浮法玻璃應用全氧燃燒技術實現環(huán)保減排
2018-1-24 9:54:17
全氧燃燒技術用于大型浮法玻璃窯爐上是一種新型的燃燒技術，目前該技術在國內500 t/d以上浮法玻璃窯爐上應用較少。傳統(tǒng)的浮法玻璃窯爐燃燒工藝一般都是通過助燃風機引入空氣，再由蓄熱室預熱后進入窯爐與燃料發(fā)生化學反應。而全氧燃燒技術主要是助燃介質發(fā)生改變，由濃度為92%以上的純氧代替空氣與燃料發(fā)生化學反應。從環(huán)保角度比較兩種工藝，全氧燃燒技術從根源上避免了空氣中的氮氣進入浮法玻璃窯爐中，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日實施的GB 26453—2011《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標準》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)排放標準，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準》和GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》執(zhí)行。這導致2011年10月以前設計、施工、新建、投產的浮法玻璃生產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)大氣污染物排放標準》限值要求，需進一步整改，加強污染防治措施后方可達標排放。
目前大部分平板玻璃生產企業(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的燃料，在當今環(huán)保政策越來越嚴厲的趨勢下，是企業(yè)清潔生產的選擇，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，如輕質堿、超細粉等；玻璃熔爐中易揮發(fā)物質，在高溫條件下揮發(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，在溫度達到600 ℃時就開始分解，溫度到1 200 ℃時，分解率達到80%，因此導致煙氣中有大量SO2產生。
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氣，經高溫（火焰溫度高達1 650~2 000 ℃）與氧氣反應后生成大量氮氧化物，以及玻璃原料中使用小料（硝酸鹽）分解產生的氮氧化物。
2 全氧燃燒技術的環(huán)保效果
玻璃工業(yè)的高速發(fā)展給能源供應、環(huán)境污染帶來越來越大的負擔。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、提高產品質量等突出的優(yōu)點，是未來玻璃工業(yè)節(jié)能減排的有效途徑。
環(huán)保原理：全氧燃燒技術指采用純度≥92%的氧氣作為助燃氣體。因燃燒系統(tǒng)發(fā)生改變，促使玻璃熔窯結構的創(chuàng)新，助燃氣體不再需要預熱和換火，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”，熔窯內橫向溫度均衡，使得玻璃熔化更加穩(wěn)定。根據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，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 采用全氧燃燒技術和傳統(tǒng)燃燒技術相比
傳統(tǒng)的平板玻璃熔窯燃燒技術利用空氣來助燃，而空氣中只有21%的氧氣參與助燃，78%的氮氣不僅不參與燃燒，還攜帶大量的熱量排入大氣，高溫下還會與氧氣反應，生成氧化氮氣體，排入大氣后易形成酸雨，造成環(huán)境污染。而全氧燃燒技術則采用純度≥92%的氧氣作為助燃介質，沒有大量的氮氣被帶入到玻璃窯爐中，因此不會產生大量的氮氧化物（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，純氧和燃料反應充分，極大地提高了窯內的溫度，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。采用全氧燃燒技術不僅提高了玻璃產品的質量和產量，而且能耗也可相應降低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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