全氧燃烧技术对玻璃熔窑设计的影响

全氧燃烧技术对玻璃熔窑设计的影响
有学军;姜宏;田瑞平
【期刊名称】《玻璃》
【年(卷),期】2013(040)001
【摘要】通过分析全氧燃烧技术对玻璃熔化、澄清的作用,阐述了对熔窑设计的影响,并与同等规模空气助燃熔窑进行了对比.
【总页数】2页(P12-13)
【作者】有学军;姜宏;田瑞平
【作者单位】海南省特种玻璃工程技术研究中心海南中航特玻材料有限公司;海南省特种玻璃重点实验室海南大学海口市 571924;海南省特种玻璃工程技术研究中心海南中航特玻材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ171
【相关文献】
1.浅谈全氧燃烧玻璃熔窑的设计 [J], 苏毅
2.玻璃熔窑全氧燃烧技术概况和技术发展趋势 [J], 赵恩录;杨健;刘志付;冯明良;李波
3.三论玻璃熔窑全氧燃烧——全氧燃烧技术的环保效果分析 [J], 王芸;陶立纲;徐嘉麟;刘清;曹欣
4.国内第一本全面介绍玻璃熔窑全氧燃烧技术的图书——《玻璃熔窑全氧燃烧技术问答》新书预告 [J], 修岩;
5.全氧燃烧超白玻璃熔窑结构设计研究 [J], 张文斌;宋春来;仝小飞;王将;周康;李娟;阚正权
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玻璃熔窑全氧燃烧技术问答
玻璃熔窑是玻璃生产过程中不可或缺的设备，而燃烧是玻璃熔窑中最重要的环节之一。

传统的燃烧方式是采用空气燃烧，但这种方式存在着一些问题，如燃烧不充分、烟气排放污染等。

为了解决这些问题，全氧燃烧技术应运而生。

下面是一些关于玻璃熔窑全氧燃烧技术的问答。

1. 什么是全氧燃烧技术？
全氧燃烧技术是指在燃烧过程中，将空气中的氮气排除，只使用氧气作为燃烧气体。

这种燃烧方式可以提高燃烧效率，减少烟气排放，降低能耗。

2. 全氧燃烧技术在玻璃熔窑中的应用有哪些优势？
全氧燃烧技术可以提高燃烧效率，使燃料完全燃烧，减少烟气排放，降低能耗。

此外，全氧燃烧技术还可以提高玻璃质量，减少玻璃中的气泡和杂质，提高玻璃的透明度和光泽度。

3. 全氧燃烧技术在玻璃熔窑中的应用有哪些挑战？
全氧燃烧技术需要使用纯氧气作为燃烧气体，这增加了燃料成本。

此外，全氧燃烧技术还需要对燃烧过程进行精确控制，以确保燃烧效率和玻璃质量。

4. 全氧燃烧技术在玻璃熔窑中的应用现状如何？
全氧燃烧技术已经在玻璃熔窑中得到了广泛应用。

许多玻璃生产企业已经采用了全氧燃烧技术，以提高生产效率和玻璃质量。

随着技术的不断发展，全氧燃烧技术在玻璃熔窑中的应用前景将会更加广阔。

全氧燃烧技术是一种高效、环保的燃烧方式，可以提高玻璃熔窑的生产效率和玻璃质量。

虽然全氧燃烧技术在应用过程中存在一些挑战，但随着技术的不断发展，这些问题将会得到解决。

试析全氧燃烧对玻璃硬度的影响前言从本质上说，全氧燃烧技术相比其他的燃烧技术具有明显的优势，可以极大降低各种化学物质的排放，进一步优化环境，节约性能源，同时，还能够逐步增强传热，极大降低玻璃的熔融温度，同时也会降低玻璃成本，进一步提升我国玻璃产品的质量和产量。

