玻璃熔窑烟气范文

玻璃熔窑烟气范文（精选7篇）

玻璃熔窑烟气 第1篇

关键词：玻璃熔窑,金属螯合物,湿法,联合脱硫脱氮

国内外对烟气联合脱硫脱氮技术的研究方法有以下几种:活性炭法[1]、WSA-SNOx工艺 (即湿式洗涤并脱除NOx) 、脉冲电晕等离子体脱硫脱氮技术[2,3]、湿式GFC (烟气净化技术) 加金属螯合物工艺[4,5,6,7]等。此课题即为湿式GFC (烟气净化技术) 加金属螯合物工艺。

目前湿法脱硫技术已在许多行业中得到应用, 但尚无湿法同时脱硫脱氮的技术应用。随着环保要求的提高, 就玻璃行业而言, 熔窑烟气进行脱硫、脱氮处理已是必不可少。但玻璃行业与其他行业一样, 目前尚无湿法脱氮技术, 因而开发湿法脱氮技术及工艺, 采用湿法同时进行脱硫及脱氮, 不仅是大气污染治理技术发展的需要, 对玻璃行业也很有实用意义。同时, 此技术对于已建有湿法脱硫系统的企业 (或其他行业) 进行氮氧化物的治理也同样具有重要作用减少了工程改造成本, 所以该技术的市场前景很好。

1 试验

1.1 试验原理

用含二价铁螯合物的碳酸钠溶液洗涤烟气, 吸收液与二氧化硫和氮氧化物反应, 生成硫酸钠, 并释放氮气和二氧化碳, 其化学反应机理[8]如下

1.2 试验仪器设备、材料

烟气分析仪:配有O2、NO、SO2、CO传感器;

转子流量计:80L/H, 200L/H;

NO、SO2、N2混合钢瓶气 (压力10 MPa, 体积40L) (模拟玻璃熔窑烟气成分, 其中:NO浓度约为2 350mg/m3, SO2浓度约为5 000mg/m3, N2为底气) ;

吸收溶液瓶:10L, 1L;

架盘药物天平:感量0.5g;

真空泵;

恒温水浴;

空气压缩机。

1.3 实验步骤

整个实验过程分为吸收剂配方、吸收剂初始浓度配比的确定以及具体吸收条件的优化选择。

1.3.1 吸收剂配方设计

根据化学反应原理

吸收剂中应加入适量的FeEDTA螯和物、Na2SO3、Na2CO3等, 但考虑到市售的FeEDTA螯和物不仅价格贵, 而且螯和铁多为三价, 失去吸收NO的作用。所以在实验室中, 我们采取现场配制的方法生成Fe (Ⅱ) EDTA螯和物, 这样可以确保螯和物中的铁为对吸收NO有作用的二价铁。

1.3.2 吸收剂浓度初始配比的确定

由反应式 (4) 、 (5) 、 (6) 可以看出:Na2CO3、Na2SO3、Fe (Ⅱ) EDTA的摩尔比为1∶1∶1。假设Fe (Ⅱ) EDTA的初始浓度为0.1mol/L;Na2SO3的初始浓度相同取0.10mol/L (Na2SO3的消耗量和由Na2CO3吸收SO2生成的Na2SO3量基本平衡) ;由于溶液中的Na2CO3处于不断消耗的状态, 所以其浓度较高, 取普通湿法脱硫溶液的初始浓度8%。此吸收液在常温下测定的结果见表1。

1.3.3 具体吸收条件的优化选择

因为影响SO2、NO吸收效果的因素较多, 包括:溶液中的各组分的含量, pH值, 吸收液的温度, 烟气流量, 吸收液的被氧化程度等。在确定了吸收剂的初始浓度后, 经过反复试验, 选定了合适的浓度、pH值范围, 然后再选定相应的温度和混合气的流量范围, 制定了一个L9 (34) 正交实验方案, 实验结果见表2。

考虑到溶液容易被氧化, 但在实验室又无法配制出含氧的混合烟气, 所以只能在吸收液中通入空气来测试吸收液因被氧化而失去吸收效果的时间。 (注:吸收液有效时间为经吸收处理后烟气中的SO2、NO浓度不超过现行国家标准 (GB 264532011《平板玻璃工业大气污染物排放标准》) 规定排放浓度的时间。)

2 实验结果与讨论

由正交实验结果可以看出:在4号实验条件下对SO2、NO的吸收效果最佳, 吸收液的有效时间也最长 (可达15h, 大大节约了试剂用量, 降低了运行成本) , 而pH值在该实验条件下的范围内波动对吸收效果基本上没有影响。

该实验在吸收液的配制上, 采取现场配制的方法生成Fe (Ⅱ) EDTA螯和物, 确保了螯和物中的铁为对吸收NO有作用的二价铁。

在此实验中, 由于影响SO2、NO吸收效果的因素较多, 包括:吸收液中各组分的浓度、pH值、温度、烟气流量、吸收液的被氧化程度等等。根据各个影响因素的重要程度, 选择了吸收剂浓度、pH值、温度和烟气流量作为因子, 进行正交试验, 大大减少了实验的工作量, 提高了实验结果的准确性和可靠性。

3 结论和建议

实验结果证明:用现配制的Fe (Ⅱ) EDTA溶液作为吸收剂的络合吸收法同时脱硫脱氮效果很好, 硫氮脱除效率最高分别可以达到90%以上。

建议在实际工业应用中, 根据实际条件调整吸收方案, 增加废水循环处理系统及FeEDTA螯合物的回收利用, 变废为宝, 避免对环境造成二次污染。

参考文献

[1]孙晶, 徐铮.活性炭材料在火电厂烟气脱硫脱硝中的应用[J].电力环境保护, 2008, 24 (2) :5-7.

[2]吴祖良, 孙培德, 李济吾, 等.电晕放电同时脱硫脱硝机理研究[J].电站系统工程, 2007, 23 (3) :1-3.

[3]赵君科, 王保健, 任先文, 等.脉冲电晕等离子体烟气脱硫脱硝中试装置[J].环境工程, 2001, 19 (6) :43-45.

[4]程瑛.湿式吸收法同时脱硫脱氮技术进展[J].化工环保, 26 (3) :209-212.

[5]姚强.洁净煤技术[M].北京:化学工业出版社, 2005:151-164.

[6]赵娜, 吕瑞滨.烟气脱硫脱硝一体化技术的现状与展望[J].中国资源综合利用, 2011, 29 (10) :31-33.

[7]Shi Y, Little join D, Chang S G.Kinetics of NOx Absorption in Aqueous Iron (Ⅱ) Bis (2, 3-din Ercapto-1-propane Sulfonate) Solutions Using a Stirred Reacter[J].Industral and Engineering Chemistry Research, 1996, 35 (5) :1668-1672.

