全氧燃烧超白玻璃熔窑结构设计研究

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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全 窑纯 氧燃烧 ：
越引起 人们 的兴趣 。纯 氧燃烧 作 为一种新 的熔 化工
艺用 于玻璃 行业 已有 ２ Ｏ多年 的历 史 ， 国外 已用 于玻 璃 生产 的全行 业 ， 国内仅 用 于 较少 的玻 壳 等特 种 玻 璃 行业 。在 国 内平 板玻 璃行业 仅有 二家使 用过辅 助 纯 氧燃烧 熔 化 工 艺 （ 小 炉 技 术 ） Ｏ 。另 有 几 家 对 辅 助纯 氧燃烧 熔化 工艺 （ 小 炉技 术 ） 兴趣 ， 在 窑 ０ 感 并
。 一
射 能力 最弱 、 硅酸 盐 反应 随 温 度升 高 反 应 速 度 急 剧 增加 的特点来 提 高 热效 率 加 快 熔 化 。图 １是 ＳＯ — ｉｚ
Ｎａ Ｃ Ｏ 系统 在 各 种 温 度 下 形 成 硅 酸 盐 的反 应 Ｏ一ａ 速度 。
式中： Ｋ—— 玻 尔兹曼 常数 ； Ｔ —— 绝 对温 度 ； ｒ —— 分子 半 径 ；
１ 前
言
染 而建造 的有 害气 体 处 理设 备 ； 为高 空 排 放 减少 污
玻璃熔 窑 的全窑纯 氧燃 烧和 部分纯 氧燃烧 越来
染物 对人们 的直接 影 响 而建 造 的烟 道 Fra bibliotek 囱等 设 备 烟
增加 了固定资 产投 入 。大量 的粉 尘 性 、 蚀性 气 体 腐
的通 过 ， 减少 了这些 设备 的使 用寿命 。 又 纯氧燃 烧是 将助 燃空 气换 成 氧 气 ， 减少 了 ７ ８ 以上 的气 体 供 给 量 ， 减少 了 ６ 左 右 的 废 气 排 放 Ｏ 量 ， 带来 的好处 是 ： 所
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全 国性 建 材 科 技 期 刊— — 《 玻璃 》 ２ ０ 年 ０７
第 ４期 总 第 １３期 ９

玻璃窑炉富氧燃烧技术富氧燃烧新技术在马蹄焰玻璃窑炉上的应用探讨一、膜法富氧原理：膜法富氧技术是利用高分子材料的一些本征特性，如对不同气体分子具有不同的选择渗透性能，以及高分子材料的特殊加工性能，科技人员将一些特殊的高分子材料研究加工成为具有工业应用价值的气体分离膜和膜原件。

选用高分子材料，经特殊工艺加工成复合膜和膜原件，可以将空气中的氧从21%富集到30%，且具有超高气体透量（与玻璃态高分子膜相比），单位面积/单位时间/单位压力可产富氧（30%）4Nm3/m2?h?bar,与深冷法制氧和变压吸附法制氧（折合成相同浓度）相比，膜法的制氧成本最低。

二、富氧燃烧原理：富氧燃烧目的就在于使燃料充分燃烧，并有效地充分利用燃烧生成的数量。

燃烧的工艺与炉窑效率有着至关重要的关系。

燃烧是由于燃料中可燃分子与氧分子之间发生高能碰撞而引起的，所以氧的供给情况决定了燃烧过程完成的是否充分。

在常规空气助燃的燃烧系统中，这种高能碰撞作用受到占空气成份近五分之四不助燃的氮分子阻碍，减少了氧分子与燃料可燃分子之间的碰撞机会，直接影响燃烧效率的提高，不仅如此，氮还在炉窑中吸收大量的热量在废气中排掉造成热损失，浪费能源。

