浮法玻璃熔窑制氧机富氧燃烧节能技术应的几个关键问题

1、浮法玻璃熔窑制氧机富氧燃烧节能技术应的几个关键问题随着全球能源危机的加剧，燃料价格的不断上涨，玻璃生产的成本越来越高。因而，玻璃熔窑的节能降耗研究是一个具有重大战略意义的课题。我国平板玻璃工业已具有相当规模，每年浮法玻璃生产线消耗重油200万吨以上，燃料成本占玻璃生产成本已由30上升为40左右，严重影响着行业的经济效益。因此，玻璃行业对节能技术的需求非常迫切。近年来，随着玻璃熔窑节能降耗技术研究的深入，开发节能玻璃配方、优化玻璃熔窑结构、改善玻璃熔窑控制技术、加强玻璃熔窑保温和余热利用等实现玻璃熔窑节能手段的研究已相当成熟。在此背景下，要实现熔窑进一步的节能降耗，富氧燃烧技术应运而生。特别是近

2、几年来，富氧燃烧技术得到了迅猛发展，成为当今玻璃行业中最活跃的研究课题之一。该技术推广应用也必将为浮法玻璃生产行业带来可观的经济效益及社会效益。秦皇岛玻璃工业研究设计院承担且完成了国家发改委重点科技攻关项目“浮法玻璃熔窑富氧燃烧节能技术的研究开发”，并已于2008年在秦皇岛组织召开了该项目验收会。经参会专家质询、讨论，验收组一致同意该项目通过验收。现提出若干关键问题，供大家参考。富氧燃烧技术应用过程中的关键问题1.富氧燃烧工艺路线的设计富氧燃烧工艺路线的设计大致如下：富氧气体收集系统气体混合系统富氧调节系统富氧换向系统富氧预热系统气体流量调节分配系统富氧喷嘴玻璃熔窑。不同的玻璃厂实施富氧燃烧，

3、其工艺路线会略有不同，主要根据其气保车间的结构（单高还是双高）而定。主要设备如下：富氧气体收集装置、气体混合装置、换向系统、富氧预热设备、富氧喷嘴以及相应的管道和阀门。2.富氧气体的收集大部分采用单高空分法制氮的浮法玻璃厂气保车间所产生的富氧气体都是直接排放到空气中。富氧燃烧技术就是利用这些被浪费的富氧气体，添加富氧气体收集系统，将富氧气体收集起来。本系统不会对气保车间有任何影响，也不会影响到玻璃生产线的正常生产。选择合适的收集装备是关键和难点，不仅要考虑玻璃厂本身气保车间生产富氧气体的能力，还要考虑玻璃厂厂区的工艺布置和管道路线等。对于气保车间是双高的玻璃厂，不能像单高的气保车间那样进行气体

4、收集。因为双高塔氧气向外排的速度慢，直接收集会影响到双高塔内的压力，这会使气保车间的生产不稳定。我院专门对此研发的双高气体收集装置，能够有效的收集气体且不影响气保车间的压力，保证生产稳定。3.富氧气体的浓度控制从理论上讲，富氧气体浓度越高，越有利于燃料充分燃烧，节能效果越好，燃烧温度越高。事实上，节能率与富氧气体浓度的关系是非线性的，过高浓度的富氧气体通入窑内会造成火焰变短，影响玻璃的熔化。此外考虑到制备富氧气体的成本和单耗，掺合进一定量的空气来稀释储气罐中的富氧气体，可以达到富氧燃烧所需的合适浓度和必要的流量。利用空气稀释富氧气体一定要混合均匀，否则在燃烧的时候由于富氧浓度的变化导致火焰波动

