提高玻璃窑炉热效率的最近进展(1)
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玻璃窑炉节能技术路径优化与创新玻璃窑炉节能技术路径优化与创新玻璃窑炉是玻璃行业中最耗能的设备之一,如何优化和创新玻璃窑炉的节能技术路径成为了一个重要问题。
下面将从以下几个步骤逐步思考如何进行优化和创新。
第一步:节约玻璃窑炉的燃料消耗玻璃窑炉的主要能源消耗是燃料,因此首先需要思考如何节约燃料的消耗。
一种常见的做法是采用高效燃烧技术,例如预混燃烧技术和循环燃烧技术。
预混燃烧技术可以将燃料和空气充分混合,提高燃烧效率;而循环燃烧技术可以将燃烧产生的废热回收利用,进一步降低能源的消耗。
第二步:提高玻璃窑炉的热效率除了节约燃料消耗外,还可以通过提高玻璃窑炉的热效率来进一步节能。
一种常见的方法是采用高效的热交换器,将燃烧产生的废热回收利用。
此外,可以考虑对玻璃窑炉进行隔热处理,减少热量的散失。
这些措施可以有效提高玻璃窑炉的热效率,降低能源消耗。
第三步:优化玻璃窑炉的操作控制系统除了改进玻璃窑炉的内部结构和设备外,优化操作控制系统也是一个重要方面。
通过引入先进的自动化控制系统,可以实时监测和调整玻璃窑炉的运行状态,以最优的方式控制燃烧过程和热量分配。
这样可以确保玻璃窑炉的运行效率最大化,进一步降低能源消耗。
第四步:引入清洁能源替代传统燃料除了上述的措施外,还可以考虑引入清洁能源来替代传统燃料,进一步减少环境污染和能源消耗。
例如,可以考虑采用天然气、生物质能源或太阳能等清洁能源作为玻璃窑炉的燃料。
这样不仅可以降低碳排放和能源消耗,还可以提高企业的环境形象和可持续发展能力。
综上所述,优化和创新玻璃窑炉的节能技术路径可以通过节约燃料消耗、提高热效率、优化操作控制系统和引入清洁能源等多个方面来实现。
通过科学合理的设计和技术改进,玻璃窑炉的能源消耗将得到有效降低,进一步推动玻璃行业的可持续发展。
江西窑炉保温工程施工随着我国经济的快速发展,陶瓷、砖瓦、玻璃等行业对窑炉的需求越来越大。
窑炉作为这些行业的重要生产设备,其运行效率和寿命直接影响到企业的经济效益。
而在窑炉的运行过程中,保温效果的好坏是衡量窑炉性能的重要指标之一。
因此,江西窑炉保温工程施工显得尤为重要。
一、江西窑炉保温工程施工的意义1. 提高热效率,节约能源在窑炉运行过程中,热量损失主要通过辐射、对流和传导三种方式。
良好的保温层可以有效地减少这三种方式的热量损失,提高热效率。
据相关数据显示,良好的保温层可以节约燃料10%~30%。
2. 提高生产效率保温效果好的窑炉,能够保证温度分布的均匀性,使产品在高温下得到充分的热处理,提高产品的质量。
同时,减少了热量的损失,提高了热能利用率,从而提高了生产效率。
3. 延长窑炉使用寿命良好的保温层可以减少窑炉内部温度的波动,降低窑炉内部结构的应力,延长窑炉的使用寿命。
4. 提高安全生产水平江西窑炉保温工程施工质量的好坏直接影响到窑炉的安全运行。
良好的保温层可以降低窑炉内部温度,减少事故发生的概率,提高安全生产水平。
二、江西窑炉保温工程施工的流程1. 设计保温层根据窑炉的尺寸、形状、工作温度和热损失情况,设计合适的保温层。
保温层的设计应遵循经济、安全、实用的原则,同时考虑施工和维护的便利性。
2. 选择保温材料根据设计要求,选择合适的保温材料。
保温材料应具有较高的热导率、良好的耐火性能、较低的吸水率和较高的机械强度。
常用的保温材料有硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维等。
3. 施工按照设计要求,采用涂抹、缠绕、填充等方法进行保温层的施工。
施工过程中要注意保温层的均匀性、连续性和严密性,确保保温效果。
4. 验收施工完成后,对保温层进行验收。
验收内容包括保温层的厚度、密度、外观等,确保保温层达到设计要求。
