全氧燃烧玻璃熔窑用耐火材料的研究进展
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全氧燃烧玻璃窑炉的施工技术研究
郭勇
【期刊名称】《建筑玻璃与工业玻璃》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】1概述.1.1全氧燃烧技术在玻璃工业的应用与发展.传统的玻璃熔化,提供助燃的是空气中的氧气。
众所周知,空气的组成是20.9%氧、78.1%氮、0.939%稀有气体、0.031%二氧化碳、0.03%其他气体和杂质。
所以在使用空气助燃的时候,有效成分只有大约20.9%的氧气在起作用,超过78%的氮气和其它成分不仅不能产生热量,反而会在燃烧过程中消耗和带走大量的热量。
全氧燃烧(又称为纯氧燃烧)技术的燃烧模式为燃料+氧气,摒弃了空气助燃技术中氮气带来的能耗过高、氮氧化物(NOx)污染因素的环节。
随着制氧技术的发展及电力成本的降低,由氧气+燃料组成的纯氧燃烧技术在玻璃熔窑中成为取代由空气、燃料组成常规燃烧方式的更好的选择方案,这是因为纯氧燃烧在环保、节能、产量、质量、减少设备投资和节省厂房场地等诸多方面均有得天独厚的优势。
【总页数】8页(P19-25)
【作者】郭勇
【作者单位】河南奥克金泰窑炉技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ1
【相关文献】
1.全氧燃烧与空气助燃玻璃窑炉燃烧空间比较
2.低压全氧燃烧玻璃窑炉的设计及其玻璃制品生产工艺研究
3.变压吸附制氧(VPSA)技术在日用玻璃全氧燃烧窑炉中的应用
4.全氧燃烧玻璃窑炉的特点及施工和烤窑方法
5.全氧燃烧玻璃窑炉泡沫层消泡工艺研究
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耐火材料的研究现状及最新进展摘要耐火材料服务于现代的工业生产和应用,例如工业窑炉使用耐火材质的高温容器件结构,高温工业热工装备等所需要的重要材料,各行业对大量耐火材料的消耗,如钢耐火材料的需求,我国钢铁企业不断发展相关耐火材料技术和达到节能减排的目标。
本文分析当前工业发展应用到的耐火材料及存在的问题,如研究如何延长耐火材料的使用寿命,降低耐火材料的消耗量,分析和提出影响耐火材料损坏的原因,通过优化材料属性参数、结构形状以及使用条件等措施,以达到延长耐火材料使用寿命的目标。
关键词:耐火材料;研究现状;最新发展Research Status and Latest Progress of RefractoriesAbstractRefractories serve modern industrial production and applications, such as refractory high temperature container structure, high temperature industrial thermal equipment and so on, and the consumption of a large number of refractories in various industries. For example, steel refractories demand, China's iron and steel enterprises continue to develop related refractory technology and achieve the goal of energy saving and emission reduction. This paper analyzes the refractories