玻璃熔窑烟气 第2篇

1 湿法脱硫系统的腐蚀问题

1.1 腐蚀机理

SO2作为湿法脱硫系统中烟气的主要腐蚀介质, 在脱硫系统运行的被动氧化环境中, 首先会与H2O反应生成H2SO3和H2SO4, 然后与碱性吸收剂反应生成硫酸盐经沉淀后被分离出来。但这一阶段的环境温度正好处于稀硫酸活化腐蚀的适宜温度区间, 此时, 稀硫酸的腐蚀速度比较快, 且有较强的渗透能力。所以, 这一阶段的中间产物H2SO3和H2SO4是导致腐蚀的主要介质。此外, 烟气中含有的NOx形成的亚硝酸和硝酸对金属设备和阀门管件也有很强的腐蚀能力。

1.2 腐蚀种类

湿法脱硫系统的腐蚀种类通常包含:一般腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、电化腐蚀、物理机械腐蚀。一般腐蚀是金属表面的均匀腐蚀, 它的危害性最小;点蚀局限于有限的面积之内, 容易出现在金属表面的不均匀处、氧化保护膜的断裂处;缝隙腐蚀主要发生在沉积物下面、螺栓、垫片和内部金属构件的金属接触点的不流动区;电化腐蚀是指普通不锈钢焊接处理不当时析出的铬的碳化物形成微电池, 易发生在不同金属之间的法兰连接处, 在焊缝处也比较明显;物理机械腐蚀是由金属表面承受的应力、脱硫液中颗粒物的冲刷以及腐蚀介质的渗透、侵蚀等共同作用的结果。

1.3 腐蚀部位

湿法脱硫烟气中含有复杂组分, 酸碱交替、冷热交替、干湿交替、腐蚀与磨损并存, 脱硫设备、管道、阀门等承受着多种多样的物理、化学、温度和机械负荷。而玻璃工艺过程使用硅等原料, 熔窑烟气黏附性较强;燃料多种多样造成烟气成分复杂, SO2、NOx含量较高, 而颗粒物、HCl、HF含量不高。因此, 玻璃熔窑烟气湿法脱硫系统的腐蚀部位一般发生在脱硫塔及出口烟道、脱硫液管道及阀门、脱硫水池等。

2 湿法脱硫系统的防腐对策

针对湿法脱硫系统的腐蚀介质、腐蚀环境以及发生腐蚀的部位, 采用改变腐蚀环境、选择腐蚀材料、阻断腐蚀途径等一种或多种措施协同处理, 同时还必须考虑造价、施工难度、修补复杂程度、安全运行时间等诸多因素。

2.1 脱硫塔的防腐对策

由于玻璃熔窑烟气量不大、SO2含量较高, 余热利用后烟气温度一般为160~180℃, 也有的达到230℃。湿法脱硫的脱硫塔很少采用火电行业的内衬玻璃鳞片碳钢塔, 是因为玻璃熔窑烟气温度较高, 烟气进塔前的降温装置一旦出现断水等事故, 玻璃鳞片将彻底被烧坏, 这样二次防腐的费用会太高, 故脱硫塔多采用花岗石块砌筑。

脱硫塔砌筑用花岗石块要求材质均匀、内壁采用机械刨光;砌筑用防腐胶泥、砂浆应符合GB 50212中的相应规定, 从原材料、砌筑施工、养护等阶段严把质量关。塔体砌筑完成后再外包钢板, 中间缝隙采用耐酸水泥灌实, 阻断腐蚀途径。这种耐腐蚀防泄露脱硫塔已在多条玻璃生产线脱硫工程中得到了成功应用, 运行状况良好。

2.2 脱硫后烟道的防腐对策

湿法脱硫后烟气中含有大量的水分, 而脱硫反应过程中部分SO2被氧化成SO3。如果烟气温度低于露点温度, SO3被凝结的水气吸收而生成硫酸, 对脱硫后烟道的腐蚀非常严重。经过大量的试验、试用, 玻璃钢已被证明是脱硫后烟道的最佳防腐蚀材料, 多种防腐材料耐腐蚀性能比较见表1。

玻璃钢材料也被应用在制作烟囱方面, 世界上的第一根玻璃钢烟囱于1977年在美国建造成功, 使用至今状态依然良好。因此, 脱硫塔顶部增设玻璃钢烟囱直接排放也是一种很好的排放方式, 这种排放方式已在多个玻璃熔窑烟气脱硫工程中得以应用, 效果良好。

2.3 脱硫液管道及阀门的防腐对策

由于玻璃钢材料具有良好的耐腐性能, 在脱硫液管道上也得到了广泛应用。但水泵出口正压管道使用钢塑复合管也越来越多, 这是因为钢塑复合管既具有金属管道的强度, 又具有耐腐性能。钢衬聚烯烃 (PO) 管道是采用无缝钢管作为基体, 内衬化学稳定性优良的热塑性塑料管 (PO) 经冷拉复合或滚塑成型, 公称通径为DN25~8 000mm, 可承受PN-0.098~1.6 MPa的压力, 适宜-25~105℃的腐蚀性介质。

阀门的防腐措施也采用阻断腐蚀途径, 衬氟阀门是利用聚四氟乙烯 (F4) 与钢材有极强的亲和性使衬里与阀门内壁粘结而成。聚四氟乙烯具有优异的化学稳定性, 耐强酸、强碱、强氧化剂等, -200~180℃的使用温度完全满足脱硫工艺的防腐要求。

2.4 脱硫水池的防腐对策

脱硫水池的防腐措施采用内壁衬里的屏蔽方式, 将脱硫液与水池完全隔开, 是一种整体的防腐蚀做法。这种玻璃钢整体衬里比内贴耐腐蚀瓷砖更合理, 因为从工程使用中来看, 耐腐蚀瓷砖更容易脱落。玻璃钢防腐要达到良好的耐腐蚀效果, 环氧树脂的选择是关键, 双酚A环氧乙烯基酯树脂901在大部分酸、碱、盐性环境下表现出较好的耐腐蚀性能。其次, 施工方法与质量更加重要, 水池内壁应干洁、平整, 转角处应抹成R=5~10mm的圆弧形, 个别位置还应做增强处理;每一层铺布都要反复滚压以彻底赶出气泡, 环氧树脂的配制等都有严格要求。根据防腐蚀要求采用“7涂5布”或更厚, 一般防腐层总厚度≥3mm。最后, 养护阶段要防止雨淋, 不得进行焊接作业, 即设备安装完成后再进行防腐施工。

3 结语

湿法烟气脱硫作为一种成熟、高效、投资低的脱硫工艺, 已广泛应用。但同时也存在脱硫装置防腐失效、不耐磨损等问题, 这需要从设计、制造、安装、调试、运行和维护等多个环节认真考虑并加以解决。采取上述措施后, 湿法脱硫系统完全可以做到高效、稳定、经济、可靠地运行。

摘要：该文通过对玻璃熔窑烟气湿法脱硫系统的腐蚀介质、腐蚀机理的分析, 明确了腐蚀种类及发生部位, 同时结合我国现有防腐蚀技术和国内外防腐蚀实践经验, 提出了实用、经济、安全的防腐蚀对策。

关键词：玻璃熔窑烟气,湿法脱硫,防腐蚀对策

参考文献

[1]郭东明.脱硫工程技术与设备[M].北京:化工工业出版社, 2007.

[2]湿法脱硫装置维护与检修[M].北京:中国电力出版社, 2010.