相比西方的发达国家来说，全氧燃烧技术可以取代传统的技术的发展趋势。

全氧燃烧在我国玻璃制造行业还处在停留阶段，作为一项全新的创新技术，在国内外已经得到诸多从业者的认可。

但是，全氧燃烧技术在我国只有几座熔窑才在使用这项全新技术。

从这些全氧窑的运行实践中我们可以知道，全氧窑的运行实践为我国玻璃技术工作提供了全新的设计以及材料配置和产品质量等各个方面。

同时，在实际的生产过程中，我们也应该要能够遇到玻璃硬度和气泡稳定性等工艺特征与空气燃烧条件下产生的明显差异。

为此，本文笔者就从我国空气燃烧和全氧燃烧之间的进行比较，同时结合相应的硬度影响因素，提出了全氧的燃烧条件下如何改进玻璃工艺控制方向。

1、全氧燃烧玻璃窑内的气体变化及其影响总的来说，在玻璃生产的过程中，温度一般是达到1400摄氏度以上，这是由于熔化玻璃需要大量的能量，并且这些大部分能量都是来源与天然气和煤炭等燃料，如果是燃料所需要的氧气由空气提供，这样就会使得玻璃中产生大量的氮氧物和氧化物等一些有害的物质，尤其是在氮气的存在对整个燃烧过程显得毫无用处，相反，在经过高温处理后，蓄热室和烟囱等部位排入大气中，这样就会对玻璃的硬度产生一定的影响。

2、不同燃烧条件下玻璃硬度的对比以及解决措施经过试验证明，全氧燃烧经过浮法成形，还是使得玻璃中的各种杂质变得更多，从某种方面看，这也就会增加其对玻璃网络结构的断网能力，尤其是二氧化钠含量较高时，玻璃“断网”的作用就会进一步加剧。

显然，这就在一定程度上降低玻璃黏度上起着非常重要的作用。

从另外一方面来看，由此引起的玻璃硬度在不断下降的同时，对后续的玻璃在机械加工过程中的抗划伤能力产生了不利的影响。

随着社会经济的不断发展，我国玻璃工业的竞争也越来越激烈，节约能耗、降低成本已成为企业的核心竞争力。

而玻璃生产具有资源消耗多、污染严重和能耗高等特点，不仅影响到企业的生存，也制约了整个行业的发展。

节能降耗是企业降低成本、提高效益的最佳途径。

燃烧技术的节能1、全氧燃烧技术为了降低浮法玻璃窑炉烟气中的NOx污染，欧美国家开发推广出新型的全氧燃烧技术，主要是通过全氧来代替助燃空气，气体中不含有N₂，只有极少量的NOx，浮法玻璃窑炉烟气污染的总体积可减少80%，并且会降低废弃带走的热量。

全氧燃烧技术工艺的核心在于全氧燃烧喷枪，为加强燃料与氧气混合的接触面积，全氧燃烧喷枪整体成矩形，能更为精准地控制火焰覆盖率，在燃烧过程中进行分阶段全氧燃烧，能将燃烧喷枪的更多能量转化为热辐射，并产生更多碳黑，加强火焰亮度，充分利用浮法玻璃窑炉的传热均匀性，加强黑体辐射的传热效率，提高更短波段热辐射在玻璃液中的穿透效率。

使用全氧燃烧技术的浮法玻璃窑炉能提高20%的热效率，但采用这项工艺时，需要重视对浮法玻璃窑炉耐火材料的选择，烟气中水蒸气的浓度会因全氧燃烧而增加，会在浮法玻璃生产过程中，产生浓度较大的碱性蒸汽，加速耐火材料的侵蚀，影响窑龄和生产规模。

2、富氧燃烧技术采用富氧燃烧技术生产浮法玻璃的基本原理，主要是原料通过富氧燃烧减少了烟气的产生，燃烧产物中二氧化碳和水蒸气的分压和含量增加，NOx的含量降低，火焰黑度加大，火焰温度提升，加快了原料的燃烧过程，提高了火焰在配合料与玻璃液之间的传热效率，从而提高了浮法玻璃窑炉的熔化效率。

富氧燃烧技术对燃烧设备具有更高要求。

燃料在燃烧过程中需要氧气，这些氧气通常来源于空气，但氧气在助燃空气中仅占21%的比重，而空气中其余的氮气并不会参加燃烧，反而会吸收大量的热量，阻碍燃烧效率的提高，增加燃料消耗。

