧的噴入，使火 焰下部溫度提高，而火焰上部的溫度有所降低，使熔窯碹頂溫度下降，減輕了對大碹的燒損， 同時，火焰空間使用了優(yōu)質耐火材料，窯齡可提高到 10 年以上。 7） 生產(chǎn)成本總體下降。舉例來說，350t/ d 優(yōu)質浮法玻璃熔窯采用全氧燃燒技術，按照目前 油價 3500 元/噸測算，每年可為企業(yè)創(chuàng)造 800 萬元的附加直接經(jīng)濟效益，而從長遠看油價的進 一步上升是必然趨勢。 2、浮法玻璃熔窯純氧輔助燃燒技術 由傳熱學理論可知，配合料在玻璃熔窯內熔化獲得能量的主要途徑是來自窯內燃燒火焰的 輻射熱。由于配合料的黑度

5、比玻璃液的黑度大得多，即配合料的吸熱能力比玻璃液的吸熱能力 大，這樣有效地增加配合料上方的熱負荷，并不致產(chǎn)生熔窯內襯溫度的顯著升高。這就是 0#小 爐位置增設一對全氧噴槍的原因所在。 在浮法玻璃熔窯上增設一對全氧噴槍后，不僅能達到增產(chǎn)增效、節(jié)能降耗、改善玻璃質量 的目的，而且一定程度上還能延長玻璃窯爐的壽命。具體來說，有以下優(yōu)點： （1）提高玻璃窯爐的拉引量 515%; (2) 改善窯爐的熱效率，節(jié)省燃料 58%; (3) 改善玻璃質量，減少氣泡和結石，提高成品率 0.53%; (4) 增設一對全氧噴槍后，高壓熱氣流對窯體的整體沖刷侵蝕相對減緩；而用于熔化配合料 的有效熱量顯著增加，可能加劇窯

6、體侵蝕的熱量也就相應降低；同時配合料的快速熔化減少了 配合料的飛料，從而為延長熔窯使用壽命提供了保證。 (5) 減少粉塵、煙塵的排放達 20%,蓄熱室格子體堵塞的可能性也減小了； (6) 純氧輔助燃燒系統(tǒng)與原有空氣燃燒系統(tǒng)相互獨立，操作靈活。 3、局部增氧富氧燃燒技術 局部增氧是富氧空氣不足時的一種主要應用方式。玻璃熔窯理想燃燒狀態(tài)是：火焰上部為 缺氧區(qū)，可保護碹頂；中部位普通燃燒區(qū)；下部為高溫區(qū)，能有效將熱量傳給玻璃液。本技術 關鍵是在火焰下部通入富氧氣體，火焰的下部(靠近配合料和玻璃液面)溫度提高，從而改變 了傳統(tǒng)的火焰燃燒特性，使其形成梯度燃燒?；鹧嫦虏繙囟鹊奶岣?，可強化火焰對玻璃液的傳

7、 熱，有利于玻璃熔化，減少過剩的二次空氣量，確保空氣過剩系數(shù)達到理想數(shù)值而節(jié)約油耗。 局部增氧時火焰上部溫度沒有下部溫度高，這不僅對大碹和胸墻的壽命有利，而且由于小 爐、蓄熱室格子體的熱負荷降低，可減輕其燒蝕。采用局部增氧富氧燃燒技術，可以提高燃料 效率、降低燃料消耗、增加生產(chǎn)能力，改善玻璃質量、減少污染物( NOx、SOx、CO2 和顆粒 物)的排放、縮減燃燒廢氣的總量、提高受損熔窯運行的維護能力以及在整個窯齡期運行的可 能性。 局部增氧富氧燃燒技術投入包括設備費、人工費、設備加工費及技術使用費等，實施局部 增氧富氧燃燒技術可以取得約 4%的節(jié)能效益，按保守節(jié)能率 3.0%計算，對于 500

8、t/d 浮法玻 璃熔窯，每天油耗約 90 噸，日節(jié)油量為 2.7 噸，油價按 3000 元/噸計算，日節(jié)約 0. 81 萬元, 靜態(tài)回收期 200 天 局部富氧燃燒技術還能提高玻璃質量，延長爐齡，減少煙塵 NOx 等的排放，改善環(huán)境，帶 來巨大的社會效益。 玻璃熔窯富氧燃燒技術前景廣闊，經(jīng)過合理改造，一般浮法生產(chǎn)線均可應用，特別對于一 廠多線，由于富氧氣體量較大，更加適用。 4、應用實例 (1)全氧燃燒的窯爐和空氣燃燒的窯爐對比：產(chǎn)品：顯像管玻殼，燃料：天然氣 普通空氣助燃池爐 純氧燃燒池爐 變化 出料量 260 噸/日 272 噸/日 4.6% 池爐面積 240m2 210m2 -12.5%

9、 燃料用量 2950nm3/hr 1595nm3/hr -46% 氧氣用量 N/A 3190 nm3/hr N/A NOx -76% 玻璃質量 明顯改善 燃料單耗 271.6nm3/噸玻璃 140.3 nm3/ 噸玻 璃 -48.3% 碎玻璃率 52% 32% -38% (2)500 噸/日浮法玻璃富氧燃燒運行情況 1) 火焰明亮、碹頂溫度下降 經(jīng)過觀察通入富氧氣體后火焰下部明顯變亮，與使用富氧前相比熔窯的碹項溫度大約下降 大于 1025C 2） 玻璃熔化改善、熔化率提高 使用富氧燃燒技術以后，由于火焰特性的變化，玻璃的熔化明顯改善，可在不增加油耗的 基礎上，適當提高玻璃產(chǎn)量，據(jù)測算，富氧燃燒時，熔窯熔化率可以提高 58%; 3） 熔窯總體節(jié)能評價 經(jīng)過對單位產(chǎn)品能耗與歷史數(shù)據(jù)的比較得出結論：浮法玻璃熔窯富氧燃燒技術總體節(jié)能大 約在 35%。 5、結論 采用全氧燃燒、純氧助燃或富氧燃燒技術，不僅可以實現(xiàn)節(jié)能減排、顯著提高玻璃質量， 而且可以降低生產(chǎn)成本，是企業(yè)節(jié)