采用比常规空气含氧量高的空气助燃称富氧燃烧，它有提高火焰温度、加快燃烧速度、降低燃料燃点温度、增加热量利用率的特点。

三、马蹄焰玻璃窑炉描述：马蹄焰玻璃窑炉以价格低廉的发生炉煤气（油或天燃气）为燃料，不但提高了熔化质量，且大大节约了燃料成本。

该炉型设有合理的蓄热室结构，提高了热能利用率和工作效率。

在蓄热室设计时，是让烟气直接通过蓄热室进入烟道，而蓄热室是一个用耐火材料砌成的空心格子的加热室。

当发生炉煤气和空气通过蓄热室时预热空气和煤气，一起进入小炉内相互混合和预燃。

使燃料释放出更多的热量。

烟气在蓄热室反复上升与下沉的过程中，热量被格子砖充分吸收并蓄积，有部分热量被废气所带走，大部分热量被充分利用到工作中去。

四、富氧燃烧技术在发生炉煤气马蹄焰璃熔窑炉上的应用马蹄焰玻璃窑炉局部富氧助燃是很有必要的，也是可行的。

全氧燃烧玻璃熔窑用耐火材料的研究进展
武丽华;陈福;韩影;张智伟;桑磊
【期刊名称】《耐火与石灰》
【年(卷),期】2010(035)004
【摘要】全氧燃烧熔窑可节约燃料,减少NOx排放,降低对环境的污染,提高玻璃质量,提高火焰温度、熔窑熔化能力及熔窑产量,适当降低熔窑建设费用,提高熔窑使用寿命.优质浮法玻璃和高附加值特种玻璃也要求采用更为先进的燃烧工艺和玻璃熔制工艺.分析了全氧窑内大量碱蒸汽和水蒸汽的增加对胸墙、池壁、大碹等关键部位耐火材料的侵蚀及全氧熔窑耐火材料的选材,对600t·d-1浮法玻璃熔窑耐火材料的使用进行对比分析,并对全氧玻璃熔窑用耐火材料的现状进行了论述及前景进行了展望.
【总页数】4页(P14-17)
【作者】武丽华;陈福;韩影;张智伟;桑磊
【作者单位】河北建材职业技术学院,秦皇岛,066004;秦皇岛玻璃工业研究设计院,秦皇岛,066004;秦皇岛玻璃工业研究设计院,秦皇岛,066004;秦皇岛玻璃工业研究设计院,秦皇岛,066004;广东江门益胜浮法玻璃有限公司,江门,529000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ171.623
【相关文献】
1.我国全氧燃烧玻璃熔窑用耐火材料的使用现状和发展趋势 [J], 陈国平;冯敏鸽;殷海荣;杨明珍;汪涛
2.玻璃熔窑全氧燃烧技术及其耐火材料的研究进展 [J], 陈国平;李慧;吕承珍;唐宝军
3.浅析全氧燃烧玻璃熔窑耐火材料配置 [J], 陈国平;唐保军;殷海荣;李慧;章春香
4.全氧燃烧玻璃熔窑耐火材料的研究进展 [J], 武丽华;陈福;郭春娜;赵恩录;张文玲
5.全氧燃烧玻璃熔窑耐火材料的研究进展 [J], 武丽华;陈福;安晓燕;王晓军
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关键词：全氧燃烧，玻璃，氧化还原性，质量
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｅ ｏｘｙ—ｆｕｅｌ ｆｉｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｇｌａｓｓ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ ａ ｖｅｒｙ ｅｆｆｉｃｅｎｃｙ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｇｌａｓｓ ｍｅｌｔｉｎｇ ａｉｒ ｉｓ ｔａｋｅｎ ｐｌａｃｅ ｂｙ ｐｕｒｅ
ｏｘｙｇｅｎ ｔＯ ｉｍｐｒｏｖｅ ｆｕｅｌ ｂｕｒｎｉｎｇ（ｏｘｙｇｅｎ ｐｕｒｉｔｙ ｆｒｏｍ ９０％ｔｏ １００％）．Ｔｈｅ ｏｘｙ－ｆｕｅｌ
ｆｉｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｍａｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｒｅｄｕｃｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ
ｄｅｍａｎｄ（ＣＯＤ）ｉｓ ｔｅｓｔｅｄ ｂｙ ｍｉｘｅｄ－ａｃｉｄ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ＳＯ ｗｅ Ｃａｌｌ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｇｌａｓｓ ｂａｔｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｉｎｇ－ｏｘｙｄｉｚｉｎｇ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ（Ｒｅｄｏｘ）．Ｗｅ ｃａｎ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｆｅ什，
ＺＦｅ，ｓｕｌｆｕｒ ｔｒｉｏｘｉｄｅ ｂｙ ｔｈｅ ＵＶ－ｖｉｓｉｂｌｅ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ，ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ ａｃｉｄ·ｂａｓｅ ｔｉｔｒａｔｉｏｎ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ
签名：舞彝茸
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生产低共熔混合物 ， 玻璃形成开始
６ ０ ０ ～ ９ ２ ０ ℃ ７ ２ ０ ～ ９ ０ ｏ ℃
７ ６ ０ ℃以上
一
１ ３—
建筑 玻璃 与工 业玻 璃 ２ ０ １ ３ ，№ １ ０
析， 影 响其 均一 性 。
Ｌ ｅ
３ ． ２烟气 与配合 料 间接接触 的配合料 预热 器
工计算判断能够达到的节能效果 ， 并且从预热效果、 可操作性、 耐久性等方面对 国内外相关配合料预 热 系统进行 了详 实的对 比分析 。结果表明 ： 利用全氧燃烧熔窑烟 气显热预热玻璃配合料 ， 经济效益、 环保效益明显 ， 如 能结合全氧燃烧工艺逐步推广应用， 市场前景广 阔。但现行配合料预热 系统存在换 热效率低 、 预热后玻璃原料 易受污染且存在成分偏析等诸 多问题 ， 开发 出具有 自 主知识产权和大规模 应 用前景 的玻 璃 配合料 预 热装备 势在 必行 。 关键 词 ： 全氧 燃烧 玻 璃 配合料 预 热 节 能减排
分碳 酸盐 的分解 ； ｃ 、 芒硝 结 晶水 的排 除及其 与碳 粉 的 反应 ， ４ ０ ０ ￣ Ｃ 以前 加 热损 失主 要 为水分 的蒸 发 。 以某 一 普 通 浮 法 玻 璃 配 方 计 算 ， 配 合 料 加 热 至
Ｃ ａ Ｃ Ｏ ３ ＋ Ｓ ｉ Ｏ ２ ＝ Ｃ ａ Ｓ ｉ Ｏ ３ ＋ Ｃ Ｏ ２ ｆ Ｎ ａ ２ Ｃ Ｏ ３ ＋ Ｓ ｉ Ｏ ２ ＝ Ｎ ａ ２ Ｓ ｉ Ｏ ３ ＋ Ｃ Ｏ ２ Ｔ
１引 言
２ ０ １ １ 年 ２月 ， 我 国首 座 ６ ０ ０ ｆ ｄ级 的 全 氧 浮 法 窑
４ ５ ０ ～ ５ ５ ０ 温度 范 围 内理论 质 量损失 ， ｍ损 失＝ｍ。 ＋ｍ ｂ
＋ｍ ＝ ６ ． ０ ８ ％， 但实际上将配合料从室温升至 ５ ０ ０ ￣ Ｃ 并

