適合中小企業(yè)玻璃發(fā)展特點(diǎn)的半煤氣池爐技術(shù)

    球90%的工業(yè)燃料來自于石化燃料，據(jù)專家估計(jì)這種情況在20年內(nèi)將不會有大的改變。

　　一、前言

　　目前，全球90%的工業(yè)燃料來自于石化燃料（石油、天然氣、煤炭），據(jù)專家估計(jì)這種情況在20年內(nèi)將不會有大的改變。而石油和天然氣的儲量主要集中在中東地區(qū)。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家清楚地認(rèn)識到，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展在極大程度上依賴于能源，為了減少在能源上對別國的依賴，節(jié)能作為一項(xiàng)切實(shí)可行的技術(shù)措施，受到各國政府的普遍重視，同時，降低燃料消耗及有害氣體的排放，是保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

　　根據(jù)我國目前還有很多玻璃制造設(shè)備停留在坩堝方爐和簡陋的半煤氣池爐結(jié)構(gòu)，不僅能耗大（每噸玻璃耗7000大卡的高熱值煤一噸左右），而且生產(chǎn)方式落后、生產(chǎn)效率低。該熱工設(shè)備每天只有五、六小時可生產(chǎn)利用，該爐型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)原始，燃燒原理是直接采用風(fēng)火爐方式將煤炭燃燒的熱量輻射傳導(dǎo)給耐火材料坩堝，然后由坩堝將熱量傳導(dǎo)給玻璃物料。這一過程中，不僅熔制時間長，能源浪費(fèi)十分驚人，而且大量的一氧化碳未完全燃燒直接進(jìn)入煙囪排放在空氣中，造成濃煙滾滾，污染周邊環(huán)境。

　　鑒于很多民營企業(yè)，規(guī)模小，資金投入有限等特點(diǎn)，可選擇新型結(jié)構(gòu)的半煤氣池爐作為制造玻璃的主要熱工設(shè)備，該設(shè)備投資不是太大，又具有國內(nèi)玻璃熔爐的先進(jìn)性：煤氣中的一氧化碳能充分完全燃燒，煙囪無黑煙排放；單耗較低，生產(chǎn)每噸玻璃大約消耗400-500公斤煤炭，而且對煤質(zhì)要求不是特別高，塊煤、碎煤均能使用。因此，把風(fēng)火式坩堝方爐和簡陋的池爐改造為結(jié)構(gòu)先進(jìn)的半煤氣池爐，將玻璃制造生產(chǎn)方式由間歇式生產(chǎn)改為連續(xù)式生產(chǎn)，走創(chuàng)新、、節(jié)能環(huán)保之路勢在必行。

　　二、半煤氣池爐的先進(jìn)性和特點(diǎn)

　　1、  半煤氣池爐的工作原理

　　半煤氣發(fā)生爐采用空氣和水蒸氣混合燃燒，用溫度來控制空氣中含有的水蒸氣的量。水蒸氣送入爐內(nèi)后，在氧化層內(nèi)被加熱，從而降低了氧化區(qū)的溫度，而過熱的水蒸氣到還原區(qū)后，與灼熱的碳反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳等可燃物組分，由煤氣壓力和幾何動力直接將它們送入煤氣通道，經(jīng)煤氣通道的沉降后，將煤氣中的固定懸浮塵粒降至沉降室，然后純凈的可燃?xì)怏w進(jìn)入池爐匯同經(jīng)預(yù)熱至1000℃左右的熱空氣混合燃燒，產(chǎn)生1500℃以上的高溫火焰，直接輻射給池爐里的玻璃配合料，熔制合格的玻璃液。

　　2、  余熱設(shè)備

    該池爐在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用了耐火材料密閉式換熱器，利用燃燒廢氣的溫度，將很多根耐火材料矩形筒體加熱，然后讓冷空氣經(jīng)過加熱的筒體內(nèi)部，在熱幾何壓頭的作用下，將常溫的冷空氣預(yù)熱成1000℃左右的熱空氣，同發(fā)生爐煤氣完全燃燒產(chǎn)生強(qiáng)烈的高溫火焰輻射給玻璃配合料。這一過程利用了熱工學(xué)中的輻射、對流、傳導(dǎo)和熱動力學(xué)原理，使直接幫助煤氣燃燒的冷空氣變成了高溫?zé)峥諝狻Ｍ瑫r高溫?zé)峥諝獾牧恳部筛鶕?jù)煤氣中可燃物是否完全燃燒進(jìn)行調(diào)節(jié)，使煤氣中的可燃物達(dá)到完全燃燒放熱至玻璃物料有效利用，這樣就形成了煤氣完全燃燒的過程，致使排放煙囪的廢氣是淡淡的白煙，起到了環(huán)保節(jié)能的效果。

