膜法富氧局部助燃技術(shù)在玻璃窯的應(yīng)用

【中玻網(wǎng)】前言
　　
　　玻璃行業(yè)是我國(guó)工業(yè)的耗能大戶之一，而玻璃熔窯又是玻璃生產(chǎn)的主要耗能設(shè)備，其能源消耗量約占玻璃生產(chǎn)總能耗的50-90％,占玻璃生產(chǎn)成本的25-50%。搞好玻璃熔窯的節(jié)能技術(shù)改造，就成為各生產(chǎn)廠家、科研單位研究攻關(guān)的熱門課題。富氧助燃技術(shù)作為一種效率高節(jié)能和環(huán)保等手段，早已被人們所接受，也是國(guó)家發(fā)改委要點(diǎn)推薦的重大節(jié)能技術(shù)，但是傳統(tǒng)制氧投入資金大、能耗高制約了富氧燃燒技術(shù)的發(fā)展，富氧燃燒已成為大型玻璃廠和有氧源玻璃廠的專利。膜法富氧助燃技術(shù)是膜法制氧技術(shù)和玻璃窯富氧局部助燃技術(shù)的結(jié)合，此兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合改變以前玻璃窯富氧燃燒技術(shù)應(yīng)用成本居高不下、叫好不叫座的現(xiàn)狀，使眾多無(wú)氧源和中小型玻璃熔窯利用富氧助燃技術(shù)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低噸產(chǎn)品能耗的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。下面就此兩項(xiàng)技術(shù)在玻璃窯的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)及相關(guān)案例做相關(guān)介紹和探討，希望能給感興趣的單位和個(gè)人一定的參考。
　　
　　玻璃窯富氧局部助燃技術(shù)
　　
　　概述
　　
　　富氧燃燒技術(shù)是在以重油、煤、天然氣等為主要能源的玻璃窯爐中,供入附加的氧氣使熔窯內(nèi)特定區(qū)域的氧含量高于21%，并使之燃燒。我們知道,燃料燃燒時(shí)必須有氧參與。所謂富氧助燃就是增加空氣中的氧濃度。這樣,燃料與高濃度氧氣混合后充分燃燒，而助燃空氣中的惰性氣體氮含量減少,相應(yīng)的煙氣量也就少,從而也降低排出煙氣帶走的熱損失,國(guó)家建材局蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院的左澤方和陳曉紅相關(guān)人士在1999年第3期的《玻璃與搪瓷》雜志上稱富氧助燃技術(shù)是玻璃熔化技術(shù)的第二次革命。
　　
　　富氧局部助燃節(jié)能機(jī)理
　　
　　1.提高火焰溫度
　　
　　使用富氧燃燒技術(shù)可使氮?dú)饬繙p少，空氣量及煙氣量均顯著減少，故火焰溫度隨著燃燒空氣中氧氣比例的增加而顯著提高，但氧濃度不宜過(guò)高，國(guó)內(nèi)外的研究均表明，氧氣的體積分?jǐn)?shù)在26%～30%左右時(shí)較佳，而氧濃度在26%～30%之間每提升一個(gè)百分點(diǎn)火焰溫度提高35℃。當(dāng)增氧助燃裝置產(chǎn)生的氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)在28%左右時(shí)，可以有效的將爐溫整體提高50℃左右。氧含量再增加到30%以上時(shí)，火焰溫度增加幅度較少，而制氧投入資金則猛增，
　　
　　經(jīng)濟(jì)效益不合算。
　　
　　2.加快燃燒速度與促進(jìn)燃燒完全
　　
　　燃料在空氣中和在純氧中的燃燒速度相差甚大，如H2在純氧中的燃燒速度是在空氣中的2～4倍，天然氣則達(dá)10.2倍左右。用富氧燃燒技術(shù)，不僅能提高燃燒速度，獲得較好的熱傳導(dǎo)，同時(shí)溫度提高后，有利于燃燒反應(yīng)，促進(jìn)燃燒完全，從根本上清理煙塵污染。
　　
　　3.降低燃料的燃點(diǎn)溫度
　　
　　燃料的燃點(diǎn)溫度不是常數(shù)，如CO在空氣中的燃點(diǎn)為609℃，而在純氧中的燃點(diǎn)僅為388℃，所以采用富氧燃燒能提高火焰強(qiáng)度和增加釋放熱量等；
　　
　　4.減少燃燒后的煙氣排量
　　
　　用空氣助燃，占體積4/5的N2不參加助燃，且隨著燃燒帶走大量熱能，如用富氧氣體助燃，燃燒后的排氣量減少，從而提高了燃燒效率；
　　
　　5.增加熱量利用率
　　
　　富氧燃燒技術(shù)對(duì)熱量的利用率有所提高，如用普通空氣助燃，當(dāng)加熱溫度為1300℃時(shí)，其可利用的熱量為42%，而用26%的濃氧空氣助燃時(shí)，可利用量為56%，氧濃度在21%～30%之間其熱量利用率隨氧濃度提高而升高的較快,因此在這個(gè)氧濃度范圍內(nèi)對(duì)提高熱量利用率較佳，因此節(jié)能效果就越好；、
　　
　　6.降低空氣過(guò)剩系數(shù)
　　
　　富氧燃燒隨著氧含量在空氣中增加，氮?dú)饬肯陆�，可適當(dāng)降低空氣的過(guò)剩系數(shù)，這樣，燃料消耗就相應(yīng)減少，從而節(jié)約能源；
　　
　　8.輻射定律
　　
　　由于富氧燃燒技術(shù)可使碳的燃點(diǎn)降低，燃燒完全而強(qiáng)烈，火焰充滿度好，提高爐膛的整體溫度，一個(gè)物體向周圍輻射的熱與該物體的溫度的四次方成正比，這就是“四次方定律”，
　　
　　玻璃窯富氧局部助燃的優(yōu)點(diǎn)
　　
　　1.用氧量少，減少投入資金成本
　　
　　2.安裝簡(jiǎn)單，可以不停爐安裝
　　
　　3.對(duì)玻璃窯耐火材料無(wú)特殊要求