窑炉

玻璃窑炉中的燃烧新技术

发布时间:2022/8/1 16:26:27   

本文原做家吕雷、童树庭,文章仅为学术题目的分享,不代表山西高科任何主张及态度,倘有欠妥,请实时接洽咱们。

01

媒介

目前,玻璃窑炉焚烧方法起头向全氧焚烧变动,融化面积和融化品质都有了很大提高。在根底维持从来玻璃窑炉结讲和加热方法的根底上,人们对一些部份做出了调度和从头布局。它们紧要显示在焚烧方法改变、焚烧器场所改变和焚烧空间改变3个方面。在这些新兴的焚烧技巧中,有些曾经获得很好的本质运用成效。

02

焚烧方法的改变

全氧焚烧的益处有:焚烧效率高,NOx排放低,也许简化废气革除安装,火焰波动,能提高玻璃品质等它的弱点是:纯氧须要成本,推行使历时候不长,存在必要职掌危机,廓清区的气泡禁止火焰到玻璃液的热量通报,燃料耗损添加。空气助燃益处是成本低,易职掌;弱点是能量欺诈率低、玷污严峻。搀杂焚烧窑炉(HGF,HybridGlassFUmace)则是把全氧焚烧和空气助燃合并于一座窑炉内,充足表现了两者各自的益处,其切面示妄念如1。

由图2可知,跟着氧浓度的添加,可欺诈热效率随之回升,因而搀杂窑炉永久不成能到达全氧焚烧窑炉的总热效率。图2也说明全氧焚烧中大部份热效率是在一个较低的供氧程度时获得的,而相关于总氧浓度的提高,热效率提高程度并不显然。这就证实了只要要充沛的而不是过量的纯氧,就也许到达玻璃临盆所需的技巧请求,这比天真哄骗全氧焚烧或空气助燃一种焚烧方法更为有益。

这类新式窑炉技巧面对的题目是要优化窑炉构造打算以满意两套不同的焚烧职掌系统,要为不同部份取舍最适宜的喷枪。

图1搀杂窑炉横切面示妄念

图2氧浓度和可欺诈热量率的关联

03

焚烧空间的改变

全氧焚烧窖炉排放的颗粒玷污物中有80%?90%都是碱性硫酸盐微粒,而构成硅砖耐火材料蚀变的紧要道理也是高浓度的碱性蒸汽物资,特別是NaOH和K)H。于是缩小碱性蒸发物就可以缩小颗粒玷污物的排放,也也许缓解硅砖的蚀变。高碹炉,(TCF,TdlCrownFurnace)即是经过张大焚烧空间到达统制碱性蒸发物生成的宗旨。图3是通俗窑炉和高碹窑炉的比较示妄念。从图中也许看出,在TCF中,喷枪场所和胸墙高度都比通俗窑炉的要高。

图3通俗窑炉和高碹窑炉示妄念

尝试收场说明,提高喷枪高度以后,总颗粒玷污物大略缩小了50%,见图4。这是由于火焰焚烧场所抬高后,在玻璃液表面上构成的热门地域缩小了,这使玻璃液表面温度较低,濒临玻璃液表面的气流速度和水蒸汽浓度也较低。上述3个参数的升高引发碱性物资蒸发速度的升高,于是窑炉总颗粒玷污物中的碱性物资就响应缩小了。但对保守碹顶高度的窑炉来讲,跟着喷枪高度的抬高,焚烧气体在碹顶处的回流层变薄,高温气体对碹顶的冲洗加重,碹顶温度也会抬高,这对耐火材料的受热极限是一个挑战,TCF经过提高碹顶处置了这个题目。

图4颗粒物排放和喷枪高度的关联

在传热方面,虽然由于火焰和玻璃液表面之间间隔加大,缩小了对传播热和火焰直接辐射传热,但高石宣打算使得灵验辐射层厚度添加,气体辐射率变大,进而构成大批气体向玻璃表面辐射传热巩固,于是TCF中传热成效并没有遭到太大的影响。表1是t/d的保守全氧焚烧窑炉和高碹瓶罐玻璃窑炉的能量均衡比较。由表看来,碹顶高度添加对动力欺诈方面也没有宏大影响。

04

焚烧器场所的改变

焚烧器时时安排在窑炉双侧,改良的安装场所紧要犹以下2种场所:碹顶和池底。

4.1碹顶加热

对流玻璃融化系(CGM,GbnvectiveGlassMeltingSystem)是榜样的碹顶加热式窑炉。图5是CGM的示妄念,图中也许看出窑炉构造未做很大变换,可是喷枪放置在碹顶,火焰自上而下的加热玻璃料。