０Ｙ 放 问 题 的 唯 一 途 径 。 由 于 人 们 觉 得 排 全 氧 燃 烧 比空 气 助 燃 费 用 更 高 ， 一 度 成 为 这
玻 璃 工 业 的 忧 虑 。 但 自 ｌ ０ 采 用 全 氧 燃 ０ ％
烧 的技 术 降 低 ｌ成 本 后 ， 一 观 念 得 到 了纠 『 这
正 。 迄 今 北 美 、 洲 和 亚 洲 的 很 多 厂 家 都 向 欧 全氧燃烧 转 化 。在 美 国 ， 有 ３ 约 Ｏ％ 的 玻 璃 是 采 用 全 氧 燃 烧 熔 制 的 。 全 氧 燃 烧 技 术 已 涉 入 所 有 玻 璃 行 业 ， 括 电 视 机 玻 璃 、 璃 包 玻 纤 维 、 明 玻 璃 、 具 玻 璃 、 块 玻 璃 、 种 照 餐 熔 特
２ 全 氧 燃 烧 的 优 点
所谓 全 氧 燃 烧 ， 把 燃 料 与 ９ ％ ～ 是 ０
ｉ ０ 的纯 氧 按 预 定 燃 烧 比 混 合 ， 比空 气 ０％ 以
助 燃 更 精 确 的 方 式 燃 烧 的 技 术 。 理 论 和 实
可 弥 补 氧 气 的 成 本 ， 而 在 这 些 窑 上 使 用 氧 故 气往 往是有经 济意义 的。 直到 ９ ０年 代 初 期 ， 型 的 工 业 玻 璃 熔 大
碹 以下 的 空 间 温 度 ， 少 碹 顶 的 侵 蚀 ； 时 ， 减 同 因取 消 了 限 制 窑 龄 的 热 回 收 系 统 ， 而 可 延 故 长 窑 炉 寿命 ， 且 可 以提 高 窑 龄 后 期 的 窑 炉 并
性能。 、 。
相 比 ， 氧 燃 烧 可 节 省 燃 料 ｌ ％ ～４ ％ ； 全 ０ ０ 与 换 热 式 窑 相 比 ， 节 省 燃 料 ３ ％ ～６ 可 ５ ０％。
氮存 在 从 而 可 以提 高 燃 烧 温 度 和 火 焰 传 播 速 度 ， 使 能 量 利 用 率 提 高 ； 之 废 气 大 量 致 加 减少导致 热损失减少 ， 因而 全 氧燃 烧 比空 气 助 燃 节 省燃 料 。根 据 理 论 计 算 ， 达 到 同 样 若

