1?全氧燃燒技術(shù)?
為了降低浮法玻璃窯爐煙氣中的NOx污染，歐美國家開發(fā)推廣出新型的全氧燃燒技術(shù)，主要?
是通過全氧來代替助燃空氣，氣體中不含有N2，只有極少量的NOx，浮法玻璃窯爐煙氣污染的總體積可減少80%，并且會(huì)降低廢棄帶走的熱量。全氧燃燒技術(shù)工藝的核心在于全氧燃燒噴槍，為加強(qiáng)燃料與氧氣混合的接觸面積，全氧燃燒噴槍整體成矩形，能更為精準(zhǔn)地控制火焰覆蓋率，在燃燒過程中進(jìn)行分階段全氧燃燒，能將燃燒噴槍的更多能量轉(zhuǎn)化為熱輻射，并產(chǎn)生更多碳黑，加強(qiáng)火焰亮度，充分利用浮法玻璃窯爐的傳熱均勻性，加強(qiáng)黑體輻射的傳熱效率，提高更短波段熱輻射在玻璃液中的穿透效率。使用全氧燃燒技術(shù)的浮法玻璃窯爐能提高20%的熱效率，但采用這項(xiàng)工藝時(shí)，需要重視對(duì)浮法玻璃窯爐耐火材料的選擇，煙氣中水蒸氣的濃度會(huì)因全氧燃燒而增加，會(huì)在浮法玻璃生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生濃度較大的堿性蒸汽，加速耐火材料的侵蝕，影響窯齡和生產(chǎn)規(guī)模。?
2?富氧燃燒技術(shù)?
(1)富氧燃燒技術(shù)的基本原理?
采用富氧燃燒技術(shù)生產(chǎn)浮法玻璃的基本原理，主要是原料通過富氧燃燒減少了煙氣的產(chǎn)生，燃燒產(chǎn)物中二氧化碳和水蒸氣的分壓和含量增加，NOx的含量降低，火焰黑度加大，火焰溫度提升，加快了原料的燃燒過程，提高了火焰在配合料與玻璃液之間的傳熱效率，從而提高了浮法玻璃窯爐的熔化效率。富氧燃燒技術(shù)對(duì)燃燒設(shè)備具有更高要求。燃料在燃燒過程中需要氧氣，?
這些氧氣通常來源于空氣，但氧氣在助燃空氣中僅占21%的比重，而空氣中其余的氮?dú)獠⒉粫?huì)參加燃燒，反而會(huì)吸收大量的熱量，阻礙燃燒效率的提高，增加燃料消耗。因此提高空氣中的氧氣含量，可以更好地保持熱量，提高燃料利用效率。用28%的富氧空氣進(jìn)行燃燒試驗(yàn)時(shí)，熱量損失減少25%，熱量損失的減少也降低了燃料消耗。富氧燃燒能夠較為完全地燃燒燃料，能夠有效節(jié)約能源消耗。浮法玻璃窯爐的溫度越高，越能強(qiáng)化富氧助燃技術(shù)的節(jié)能效果。如果能在大型窯爐的熔制過程中運(yùn)用富氧燃燒技術(shù)來控制熔窯不同區(qū)域的溫度曲線，就能夠更突出熔窯熱點(diǎn)，降低有害回流，減少能源消耗。?
(2)制備富氧的方法?
制備富氧的方法通常有膜分離法、低溫空氣分離法和變壓吸附法。膜分離法是利用膜對(duì)于特定氣體的選擇性透過進(jìn)行空氣分離。雖然此方法仍處于開發(fā)階段，但裝置規(guī)模要求較小，并能同時(shí)產(chǎn)生富氮，設(shè)備的制造難度較低，使用操作方便，投資較少，能源消耗較低。而變壓吸附法是目前技術(shù)非常成熟的制備富氧方式，主要是利用液化后的沸點(diǎn)差異來進(jìn)行精餾分離，提取的富氧純度極高，并能產(chǎn)生稀有氣體和液氮等副產(chǎn)物，但裝置的規(guī)模較大，設(shè)備制造精度和使用操作較為復(fù)雜。低溫空氣分離法則是利用吸附劑對(duì)氧氣和氮?dú)馕叫阅艿牟煌?，從而達(dá)到氮氧分離的目的，技術(shù)較為成熟，中等裝置規(guī)模，產(chǎn)品的制造難度和設(shè)備操作較為簡(jiǎn)單，雖然氧氣純度較低，耗電量較高，但能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化制備富氧。?
(3)富氧燃燒技術(shù)的運(yùn)用?