and existing problems applied in the current industrial development, such as studying how to prolong the service life of refractories, reduce the consumption of refractories, and analyze and put forward the reasons that affect the damage of refractories. In order to prolong the service life of refractories,the material attribute parameters, structure shape and service conditions are optimized.Keywords: refractories; research status; latest development1.耐火材料使用现状和发展耐火材料市场开辟并被广泛的应用,耐火材料的原料耐火矿物资源越来越紧张,所以,研究和发现低成本可生产的耐火材料是当前应用耐火材料较多的企业都面临的研究课题和重要工作内容。
0 引言全氧天然气燃烧窑炉由于其反应温度高、原料反应泡沫厚,且直接受混合料、玻璃液和火焰空间的冲刷与侵蚀,一旦操作、控制或者维护不当,都会严重影响窑炉耐火材料的使用寿命,甚至造成重大的安全隐患。
而且在池壁砖的侵蚀过程中,脱落的耐火材料进入到玻璃液中,形成耐火材料结石,对压延机的辊子造成很大的安全隐患。
若结石没有第一时间检验出来而进入后端的钢化炉,则很容易发生爆片,严重影响玻璃产品的质量和品质。
因此,应该从材料选择、原材料、窑炉工艺制度等多方面综合考虑,控制或缓解池壁砖的侵蚀,最大限度地延长全氧窑炉的使用寿命。
1全氧燃烧窑炉池壁砖的侵蚀及控制(1)池壁砖的选择由于全氧燃烧光伏窑炉池壁砖受高透玻璃液、窑炉空间碱性水汽等冲刷严重,所以在选材上必须要求耐火材料要耐高温、耐冲刷侵蚀及抗酸碱、耐氧化。
通过与相关耐火材料制造厂家进行交流以及在实际使用过程中所积累的经验,耐火材料的选择一定要慎重。
传统浮法普通玻璃大多选择氧化法浇铸无缩孔的33#AZS电熔砖,但是在实际生产过程中发现该材质砖材在高透的全氧燃烧压延光伏玻璃窑炉上并不适用,冲刷、侵蚀太快,继而选择更耐冲刷、侵蚀的36#电熔砖,并且在投料口、热点、拐角等关键区域选择41#AZS 电熔砖。
另外,池壁砖的厚度对侵蚀也有一定的影响,过厚导致池壁冷却风不能更好地冷却池壁内部导致侵蚀过快,过薄也会使池壁砖不能很好地发挥较长时间抗冲刷作用就侵蚀完结。
一般玻璃窑炉池壁砖厚度选择250~300 mm,取中间值275 mm,既能让冷却风很好地起到减缓侵蚀的作用,也能耐一定时间的侵蚀,让池壁砖发挥最大的作用。
(2)池壁砖的侵蚀电熔砖由Zr2O3、Al2O3和SiO2组成,简称AZS砖。
具有良好的耐高温、耐冲刷性质,被广泛应用于各类窑炉中。
其中有Zr2O3组成的斜锆石、Al2O3组成的刚玉和SiO2组成的玻璃相。
在生产过程中,各种晶相相对稳定,具有很高的黏度,但是只要一方发生变化,则会很快影响整个砖的结构,侵蚀加剧。
全氧燃烧技术在日用玻璃行业中的实施与应用摘要:日用玻璃行业已成为关系到民生的绿色包装行业,日用玻璃以绿色、安全、可循环利用的产品理念融入到人们日常生活当中。
在玻璃工业中,全氧燃烧技术最初是用于高温陶瓷窑龄较长的玻璃窑,以保持生产和使用寿命,解决蓄热室、换热器等问题,或暂时满足高出料率的需要。
全氧燃烧(也称纯氧燃烧)指的是利用氧代替传统的空气,与重油、热煤气、天然气等发生反应,避免高温与氮气发生反应,从而达到节约能源、降低氮氧化物排放量的目的。