5、，发飘，燃烧不稳定，甚至有可能反噬烧坏胸墙和烧嘴砖，秦皇岛玻璃工业研究设计院特别研制开发了气体混合设备，将收集到的富氧气体和空气分别引入到混合设备中，使这两种气体在里边充分混合，以达到生产需要的适宜富氧气体浓度，而且保证气体浓度的均匀。4.富氧气体的预热温度过低的富氧气体通入玻璃熔窑中会带进低温水分，水进入熔窑在汽化时会吸收热量，而且温度过低的富氧气体在入窑时会给烧嘴砖一定的冷却作用，有将烧嘴砖吹裂的危险。秦皇岛玻璃工业研究设计院自主研发的富氧气体预热设备，能够很好的利用玻璃熔窑冷却部向外散发的热量来预热富氧气体，不需要外加热源，热效率高。而且预热后能将气体均匀的输送到各个喷枪，不会出现每个小

6、炉气体量不一样的情况。本设备预热后的气体能达到200左右，富氧气体中带进的过热水蒸气在窑内与固定碳发生水煤气反应，从而起到助燃的作用。5.富氧喷嘴的安装要实现节能，将富氧气体引入玻璃熔窑的方式很重要。秦皇岛玻璃工业研究设计院在燃气、油烧嘴的下方和玻璃液面之间吹入富氧气体，在燃油喷嘴下方和玻璃液之间富氧气体以一定的角度和足够的压力喷入窑内，在射流的作用下将火焰拉近配合料和玻璃液面。因火焰下方的助燃介质中氧浓度比火焰上方高，火焰燃烧速度快，火焰下方温度明显升高，这样火焰对配合料和玻璃液面的辐射传热相对加大。而碹顶温度则相应有所下降，窑顶表面的散热和烟气出口温度相应下降，从而熔窑的热效率得到相应提高

7、。6.富氧气体的换向浮法玻璃厂燃烧系统每20分钟换向一次，在玻璃厂生产线控制柜中安装了气动换向系统，增加富氧气体换向控制，保证富氧气体的供给与窑炉换向控制同步，以减少富氧气体的浪费，降低窑压。该方法简单且不会改动任何窑炉的运行数据。富氧燃烧技术的节能效果与传统燃烧技术相比，玻璃熔窑采用富氧燃烧技术可给熔窑节能带来以下效果。提高火焰温度，促使燃烧完全富氧空气参与燃烧后，氮气量相对减少，氧分子可充分地与可燃物接触，达到完全燃烧，火焰温度随着富氧空气中氧气比例的增加而提高，并加快了辐射、传导、对流三种形式的热传递速率。火焰温度的提高和氧气含量的增加促进燃料充分燃烧，废气中可燃物显著降低，提高了燃料利

8、用率，并达到了环保效果。加快燃烧速度，促进燃烧完全燃料在空气/纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在空气中的燃烧速度最大为280立方厘米/秒，在纯氧中为1175立方厘米/秒，是在空气中的4.2倍，天然气则高达10.7倍。燃烧速度的提高，导致燃料完全在熔化池内烧净，杜绝了在小炉及蓄热室内继续燃烧的现象。降低燃料的燃点温度燃料的燃点温度不是常数，例如一氧化碳在普通空气中为609，在氧气中仅为388。用富氧助燃能降低燃料燃点，提高火焰强度、增加热量的释放。减少燃烧后的排气量用普通空气参与燃烧，约五分之四的氮气不但不参与助燃，还要带走大量的热量。如用富氧助燃，氮气量减少，故燃烧后的排气量亦减少，热损失减少。一般氧浓度每增加1%，烟气量约下降2%4.5%，从而能提高燃烧效率等。从应用的实际情况来看，一般富氧助燃可以减少1/41/5的排气量。降低空气过剩系数，节约能源用富氧代替空气助燃，可适当降低空气过剩系数，这样燃料消耗就相应减少，从而节约能源。从应用的实际情况来看，一般富氧助燃可以节能3%5%。秦皇岛玻璃工业研究设计院最新研究开发的浮法玻璃熔窑富氧燃烧节能技术可应用于各种浮法玻璃和轻工玻璃窑炉，目前已在秦皇岛耀华玻璃股份有限公司的500吨/日浮法