5. 维护定期对保温层进行维护,修复破损的部分,确保保温层的完好。
三、总结江西窑炉保温工程施工对于提高窑炉的热效率、生产效率、延长使用寿命以及提高安全生产水平具有重要意义。
全国性建材科技期刊——《玻璃》 2009年 第12期 总第219期刘志付 赵恩录 陈 福(秦皇岛玻璃工业研究设计院 秦皇岛市 066004)摘 要 介绍了玻璃熔窑全氧燃烧技术、纯氧助燃技术和富氧燃烧技术的一些最新研究成果和技术优势,指出全氧、纯氧或富氧燃烧技术是玻璃企业节能降耗、提高产品质量、取得良好经济效益的有效措施,是企业进行节能改造的重要选择。
关键词 全氧燃烧 富氧燃烧 纯氧助燃 玻璃熔窑 梯度燃烧中图分类号:TQ171 文献标识码:A 文章编号:1003-1987(2009)12-0018-03玻璃熔窑的节能降耗一直是业内关注的重大课题,在能源危机日益加重的今天,玻璃熔窑对高品质能源的过度依赖已经制约了玻璃行业的发展。
玻璃熔窑燃烧过程中,空气成分中占78%的氮气不参加燃烧反应,大量的氮气被无谓地加热,在高温下排入大气,造成大量的热量损失,氮气在高温下还与氧气反应生成NO,NO气体排入大气层极易形成酸雨造成X X环境污染。
另一方面随着高科技和经济社会的发展,要求制造各种低成本、高质量的玻璃,而全氧燃烧技术正是解决节能、环保和高熔化质量这几大问题的有效手段,被誉为玻璃熔制技术的第二次革命。
纯氧燃烧技术最早主要被应用于增产、延长窑炉使用寿命以及减少NO排放,但随着制氧技术的X发展以及电力成本的相对稳定,纯氧燃烧技术正在成为取代常规空气助燃的更好选择,这得益于纯氧燃烧技术在节能、环保、质量、投资、生产成本等方面的优势。
氧气燃烧的应用分为整个熔化部使用纯氧燃烧的全氧燃烧技术、纯氧辅助燃烧技术以及局部增氧富氧燃烧技术等几种方式。
1 全氧燃烧技术的优点(1)玻璃熔化质量好全氧燃烧时玻璃粘度降低,火焰稳定,无换向,燃烧气体在窑内停留时间长,窑内压力稳定,有利于玻璃的熔化、澄清,减少玻璃的气泡及条纹。
(2)节能降耗 全氧燃烧时废气带走的热量和窑体散热同时下降。
研究和实践表明,熔制普通钠钙硅平板玻璃熔窑可节能约30%以上。
我国是玻璃生产大国,截至2021年9月中旬,我国浮法玻璃熔窑共计305座,在产265座,日熔化量174925吨,占全世界浮法玻璃在产产能58%;超白压延玻璃熔窑66座,日熔化量40210吨,占全世界超白压延玻璃在产产能90%。
而玻璃企业是能耗大户,燃料成本占玻璃生产总成本的40%。
在3060碳达峰、碳中和“双碳战略”以及“十四五”能耗总量控制、能耗强度控制“双控目标”国家政策的高压态势下,玻璃行业迫切需要节能新材料和节能新技术,来进一步降低燃料消耗并减少污染排放,同时降低运行成本、提高玻璃企业的产品竞争力。
中建材蚌埠玻璃工业设计研究院(以下简称“中建材蚌埠院”)在熔窑节能领域做了大量研发工作,并取得了卓有成效的创新成果。
其中,玻璃熔窑用红外高辐射节能涂料(以下简称“红外节能涂料”)与二代新型保温节能技术,作为玻璃熔窑节能新材料和节能新技术,被评为“二代浮法玻璃技术与装备优秀创新成果”,成为二代浮法玻璃熔窑标志性节能创新成果和设计标配。
01节能原理1.1 红外高辐射节能涂料的节能原理随着玻璃生产工艺的改进和节能技术水平的提升,我国普白玻璃单耗大约在1300~1550 Kcal/kg玻璃液,熔窑热吸收效率在42%~50%,平均热效率在46%左右。
这与国外工业炉的平均热效率均在50%以上存在一定的差距[1]。
那么,如何才能提高窑炉的热效率呢?众所周知,高温环境下炉膛内部的热量传递以辐射为主,辐射传热所传递的能量占总能量的80%以上。
而一般耐火材料(如优质硅砖)高温下的发射率只有0.4左右[2](如图1所示)。
因此,提高炉膛内表面的发射率,就可以提高熔窑的热吸收效率。
图1 玻璃熔窑内部耐火材料传热示意图中建材蚌埠院研发的“玻璃熔窑用红外高辐射节能涂料”,正是这样一种高发射率的功能性涂料。