随着氧气生产技术的迅速发展,以及电力消耗的不断下降,全氧燃烧技术将会在日用玻璃的烧制中逐渐被广泛地推广和使用。
关键词:全氧燃烧技术;日用玻璃;技术应用引言:由于在环保、节能、产量和质量、设备投资、节约设备投资、节约工厂用地等方面的优势,使纯氧燃烧技术在80年代后期取代了传统的空气和燃料燃烧方式。
近年来,在国家宏观政策的调整下,各地实施“碧水蓝天工程”等改善生态环境的措施,所以对纯氧燃烧技术的需求日益高涨。
1全氧燃烧概述全氧燃烧是将传统的空气燃油燃烧方式转变成氧燃油燃烧方式。
全氧燃烧技术是将燃油和氧气按照一定的比例进行混合,其燃烧精度高于空气[1]。
全氧燃烧的烟气成分以CO2、H2O 为主,提高CO2、H2O含量,可显著提高非发光火焰的黑度,使炉膛内的温度升高。
在提高火焰热效率的同时,全氧燃烧炉的烟气量比常规的气体助燃炉的烟气量明显减少,降低烟气量带走的热量,因而可大大提高了燃烧的热效率,因此,发展节能环保高效工业是发展全氧燃烧的必然选择。
2全氧燃烧经济性分析2.1建造成本建造成本总结起来就是“两加两减”,两加是指采用更昂贵的电熔耐火材料,采用更精确、更可靠的燃烧控制系统,与传统的高炉相比,成本都有很大的提高;两减是指在不采用常规熔窑的蓄热室和换向设备时,炉膛面积较小,炉底较小(尤其是蓄热腔区)。
因此,在蓄热室、换向设备的材料购置和建设以及在窑炉建设中的投入将会有所减少。
科技成果——浮法玻璃炉窑全氧助燃装备技术适用范围建材行业浮法玻璃生产线行业现状目前我国浮法玻璃生产线有270多条,单线产量从300-1200t/d 不等。
以熔化能力每日600t,燃料为天然气浮法玻璃窑炉为例,日耗天然气量为11.0×104Nm3,日排CO2为238t,排SO2为0.552t,排NO X为0.86t,不仅能耗偏高,也对环境造成了一定程度的污染。
目前该技术可实现节能量4万tce/a,减排约11万tCO2/a。
成果简介1、技术原理浮法玻璃熔窑纯氧助燃系统包括两个方面:在投料口与1号小炉之间增设一对纯氧燃烧喷枪(俗称0号小炉),在原燃料喷枪底部加入纯氧进行助燃(俗称氧气底吹)。
0号小炉位于窑炉投料口与1号小炉之间,玻璃窑炉这段区间没有火焰覆盖,既浪费玻璃熔窑熔化面积,又增加能量的消耗。
0号小炉的纯氧和燃料燃烧反应速度快,火焰辐射强,由于该位置玻璃液面被配合料覆盖,配合料黑度比玻璃液的黑度大得多,其吸热能力也比玻璃液的吸热能力强,因此传热效果更高。
纯氧喷枪燃烧产生烟气量少,火焰动量小,不会将配合料粉尘吹起,相反配合料表面快速形成“釉层”,减少配合料的飞料。
实践证明,高温强制熔化有利于节能降耗,提高玻璃的质量和产量。
在原燃料喷枪底部通入氧气,氧气从燃料喷枪底部加入,解决传统燃烧方式该位置燃烧缺氧的问题。
高纯度氧气燃烧速度快,温度高,辐射能力强,有利于玻璃熔化、澄清和均化,因此可以减少燃料上部空气量,从而降低空间火焰温度,使温度呈梯度分布,起到保护窑炉火焰空间胸墙、大碹作用,大大延长窑炉的使用寿命,同时也大幅降低尾气中NO X含量。
燃料喷枪底部的氧气还可以燃烧掉对面燃料喷枪未燃尽燃料,避免燃料带入玻璃窑炉蓄热室,烧坏格子体,从而延长窑炉格子体使用寿命。
2、关键技术(1)解决了全氧喷枪系统火焰长短和刚度调整问题,实现在不同窑体的使用;(2)通过研发满足不同要求的配套喷嘴砖,解决了喷嘴砖材质、更换和耐碱液冲刷的问题。
全氧燃烧技术在玻璃行业的应用与发展摘要:在国家提出“碳中和”目标的背景下,对于平板玻璃工业来说,需加快实施综合能效提升、大力发展减碳、零碳排放技术,采用低碳能源和碳回收利用与封存技术。
平板玻璃熔窑使用天然气、煤制气、煤焦油等碳能源作为燃料,而且原料中使用纯碱和碳酸盐类矿物,所以需对平板玻璃制造进行全面技术创新才能实现碳减排的目标。