　　供給煤氣發(fā)生爐的蒸汽，在設(shè)計(jì)上也采取了廢熱利用，將一個2.5立方的鐵容器放至熔爐換熱器廢氣通道上，利用排向煙囪的廢熱氣體直接輻射傳導(dǎo)給鐵容器，使鐵容器里的水在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生4公斤左右壓力的蒸汽直接供給發(fā)生爐生產(chǎn)使用，確保發(fā)生爐產(chǎn)煤氣所需蒸汽量。此余熱鍋爐余熱利用每天可節(jié)煤一噸左右，而且減少了2-3名司爐工人的工資成本。這一創(chuàng)新不僅節(jié)能降耗，而且去掉了專用鍋爐產(chǎn)生的濃煙對環(huán)境的污染。

　　3、  沉降設(shè)備

　　為了避免煤氣中的固體塵粒污染池爐內(nèi)的玻璃液，專門設(shè)計(jì)了煤氣沉降室，凡是發(fā)生爐產(chǎn)好的煤氣，都必須經(jīng)過沉降室才能進(jìn)入料池內(nèi)與熱空氣預(yù)混燃燒，此裝置在煤氣凈化處理上既起到了凈化煤氣的作用，又便于維修清掃。確保了玻璃的熔制清潔度，提高了玻璃的質(zhì)量。

　　4、  半煤氣池爐熔制玻璃的科學(xué)性

　　該池爐是把充分燃燒的高溫火焰快速直接輻射給玻璃物料，加快了火焰和玻璃配合料的接觸時間，增大了火焰和玻璃配合料的接觸面積，較大限度地將熱能充分利用。同時因?yàn)椴Ａ浜狭显诟邷胤磻?yīng)中的堿蒸汽的Na2O和SO2反應(yīng)生成Na2SO4隨廢氣帶入換熱器清掃孔，起到了消除廢氣中SO2對環(huán)境的污染。避免了坩堝爐間接傳熱的熱損失和對環(huán)境的污染。因此，該池爐在節(jié)能和環(huán)保上都獨(dú)具科學(xué)性。

　　5、  池爐保溫

　　據(jù)有關(guān)權(quán)威部門對玻璃熱工設(shè)備測試數(shù)據(jù)報告，熱工設(shè)備的耐火材料熱散失占總熱量的30%-40%左右。因此，在該爐型的設(shè)計(jì)上特別對換熱器、爐蓋、胸墻、池墻、池底等部位加強(qiáng)了保溫，使熱損失降到了較底限度，起到了節(jié)能降耗的效果。

　　6、  生產(chǎn)方式的先進(jìn)性

    池爐避免了坩堝爐間隙生產(chǎn)的缺點(diǎn)，可以連續(xù)24小時進(jìn)行玻璃生產(chǎn)，同時在產(chǎn)量增大的情況下能耗相對地降低，既保證了生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，同時又降低了生產(chǎn)成本。例如，同樣大小規(guī)格品種相同的一個玻璃制品，池爐的生產(chǎn)成本僅有坩堝爐生產(chǎn)成本的70%左右。因此，池爐生產(chǎn)玻璃制品的先進(jìn)性是坩堝爐無法比擬的。

　　三、半煤氣池爐和坩堝爐比較（環(huán)保、能耗）

    四、結(jié)論

　　縱觀我國玻璃制造熱工設(shè)備，如果坩堝爐要確保煙囪不冒黑煙，燃料采用燒油或天然氣可以解決，但坩堝爐燒油，每噸玻璃大約需要一噸油左右，這樣產(chǎn)品售價還不夠能耗成本開支；燒天然氣很多地方又不具備天然氣資源，因此不現(xiàn)實(shí)；建造全煤氣爐，設(shè)備一次性投資比半煤氣池爐多一倍，而且全煤氣池爐對煤質(zhì)要求特別高（7000大卡以上的優(yōu)質(zhì)塊煤），對操作工人技術(shù)要求也特別高，全煤氣在使用過程中稍有疏忽，很容易引起安全事故。而半煤氣池爐既有投資小，產(chǎn)出規(guī)模大，煤種要求不高，安全性好的特點(diǎn)，又符合環(huán)保要求。

　　綜上所述，中小企業(yè)選用半煤氣池爐生產(chǎn)玻璃制品既符合投資小，見效快，又符合節(jié)能環(huán)保的要求，此一舉兩得的好事何樂而不為呢？