浮法玻璃应用全氧燃烧技术实现环保减排
2018-1-24 9:54:17
全氧燃烧技术用于大型浮法玻璃窑炉上是一种新型的燃烧技术，目前该技术在国内500 t/d以上浮法玻璃窑炉上应用较少。传统的浮法玻璃窑炉燃烧工艺一般都是通过助燃风机引入空气，再由蓄热室预热后进入窑炉与燃料发生化学反应。而全氧燃烧技术主要是助燃介质发生改变，由浓度为92%以上的纯氧代替空气与燃料发生化学反应。从环保角度比较两种工艺，全氧燃烧技术从根源上避免了空气中的氮气进入浮法玻璃窑炉中，大量减少了窑炉废气中氮氧化物的排放，相对末端治理废气，不如从源头控制，更有效地达到减排效果。
1 浮法玻璃行业目前存在问题及污染源
2011年10月1日实施的GB 26453—2011《平板玻璃工业大气污染物排放标准》发布之前，我国在平板玻璃制造工业没有制定专项国家污染物行业排放标准，平板玻璃工业污染物排放要求和新建项目环境影响评价、设计、竣工验收等只能按照GB 9078—1996《工业窑炉大气污染物排放标准》和GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》执行。这导致2011年10月以前设计、施工、新建、投产的浮法玻璃生产线熔窑烟气排放均不能满足新出台的GB 26453—2011《平板玻璃工业大气污染物排放标准》限值要求，需进一步整改，加强污染防治措施后方可达标排放。
目前大部分平板玻璃生产企业以发生炉煤气和重油作为燃料，相对于发生炉煤气和重油，天然气作为一种清洁能源用于平板玻璃生产的燃料，在当今环保政策越来越严厉的趋势下，是企业清洁生产的选择，是政府鼓励使用的最佳燃料。然而其相配套的燃烧工艺若不能提高，玻璃窑炉废气中的CO2、SO2、NOx减排压力依然较大。
1.1 烟尘
玻璃熔窑废气中烟尘主要来源于3个方面：在配合料投料过程中少部分的粉料直接被烟气带走，如轻质碱、超细粉等；玻璃熔炉中易挥发物质，在高温条件下挥发后冷凝生成烟尘；重油、煤焦油等燃料燃烧后生成的烟尘。
1.2 二氧化硫
由于玻璃熔炉采用的燃料（如重油或煤气）中存在的含硫成分氧化；另外，原料中使用芒硝（Na2SO4）作为玻璃澄清剂，在温度达到600 ℃时就开始分解，温度到1 200 ℃时，分解率达到80%，因此导致烟气中有大量SO2产生。
1.3 氮氧化物
用空气助燃的玻璃熔炉因空气中含有大量氮气，经高温（火焰温度高达1 650~2 000 ℃）与氧气反应后生成大量氮氧化物，以及玻璃原料中使用小料（硝酸盐）分解产生的氮氧化物。
2 全氧燃烧技术的环保效果
玻璃工业的高速发展给能源供应、环境污染带来越来越大的负担。玻璃熔窑采用全氧燃烧工艺具有大幅度降低环境污染、节约能源、提高产品质量等突出的优点，是未来玻璃工业节能减排的有效途径。
环保原理：全氧燃烧技术指采用纯度≥92%的氧气作为助燃气体。因燃烧系统发生改变，促使玻璃熔窑结构的创新，助燃气体不再需要预热和换火，取消了蓄热室、小炉、换火系统，如同单元窑。全氧燃烧玻璃熔窑相对于空气助燃玻璃熔窑，其熔化部厂房跨度可缩小40%。采用全氧燃烧的玻璃熔窑无需“传统换火工艺”，熔窑内横向温度均衡，使得玻璃熔化更加稳定。根据制氧工艺的不同所制氧气纯度亦不同，采用变压吸附法制氧的氧纯度可达92%，采用深冷法制氧的氧纯度≥99。6%，采用的氧纯度越高其环保减排效果越好。如采用纯度≥99。6%的氧气作为助燃介质，能耗可降低12。5%～22%，废气排放量减少60%以上，废气中NOx可下降80%～90%、烟尘降低50%以上，对于节约能源，改善环境效果十分显著。
3 采用全氧燃烧技术和传统燃烧技术相比
传统的平板玻璃熔窑燃烧技术利用空气来助燃，而空气中只有21%的氧气参与助燃，78%的氮气不仅不参与燃烧，还携带大量的热量排入大气，高温下还会与氧气反应，生成氧化氮气体，排入大气后易形成酸雨，造成环境污染。而全氧燃烧技术则采用纯度≥92%的氧气作为助燃介质，没有大量的氮气被带入到玻璃窑炉中，因此不会产生大量的氮氧化物（NOx），相对的废气量大大减少，所携带的粉尘也减少。同时，在玻璃窑炉上采用全氧燃烧技术，纯氧和燃料反应充分，极大地提高了窑内的温度，玻璃配合料的熔化得以有效保障，澄清温度提高有利于微气泡的排出，使澄清效果有效提高。一般来说，500 t/d浮法玻璃熔窑把空气窑改造成全氧窑，其生产能力可提高10%~15%，且一等品率可以保证在80%以上。采用全氧燃烧技术不仅提高了玻璃产品的质量和产量，而且能耗也可相应降低12。5%～22%，相比较同吨位的熔窑还降低了12。5%～22%的CO2排放量。
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