充分利用富氧，能夠提高熔化量，并適當(dāng)降低生產(chǎn)成本。對(duì)富氧進(jìn)行充分利用的方式，其中一種主要是通過富氧噴槍較高的火焰穿透力，將富氧空氣化作霧化介質(zhì)，讓富氧能與燃料充分混合燃燒，提高浮法玻璃窯爐的熱效率，起到節(jié)能降耗的作用。另一種則在燃油噴槍的下方安裝富氧噴嘴，通過射流的方式，將富氧以高速射流噴入浮法玻璃窯爐，將火焰拉近玻璃液面。由于火焰下方的助燃介質(zhì)與火焰上方的氧濃度較高，火焰能夠充分燃燒，明顯提升火焰下方的溫度，并加大玻璃液面的熱輻射，提高傳熱效率，降低浮法玻璃窯爐的煙氣出口溫度，提升浮法玻璃窯爐的熱效率。富氧燃燒技術(shù)的第一種方法投資較大，并且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，節(jié)能效率在10%左右，我國也并未對(duì)這種燃燒器進(jìn)行開發(fā)。第二種方法投資較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但節(jié)能效果僅在3%左右。?
(4)富氧燃燒技術(shù)對(duì)浮法玻璃的影響?
浮法玻璃熔窯采用富氧燃燒技術(shù)能夠提高燃燒區(qū)的火焰溫度，燃燒空氣中氧氣比例的增加能直接影響到火焰溫度的上升，利用富氧燃燒技術(shù)能夠增加火焰對(duì)配合料和玻璃液的加熱效果，提高火焰溫度。與傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)相比，富氧燃燒縮短了火焰根部的黑區(qū)，降低了燃料的燃點(diǎn)溫度，改變了助燃?xì)怏w與燃料的接觸方式，從而使傳熱面積有效增加。重油作為燃料燃燒時(shí)，重油蒸發(fā)的氣體主要是一氧化碳和氫氣，燃點(diǎn)溫度約為550 ℃，在富氧空氣參與助燃的過程中，重油的燃燒條件明顯改善，主要表現(xiàn)在：火焰強(qiáng)度和熱量增強(qiáng)，火焰變短。特別是燃料在噴射燃燒的過程中，燃料噴槍往往位于助燃空氣的下方，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)不能及時(shí)混合的現(xiàn)象，從而在火焰根部形成低溫區(qū)(黑區(qū))，造成火焰在浮法玻璃窯爐內(nèi)的覆蓋區(qū)域減少，降低了窯爐的傳熱效率。而富氧燃燒技術(shù)能夠減少黑區(qū)，并改善燃料的燃燒條件，減少了蓄熱室中殘余燃燒的環(huán)節(jié)，加大了燃料的利用效率。氣體燃料在富氧空氣中的燃燒速度大大加快，只要能夠得到完全燃燒，就可以釋放出大量熱量，但燃料充分得到燃燒，需要將燃料與富氧空氣進(jìn)行充分接觸。富氧燃燒還能減少燃燒過程中的空氣量，降低廢氣排出時(shí)帶走的熱量，傳統(tǒng)燃燒過程中，只有空氣中總量1/5的氧氣參與燃燒，其余氣體并不能助燃，并通過煙氣排出，反而會(huì)帶走燃燒過程中產(chǎn)生的大量熱量。但由于富氧空氣中的含氧量增加，因此降低了廢棄量，空氣過剩系數(shù)減少，浮法玻璃窯爐能夠更好地維持溫度，不會(huì)因廢棄排出而減少大量熱量。富氧燃燒技術(shù)能夠通過改變火焰形狀、加大空氣中的含氧量，從而讓熱傳遞速率與溫度的四次方成正比，加強(qiáng)熱輻射，提高浮法玻璃窯爐的燃燒溫度。?
(5)富氧燃燒技術(shù)的前景?
隨著浮法玻璃熔窯節(jié)能技術(shù)研究的不斷深入，在節(jié)能玻璃開發(fā)、熔窯結(jié)構(gòu)優(yōu)化、控制技術(shù)改善、加強(qiáng)熔窯保溫和余熱利用等節(jié)能手段已經(jīng)較為成熟，但進(jìn)一步加強(qiáng)浮法玻璃熱窯爐的節(jié)能降耗水平，可以改進(jìn)浮法玻璃熔窯的燃燒技術(shù)。富氧燃燒技術(shù)在近些年來得到飛速發(fā)展，在玻璃熔化技術(shù)領(lǐng)域中具有重大意義。?