耐热 平 板玻 璃等 ， 需 要 采 用 更 为先 进 的燃 烧熔 化 也
工艺。
全 氧燃 烧 时 烟气 中水 汽 含 量较 高 ， 璃 液 与水 玻
汽 发生 反应 ， 璃液 中 的 ＯＨ 含量 增加 ． 玻 玻璃 黏度
降低， 有利 于澄 清 、 化 ， 高玻 璃质 量 。另一 方 面 ， 均 提
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全 国性 建 材 科 技 期 刊 —— 《 璃 》 ２０ 年 玻 ０７
第 ５期
总 第 １４期 ９
玻 璃 熔 窑 全 氧燃 烧 技 术 的开 发
张 文 玲 刘 志 付 赵 恩 录 冯 明 良 陈 福
（ 皇岛玻 璃 工业研 究 设计 院 秦皇 岛市 秦
温度高 ， 物 主 要 为 ｃ ：和 Ｈ Ｏ， 空气 助 燃 黑 度 产 Ｏ 比 大， 辐射 能力强 ， 火焰 辐射玻璃 液温度 可提高 １０ ０ ℃左 右， 配合料熔 融速度 加快 ， 可提 高熔化率 １ 以上 。 ０
⑤熔 窑 建设 费用 低
全 氧燃 烧 窑 结 构 近 似 于单 元 窑 ， 金 属 换热 器 无 及 小炉 、 热室 。窑 体呈一 个熔 化 部单 体结 构 ， 蓄 占地
图分 类 号 ｌ ＱＩ １ 文 献 标 识 码 ｌ 文 章 编 号 ｌ０ ３ １ ８ （０ ７ ０ —０ １ —０ Ｔ ７ Ａ １０ — ９ ７ ２ ０ ）５ ０ ４ ４
１ 玻 璃熔 窑全 氧燃 烧技 术 的意义 和必 要性 我 国玻 璃 工业 产能 已经 高居世 界 首位 。到 目前
配合料 预热
浮 法成型
—— 广
ｒ翮 ． ｉ
然气 ， 氧燃 烧是 最好 的节 能减 排 、 高玻 璃 质量 和 全 提
增加 产 量 的技 术手 段之 一 。 同时一些 特种 浮 法玻璃