玻璃熔窑烟气 第3篇

截至2014年12月, 国内浮法玻璃熔窑约一半启动了SCR脱硝工程, 不少生产线脱硝工程已经投运。在新标准的严格要求下, 2015年剩余生产线也势必开启脱硝工程。

SCR催化剂是脱硝工程的关键与核心, 它决定着整个脱硝系统的成败, 关乎玻璃企业的效益乃至生存。蜂窝状中温 (300~380℃) SCR催化剂已在玻璃熔窑脱硝系统中广泛使用。本文结合玻璃熔窑烟气特性, 参照脱硝催化剂选型的计算理论, 对蜂窝状催化剂的选型进行了深入研究, 希望所得结论对相关工作人员有所帮助。

1 催化剂体积计算

1.1 推导公式

参考火电烟气SCR脱硝工程技术, 催化剂体积计算公式如下:

式中:V0为催化剂的推算体积;Q为标准状态下的湿烟气量;η为催化剂的脱硝效率;m为理论氨氮摩尔比;k0为初始活性系数;β为催化剂的几何比表面积。

1.2 参数的选取

Q随玻璃生产线的产能增大而增大。在其他值不变的前提下, V0和Q成正比关系, 但式 (1) 中η、m、k0和β的取值是随玻璃熔窑烟尘特性而改变的, 所以V0和Q不是简单的正比例关系。

η可根据脱硝工程业主提供技术指标计算得来, 业主所要求的脱硝效率越高, 催化剂所需的体积数越大, 参照前面烟气参数及国家环保标准, 脱硝效率取值一般在81%~93%之间。

m的取值计算参考“华能导则”或“顾问导则”, 计算公式如下:

m=η/100+γa/22.4/ (CNO/30+CNO2×2/46) (2) 式中:η为脱硝效率;γa为氨逃逸;CNO和CNO2分别烟气中NO和NO2的浓度, 以NO占NOx的95%, NO2占NOx的5%计算。玻璃环保标准要求的γa为0.003‰, 以此计算m= (η+0.01) ~ (η+0.03) 。

k0代表的是催化剂的初始脱硝能力, 玻璃熔窑脱硝催化剂的k0值一般为35~45。理论上, k0值越大, 所代表催化剂的脱硝能力越强, 反之也成立。催化剂选型时, 选取的k0值一般比理论值略微偏大, 常规浮法玻璃熔窑脱硝工程k0取38。调整k0的取值, 可以合理控制催化剂体积的裕度。

β值的大小受催化剂几何结构影响, 理论上讲, 催化剂β越大, 单位体积催化剂内烟气与催化剂表面接触的面积越大, 越有利于催化反应的进行, 进而提高催化效率。但是, β值越大, 孔径越小, 催化剂越容易堵塞。目前玻璃熔窑SCR脱硝一般放在除尘之后, 粉尘浓度相对较小, 催化剂孔数的选择一般为21~25孔, 根据目前使用情况, 孔数选为22较为合理, 此时对应的β值为512 m2/m3。β值选取见表1。

2 催化剂运行参数评估

2.1 体积空速

体积空速描述的是烟气体积流量与SCR反应器中催化剂体积的比值, 反映了烟气在SCR反应器内停留时间的长短。根据定义其计算公式为:

Sv=Q/V (3)

实际上, Sv的倒数所表达的是接触时间概念, 是催化剂的重要性能参数, 也是催化剂反应器的主要设计参数。根据式 (1) 计算得V0, 带入式 (4) 可得Q值, Q值如在3 000~3 500 (1/h) 范围内, 说明V0选取合理。

2.2 孔内风速

孔内风速代表气体流过催化剂孔道内的速度, 它是决定反应器横截面面积和气体在反应区停留时间的重要参数。其计算公式为:

Lu=Q/ (3 600×A×n) (4)

式中:A为反应器横截面积;n为催化剂的孔隙率。考虑到玻璃熔窑烟气中粉尘粒度较细, 烟质较低, 孔内流速一般要求偏高, 取值一般在5.8~7.3 m/s之间, 孔内风速过低, 容易造成堵塞, 过大则磨损严重。催化剂体积确定后, 可通过孔内风速指标来验证催化剂选型是否合理。

2.3 面积速度

SCR系统的面积速度描述的是烟气掠过催化剂表面的速度, 其定义是单位时间内烟气体积与催化剂的几何表面积之比, 是反映催化反应特征的一个参数。其计算公式为:

Av=Q/ (V×β) (5)

烟气量一定时, 面积速度Av越小, 说明催化剂的几何表面积越大, 对应的催化剂微孔数目增多, 有利于反应器内催化反应的进行。它的取值为6~7 m/h, 可通过控制面积速度微调所选取的催化剂体积。

3 工程应用实例分析

3.1 工况参数

以某新建600 t/d浮法玻璃生产线烟气SCR脱硝工程为例, 表2是该生产线的主要工况参数, 由表1中数据可计算η=91.18, 带入公式 (2) 可计算出m=0.913 6。

3.2 催化剂体积计算

根据烟气特点, 参考表1选取催化剂的节距为6.75 mm, 孔数为22×22个, 再参照市场上生产的标准催化剂参数 (表3) , 可计算出β=511.96 m2/m3。参考1.2中k0的选取, 取k0=38, 将η、m、β、k0带入公式 (1) 计算得:

V0=120 000×ln (1/ (1-91.18/100×0.913 6) ) / (38×511.96) =36.82 m

3.3 参数校准与修正

综合考虑催化剂的运行参数, 采取合理的反应器内部布置形式 (表4) , 最终的修正参数见表5, 修正后k=37.55, V=37.26, 修正后的参数为选型的最终参数。

3.4 工程应用情况

该工程已于2014年9月开始投运, 并已通过国家环保部门的验收, 项目运行正常, 脱硝效率高达95%。

4 结语

催化剂的精确选型是一个十分复杂的过程, 不同的工况参数, 催化剂的选型可能会有很大差别。本文的计算针对玻璃熔窑具有一定的符合性, 对其他行业来说, 仅具备参考价值。由于玻璃熔窑脱硝催化剂的最早使用时间不足3年, 催化剂的衰减率很难统计和预算, 本文的催化剂体积计算未考虑催化剂活性的衰减, 在收集后期催化剂衰减参数后, 将总结衰减计算经验公式。

摘要：文章介绍了蜂窝状催化剂选型体积公式的计算及应用, 包括催化剂节距、孔内风速、面积速度和初始活性系数k0选取。计算所得结论与工程应用情况基本吻合, 对今后玻璃熔窑烟气脱硝催化剂的选型具有重大的指导意义, 对水泥、陶瓷等其他行业脱硝催化剂的选型具有一定借鉴意义。

玻璃熔窑的全氧燃烧 第4篇

改革开放20多年以来, 国民经济迅速发展举世瞩目。玻璃工业(平板玻璃、电子玻璃、玻璃纤维、日用玻璃、光学玻璃等)相应得到迅速发展,仅以浮法玻璃为例,截止2004年底,已建成投产126条浮法线(总产量已达到3亿重量箱,日熔量52 930 t),还有51条线在建、拟建。熔化玻璃采用煤、煤焦油、重油、天然气、或电(少量)作燃料。目前我国熔化一公斤玻璃液(平板玻璃)平均指标在1 500～1 800大卡。按此单位能耗测算,玻璃工业无疑是重要能耗大户之一。当今世界石油价格上涨,我国进口石油逐年增加(中国生产力发展研究报告研究表明;中国石油进口率测算到2010年、2015年和2020年进口率下限将分别达到55.4%、57.4%、59.7%。大大超过30%理论上控制指标,按国际能源组织今年预测2030年中国石油对外依存度将达到74%的进口率)。玻璃熔窑大部分采用重油做燃料,因此,对于玻璃工业的总量控制,尤其是高能耗玻璃熔窑的能耗限制,从节能、成本考虑采用新燃烧技术已是当务之急。