将它涂覆在玻璃熔窑内表面,可以将高温下(1600℃)熔窑内表面的发射率从0.4提高到0.9以上。
也就是说,可以将窑炉内表面辐射传热效率提高一倍以上。
玻璃窑炉工艺(一)玻璃窑炉工艺简介玻璃窑炉工艺是制造玻璃制品的关键工艺之一。
它涉及原材料的配制、窑炉的设计、玻璃熔化与成型过程等多个环节。
本文将介绍玻璃窑炉工艺的主要内容和一些常见问题及解决方法。
原材料配制•原材料选取:根据产品的要求,选择适宜的原材料,如石英砂、碱类、氧化物等。
•配方设计:根据玻璃配方的化学成分,精确计算各种原材料的投入量,确保玻璃产品的质量稳定。
窑炉设计•窑炉类型:根据生产需求,选择合适的玻璃窑炉类型,如均质温升窑、隧道窑等。
•窑炉结构:设计合理的窑炉结构,包括炉体、燃烧装置、保温层等,以确保玻璃熔化和成型的稳定性。
玻璃熔化过程•加料:按照配方要求,将各种原材料逐步加入窑炉中,保持适当的投料速度和顺序。
•燃烧控制:调节燃烧装置,控制燃烧温度和气氛,以实现玻璃原料的熔化。
•熔化调温:通过调节窑炉的温度分布和加热方式,实现熔化温度的控制和调节。
玻璃成型过程•出料:在玻璃熔化达到要求的情况下,逐步将熔融的玻璃从窑炉中取出,保持合适的速度和方法。
•成型方式:根据产品要求,选择合适的成型方式,如浇铸成型、挤压成型、玻璃纤维拉制等。
•冷却处理:经过成型后的玻璃制品需要进行冷却处理,以保证其性能稳定和形状完整。
常见问题及解决方法•玻璃熔化不充分:调整燃烧装置,增加燃料量或提高燃烧温度。
•玻璃成型不良:检查窑炉温度分布,调整加热方式或成型工艺参数。
•玻璃裂纹问题:优化原材料配方,改进冷却处理方式,避免温度快速变化。
以上就是玻璃窑炉工艺的基本内容和常见问题处理方法。
通过合理的配制和设计,以及严格的控制过程参数,可以提高玻璃制品的质量和生产效率。
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。
第1篇一、前言随着我国经济的快速发展,玻璃产业作为国家支柱产业之一,其产品质量和技术水平日益受到关注。
在过去的一年里,我单位紧紧围绕玻璃优化这一主题,积极开展各项工作,取得了一定的成果。
现将一年来的玻璃优化工作总结如下:二、工作回顾1. 优化玻璃生产流程(1)针对生产过程中存在的问题,我们组织技术团队对生产流程进行梳理,找出影响产品质量的关键环节,提出改进措施。
(2)通过优化配料、熔制、成型、退火等环节,提高了玻璃的透明度、耐热性、抗冲击性等性能。
2. 提升玻璃产品品质(1)加强原材料采购管理,确保原材料的品质稳定。
(2)提高生产设备精度,确保玻璃产品尺寸、形状、厚度等符合国家标准。
(3)加强产品检验,严格控制不合格品流入市场。
3. 创新玻璃产品研发(1)针对市场需求,研发新型玻璃产品,如节能玻璃、高强度玻璃、防火玻璃等。
(2)开展产学研合作,引进先进技术,提高产品附加值。
4. 提高员工素质(1)加强员工培训,提高员工对玻璃优化工作的认识。
(2)开展技术比武、技能竞赛等活动,激发员工的工作积极性。
三、工作成效1. 产品质量显著提高,市场竞争力增强。
2. 优化后的玻璃产品在性能、外观等方面得到客户好评。
3. 玻璃优化工作得到了上级部门的认可,为我国玻璃产业发展做出了贡献。
四、存在问题1. 玻璃优化技术仍需进一步提升,以满足市场需求。
2. 员工素质有待提高,需要加强培训和教育。
3. 生产成本较高,需要进一步降低。
五、改进措施1. 加大研发投入,提高玻璃优化技术水平。
2. 加强员工培训,提高员工素质。
3. 优化生产流程,降低生产成本。
4. 积极拓展市场,提高产品销量。
总之,过去一年,我单位在玻璃优化工作中取得了一定的成绩,但仍存在一些问题。
在新的一年里,我们将继续努力,不断优化玻璃产品,提高企业竞争力,为我国玻璃产业发展贡献力量。