覆盖了各种玻璃产品和各种窑型．
．
全氧燃烧技术能很好地控制ＮＱ的排放及进行余热利用［３］，发展绿色环保，其高热率的燃烧工艺及
熔窑结构可节能降耗，并可制造各种高质量的玻璃（可大幅度降低玻璃中的微气泡），满足市场日益增大的
高端产品需求．除了节能、环保及提高玻璃质量等优点外，国外的应用实践表明全氧燃烧还具有增强传热、
玻璃液温度均匀性好和燃烧空间耐火材料温度低、熔窑稳定性好、熔化率高和设备维护量减少等许多优
点［４］．目前国内只是在少数小型玻璃窑中应用了全氧燃烧技术，而大型浮法窑则尚未使用，尽管如此玻璃
熔窑全氧燃烧技术已受到我国玻璃行业的广泛重视．由于玻璃产品种类和玻璃窑型千差万别，国外有关玻
璃窑上应用全氧燃烧技术的效果往往差别很大，导致广大设计人员对全氧燃烧的优势产生了一些疑惑．为
徽裟錾裟震都Ｃ０具２枭嚣萎雾罢蒿淼雯砦图２气竺紫ｌ≯烧时 全氧燃烧产生的烟气几乎全都具有热辐射能力．在玻璃熔窑火焰
…。 工－：：”：：一７－．……～。
烟气体积对比
空间内的烟气温度很高，因而窑内传热以热辐射为主，占总窑内
传热的９０％～９７％．而气体的辐射光谱是不连续的，只能放射和吸收某一定波段范围内的辐射能，其余部
全氧燃烧玻璃熔窑热工计算与分析
唐保军，殷海荣，陈国平，李 慧，章春香
（陕西科技大学材料科学与工程学院，陕西西安７１００２１）
摘要：对全氧燃烧玻璃熔窑与空气燃烧熔窑进行了热工过程计算与比较，分析了全氧燃烧玻
璃窑内烟气变化及其对传热的影响，证明了全氧燃烧在节能和减少污染方面显著的优点，并简
述了全氧燃烧技术对玻璃工业的推动作用．
３．２全氧燃烧玻璃窑内火焰辐射传热的变化
由热量收支平衡公式计算得到全氧燃烧时的热耗比空气燃 烧时的热耗小，这个热耗计算值实际上是偏高的，这是因为全氧 燃烧时熔窑内的黑度大幅度提高，辐射传热更有效率．由表５可 看到全氧燃烧时熔窑内烟气中的水蒸汽和二氧化碳的体积浓度 极大提高，两者的浓度和高达９９％．在熔窑的热工计算中，影响

玻璃炉窑的设计与运行摘要：玻璃熔制是玻璃制造中的主要过程之一，是通过燃料的燃烧，将热量传递给配合料，从而达到熔化目的的过程。

玻璃的熔制过程是在玻璃窑炉内实现的。

着玻璃生产技术的不断发展进步，电子玻璃、浮法玻璃等生产行业在追求高质量和高效益的同时，对玻璃生产的环保也有了更高的要求．传统的玻璃熔制工艺已经很难满足更高的环保要求，此时采用全氧燃烧技术的玻璃窑炉的出现无疑成为解决行业生产“节能、环保”问题的一个有效途径。

关键词：玻璃炉窑节能环保设计与运行全氧燃烧玻璃炉1.窑炉的设计原则熔窑是浮法玻璃生产线三大热工设备之首,是实现全线产量、质量目标的关键设备之一,必须做到能耗低、产量高、熔化玻璃质量好、窑龄长等要求。

为了实现上述要求,具体提出了如下设计原则：(1)认真总结国外同级别浮法熔窑的经验和教训,结合国内生产线的实际情况、操作特点,围绕生产优质玻璃液这个重点来进行设计。

(2)着重节能降耗,采用国际先进的节能措施和节能产品,降低生产成本。

(3)全窑工艺尺寸确定既要注重以往的经验数据,同时要有理论创新,要在总结以往经验数据的基础上对新结构确立理论依据。

(4)本熔窑出现的超出国内设计手册的结构设计,必须确保结构安全,此类结构需建立相应的力学模型,并经过常温和热态理论论证通过后方可用于设计。

(5)设计中充分考虑延长窑龄的方法和措施,既要注重耐火材料装备水平,又要充分考虑生产后期保窑操作的可能性及方便性。

(6)节省投资,材料配置上注重实用性,不搞花架子。

主要材料立足于国内采购,尽量少引进硬件,以减少外汇开支。

2.全氧燃烧炉的设计我国已经有很多大学院校和设计单位对全氧燃烧窑炉进行过理论上的研究探讨，但是目前国内的全氧燃烧窑炉基本上是完全引进国外的设计、技术，甚至整条生产线，不仅投资很大，而且使我们自己的全氧燃烧技术发展缓慢。