图5对流玻璃融化窑炉

保守的窑侧程度焚烧方法请求火焰逾越窑池,跟着窑池宽度的添加,遮蔽玻璃料表面的火焰末端、中部和根部发烧量不相等CCM这类笔直全氧焚烧方法在玻璃融化技巧范畴是一个冲破首先,火焰不须要逾越窑池,而是由上而下散发到一切玻璃料表面,使一切窑池平面上的玻璃料都能被加热到。其次,都是火焰的末端处在玻璃料表面加热,这就使玻璃料的受热较为匀称恒定。结尾,它在维持窑炉里保守辐射加热形式的同时,还巩固了对传播热的成效。因而在对一个给定尺寸的窑炉里,CGM动态地提高了它的融化率。

保守的横火焰窑炉中,1号小炉前的胸墙地域束缚了能量欺诈率的提高。CGM中由于喷枪安排于碹顶,于是也许不再受限于安装空间和数目,也许把喷枪安装到和1号小炉胸墙处于统一剖面的碹顶处,以消除保守窑炉中1号小炉带来的不利要素,也也许安装更多的喷枪以到达项宗旨打算指标。和窑侧程度焚烧的空气助燃窑炉或全氧焚烧窑炉比拟,CGM能更为充足地提高玻璃料融化率,对窑炉产量和玻璃品质的提高都有很紧急效用。并且它还也许拉长窑炉的寿命,改进老化窑炉的本能,能运用于临盆各类玻璃产物的窑炉,如平板玻璃、瓶罐玻璃、玻璃纤维等。它也也许哄骗空气助燃,比拟于一样采纳空气助燃的通俗窑炉,CGM窑炉的能量欺诈率高出了50%。

4.2池底加热

淹没焚烧窑炉,(SCM,SubmergedGbmbustionMelter)即是将焚烧器安排在窑炉的池底,火焰在玻璃液中焚烧加热,是一个基于氧气一自然气焚烧的下一代融化系统。

SCM把喷枪安排在窑炉的底部,把廓清区安排到窑炉的傍边而不再是直接紧跟在融化区的背面,如图6所示。由图看来,预先搀杂好的燃料和氧气直接在玻璃液内焚烧加热,外部采纳水冷壁做墙体,如此在墙体内部构成一层玻璃液冷却后的薄层,进而缩小对墙体的冲洗影响SCM采纳全氧焚烧方法,如此也许防止空气助燃方法而构成的过量气泡,同时提高传热成效气泡在上浮的流程中搅动了范围的玻璃液而构成紊流混协效用,逼迫对流不单倏地地分开颗粒并且灵验地调理温度匀称性,以利于玻璃质料的进一步匀称融化窑炉内的废气被引入烟道用于预热玻璃料,能提高能量欺诈效率融化达成的玻璃液从位于池底的排出口流入一个独自的廓清安装SCM的进料系统也更为活动,也许打算得更简略并且进料成本便宜由于这类窑炉对进猜中玻璃质料和碎玻璃的插足比例和颗粒尺寸有很大的适应范畴。

图6淹没焚烧融化职掌示妄念

SCM总墙体表面积大略惟有通俗窑炉的25%,耐火材料的哄骗缩小了80%。它的融化热和废气热与通俗窑炉相当,墙体热损失率比通俗窑炉要高些。但总的来讲,SCM可节省23%的动力。在玷污方面,由于火焰在玻璃熔体里有较长的驻留时候,焚烧也很彻底,因而SCM中CO和未燃烃类物资的排放比其余窑炉要低。

SCM的紧要题目是不合用于对廓清职掌有较高请求的玻璃临盆流程,目前正在施行SCM倏地廓清职掌的协商。

05

论断

经过对实炉尝试协商,获患了碳钢彻底轧制式翅片管的错列管教放热特征相干式,其雷诺数范畴为:Re=~获患了碳钢4吕彻底轧制式翅片管的顺列管教复合放热特征相干式,其雷诺数合用范畴为:Re=?。这两个放热特征相干式可供低烟速下打算含有冷凝换热的翅片管教时参考。

05

收场语

玻璃窑炉焚烧技巧方面的改良和改变有许多,上述几种新技巧较量具备代表性和别致性,对我国玻璃融化技巧范畴的从业人员具备必要启爆发用。当今我国玻璃行业的融化技巧程度不高,还须要加速对寰宇上这些先进融化技巧和设置的引进和消化,加紧对该方面技巧的研发:连合本企业的特征对本身已有技巧设置施行改革,以提高产物的品质,升高临盆成本,巩固比赛力。

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