第2篇一、前言随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,玻璃行业在国民经济中的地位日益凸显。
“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。
纯氧燃烧玻璃窑炉中的氧气分段燃烧技术纯氧燃烧玻璃窑炉是一项先进的燃烧技术,它将氧气与玻璃窑炉内的燃料混合燃烧,使燃烧过程更加高效和环保。
其中,氧气分段燃烧技术是实现纯氧燃烧的重要手段之一。
本文将从深度和广度的角度,探讨纯氧燃烧玻璃窑炉中的氧气分段燃烧技术。
一、纯氧燃烧玻璃窑炉的背景和意义玻璃工业是重要的基础工业之一,而玻璃窑炉作为玻璃生产的核心设备,对于玻璃质量和生产效率具有重要影响。
传统的玻璃窑炉燃烧方式采用空气作为氧化剂,但是空气中的氮氧化物和二氧化碳等有害物质会对环境造成污染。
纯氧燃烧玻璃窑炉的出现,使得燃烧过程中的氮氧化物和二氧化碳排放大幅减少,对环境保护具有积极意义。
纯氧燃烧还可以提高玻璃窑炉的热效率和产量,降低能源消耗和生产成本。
二、氧气分段燃烧技术的原理纯氧燃烧玻璃窑炉中的氧气分段燃烧技术是实现高效燃烧的关键之一。
该技术通过控制氧气进气量和进气位置,使得燃料在窑炉内分段燃烧,实现更高的燃烧效果。
氧气分段燃烧技术主要包括两个方面的内容:一是分段供氧,二是分段燃烧。
1. 分段供氧在纯氧燃烧玻璃窑炉中,氧气通常通过多个进气口供应。
通过控制不同进气口的进气量,可以实现对燃料和空气的控制。
通常情况下,窑炉内设置多个进气口,供应不同含氧量的氧气,实现局部的氧气控制。
2. 分段燃烧在纯氧燃烧玻璃窑炉中,燃料在分段供氧的情况下,会在窑炉内发生连续的燃烧过程。
通过控制进气口的位置和氧气进气量,可以使得不同部位的燃料在不同的燃烧条件下燃烧,实现燃烧效果的优化。
三、纯氧燃烧玻璃窑炉中氧气分段燃烧技术的优势纯氧燃烧玻璃窑炉中的氧气分段燃烧技术相较于传统燃烧方式具有多个优势。
1. 提高燃烧效率通过氧气分段燃烧技术,可以实现燃烧过程的优化,使得燃料的利用率更高。
不同部位的燃料在不同燃烧条件下燃烧,可以充分发挥燃料的能量,提高燃烧效率。
2. 减少烟气排放纯氧燃烧玻璃窑炉采用纯氧作为氧化剂,可以减少空气中的氮氧化物和二氧化碳排放。
2006国际玻璃电熔技术研讨会论文集1、玻璃熔化需要的能耗熔化玻璃一般采用大型火焰窑炉,有时也用电熔炉。
在大型火焰窑炉中,通过燃料在燃烧室的燃烧发出的热量,在配合料加热,配合料熔化,石英砂熔解,气泡的上升和均化等各个过程中传递给玻璃配合料和玻璃液。
在全电熔或电助熔窑炉中,能源通过玻璃液的电导性而自身发热,常常比火焰窑炉有更高的热效率。
在过去的一个世纪里,从低发热值的煤到高热值的天然气和石油,电熔AZS材料取代低级耐火材料以提高窑炉的使用温度,这些都有利于提高窑炉的熔化速率,炉体保温和延长炉龄,以及窑炉设计和操作的改进,导致了玻璃能耗的大大降低,如图1所示【・1。
玻璃窑炉的数学模拟已经广泛应用于优化玻璃窑炉的设计和操作,如在合适部位加鼓泡器来提高热传递;在料毯下方设置一定数量的电助熔电极;优化窑炉燃烧分布和减少换料时间等。
如果经济可行或有严格的环保要求,使用全氧燃烧和电助熔技术对提高玻璃熔化的热效率是非常有效的。
为了获得所需的玻璃质量和产量,需要消耗一定数量的能源来熔化玻璃,而实际能耗往往比理论能耗要大得多。
例如,熔化钠钙玻璃的理论能耗为2500千焦/从斤玻璃,然而,热效率最高的玻璃窑炉的能耗大约为3500千焦/公斤玻璃。
对大多数的玻璃窑炉,其能耗范围在4000---8000千焦/公斤玻璃,具体见图2【2l。
图1八一卜年玻璃能耗的变迁Fig.1SpecificEnergyConsumptionin80Years.第32页:共186页;2006国际玻璃电熔技术研讨会论文集进一步提高全氧燃烧玻璃窑炉热效率,可以利用先进的全氧燃烧喷枪和优化全氧比来提高燃烧效率以及回收烟气余热。