近年来我院实际参与了国内几台全氧池炉的引进、，设计转化工作，对国外先进技术进行了一些研究，在全氧玻璃池炉的设计上积累了一些经验。

为 促 进 玻 璃 配 合 料 的熔 化 和 补 充 燃 烧 热 量 ，便 开 始
目前 国外 全 氧 燃 烧 技 术 主 要 集 中 用 于 中小 型 马 蹄 焰 窑 和 横 火 焰 窑 ，并 开 始 向大 型 横 火 焰 窑 发 展 推
广应用 。
在 玻 璃 熔 窑 上 试 用 天 然 气 —— 氧 气 燃 烧 技 术 ，从 而
燃 料 燃 烧 而 获 得 ， 燃 料 所 需 氧 气 则 由空 气 提 供 。 而 在 助 燃 空 气 中 ，氧 气 含 量 约 为 ２ ，而 余 下 占空 气 ７ １ ９ 的 氮 气 被 加 热 后 排 入 大 气 造 成 大 量 热 损 失 ，另 外

氮 气 在 高 温 下 与 氧 气 反 应 生 成 氧 化 氮 气 体 排 入 大 气
以上 的 氮 烟 气 流 通 过 蓄 热 室 、 囱 、 道 等 设 备 ， 烟 烟 不 仅 会 携 带 更 多 的粉 尘 ，而 且 减 少 这 些 设 备 的使 用 寿
命。
３１
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全 国性 建材 科 技期 刊 一
《 璃》 玻
２０ ０ ２年 第 ５期 总 第 ｌ ４期 ６
火焰 熔 窑 上 推 广 应 用 全 氧 燃 烧 及 纯 氧 助 熔 技 术 ，现 已取 得 了 良好 的效 果 。
２ 全 氧 燃 烧 技 术
２ １ 全 氧 燃 烧 机 理 ．
众 所 周 知 ，燃 料 燃 烧 必 须 有 氧 气 参 与 ，玻 璃 熔
窑 的 原 料 熔 化 过 程 中 需 要 的 大 量 热 量 ， 大 多 是 通 过
已 在 轻 工 日用 马 蹄 焰 窑 和 建 材 行 业 中 的 浮 法 玻 璃 横
１９ ９ ８年 ７月 在 美 国 旧 金 山 召 开 的 第 １ ８届 国 际 玻 璃 会 议 上 把 全 氧燃 烧 技 术 列 为 大 会 重 点 讨论 专 题 之 一 ，并 把 全 氧燃 烧 技 术 誉 为 玻 璃 熔 化 技 术 的 第 二 次 革 命 。此 外 美 国 能 源 协 会 评 估 全 氧燃 烧 项 目时 指 出 ，环 境 和经 济两 个 方 面 因 素 推 动 了全 氧 燃烧 的 发 展 ，玻 璃 熔 窑 采 用 全 氧 燃 烧 是 大 势 所 趋 。 到２ ０世 纪 末 ，全 球 玻 璃 总 产 量 已上 升 到 １亿 吨 左 右 。 中 ， 洲 地 区所 占 比例 较 大 ， 为 ３ ； 其 欧 约 ３ 亚 洲 —— 太 平 洋 地 区约 占３ ； 美 和 南 美 洲共 占３ ２ 北 １ ； 界 其 它 地 区 占４ 。当今 ， 美 国 家 的 玻 璃 企 世 欧 业 和 世 界 上 大 多数 地 区 的 玻 璃 工 厂 都 面 临 着 对 废 气 排 放 标 准 越 来 越 严 格 的 实 际 问 题 ，尤 其 是 西 欧 和 北

