浮法玻璃熔窯制氧機富氧燃燒節(jié)能技術應的幾個關鍵問題

1、浮法玻璃熔窯制氧機富氧燃燒節(jié)能技術應的幾個關鍵問題隨著全球能源危機的加劇，燃料價格的不斷上漲，玻璃生產(chǎn)的成本越來越高。因而，玻璃熔窯的節(jié)能降耗研究是一個具有重大戰(zhàn)略意義的課題。我國平板玻璃工業(yè)已具有相當規(guī)模，每年浮法玻璃生產(chǎn)線消耗重油200萬噸以上，燃料成本占玻璃生產(chǎn)成本已由30上升為40左右，嚴重影響著行業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，玻璃行業(yè)對節(jié)能技術的需求非常迫切。近年來，隨著玻璃熔窯節(jié)能降耗技術研究的深入，開發(fā)節(jié)能玻璃配方、優(yōu)化玻璃熔窯結(jié)構(gòu)、改善玻璃熔窯控制技術、加強玻璃熔窯保溫和余熱利用等實現(xiàn)玻璃熔窯節(jié)能手段的研究已相當成熟。在此背景下，要實現(xiàn)熔窯進一步的節(jié)能降耗，富氧燃燒技術應運而生。特別是近

2、幾年來，富氧燃燒技術得到了迅猛發(fā)展，成為當今玻璃行業(yè)中最活躍的研究課題之一。該技術推廣應用也必將為浮法玻璃生產(chǎn)行業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益及社會效益。秦皇島玻璃工業(yè)研究設計院承擔且完成了國家發(fā)改委重點科技攻關項目“浮法玻璃熔窯富氧燃燒節(jié)能技術的研究開發(fā)”，并已于2008年在秦皇島組織召開了該項目驗收會。經(jīng)參會專家質(zhì)詢、討論，驗收組一致同意該項目通過驗收?，F(xiàn)提出若干關鍵問題，供大家參考。富氧燃燒技術應用過程中的關鍵問題1.富氧燃燒工藝路線的設計富氧燃燒工藝路線的設計大致如下：富氧氣體收集系統(tǒng)氣體混合系統(tǒng)富氧調(diào)節(jié)系統(tǒng)富氧換向系統(tǒng)富氧預熱系統(tǒng)氣體流量調(diào)節(jié)分配系統(tǒng)富氧噴嘴玻璃熔窯。不同的玻璃廠實施富氧燃燒，

3、其工藝路線會略有不同，主要根據(jù)其氣保車間的結(jié)構(gòu)（單高還是雙高）而定。主要設備如下：富氧氣體收集裝置、氣體混合裝置、換向系統(tǒng)、富氧預熱設備、富氧噴嘴以及相應的管道和閥門。2.富氧氣體的收集大部分采用單高空分法制氮的浮法玻璃廠氣保車間所產(chǎn)生的富氧氣體都是直接排放到空氣中。富氧燃燒技術就是利用這些被浪費的富氧氣體，添加富氧氣體收集系統(tǒng)，將富氧氣體收集起來。本系統(tǒng)不會對氣保車間有任何影響，也不會影響到玻璃生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。選擇合適的收集裝備是關鍵和難點，不僅要考慮玻璃廠本身氣保車間生產(chǎn)富氧氣體的能力，還要考慮玻璃廠廠區(qū)的工藝布置和管道路線等。對于氣保車間是雙高的玻璃廠，不能像單高的氣保車間那樣進行氣體

4、收集。因為雙高塔氧氣向外排的速度慢，直接收集會影響到雙高塔內(nèi)的壓力，這會使氣保車間的生產(chǎn)不穩(wěn)定。我院專門對此研發(fā)的雙高氣體收集裝置，能夠有效的收集氣體且不影響氣保車間的壓力，保證生產(chǎn)穩(wěn)定。3.富氧氣體的濃度控制從理論上講，富氧氣體濃度越高，越有利于燃料充分燃燒，節(jié)能效果越好，燃燒溫度越高。事實上，節(jié)能率與富氧氣體濃度的關系是非線性的，過高濃度的富氧氣體通入窯內(nèi)會造成火焰變短，影響玻璃的熔化。此外考慮到制備富氧氣體的成本和單耗，摻合進一定量的空氣來稀釋儲氣罐中的富氧氣體，可以達到富氧燃燒所需的合適濃度和必要的流量。利用空氣稀釋富氧氣體一定要混合均勻，否則在燃燒的時候由于富氧濃度的變化導致火焰波動