虽然窑炉燃烧废气的体积降低了,但是从全氧窑炉里排出的废气仍然具有很高的温度。
利用废气对玻璃配合料和熟料进行预热是一个既便利又经济的方法,在提高玻璃熔化速度的同时,也提高了玻璃窑炉的热效率【6l。
作者曾对全氧替代助燃空气时,在预热配合料和熟料对降低玻璃熔制能耗方面做过比较,来评估该技术的节能程度。
对带有蓄热室的传统窑炉,假定蓄热室热效率为60%,如果将该窑炉改为全氧燃烧,可以节约5%的能量。
如果结合全氧燃烧技术,并用热效率为50%的玻璃配合料和熟料预热器,这样至少可以达到节能20%的效果17】。
4、玻璃窑炉的模拟与先进工艺过程控制在窑炉设计、解决玻璃熔化过程中的生产问题和提高玻璃熔化质量和热效率方面,玻璃窑炉的数学模拟已经成为非常有用的工程手段。
在从传统的空气助燃玻璃窑炉向全氧燃烧熔炉转变时,数学模拟起着重要的作用,例如为了提高热效率和玻璃质量,通过模拟来进行工程设计与选择玻璃窑炉的最优工作状态。
通过先进的工艺过程控制,玻璃窑炉操作会更加稳定。
可以通过控制窑炉的燃料分布工作制度、温度分布、玻璃液面和其它许多过程参数,使能量消耗达到优化。
Muijsenbergl8】曾经将数学模型和先进工艺过程控制技术结合起来,在保证玻璃质量的同时对能源的利用进行优化,通过玻璃池窑和燃烧空间的组合模拟来寻求窑炉最合适的燃料分布工作制度。
在这个例子中,评估的标准是熔化指数。
窑炉数学模拟的结果表明,调整窑炉的燃料分布,可取得更好的熔化性能(图3和图4)。
图中的方案3显示了最好的熔化性能,其熔化指数最高(表1)。
对于一个典型的窑炉,在保持相同玻璃质量的同时,通过窑炉燃料分布的最优化,可以达到3-5%的节能效果。
表1不同燃料分布的模拟结果Table1.Modelresultsofvariousfueldistribution第34页;共186页:2006国际玻璃电熔技术研讨会论文集图3不同情况下在燃烧器平面的温度分布图Fig.3Temperatureprofileatburnerlevelf’orvariouscases【8l5.先进的玻璃熔化技术图4组合模型的纵向切面温度和液流分布Fig.4TernperaturesandFlowsinlongitudinalcutofcoupledmodelf81在研究如何克服传统玻璃熔炉的缺点时,BeerkensE91提出了玻璃分段式熔化的新概念,这样既可以提高对玻璃液的传热,又降低了玻璃熔化时间和均化过程。
加热配合料到1250~13000C需要大量能量,大概是理论所需能量的80%-90%。
配合料加热完成以后,石英砂的分解和熔化应被限制在进入窑炉最高温度带以前。
在澄清区域,活塞流和浅池结构能使气泡快速消除。
为了快速达到玻璃熔体的均化,可以采用机械搅拌,这种机械搅拌目前常用于显像管玻壳、光学玻璃和浮法玻璃的熔制,这样可以大大降低均化时间。
为了降低能耗,在传统玻璃熔炉里常见的玻璃液回流应加以限制。
下图为典型的分段式熔炉的温度梯度及加热程序。
第35页;共186页:2006国际玻璃电熔技术研讨会论文集图5、分段式玻璃熔炉一1Fig.5ASegmentedGlassmelter[91前面所提到的对配合料进行预热和预反应的选择性配料,可与这种分段式加热相结合来进一步提高对配合料和玻璃熔体的传热。
这种分段式玻璃熔化,可以对配合料处理、高密度熔化、快速澄清及热量回收进行逐一优化。
据估计,这种分段式玻璃熔化技术可以将玻璃液总滞留时间降低80%,同时也能降低能耗和减少有害物质的排放。
先进玻璃熔化技术的另一个发展是浸入式燃烧熔化。
开发这种技术的出发点是降低玻璃窑炉建设的高资金成本和在保证玻璃质量的基础上降低能源成本。
浸入式燃烧熔化是一个将燃料和助燃剂直接注入到所要熔化的配合料里燃烧的过程,燃烧气泡流过配合料和玻璃液有利于热量的传递及配合料和玻璃液的剧烈混合。
