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浮法玻璃應(yīng)用全氧燃燒技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)保減排

2018-1-24 9:54:17

全氧燃燒技術(shù)用于大型浮法玻璃窯爐上是一種新型的燃燒技術(shù)，目前該技術(shù)在國內(nèi)500 t/d以上浮法玻璃窯爐上應(yīng)用較少。傳統(tǒng)的浮法玻璃窯爐燃燒工藝一般都是通過助燃風(fēng)機(jī)引入空氣，再由蓄熱室預(yù)熱后進(jìn)入窯爐與燃料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。而全氧燃燒技術(shù)主要是助燃介質(zhì)發(fā)生改變，由濃度為92%以上的純氧代替空氣與燃料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。從環(huán)保角度比較兩種工藝，全氧燃燒技術(shù)從根源上避免了空氣中的氮?dú)膺M(jìn)入浮法玻璃窯爐中，大量減少了窯爐廢氣中氮氧化物的排放，相對末端治理廢氣，不如從源頭控制，更有效地達(dá)到減排效果。

1　浮法玻璃行業(yè)目前存在問題及污染源

2011年10月1日實(shí)施的GB 26453—2011《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布之前，我國在平板玻璃制造工業(yè)沒有制定專項國家污染物行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，平板玻璃工業(yè)污染物排放要求和新建項目環(huán)境影響評價、設(shè)計、竣工驗收等只能按照GB 9078—1996《工業(yè)窯爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。這導(dǎo)致2011年10月以前設(shè)計、施工、新建、投產(chǎn)的浮法玻璃生產(chǎn)線熔窯煙氣排放均不能滿足新出臺的GB 26453—2011《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》限值要求，需進(jìn)一步整改，加強(qiáng)污染防治措施后方可達(dá)標(biāo)排放。

目前大部分平板玻璃生產(chǎn)企業(yè)以發(fā)生爐煤氣和重油作為燃料，相對于發(fā)生爐煤氣和重油，天然氣作為一種清潔能源用于平板玻璃生產(chǎn)的燃料，在當(dāng)今環(huán)保政策越來越嚴(yán)厲的趨勢下，是企業(yè)清潔生產(chǎn)的選擇，是政府鼓勵使用的最佳燃料。然而其相配套的燃燒工藝若不能提高，玻璃窯爐廢氣中的CO2、SO2、NOx減排壓力依然較大。

1.1　煙塵

玻璃熔窯廢氣中煙塵主要來源于3個方面：在配合料投料過程中少部分的粉料直接被煙氣帶走，如輕質(zhì)堿、超細(xì)粉等；玻璃熔爐中易揮發(fā)物質(zhì)，在高溫條件下?lián)]發(fā)后冷凝生成煙塵；重油、煤焦油等燃料燃燒后生成的煙塵。

1.2　二氧化硫

由于玻璃熔爐采用的燃料（如重油或煤氣）中存在的含硫成分氧化；另外，原料中使用芒硝（Na2SO4）作為玻璃澄清劑，在溫度達(dá)到600 ℃時就開始分解，溫度到1 200 ℃時，分解率達(dá)到80%，因此導(dǎo)致煙氣中有大量SO2產(chǎn)生。

1.3　氮氧化物

用空氣助燃的玻璃熔爐因空氣中含有大量氮?dú)?，?jīng)高溫（火焰溫度高達(dá)1 650~2 000 ℃）與氧氣反應(yīng)后生成大量氮氧化物，以及玻璃原料中使用小料（硝酸鹽）分解產(chǎn)生的氮氧化物。

2　全氧燃燒技術(shù)的環(huán)保效果

玻璃工業(yè)的高速發(fā)展給能源供應(yīng)、環(huán)境污染帶來越來越大的負(fù)擔(dān)。玻璃熔窯采用全氧燃燒工藝具有大幅度降低環(huán)境污染、節(jié)約能源、提高產(chǎn)品質(zhì)量等突出的優(yōu)點(diǎn)，是未來玻璃工業(yè)節(jié)能減排的有效途徑。

環(huán)保原理：全氧燃燒技術(shù)指采用純度≥92%的氧氣作為助燃?xì)怏w。因燃燒系統(tǒng)發(fā)生改變，促使玻璃熔窯結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，助燃?xì)怏w不再需要預(yù)熱和換火，取消了蓄熱室、小爐、換火系統(tǒng)，如同單元窯。全氧燃燒玻璃熔窯相對于空氣助燃玻璃熔窯，其熔化部廠房跨度可縮小40%。采用全氧燃燒的玻璃熔窯無需“傳統(tǒng)換火工藝”，熔窯內(nèi)橫向溫度均衡，使得玻璃熔化更加穩(wěn)定。根據(jù)制氧工藝的不同所制氧氣純度亦不同，采用變壓吸附法制氧的氧純度可達(dá)92%，采用深冷法制氧的氧純度≥99。6%，采用的氧純度越高其環(huán)保減排效果越好。如采用純度≥99。6%的氧氣作為助燃介質(zhì)，能耗可降低12。5%～22%，廢氣排放量減少60%以上，廢氣中NOx可下降80%～90%、煙塵降低50%以上，對于節(jié)約能源，改善環(huán)境效果十分顯著。

3　采用全氧燃燒技術(shù)和傳統(tǒng)燃燒技術(shù)相比

傳統(tǒng)的平板玻璃熔窯燃燒技術(shù)利用空氣來助燃，而空氣中只有21%的氧氣參與助燃，78%的氮?dú)獠粌H不參與燃燒，還攜帶大量的熱量排入大氣，高溫下還會與氧氣反應(yīng)，生成氧化氮?dú)怏w，排入大氣后易形成酸雨，造成環(huán)境污染。而全氧燃燒技術(shù)則采用純度≥92%的氧氣作為助燃介質(zhì)，沒有大量的氮?dú)獗粠氲讲ＡЦG爐中，因此不會產(chǎn)生大量的氮氧化物（NOx），相對的廢氣量大大減少，所攜帶的粉塵也減少。同時，在玻璃窯爐上采用全氧燃燒技術(shù)，純氧和燃料反應(yīng)充分，極大地提高了窯內(nèi)的溫度，玻璃配合料的熔化得以有效保障，澄清溫度提高有利于微氣泡的排出，使澄清效果有效提高。一般來說，500 t/d浮法玻璃熔窯把空氣窯改造成全氧窯，其生產(chǎn)能力可提高10%~15%，且一等品率可以保證在80%以上。采用全氧燃燒技術(shù)不僅提高了玻璃產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，而且能耗也可相應(yīng)降低12。5%～22%，相比較同噸位的熔窯還降低了12。5%～22%的CO2排放量。

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