本文对全氧燃烧技术在玻璃行业的应用与发展进行分析,以供参考.关键词:全氧燃烧;玻璃行业;应用发展引言全氧燃烧(也称纯氧燃烧,Oxy-FuelCombustion)技术是“氧+燃料”的燃烧方式,与传统的空气辅助燃烧技术相比,助燃介质由空气变为氧气,减少了约78%的氮的引入和去除,这是与传统燃烧方法的根本区别,在玻璃加工行业得到广泛应用。
当前玻璃窑炉采用的纯氧燃烧技术,多采用一体式的纯氧燃烧器,燃料和氧气分别进入纯氧燃烧器,在出口端混合燃烧释放热量。
此工艺所需要的氧气需求量较大,氧气流量通常为400~6000Nm3/h,氧气的压力为100~150kPa。
通过喷射段的收口设计,为了使得火焰的喷射更加均匀,提高燃烧效果,喷嘴用于玻璃窑炉内纯氧燃烧时,常采用喷嘴砖向窑炉内喷射气体。
1工艺方案玻璃窑炉最薄弱的地方是火焰空间,因此控制火焰长度和火焰大小将对玻璃窑炉生产工艺具有决定性作用。
本工艺设计了可通过控制火焰长度的方法,调整火焰所能够适应所用的窑炉。
在第一喷嘴、第二喷嘴分别连通设置第一流量阀、第二流量阀,用以调整经由第一流量阀和第二流量阀进入窑炉的流量,保证窑炉内天然气和氧气量处于完全燃烧的比例,减少燃烧副产物和氮氧化物的产生。
另外,第一喷嘴所喷射的天然气流与所述第二喷嘴所喷射的氧气流交汇,如此,可助于天然气流与氧气流的交汇混合,助于天然气和氧气的充分燃烧;三组第一喷嘴的设置一方面可获得较快的气体流速,另外一方面可减小第一喷嘴的孔径。
天然气分多股流入窑炉,利于天然气与氧气的充分混合;第二喷嘴倒角的设置可保证氧气流在第二喷嘴内顺利地流动。
国内外玻璃窑耐火材料性能研究作者:张振权来源:《中国科技博览》2014年第29期[摘要]近年来,国内外耐火材料工业在采用高纯原料、增加新品种、提高产品质量、延长耐火制品的使用寿命和降低耐火材料单耗等方面都有了显著的发展。
玻璃熔窑用耐火材料的配置及耐火材料的质量,直接决定着玻璃的质量和炉窑的寿命、目前,国产优质耐火材料合理配套使用可以实现大型浮法玻瑞窑5年半左右的寿命,但与从国外也引进的8~10年的玻璃窑相比仍存在较大的差距本文对进口玻瑞窑用关键耐火材料进行详尽的性能研究与分析。
[关键词]玻璃窑;耐火材料;性能研究中图分类号:TQ171 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)29-0056-01一、国内外主要耐火材料性能分析国内引进玻璃窑采用进口的熔铸锆刚玉制品,主要为法国西普公司的E R 16 81、ER17l l ;美国 Carborundum 公司的S-3、S -5;美国Corhart公司的Unicor501、Unicor1。
(1)显微结构分析显微结构对砖的抗侵蚀性能有密切的关系,一般希望熔铸锆刚玉砖显微结构均匀,共晶体多且发育完整,其中在刚玉基晶中的Zr02分凝相分布均匀、细小且密度高。
散落斜锆石较少且呈串珠状,尽量减少独立存在的刚玉晶体。
玻璃相含量少,且分布均匀。
这样制品才能得较好的抗玻璃液侵蚀性能和其他宏观性能。
表1为各砖样离底部5~lOcm区致密部份的结构定量分析结果。
(2)玻璃相渗出温度熔铸锆刚玉砖与玻璃液直接接触,高温使用时玻璃相渗出,导致砖体侵蚀加剧,可在玻璃中形成气泡、结石、条纹等多种缺陷。
影响玻璃相渗出的因素很多,氧化程度能很明显地影响玻璃相的渗出。
另外玻璃相的化学组成也是一个主要因素,Na2O,B2O3,Fr2O3,TiO2. Ca0等熔剂总量越高,则粘度越低,玻璃相就越容易渗出。
西普产品对这一点控制得相当严格,RE1681,在高温显微镜下1500℃以上尚未发现明显的玻璃相渗出,优质的国产制品也能达到1500℃以上。