2005年2月16日“京都协议书”生效、2005年7月27日美国、澳大利亚、中国、印度、韩国在万象签订了亚太地区清洁能源开发及气候变化研究伙伴关系的协议“万象协议”,都在呼吁保护全球环境。

目前中国的温室气体排放量已高居世界第2,并预计将会超过美国升至第1(美国纽约时报10月30日文章:中国下一个剧增的可能是污染空气)。根据粗略统计,中国有1/3的地区受到酸雨侵蚀。中国政府现在必须认识到,在环境方面,它既有国内责任,也有国际责任。

党和国家提出的“十一五”规划纲要,已将节能、环保列为“十一五”规划着重解决的课题。严格控制大气污染、降低温室气体排放的新法规、新技术已是既定方针。

随着玻璃工业的发展,人们对产品质量要求的不断提高,燃料成本的不断增加,使得科技工作者对玻璃生产的核心“玻璃熔窑”的各个环节进行了不断地探索和改进,燃烧系统也不例外,至今已有了可喜的成效。

人们除了关注全球日益紧缺的能源供应,探索种种节约能源的措施之外,还关注着人类的生存环境,针对熔窑排放的各种废气,采取必要的措施进行处理。除燃烧高硫燃料产生的“SOx”已引起重视外,在以空气助燃的燃烧中所产生的废气含有大量的NOx,它造成光化学大气污染、温室效应,影响全球人类生存环境,其更应予以关注。

有史以来,玻璃熔窑一直都是以空气作为助燃介质。经过对现有燃烧系统的分析研究,认为采用空气助燃是导致高能耗、高污染、温室效应高的重要因素。空气中只有21%的氧气参与助燃,78%的氮气不仅不参与燃烧,还携带大量的热量排入大气。通过长期反复地试验研究认为;采用纯度≥85%的氧气作为助燃介质,对于节约能源,改善环境效果十分显著:能耗可降低12.5%～22%,未来可望降低30%以上(见图2),废气排放量减少60%以上,废气中“NOx”下降了80%～90%、烟尘也降低50%以上。

这种采用纯度≥85%的氧气参与燃烧的系统,称之为全氧燃烧。玻璃熔窑中,部分设置全氧燃烧系统(浮法玻璃熔窑俗称的“0”号小炉助熔)称之谓全氧助燃。由于燃烧系统的改变,引起玻璃熔窑结构的变革,全氧燃烧窑炉取消了蓄热室、小炉、换火系统,如同单元窑(见图1)。就采用横火焰窑炉的玻璃厂而言,熔化部厂房跨度可缩小2/5,主生产线投资减少30%左右。鉴于采用全氧燃烧的熔窑,无需“传统换火工艺” 使得玻璃熔化更加稳定,近乎达到理想境界。

熔化过程飞料大幅度降低,澄清区气泡释放非常彻底,玻璃熔化质量显著提高。

采用空气或全氧作为助燃介质,其传热过程差异很大(见表1)。

传统的空气助燃,需要通过定时换火进行烟气与助燃空气的热交换,回收部分热能。但是,换火过程窑内瞬间失去火焰,玻璃液必然失去热源,导致窑温波动,受到换火过程的冲击,窑压瞬间波动也是必然的结果。

通常空气助燃,因为小炉结构的需要,必须占据沿池壁长度方向较宽的位置,因此,喷枪的合理布置受到限制。采用全氧燃烧,由于燃烧器不同于小炉,外形结构尺寸相对较小,它可以按照熔化温度曲线合理分布,“燃烧器”或对烧、或交叉燃烧。完全可以按照熔化温度曲线自动控制窑内温度,不致烧坏窑体。就浮法窑而言,一般反而使热点温度下降,原料预熔区温度上升,其结果是预熔区的原料受高温气体传热很快形成薄壳,从而阻止了粉料的飞扬。用于浮法玻璃熔窑的全氧助燃,俗称“0号小炉”,是在“1号小炉”与前脸墙之间两侧胸墙上各安装一支“氧+燃料”燃烧器,用于熔窑的中、后期以及生产特种深色玻璃时投运,以提高预熔区的温度,将泡界线前移,减少飞料,可提高产量约10%～15%,并大幅度减少玻璃中的气泡,提高产品质量,以便恢复熔窑前期功能,而无需进行蓄热室热修,节约了人力、物力、热修费用。

2 “全氧 + 燃料”燃烧的技术成果

到本世纪初,全世界已有200多座全氧燃烧窑炉,北美拥有的550座包括小型特种玻璃窑在内, 其中约有140座为全氧燃烧窑炉,欧洲现有的350座窑炉中已有30余座为全氧燃烧窑(不包括玻璃棉及特种玻璃窑),亚洲已有20多座全氧燃烧窑炉。近几年在中国已开始推行全氧燃烧,如玻璃纤维池窑、薄壳、玻锥电子窑及在浮法窑增设“0号小炉”的全氧助燃已相继建成投运(见图3、图4)。

美国Praxair、Air Product等公司为了开发气体市场,长期进行全氧燃烧技术的开发研究。十五年来,全氧燃烧技术逐步完善,世界上有燃烧试验装置的公司取得了许多成功经验。诸如:提供包含数学模型等技术软件在内的设计依据资料、全氧燃烧窑炉的结构设计 ,还包含供氧系统、燃烧器、支撑燃烧器的耐火砖材、燃料(重油、煤焦油、天然气)自供系统、“氧气+燃料”的自控系统在内的各项装备以及各种不同类型制氧装备等。

美国Praxair公司在这方面还拥有多项专利,如硅砖高碹结构设计技术、“氧气 + 燃料”的燃烧器专利等。到目前为止,全氧燃烧已经是一项成效显著的成熟的科技成果。

3全氧燃烧的有关问题

在此仅就玻璃窑全氧燃烧氧气纯度(富氧、全氧)、浮法窑内温度场、窑内气氛、全氧助燃“0号小炉”的氧气用量、高碹等的有关问题进行讨论。

1)氧气纯度

空气中只有21%的氧气,氧气大于21%,如22%就是富氧,所以,通常提到的“富氧燃烧”没有定量,易混淆含义。试验证明,含氧量≥85%作为助燃介质,燃烧效果才显著,一般全氧燃烧含氧量≥91%～92%,含氧量<85%燃烧效果不好,因此将供给一条浮法线锡槽用氮所采用的空分设备产出的含氧尾气,作为助燃介质是不够的,燃烧效果甚微。

2)浮法窑内温度场

由于燃烧器外形结构尺寸相对较小,“氧气+燃料燃烧器”可以按照熔化温度曲线合理分布,与空气助燃相比,一般浮法窑预熔区温度(投料口至一号小炉间),上升65 ℃,热点温度下降20 ℃(见图5),实践证明这对玻璃熔化过程:预熔、熔化、澄清及调节窑内气氛,减缓对耐火材料的侵蚀是有利的。