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。

真空变压吸附法(VPSA法)是利用气体在吸附剂中压力下吸附、真空解吸的原理将空气中氧气进行分离提纯。 该法以空气为原料，以沸石分子筛为吸附剂，利用压缩空气中的氧气、氮气在分子筛孔隙中扩散速率不同而达到 分离空气的目的。
真空变压吸附法(VPSA法)设备简单、运行成本低、自动化程度高、制氧快速便捷、占地面积小等优点，是 理想的全氧燃烧现场制氧技术。但其得到的氧气纯度一般不高于95%。
国际上中性玻璃熔制大多采用全氧燃烧加电助熔方式，相比纯电熔窑在产能、玻璃的理化指标等方面具有得 天独厚的优势。
国内部分企业已经看到其中的方向及商机，并积极投身其中，相信不远的将来定会有大规模国产化的一天。
环保问题
随着国家环保治理力度的不断加大，环境保护正在逐步成为各级政府工作的重点。以往粗放型、高排放即将 成为历史。药用玻璃生产过程中，氮氧化物、氟化物、硫化物、粉尘的排放有其特殊性。相比而言，全电窑、全 氧燃烧和全氧燃烧加电辅助加热在环保方面有着与生俱来的先天优势。而且，由于全氧燃烧的燃烧、加热原理有 别于空气助燃和全电熔，它除了具有减排的优势外，由于羟基含量的大大提高为玻管的可加工性、化学稳定性的 改善提供了可能。
在药用硼硅玻璃生产中的应用
在药用硼硅玻璃生产中的应用
大量的应用实践表明:全氧燃烧具有传热效率增强(节省燃料)、玻璃液温度均匀性好 (确保成形质量，提高 玻璃质量档次 )、燃烧空间耐火材料温度低 (延长耐火材料使用寿命 )、熔窑稳定性好、产量提高、维护减少和 环保等许多优点。
全氧燃烧不仅可以达到降低能耗的目的，而且全氧燃烧与空气燃烧相比，在玻璃窑的建造投资、运行费用、 产品质量等方面会带来以下好处。
(1)使用全氧燃烧技术，由于有别于传统空气助燃熔窑的熔窑形制、燃烧系统及特殊的燃烧方式，熔化的玻 璃液具有较高的温度，灵活的排枪及调整方式，使熔窑内的热点更容易控制，熔化的玻璃可以有更好的澄清与均 化，玻璃的均匀度更好。这一点可以从玻管的密度测定上获得数据支持。

40光伏玻璃全氧窑炉的结构分析和运行体会张健　乔鹏程　王勇　苏永康（彩虹（延安）新能源有限公司　延安　716000）摘　要　全氧窑炉的燃烧原理决定了其在环保、节能等方面具有明显的优势。

全氧窑炉无蓄热室，在选材和结构设计上与空气窑炉有很多不同。

通过二者结构对比、分析，结合近几年全氧窑炉运行的实际情况，提出全氧窑炉在工艺管理和运行维护等方面的改进设想。

关键词　全氧燃烧窑炉；空气助燃窑炉；光伏玻璃；天然气中图分类号：TQ171　文献标识码：A　文章编号：1003－1987（2020）07－0040－05Structure Analysis and Operation Experienceof Oxyfuel Glass Furnace for Manufacturing Photovoltaic GlassZHANG Jian, QIAO Pengcheng, WANG Yong, SU Yongkang ,,（Caihong Yan an new energy Co., Ltd., Yan an 716000, China ）Abstract: The combustion principle of oxy-fuel furnace determines that it has obvious advantages in environmental protection and energy saving. There is no regenerator in the oxy-fuel furnace, and there are many differences in material selection and structure design compared with common air furnace. Based on the structure comparison and analysis of the two type furnaces and the actual running situation of the oxy-fuel furnace in recent years, some suggestions on the improvement of the process management and operation maintenance of the oxy-fuel furnace are proposed in this article.Key Words: oxy-fuel combustion furnace, air-supporting combustion furnace, photovoltaic glass, natural gas——————————作者简介：张健（1972-），高级工程师，从事光伏玻璃窑炉和熔解技术管理。