如图6所示¨o.,所需的玻璃液在底部附近的出料1:3排出。
这种浸入式燃烧窑炉的外墙用水来冷却,无需任何价格昂贵的耐火材料。
据粗略估计,同传统的玻璃窑炉相比,采用浸入式燃烧熔化,玻璃窑炉的尺寸约为传统玻璃窑炉的15%,熔化率可高达20-30n屯/m2.d,可以减少大约80%的投资成本。
如果不回收外墙冷却水的热量,这种窑炉可比目前最好的全氧燃烧窑炉节能5%左右。
如果回收利用20%9b墙冷却水的热量,则节能率可提高到7.5%1101。
6.结论玻璃行业的能源消耗已经显著改善,因此当务之急是关键技术的突破。
为了行业的长远发展,最近的一些技术突破,其中包括配合料的预反应或选择性配料,带配合料和熟料预热的全氧燃烧,数学模拟的应用以及玻璃窑炉的先进工艺过程控制手段,还有采用分段式熔化或浸入式燃烧熔化等先进熔制技术,已经引起广泛的关注。
随着这些技术的进一步发展和采用,玻璃熔制的能耗可以大大降低,从而提高玻璃窑炉的热效率。
第36页;共186页;2006国际玻璃电熔技术研讨会论文集REFERENCE:图6、浸入式燃烧熔化1Ⅲ[1】.Y.Wu:OptimizationofHeatRecoveryinGlassMelting,Ph.D.Dissertation,p3,CaseWesternReserveUniversity,January1994[2】.C.P.RossandG.L.Tincher:GlassMeltingTechnology:ATechnicalandEconomicAssessment.publishedbyGlassManufacturingIndustryCouncil,August2004[3】.C.J.HoyleandD.H.Davis:IsThereAnyFruitLeftontheEnergySavingTree?CeramicBulletin,85(8),29—32,August2006[4】.w.M.Carty.U.KimandC.W.Sinton:SelectiveBatchingforhnprovedCommercialGlassmelting,CeramicBulletin,83(10),28-32,October2004[5】.O.A.Prokhorenko:Energy-SavingGlassmelting.CeramicBulletin,85(10),29—34,0ctober2006【6】.Y.WuandA.R.Cooper:BatchandCulletPreheatingCanSaveEnergy,GlassIndustry.10—13。
July1992[7].A.R.CooperandY.Wu:AnalysisofVariousModificationsontheThermalPerformanceofCombustionHeatedContinuousGlassMeltingFurnaces.Proc.Of16mInt’ICongressonGlass,6,59—64,Madrid,Spain,Oct4-9,1992【8】.H.P.H.Muijsenbergetal:NewControlSystemIncreasesGlassQualityandProductYields.CeramicBulletin,85(5).37-45,May2006【9】.R.Beerkens:ModularMelting.IndustrialGlassmeltingProcessAnalysis,Partl,83(4)。
28—33,CeramicBulletin,April2004[10】.D.Rue:SubmergedGlassMelting,CeramicBulletin,83(10),I8-20。
October2004第37页;共186页;提高玻璃窑炉热效率的最近进展作者:邬永国作者单位:本文链接:/Conference_6238519.aspx。