3)窑内气氛

全氧燃烧窑内气氛变化较大,在玻璃熔体表面碱(NaOH)的挥发反应,碱蒸气(NaOH)浓度增加数倍,造成碹顶硅砖侵蚀加剧(见图6)。

(1)在玻璃熔体表面的反应产生挥发性物质

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(2)在蓄热室/烟道气通道中生成硫酸钠

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(3)Na2SO4蒸气冷凝

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4)全氧助燃“0号小炉”的氧气用量

氧气用量可按全窑助燃氧气用量≧15%或按增加玻璃产量计算。

5)高碹

为了防止硫酸钠(Na2SO4)等物质造成碹顶硅砖侵蚀,美国Praxair公司采取了高碹顶技术,提高碹顶高度、将加料段温度升高、抬高燃烧器,降低了碱蒸气(NaOH)挥发浓度,减低了对碹顶硅砖的侵蚀,延长了窑龄,实际效果很好(见图5、图6、图7)。

影响NaOH挥发的3个关键因素:(1)熔体表面温度;(2)熔体上方的气体速度;(3)水蒸气浓度。

4全氧燃烧技术经济分析

1)全氧助燃“0号小炉”投入成本低,日用氧气量少,效果明显。

在浮法窑炉投运的中、后期可增加产量、提高玻璃质量、无需再支付蓄热室等热修费用,其经济效益十分明显。

2)全氧燃烧的技术经济比较(见表2)

注:a.本表以700 t/d浮法玻璃窑为例;b.熟料(碎玻璃)占配合料比例为15%;c.重油按3 000元/t;d.氧气按0.35元/m3;e.未考虑“环保”要求支付、奖励的收支;f.未列入“空气+燃料”窑炉维修支出;g.“氧气+燃料”土建、换向工艺设备节省的投资未列入。

上述700 t/d浮法生产线氧气供应站投资,由供气方投资。氧气价格为含电价。

从简略的测算可以看出,由于能源(重油)价格上涨,两者可比成本仅差1.85元/箱,如果考虑“氧气+燃料”熔化玻璃的质量提高,使得质量从建筑级提高到汽车级,则5 mm玻璃每平米售价可增加1～1.5元的因素,同时国家对新的环保、节能技术的应用实施政策倾斜,采用全氧燃烧的经济效益是好的。

5如何应用全氧助燃、全氧燃烧

应用“氧气+燃料”的方案实际上有2种选择:第一,采用全氧助燃安装“0号小炉”。原则上国内现在运行的浮法窑都可以安装,特别对于已运行3～4年的中、后期熔窑,增加“0号小炉”,运行之后,它可以恢复窑前期产量,而且玻璃质量明显提高。对新投运的窑,施工前预留“0号小炉”安装位置,在运行之后安装更加合理。对于某些大型玻璃集团公司,在一地有3条以上浮法线,可以合用一套制氧设备,节省设备投资。第二,设计全氧燃烧熔窑。由于制备氧气的成本比空气高,因此,在选择应用全氧燃烧方案时应做可行性分析,选择可靠性高的制氧机组(如真空变压吸附法可制造浓度为90%～91%以上的制氧气设备),同时也要考虑附近是否有“液氧气源”,作为应急备用氧气供应基地,一般在高速公路连接处,距液氧工厂300～400 km之内为宜。

对现有浮法玻璃公司的浮法线冷修改造,如采用全氧燃烧方案也可以节约用于蓄热室、小炉的投资,并减低换火系统维修费用,提高产品质量、产量。

测算运营成本:测算时应逐项考虑,氧气支出费用、燃料节省费用、增加的收益、玻璃产品质量等级提升增加的产品收益,投资节约减低的财务费用收益以及窑龄延长摊销的费用等。

从运行效益考虑,对于马蹄焰窑,单元窑、横火焰窑等,应选择产品附加值高的窑炉实行全氧燃烧。对于浮法玻璃熔窑应选择附加值高的超薄玻璃、超透明玻璃的熔窑以及大、中型生产中、高档浮法玻璃的熔窑。从长远的观点看,一旦能源价格继续上涨,玻璃污染费征收额度增加,国家施行减排烟气的奖励办法得以落实,全氧燃烧的推行势在必行。

6政策导向是推动“全氧燃烧”的动力

总结过去十个五年计划的经验,如何面对现实存在的节能(能源匮乏)、环保(执行“京都协议书”、“万象协议” )、市场竞争(高质量玻璃市场需求增加)、降低成本(燃料价格上涨、环保费、税增大)等,给未来玻璃窑技术发展提出了严酷的要求。第“十一个五年规划”提出的建设能源节约型、环境友好型的目标,并明确提出到第十一个五年规划末,按GDP测算能源消耗降低20%的目标。政策导向给予玻璃窑技术发展有力的推动。

综上所述,“全氧燃烧”已经是一项成效显著的成熟技术。为此,应该引导窑炉这场技术革命,制订相应的指导性政策是非常必要的,建议如下:1)普查全国玻璃工业能耗、大气排放、大气污染现状,制订相应措施,鼓励采用“全氧燃烧”及其它节能、环保新技术。2)依据“京都协议书”、“万象协议”及我国相关法规制订切实可行的节约能源,控制大气污染、降低温室气体排放的新法规。3)制订对采用新燃烧技术、节能、减少大气排放技术的奖励制度, 实施定额减免税管理办法,技改贴息贷款优惠信贷等政策。4)制订对发明创造、推广、设计节能、环境保护新技术的个人、单位进行奖励的政策。5)建议选择一个新建或冷修改造项目,试行全氧燃烧技术取得经验以利推广。

7结语

全氧燃烧是一种成熟可靠的技术,它不但对采用此项技术的企业有利,而且在治理大气污染方面也是行之有效的,它有益于改善地区大气环境。同时,由于它带来的窑炉结构变化,节省30%～40%以上的蓄热室小炉用砖,节省2/5的土建投资。因此而使耐火材料、水泥、钢材等原材料制造用能源节省了下来,就全社会而言,节能、环保效益巨大,应予以试行取得经验,再有计划地推广。

全氧燃烧是玻璃窑的一次革命性变革。符合建立能源节约型、环保友好型循环经济的要求。

摘要：论述了玻璃熔窑的全氧助燃、全氧燃烧机理,发展趋势以及因助燃介质的改变引起的熔窑结构变革,全氧燃烧还是治理环境、大气污染,温室效应的有效措施,并建议在编制“十一五”规划时,制订相应的指导性政策,试行“全氧燃烧技术”取得经验以利推广。

关键词：全氧燃烧,全氧助燃“0号小炉”,温室效应,节能,大气污染

参考文献

[1]Tall Crown Furnace Technology for Oxy-fuel Firing HKobayashi,K T Wu,G B Tuson,F Dumoulin and H PKiewall GLASS,April 2005:78-80.

[2]Kobayashi H,Wu K T,Tuson G B,et al.Ceramic Bulle-tin,2005:14-19.

[3]Advances in Glass Melting Technology Recent Advancesin Oxy-fuel Fired Glass Melting.James Yuan and Willi-am T Kobayashi Praxair(China)Investment Co,Ltd.