约着全氧燃烧的应用，开发低成本的氧气是推广应用全氧燃烧必须解决的问题。
合适的氧源有以Ｆ ３种： （１）真空变压吸收法（ＶＰＳＡ） 合成分子筛分离也和Ｎ。，它可以安装在生产现场，制氧成本低，产量
可调性好，适用于中等用量（１０－２００ ｔ／ｄ）、０２纯度小于９５％、用低压氧的场合。（普莱克斯公司新 一代单床ＶＰＳＡ系统，设备能力９－２７ｔ／ｄ，２４０／７１０Ｎｍ３／ｈ，（ｋ纯度９０％－９４％，设备规格１２ｍ＊１２ｍ，计 算机控制．操作全自动。）
火焰传播速度比空气燃烧更快，两者之间的关系为： 乳＝Ｗ０２（１—０．０１№一０．０１２Ｃ如）
式中矾、、‰……空气、全氧燃烧的火焰传播速度
Ｎ２、ｃ０２～一一混合气体中Ｎ。、Ｃ（ｈ所占的百分数
２、 全氧燃烧需要的氧气 全氧燃烧技术最早是在热效率较低的小型玻璃窑上使用。全氧燃烧带来的热效率的提高，降低了窑炉的
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燃烧器顺排
燃烧；Ｉｊ｝错排
图２燃烧器布置：左为顺排，右为错排
，４、窑体结构 窑炉设计时要全面考虑，许多因素是互相有联系的，其中特别重要的是窑炉尺寸的确定、各部分材料的 使用、燃烧器的选型和烟道的位置。全氧燃烧窑结构十分简单。熔化部窑体内除了熔化池和火焰空间外，其 他还有燃烧器、排烟口、加料口和流液洞，烟气和玻璃液通常都作逆向流动。 烟道位置烟道位置的选择要考虑到熔化工艺的合理性。对不同的玻璃，工艺上有不同的要求，以取得 最隹的玻璃液流动路线。烟道位置的选择还牵涉到建炉费用，并影响到池窑的压力控制。
２、 使用全氧燃烧熔化的玻璃品种： 目前己复盖大部分玻璃，如钠钙玻璃、铅晶质玻璃、硼玻璃、高硼硅玻璃、高铅玻璃、乳白玻璃、微晶 玻璃等。 ３、 全氧燃烧窑炉生产的玻璃制品： 有瓶罐、器皿、仪器、玻管、玻壳、泡壳、灯片、镜片、平板、玻纤、显象管用颈管及其他电子玻璃产品等。

实验原理
3. 采集实验数据，包括火焰温 度、气体成分、废渣熔融效果等
。
4. 分析实验数据，评估热化学 再生技术的效果。
5. 根据实验结果，提出改进建 议和优化措施。
02
实验准备
实验材料
01
燃烧过 程
玻璃原料：用于制备玻璃制品
燃料：例如天然气、石油等， 作为热源
以及其他必要的辅助材料
《玻璃工艺学》
介绍了玻璃的性质、制备、加工和回收等知识，为全氧燃烧玻璃窑炉热化学再 生技术实验提供了理论基础。
《材料热力学》
涉及热力学基本原理及其在材料科学中的应用，有助于分析全氧燃烧玻璃窑炉 热化学再生技术的热力学特性。
相关网站与资源
中国玻璃网
提供了玻璃行业的新闻、市场动态、技术文章等，包括全氧燃烧玻璃窑炉热化学 再生技术的相关报道和技术文章。
全氧燃烧玻璃窑炉热化学再 生技术实验
汇报人：
2023-11-20
• 实验概述 • 实验准备 • 实验过程 • 实验结论 • 实验优化建议 • 相关文献与参考资料
01
实验概述
实验目的
研究全氧燃烧玻璃窑 炉的热化学再生技术
探索提高玻璃生产效 率与降低能耗的途径
分析再生技术对窑炉 效率和污染物排放的 影响
废水处理
对实验过程中产生的废水 进行分类处理，实现废水 零排放。
06
相关文献与参考资料
相关论文与专利
论文
全氧燃烧玻璃窑炉热化学再生技术实 验研究，作者：张三，发表在《玻璃 》杂志，2020年第5期
专利
全氧燃烧玻璃窑炉热化学再生技术， 发明人：李四，申请号： CN202010012341.X
相关书籍与教材
根据实验结果，提出改进建议，为进一步优化全氧燃烧玻璃窑炉热化学 再生技术提供依据。