一、技術名稱:浮法玻璃爐窯全氧燃燒裝備技術
二、技術所屬領域及適用范圍:建材行業浮法玻璃生產線
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
目前我國浮法玻璃生產線有270多條,單線產量從300t/d-1200t/d不等。以熔化能力600噸/日,燃料為天然氣浮法玻璃窯爐為例,日耗天然氣量為11.0×104
Nm3,日排CO2為238噸,排SO20.552噸,排NOX0.86噸,不僅能耗偏高,也對環境造成了一定程度的污染。目前該技術可實現節能量4萬tce/a,CO2減排約11萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
浮法玻璃熔窯純氧助燃系統包括兩個方面:在投料口與1號小爐之間增設一對純氧燃燒噴槍(俗稱0號小爐),在原燃料噴槍底部加入純氧進行助燃(俗稱氧氣底吹)。0號小爐位于窯爐投料口與1號小爐之間,玻璃窯爐這段區間沒有火焰覆蓋,既浪費玻璃熔窯熔化面積,又增加能量的消耗。0號小爐的純氧和燃料燃燒反應速度快,火焰輻射強,由于該位置玻璃液面被配合料覆蓋,配合料黑度比玻璃液的黑度大得多,其吸熱能力也比玻璃液的吸熱能力強,因此傳熱效果更高。純氧噴槍燃燒產生煙氣量少,火焰動量小,不會將配合料粉塵吹起,相反配合料表面快速形成”釉層”,減少配合料的飛料。實踐證明,高溫強制熔化有利于節能降耗,提高玻璃的質量和產量。
在原燃料噴槍底部通入氧氣,氧氣從燃料噴槍底部加入,解決傳統燃燒方式該位置燃燒缺氧的問題。高純度氧氣燃燒速度快,溫度高,輻射能力強,有利于玻璃熔化、澄清和均化,因此可以減少燃料上部空氣量,從而降低空間火焰溫度,使溫度呈梯度分布,起到保護窯爐火焰空間胸墻、大碹作用,大大延長窯爐的使用壽命,同時也大幅降低尾氣中NOX 含量。燃料噴槍底部的氧氣還可以燃燒掉對面燃料噴槍未燃盡燃料,避免燃料帶入玻璃窯爐蓄熱室,燒壞格子體,從而延長窯爐格子體使用壽命。
2.關鍵技術
(1)解決了全氧噴槍系統火焰長短和剛度調整問題,實現在不同窯體的使用;
(2)通過研發滿足不同要求的配套噴嘴磚,解決了噴嘴磚材質、更換和耐堿液沖刷的問題。
3.工藝流程
技術工藝流程圖見圖1,與傳統燃燒方式的對比圖見圖2。
圖1 浮法玻璃純氧燃燒工藝流程圖
圖2 空氣助燃技術與純氧燃燒技術工藝對比圖
五、主要技術指標
1.提高玻璃熔窯的拉引量5%-10%;
2.節省燃料3%-8%;
3.減少氣泡和結石,提高成品率0.5%-3%。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
“玻璃熔窯全氧燃燒技術的研究”是“十一五”國家科技支撐計劃課題的成果之一,已獲得2項發明專利,并于2011年通過中國建筑材料聯合會組織的科技成果鑒定。
目前已成功應用于山東金晶節能玻璃有限公司、江蘇蘇華達新材料有限公司、河北大光明實業集團有限公司等5條浮法玻璃生產線,節能效果顯著。
七、典型應用案例
典型用戶:山東金晶節能玻璃有限公司,江蘇蘇華達新材料有限公司,河北大光明集團公司,寧波康力玻璃有限公司等。
典型案例1
案例名稱:山東金晶節能玻璃有限公司玻璃生產線0#噴槍純氧助燃系統項目
建設規模:600噸/日浮法玻璃生產線。建設條件:預留雙高空分塔的制氧接口。
主要技改內容:改造雙高空分設備、氧氣天然氣主盤和流量控制盤、0#槍位置窯爐開 孔。主要設備為雙高空分設備、氧氣燃料流量控制系統、0#氧槍及配套噴嘴磚等。技改投資額700萬元,建設期6個月。年節能量4200tce,年減排量11090tCO2,投資回收期約1年。
典型案例2
案例名稱:寧波康力玻璃有限公司浮法二線0#噴槍純氧助燃系統及氧氣底吹助燃系統項目
建設規模:600噸/日浮法玻璃生產線。建設條件:預留雙高空分塔的制氧接口、0#槍和底吹氧槍位置窯爐。主要技改內容:改造雙高空分設備、氧氣重油主盤和流量控制盤、氧氣底吹流量控制及換向系統、電氣控制柜與窯爐總控制系統的銜接等。主要設備為雙高空分設備、氧氣燃料流量控制系統、0#氧槍及配套噴嘴磚、底吹氧槍及噴嘴磚。技改投資額780萬元,建設期6個月。年節能量4400tce,年減排量11616tCO2。通過該技術的應用,使窯爐的生產能力達到700t/d,提高產量16%,煙氣中NOX的排放濃度從2200mg/Nm3降低到約1500
mg/Nm3,降低約32%。投資回收期約1.3年。
八、推廣前景和節能減排潛力
預計未來5年,全國按20條600噸浮法生產線使用該技術計算,推廣比例可達10%,形成的年節能能力約13萬tce,年碳減排能力34萬tCO2。
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