[4][美国《纽约时报》10月30日文章]题:中国下一个剧增的可能是污染的空气.

[5][英国《金融时报》10月31日社论]题:黑色名声.

玻璃熔窑烟气 第5篇

浮法玻璃配料熔化过程中会产生SO2、NO、NO2、烟尘、HCl、HF等污染烟气。目前,治理方法主要有湿法、半干法烟气脱硫、SCR脱硝工艺等。湿法脱硫工艺,脱硫渣易产生腐蚀和堵塞,维护成本高,对SO3、重金属等脱除率低;SCR脱硝工艺,对反应温度控制有较高的要求,如果熔窑烟气温度一会儿高、一会儿低,直接进入脱硝反应器,将影响脱硝效果。因此,本技术克服上述存在的缺陷,探寻一种控制废热利用的技术方案,基本思路是根据玻璃熔窑排出烟气的温度,选择直接进行脱硝再进行废热利用或者先经过废热利用后再进行脱硝的操作,以控制进入脱硝反应器内的烟气温度,从而解决脱硝反应温度稳定的有效控制操作,以及后续脱硫除尘一体化治理技术,从而达到国家规定的烟气排放限值。

1 熔窑烟气废热有效利用的脱硝脱硫除尘工艺

1.1 脱硝脱硫除尘工艺简介

首先,在熔窑烟气出口处安装一台温度检测装置,监测熔窑烟道出来的烟气温度,以此温度数值确定烟气流向。其次,在余热锅炉内,设计制作“内挡板”。“内挡板”将余热锅炉分割成一热段和二热段,通过“内挡板”的开闭,可以控制烟气流程。该“内挡板”结构减少了常规外部烟道旁通的阻力,且便于工艺操作与流程控制。

本工艺方法,根据烟气热值,选择烟气优先进入余热锅炉或脱硝反应器。如果熔窑烟气温度高,优先进入余热锅炉一热段,通过一热段余热利用降温后,再进入脱硝反应器,脱硝后再返回余热锅炉二热段。如果熔窑烟气温度偏低,优先进入脱硝反应器,再进入余热锅炉一热段、经“内挡板”进入二热段进行余热利用,见图1。这样,既解决了以前烟气直接进入脱硝反应器因废热过高而需要降温导致的废热浪费情况,也解决了如何稳定控制脱硝反应温度的问题。

余热锅炉二热段出口的烟气进入脱硫除尘系统,经脱硫、除尘后由烟囱排出。

1.2 脱硝脱硫除尘工艺流程图简述

从玻璃熔窑(7)排出的烟气经过余热锅炉(1)一热段降温后进入脱硝反应器(2),脱硝后的烟气再返回余热锅炉(1),从余热锅炉(1)出来的低温烟气进入脱硫塔(3),烟气经脱硫塔(3)底部的文丘里结构加速后与加入塔内的吸收剂及水发生反应,除去烟气中的SO2、SO3、HCl、HF、重金属等气体。

2 熔窑烟气废热有效利用脱硝脱硫除尘的治理技术应用

2.1 脱硝治理技术应用

采用SCR脱硝技术,消除烟气中的NO、NO2等物质,统称为NOx,也就是俗称的硝。它的反应原理,是通过下述化学反应将NO、NO2等还原成无害的N2和H2O。采用SCR方法没有副产物,不形成二次污染,装置结构简单,并且脱除效率高,运行可靠,便于维护等优点。

4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O

2NO2+4NH3+O2—>3N2+6H2O。

该反应在有催化剂的条件下进行,反应速度可以加快。

脱硝反应工艺流程图2,正常运行参数见表1。

2.2 脱硫治理技术应用

采用半干法脱硫,创新脱硫塔的结构,采用文丘里管原理,强化气固间的传热和传质,实现脱硫温度及烟气排放温度的控制、床层压降的控制,通过消石灰(Ca(OH)2)在脱硫塔内形成悬浮流化床,烟气在通过脱硫塔时与悬浮的消石灰发生激烈的碰撞,在高压雾化水枪的作用下,将出口温度控制在80~85℃之间,以达到最佳的脱硫反应效果。烟气脱硫工艺的化学反应原理为酸碱中和,半干法脱硫在循环流化床吸收塔中,Ca(OH)2与烟气中的SO2和几乎全部的SO3,完成化学反应,主要化学反应方程式如下:

半干法脱硫作为新一代脱硫工艺,与湿法脱硫工艺相比,在继承了湿法脱硫高效率的基础上,没有湿法脱硫的污水排放,且烟囱的烟气排放效果好,可以做到几乎无痕排放。脱硫除尘工艺流程图见图3,正常运行参数见表2。

2.3 除尘治理技术应用

玻璃熔窑排出的烟气经过余热、脱硝后进入脱硫塔,经脱硫塔底部文丘里管加速后与加入的消石灰、循环灰及水发生反应,除去烟气中的SO2、SO3、HCl、HF、重金属等。携带大量吸收剂和反应产物的烟气从脱硫塔顶部侧向下行进入脱硫除尘器,经气固分离后的烟气含尘量不超过30mg/Nm3。为了降低吸收剂的耗量,大部分收集到的细灰及反应混合物经回气管返回脱硫塔进一步反应。

通过布袋除尘器的技术操作,能够高效捕捉烟气中的烟尘以及脱硫投入的消石灰等,效率可以达到99.999%以上,并且对于目前人们关注的PM10、PM2.5 的粉尘颗粒也可以有效过滤。见表3。

2.4 烟气脱硝脱硫除尘治理一体化应用

综合上述2.1、2.2、2.3 的治理技术,形成了“脱硝+ 脱硫+ 除尘”一体化工艺技术。主要包含4 个区域:氨区(脱硝还原剂存储、制备、供应系统)、SCR区、FGD区和除尘区。玻璃窑炉出来的高温烟气首先进入余热锅炉高温段进行热量回收,在烟气温度处于320~410℃时引出锅炉。该一体化治理技术,主要是通过烟气温度及余热锅炉内挡板,控制烟气进入脱硝反应器,再回到余热锅炉余热利用后,低温出口进入脱硫塔,经脱硫塔底部文丘里管加速后与加入的消石灰、循环灰及水发生反应,除去烟气中的SO2、SO3、HCl、HF、重金属等,将携带大量吸收剂和反应产物的烟气从脱硫塔顶部侧向下行进入脱硫除尘器,进行气固分离,经气固分离后的烟气含尘量不超过30mg/Nm3。为了降低吸收剂的耗量,大部分收集到的细灰及反应混合物经回气管返回脱硫塔进一步反应,实现烟气脱硝脱硫除尘治理一体化应用。

3 设计制作“内挡板”完成玻璃窑炉烟气废热利用技术

3.1 余热锅炉“内挡板”设计

余热锅炉,设计安装一块内挡板,内挡板采用耐高温的翻板阀或者插板阀,阀体选用15Cr Mo V材质,驱动轴选用40Cr材质。内挡板尺寸:2800mm×2400mm×400mm ,内挡板安置在铁框架上,由扬程器控制机构控制开启与关闭,实现控制烟气的流向。见图4,见图5。