5、，發(fā)飄，燃燒不穩(wěn)定，甚至有可能反噬燒壞胸墻和燒嘴磚，秦皇島玻璃工業(yè)研究設計院特別研制開發(fā)了氣體混合設備，將收集到的富氧氣體和空氣分別引入到混合設備中，使這兩種氣體在里邊充分混合，以達到生產(chǎn)需要的適宜富氧氣體濃度，而且保證氣體濃度的均勻。4.富氧氣體的預熱溫度過低的富氧氣體通入玻璃熔窯中會帶進低溫水分，水進入熔窯在汽化時會吸收熱量，而且溫度過低的富氧氣體在入窯時會給燒嘴磚一定的冷卻作用，有將燒嘴磚吹裂的危險。秦皇島玻璃工業(yè)研究設計院自主研發(fā)的富氧氣體預熱設備，能夠很好的利用玻璃熔窯冷卻部向外散發(fā)的熱量來預熱富氧氣體，不需要外加熱源，熱效率高。而且預熱后能將氣體均勻的輸送到各個噴槍，不會出現(xiàn)每個小

6、爐氣體量不一樣的情況。本設備預熱后的氣體能達到200左右，富氧氣體中帶進的過熱水蒸氣在窯內(nèi)與固定碳發(fā)生水煤氣反應，從而起到助燃的作用。5.富氧噴嘴的安裝要實現(xiàn)節(jié)能，將富氧氣體引入玻璃熔窯的方式很重要。秦皇島玻璃工業(yè)研究設計院在燃氣、油燒嘴的下方和玻璃液面之間吹入富氧氣體，在燃油噴嘴下方和玻璃液之間富氧氣體以一定的角度和足夠的壓力噴入窯內(nèi)，在射流的作用下將火焰拉近配合料和玻璃液面。因火焰下方的助燃介質(zhì)中氧濃度比火焰上方高，火焰燃燒速度快，火焰下方溫度明顯升高，這樣火焰對配合料和玻璃液面的輻射傳熱相對加大。而碹頂溫度則相應有所下降，窯頂表面的散熱和煙氣出口溫度相應下降，從而熔窯的熱效率得到相應提高

7、。6.富氧氣體的換向浮法玻璃廠燃燒系統(tǒng)每20分鐘換向一次，在玻璃廠生產(chǎn)線控制柜中安裝了氣動換向系統(tǒng)，增加富氧氣體換向控制，保證富氧氣體的供給與窯爐換向控制同步，以減少富氧氣體的浪費，降低窯壓。該方法簡單且不會改動任何窯爐的運行數(shù)據(jù)。富氧燃燒技術的節(jié)能效果與傳統(tǒng)燃燒技術相比，玻璃熔窯采用富氧燃燒技術可給熔窯節(jié)能帶來以下效果。提高火焰溫度，促使燃燒完全富氧空氣參與燃燒后，氮氣量相對減少，氧分子可充分地與可燃物接觸，達到完全燃燒，火焰溫度隨著富氧空氣中氧氣比例的增加而提高，并加快了輻射、傳導、對流三種形式的熱傳遞速率?；鹧鏈囟鹊奶岣吆脱鯕夂康脑黾哟龠M燃料充分燃燒，廢氣中可燃物顯著降低，提高了燃料利

8、用率，并達到了環(huán)保效果。加快燃燒速度，促進燃燒完全燃料在空氣/純氧中的燃燒速度相差甚大，如氫氣在空氣中的燃燒速度最大為280立方厘米/秒，在純氧中為1175立方厘米/秒，是在空氣中的4.2倍，天然氣則高達10.7倍。燃燒速度的提高，導致燃料完全在熔化池內(nèi)燒凈，杜絕了在小爐及蓄熱室內(nèi)繼續(xù)燃燒的現(xiàn)象。降低燃料的燃點溫度燃料的燃點溫度不是常數(shù)，例如一氧化碳在普通空氣中為609，在氧氣中僅為388。用富氧助燃能降低燃料燃點，提高火焰強度、增加熱量的釋放。減少燃燒后的排氣量用普通空氣參與燃燒，約五分之四的氮氣不但不參與助燃，還要帶走大量的熱量。如用富氧助燃，氮氣量減少，故燃燒后的排氣量亦減少，熱損失減少。一般氧濃度每增加1%，煙氣量約下降2%4.5%，從而能提高燃燒效率等。從應用的實際情況來看，一般富氧助燃可以減少1/41/5的排氣量。降低空氣過剩系數(shù)，節(jié)約能源用富氧代替空氣助燃，可適當降低空氣過剩系數(shù)，這樣燃料消耗就相應減少，從而節(jié)約能源。從應用的實際情況來看，一般富氧助燃可以節(jié)能3%5%。秦皇島玻璃工業(yè)研究設計院最新研究開發(fā)的浮法玻璃熔窯富氧燃燒節(jié)能技術可應用于各種浮法玻璃和輕工玻璃窯爐，目前已在秦皇島耀華玻璃股份有限公司的500噸/日浮法