因此提高空气中的氧气含量，可以更好地保持热量，提高燃料利用效率。

用28%的富氧空气进行燃烧试验时，热量损失减少25%，热量损失的减少也降低了燃料消耗。

玻璃熔窑全氧燃烧技术及发展方向摘要：玻璃生产行业是碳排放高耗能行业之一，玻璃熔窑是平板玻璃行业中碳排放主要来源。

平板玻璃行业内能效标杆水平能达标的到2020年底只有5%，要求到2025年比例达到30%以上，平板玻璃行业其能效基准。

要在2025年能效基准水平以下产能基本清零，由于平板玻璃行业高能源消耗、高碳排放等特点，采用全氧燃烧是玻璃行业节能降耗、低碳排放的有效途经，也是未来的发展趋势。

关键词：玻璃熔窑;全氧燃烧;技术;发展方向引言玻璃工业具有能耗高、污染重的特性。

燃料燃烧产生的烟气中含有的ＮＯｘ、ＳＯ２、粉尘等有害气体，以及大量可引发温室效应的ＣＯ２气体是国家环保监测的重要指标。

与此相对的，政府在环境保护方面与管理方面投入的力度越来越大，污染物排放标准的提高增加了玻璃生产企业在环保上的投资。

全氧燃烧通过把燃料与高纯度助燃氧气按固定比例混合，来使燃烧方式更精确，以提高熔窑的燃烧效率，节约燃料，减少企业生产成本；减少ＮＯｘ、ＳＯ２、粉尘等有害气体的排放，减少对环境的污染，降低企业在环保脱硫脱硝上的成本；同时还可以提升火焰温度，改善玻璃液熔化质量，增加熔窑熔化能力，提高企业产品的生产能力和产品质量；降低熔窑建设费用，延长熔窑使用年限，降低企业投资成本和折旧成本。

根据国内外生产经验，全氧燃烧玻璃熔窑如今已经广泛应用于微晶玻璃、各种特种玻璃、优质平板玻璃等几乎所有的玻璃种类生产中。

全氧燃烧熔窑技术必将成为玻璃行业新的增长点和发展点。

1全氧燃烧技术优越性玻璃工业是耗能大户，目前我国玻璃窑炉的热效率较低，产品单耗大，成本高。

因此，节能降耗已成为玻璃窑炉改造的中心任务。

据测算和国外玻璃公司的经验，天然气全氧燃烧大型玻璃窑炉综合节能40%以上。

根据国家下发的《“十一五”十大重点节能工程实施意见》中的“建材行业中玻璃：推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失”精神，优化全氧超白压延玻璃生产线熔窑设计是必要的。

“十四五”期间，对我国玻璃行业来说，面临着如何将“玻璃熔窑全氧燃烧技术”成果进一步产业化并为行业尽早实现节能减排和碳达峰碳中和，寻找可靠技术措施的重大工程技术问题。

玻璃熔窑全氧燃烧技术最显著的特点一是节能减排，二是提高玻璃质量，目前只有使用重油、天然气等高热值燃料，生产优质玻璃的企业才有动力和需求采用全氧燃烧技术。

通过近年的科研设计和生产实践，玻璃熔窑全氧燃烧技术已经在光伏玻璃、玻璃纤维、玻璃器皿、微晶玻璃等生产领域中广泛应用，其优异的提高玻璃质量、节能减排效果得到了充分验证，但广泛实施浮法玻璃全氧燃烧技术仍然面临着一些重大工程技术和经济问题，总的来说主要需要在以下几个方面开展技术创新：1优化全氧熔窑三维仿真模拟体系通过研究全氧燃烧玻璃熔窑火焰空间和玻璃液流场的三维数学模型，开发界面友好、操作方便、参数设置容易的全氧燃烧浮法玻璃熔窑三维仿真系统，使参与玻璃熔窑设计和仿真的工程技术人员只要输入熔窑结构、燃气布置和相关边界条件等参数，玻璃熔窑三维仿真系统将自动根据使用者提供的设计要求，完成CFD建模、求解和后处理三个步骤。

图1为全氧燃烧数学模拟火焰空间温度分布图。

图1 全氧燃烧数学模拟火焰空间温度分布图进一步形成玻璃原料COD值的快速测定、玻璃的Redox控制、熔体性能、澄清新工艺、火焰空间的数值模拟等理论与关键技术，为全氧燃烧条件下排除玻璃液中的微气泡，保证优质玻璃的熔制提供工艺指导。

2全氧浮法熔窑耐火材料国产化大型全氧浮法熔窑池宽超过11 m，比国内最大的全氧玻壳、玻璃纤维窑池宽30%以上。

到目前为止，国内已经建成了600 t/d、800 t/d规模的全氧燃烧平板玻璃生产线，主要耐火材料也都是国内配套，但要使窑炉达到高质量、长寿命，对大型全氧熔窑的结构安全、关键部位耐火材料的国产化还需要深入研究。

通过总结成功经验，克服存在的不足，持续改进、不断推进全氧玻璃熔窑关键耐火材料的国产化进程。

全氧窑的长宽比是一项重要指标。