3.2 余热锅炉“内挡板”作用

余热锅炉(参见图4)一热段和二热段之间为缩口状,内挡板(参见图5)设置于缩口的部位,将余热锅炉分割成一热段和二热段,一热段的废热利用温度高于二热段的废热利用温度。余热锅炉“内挡板”,由系统控制器控制,控制器连接有温度传感器,温度传感器设置于玻璃熔窑烟气排出口处。

控制系统根据烟气温度设置值,对余热锅炉内设置的“内挡板”及外部烟道闸板进行开启与关闭的操作,有效控制烟气在整个系统中的流向,以满足脱硝脱硫除尘工艺上的要求。

3.3余热锅炉“内挡板”完成玻璃窑炉烟气废热利用的节能技术

通过余热锅炉“内挡板”,改变余热锅炉一热段与二热段之间的烟气流通状况,结合内挡板从而控制余热锅炉在一热段和二热段内的废热利用。

当烟气温度足够高时(420℃以上),内挡板关闭,关闭阀门,从玻璃熔窑烟气排出口出来的烟气直接进入余热锅炉一热段,经一热段降温后(温度达到420℃以下)进入脱硝反应器,再回到二热段, 最后通过余热锅炉二热段的低温出口进入脱硫塔及脱硫除尘器。当烟气温度低时(350℃以下),为控制脱硝反应温度(320~410℃)、保证脱硝效率,烟气直接进入脱硝反应器,脱硝后再进入余热锅炉一热段(余热利用),经内挡板进入二热段,再由低温出口进入脱硫塔及脱硫除尘器。如烟气温度适中(350~400℃),则部分烟气经余热锅炉后进入脱硝反应器,部分烟气直接进入脱硝反应器。

余热锅炉“内挡板”,避免了因温度高进入脱硝反应器需要降温处理的热能浪费问题,有效起到了节约能源和能源合理利用的效果。

4 结语

(1)本工艺技术实行脱硫灰多次循环使用,使脱硫剂的利用率非常高。解决了其它干法工艺脱硫剂利用率不高的问题。

(2)整个系统装置结构紧凑、占用空间小,装置运行可靠。

(3)系统无污水产生,终产物适宜用气力输送。

(4) 脱硫后出口烟气温度达到70℃以上,高于酸露点15℃以上,对风机、烟道、烟囱系统无腐蚀,可直接排放。

(5)整套系统阻力降比其它半干法工艺低,可减少脱硫引风机功耗。

(6)本技术运行,达到国家关于玻璃行业大气污染物排放标准GB26453-2011《平板玻璃工业大气污染物排放标准》控制指标及其性能如下:COD(CR)产生量< 4g/ 重量箱;SS产生量< 7g/ 重量箱;SO2产生量< 0.1kg/ 重量箱(<400mg/Nm3);NOX产生量< 0.15kg/ 重量箱(<600mg/Nm3);颗粒物产生量< 50mg/m3,达到20mg/m3;脱硫效率≥94%;脱硝效率≥75%;除尘效率≥99%。

摘要：通过检测玻璃熔窑排出烟气的温度热值,选择直接进行脱硝或经过余热锅炉余热回收降温后再进行脱硝操作程序;同时控制余热锅炉“内挡板”开启与关闭,有效实现熔窑烟气余热回收利用和脱硝温度的稳定控制,实现提高脱硝反应效果,满足脱硝脱硫除尘治理一体化的操作要求。

关键词：熔窑烟气,余热回收,脱硝技术,半干法脱硫技术,布袋除尘技术

参考文献

[1]徐娇霞,丁明,尤振丰,夏建萍.玻璃窑炉烟气脱硝脱硫除尘一体化技术[J].玻璃,2013,38(5):43-45.

浮法玻璃熔窑冷却部压力调节系统 第6篇

自20世纪50年代末,英国皮尔金顿玻璃公司研制成功浮法成型工艺以来,浮法技术广泛地应用在玻璃制造业。我国于1971年成功地开发拥有自主知识产权的浮法玻璃生产技术,并通过几代人的努力,使浮法玻璃生产技术在中国取得飞跃发展,走出国门,服务世界。

中国浮法玻璃生产技术发展到今天已经十分成熟,但与外国先进技术相比,在技术细节和生产管理上还有一定的差距,这些差距最终都表现在玻璃产品的质量上。本文根据近几年引进的国外先进技术,介绍一种对浮法玻璃熔窑冷却部压力进行精确调节的技术措施和系统设置情况。

1 研究对象

浮法玻璃生产讲究“四大稳”,其中有一条就是保持熔窑压力的稳定,这对熔制出稳定合格的玻璃液非常重要。浮法玻璃熔窑的压力根据熔窑的结构分为熔化部压力和冷却部压力,两个部分靠熔窑卡脖分开,卡脖上设有低矮的平碹或分隔吊墙,目的就是尽可能阻止前后两个部分空间气氛的相互干扰。我国目前浮法玻璃生产线所说的“保持熔窑压力稳定”基本都是针对熔化部的压力,对于冷却部的压力基本不控制,或者是通过泄压孔人工进行粗略地调节。一般大家对于浮法玻璃熔化部压力稳定的认识都很清楚,但对于冷却部压力的稳定关注得不够。

浮法玻璃生产工艺对进入成型环节玻璃液的质量和流量的可控性要求非常高,这样生产出来的产品的质量也就很高,冷却部压力影响到玻璃的质量,还影响到进入锡槽的玻璃液流量。虽然,还不能准确地找出冷却部压力影响玻璃液质量的一种定量关系,但是,有生产经验的人员都能感觉到它们之间的必然联系。

2 方法措施

浮法玻璃熔窑冷却部压力的调节方法是在冷却部前段两侧胸墙对称设置一对调压烟囱(图1),烟囱的排气能力由烟囱出口的气帘装置进行控制,气帘装置的调节功能又是通过单独配置的气体管路系统来实现的。将冷却部的压力信号和气体管路的气体流量信号进行联锁联动,可以达到精确自动控制冷却部压力的目的。

烟囱是由钢结构支撑的耐火砖结构组成,可以根据熔窑的热胀冷缩进行适当调节。烟囱根部设掏灰孔,顶部架设气帘装置。气帘装置是由钢结构裹着耐火材料制成,内部设有特殊形状的风道和出气口。气帘装置的进气口与气体管路系统相连,气体管路系统由风机和风管组成,风管上设有流量计、调节阀,与风机本身配置的调节装置一起可以实现自动调节冷却部压力的目的。

3 实际效果

随着控制细节的完善和精度的提高,国内浮法玻璃熔窑基本都能维持正压操作,在熔化部接近玻璃液面的部位,正常情况下维持微正压(5±0.5)Pa,冷却部窑压一般控制在15～20 Pa,熔窑换火时也能保证熔化部不出现负压。但周期性换火形成的熔化部压力波动还是影响冷却部压力的稳定,所以冷却部窑压一般设置较大,目的就是使对其影响的相对值较小,从而减少对玻璃质量的影响。但是高的冷却部压力也会带来负面的作用,会使温度较低的冷却部气体容易通过卡脖进入熔化部,使熔化部末端高温碱蒸气冷凝,从而加快耐火材料侵蚀,最终减少熔窑寿命、降低玻璃质量。高的冷却部压力还会使冷却部气体通过流液道进入锡槽,降低锡槽内气氛的纯度,最终也降低玻璃质量。

