[发明专利]浮法玻璃熔窑富氧燃烧节能技术

说明书

本发明涉及一种浮法玻璃熔窑富氧燃烧节能技术。

近年来，随着玻璃熔窑节能降耗技术研究的深入，国内外专家在开发节能玻璃配方、优 化玻璃熔窑结构、改善玻璃熔窑控制技术、加强玻璃熔窑保温和余热利用等实现玻璃熔窑节 能手段的研究已相当成熟。在能源危机日益加重的今天，玻璃熔窑对高品质能源(重油、天 然气等)的过度依赖已经制约了玻璃行业的发展。在此背景下，要实现熔窑进一步的节能降 耗，富氧燃烧技术应运而生。

富氧燃烧技术是以氧含量高于21％的富氧空气代替空气作为助燃气体的一种高效强化燃 烧技术。其特点在于不论是助燃空气还是燃烧废气体积都有所减少，燃烧反应速度加快，火 焰温度提高，这有效地提高了熔窑的热效率，熔化率增大，玻璃液单位热耗降低。烟气产生 量及NOx生成量降低，进而使烟气净化系统运转更加可靠，粉尘污染大大降低。研究表明： 富氧燃烧技术不仅能够节约大量能源，减少环境污染，而且能提高玻璃的产量、质量，延长 熔窑寿命。该技术必将为浮法玻璃生产行业带来可观的经济效益及社会效益。

本发明所述的一种浮法玻璃熔窑富氧燃烧节能技术，其特征是：浮法玻璃熔窑采用“局 部增氧”和“梯度燃烧”技术，用浮法玻璃厂氮氢站产生的纯氧(氧浓度为99％以上)或高 浓度富氧制成含氧量为31％-32％的富氧空气。富氧空气与净化过的空气在高效气体混合器中 充分混合(三级混合)后，经调压系统送入自动换向器中，再进入富氧空气换热器(安装在 窑墙下部，利用墙体散出的热量)由高温金属软管导入富氧喷嘴。在火焰下部喷入富氧空气， 改变火焰特性，将火焰分成三个不同的区域，火焰上部为缺氧区，可以防止大碹过热；中部 为普通燃烧区；下部形成高温区，以加强对配合料的熔化。富氧气体以一定的角度和速度喷 入窑内，在射流的作用下将火焰拉近液面。因火焰下方的助燃介质中氧浓度比火焰上方高， 火焰燃烧迅速。下方温度明显升高，这样火焰直接对配合料和液面的辐射传热相对加大。而 碹顶温度则相应有所下降，窑顶表面的散热和烟气出口温度相应下降。从而熔窑的热效率得 到相应提高。

富氧助燃技术用于节能和减少污染的机理

1提高火焰温度，促使燃烧完全

富氧空气参与燃烧后，氮气量相对减少，氧分子可充分地与可燃物接触，达到完全燃烧， 火焰温度是随着富氧空气中氧气比例的增加而提高。并加快了辐射、传导、对流三种形式的 热传递速率。

火焰温度的提高和氧气含量的增加促进燃料充分燃烧，废气中可燃物显著降低，提高了 燃料利用率，并达到了环保效果。

2加快燃烧速度，促进燃烧完全

燃料在空气/纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在空气中的燃烧速度最大为280cm/s， 在纯氧中为1175cm/s，是在空气中的4.2倍，天然气则高达10.7倍。

燃烧速度的提高，导致燃料完全在熔化池内烧净，杜绝了在小炉及蓄热室内继续燃烧的 现象。

3降低燃料的燃点温度

燃料的燃点温度不是常数，例如CO在普通空气中为609℃，在氧气中仅为388℃。用富 氧助燃能降低燃料燃点，提高火焰强度、增加热量的释放。

4减少燃烧后的排气量

用普通空气参与燃烧，约五分之四的氮气不但不参与助燃，还要带走大量的热量。如用 富氧助燃，氮气量要减少，故燃烧后的排气量亦减少，热损失减少，一般氧浓度每增加1％， 烟气量约下降2％～4.5％，从而能提高燃烧效率等。

从应用的实际情况来看，一般富氧助燃可以减少1/4～1/5的排气量。

5增加热量利用率

当加热温度为1300℃时，用普通空气燃烧其热利用率为42％，而用含氧量26％的富氧空 气燃烧，热利用率增大到56％；富氧助燃对热量的利用率会有所提高，富氧浓度越大，加热 温度越高，所增加的比例也就越明显，节能效果自然就越好！

6降低空气过剩系统

用富氧代替空气助燃，可适当降低空气过剩系数，这样燃料消耗就相应减少，从而节约 能源。

与传统燃烧技术相比，玻璃熔窑采用本项发明技术可给熔窑节能带来以下效果：

(1)提高熔化质量