如果能精确控制冷却部压力,就可以适当降低冷却部压力设定值,而不用担心熔化部压力波动对其的影响。在引进的生产线上熔化部压力还是控制在(5±0.5)Pa,但冷却部窑压控制在(8±0.5)Pa。生产实践证明,这一操作参数可控性很好,控制精度很高,经常出现的相关方面的问题都有很大程度的减轻,生产的玻璃质量相对较高。

4 结语

浮法玻璃熔窑节能技术研究及应用 第7篇

关键词：浮法玻璃熔窑,节能技术

在经济全球化日益发展的新时期, 伴随着社会经济科技的发展与进步, 能源节约技术改良也越来越重要。一旦工业发展出现能源损耗高的问题, 就容易造成危害操作者的生命财产安全, 还会影响社会的正常运转和持续发展, 因此开展浮法玻璃熔窑节能技术的管理具有很强的必要性意义。在玻璃企业技术管理的领域中, 存在着种类多样的节能技术, 不同的节能技术蕴含着不同的能源节约理念, 也反映了工业企业开展能源改善的方法与举措。这就需要我们充分提高对浮法玻璃熔窑节能技术的研究, 本文通过阐释我国相关技术发展的主要问题, 深度并准确地分析节能技术应用的现状, 提出切实可行的措施来促进该技术的及时改良。

1 富氧燃烧节能技术简介

熔窑的热效率由节能技术是否得到应用决定, 目前玻璃熔窑的节能技术主要包括富氧燃烧技术、纯氧燃烧技术、电助熔技术、鼓泡技术、重油乳化技术等[1]。虽然我国浮法玻璃熔窑节能技术的发展取得了显著成就, 但是不可否认的是, 当前在该领域仍存在一些技术性难题等待相关技术人员攻克。富氧作为浮法玻璃生产中的附属产物, 如果能够得到利用, 就可以降低成本, 提高玻璃的熔化质量。

目前富氧燃烧节能技术作为主要的节能技术, 主要有两种形式:通过富氧喷嘴安装在燃油喷枪的下方, 将富氧以高速射流的形式喷入窑内, 在射流的作用下将火焰拉近液面, 从而熔窑的热效率得到相应提高以及采用富氧喷枪将富氧空气作为雾化介质直接与燃料充分混合而燃烧的方法[2]。富氧燃烧改变了燃料与助燃气体的接触方式, 降低燃料的燃点温度, 可明显缩短火焰根部的黑区, 增大有效传热面积。富氧燃烧可以加快燃烧速度, 改善了燃料的燃烧条件, 使得燃烧在窑内充分完成, 减少了在蓄热室内的残余燃烧, 因而能充分地利用燃料。与此同时, 富氧燃烧可以提高燃烧区的火焰温度, 使燃烧所需空气量减少, 废气带走的热量下降, 当富氧空气参与助燃时, 其燃烧条件得到改善, 从而降低重油的燃点温度, 使火焰变短, 火焰强度提高, 释放热量增加, 进而能够实现增加热量利用率的效用。

2 富氧燃烧节能技术的改良

2.1 调节原料配比

浮法玻璃熔窑节能技术实行的基本条件是实现原料的合理调配, 这不仅仅是降低能源消耗的必要条件, 也是提高玻璃熔化质量的基础。在浮法的玻璃熔窑技术中, 传统的斜毯式原料使用模式已经不能适应现代化节约能源的需求, 这就需要通过改进材料的配比来实现成本的降低。具体而言, 可以选择薄层投料的原料使用技术, 将投料机的运行控制在合理区间内, 在保护熔窑设备的同时, 大力扩展熔化的面积, 实现熔化质量提高与原料降低了的双赢。要使燃料达到完全燃烧, 必须使燃料和空气混合均匀或充分接触。富氧空气参与助燃后, 能加快燃烧速度, 提高燃烧强度、使火焰变短, 获得较好的热传导, 同时由于提高了燃烧温度, 所以有利于燃烧反应完全。

2.2 加强技术操作

熔化技术的操作直接决定着浮法玻璃熔窑节能技术的实现效率, 要想达到玻璃熔窑燃烧效率的最佳化, 就要通过改善燃烧器性能、提高燃油雾化效果与对助燃风的恰当控制是实现。因此, 在实际操作过程中, 可以通过对于浮法玻璃熔窑节能技术参数的调节来保障能源的使用效率, 进而实现完全燃烧, 以及采用浅池结构, 通过降低玻璃液的回流系数, 可以减少回流玻璃液的重复加工。

伴随着浮法玻璃熔窑节能技术更新换代速率的增快, 可以通过设置超级烟道, 蓄热室采用全分隔式结构来进行节能。由于采用这种结构后, 可实现助燃风分支烟道换向, 燃料与助燃风进行比例调节, 可根据现代熔窑熔化工艺制度的需要, 灵活调节各小炉的风火比。理想燃烧状态, 空气过剩系数为1.02~1.08, 窑内大量空气过剩的结果将导致燃料的过分浪费。国内较为流行的分组式、半分隔式和全连通式蓄热室结构虽可节省一次性投资, 但不利于生产操作中的燃烧状态的调节。建议今后设计中如有条件采用助燃风和废气均在分支烟道换向, 做到真正意义上的助燃风按小炉实行比例调节。

2.3 注重熔窑的设计

浮法玻璃熔窑节能技术的实现还需要对于熔窑设计的改良, 具体表现为, 要研制多种新型的材料, 在改善传统的设计构造基础之上, 加入对于熔窑保温设计的理念。还需要在浮法玻璃熔窑节能技术的具体操作中, 要注意对熔窑的密封。由于熔窑是由砖块堆积而成的, 要实现对于其安全的保护就要加强对于各部分的密封。密封对于减少熔窑运行中消耗的热能与提升其整体运行的效果具有独特功效。要形成“蜂窝状”的碹顶结构, 这是提高炉内有效利用率的有力措施, 由于碹内表面尖端部位的温度相对高, 物体的辐射能力明显增强, 而且碹的内表面面积增大, 相应较大地提高了大碹对玻璃液的有效辐射能力。这样通过砖体向外表面的散热损失就相应减少。另外, “蜂窝状”结构对贴近大碹内表面的高速气流具有阻滞作用而形成了一个“紊流区”, 大大减轻了碱蒸气对大碹的冲刷侵蚀, 从而延长了窑炉的使用寿命。

总之, 随着社会经济科技革命的快速发展, 浮法玻璃熔窑节能技术直接关系我国玻璃工业的进步, 要实现浮法玻璃熔窑节能技术的稳定运行, 就要更新对于节能技术的认知水平, 结合当前玻璃工业发展的现状来采取科学化的节能技术手段。重视对节能技术操作人员素质的提升、多重新型节能技术的综合使用以及安全管理的落实, 在适应我国节能技术水平不断提高的同时, 合理规划浮法玻璃熔窑节能技术, 促进节能技术对推动我国玻璃工业发展、丰富人民物质生活的无可替代的作用。

参考文献

[1]王培华.浅谈浮法玻璃熔窑的节能技术[J].玻璃, 2011, (5) :31-32.

[2]左泽方.浮法玻璃熔窑节能技术及途径[J].玻璃, 2012, (4) :22-23.