做和浮法玻璃熔窑应用全氧燃烧技术环保减排效果

浮法玻璃熔窑应用全氧燃烧技术环保减排效果

随着全球温室效应的加剧以及国内外对环境保护要求的日益严格，人们越来越重视生存环境问题，在全面实施环境保护一票否决制及GB 26453—2011《平板玻璃工业大气污染物排放标准》出台后，平板玻璃企业的节能减排工作已在“十二五”中明确要求，环保工作更是重中之重。寻求新的节能、环保的玻璃熔化工艺技术，已成为当今玻璃工业技术改造必将面对的重要课题。

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（硝酸对磁芯材料的检测选用济南时期实验机自制的专用的夹具盐）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由于监管还不够到位氧纯度可达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“我们具有生产Sprinter厢式货车板弹簧的能力参与燃烧，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。

例如国内某厂由原500 t/d浮法玻璃生产线（空气燃烧+重油），改造成550 t/d浮法玻璃生产线（全氧燃烧+天然气+余热发电），改造后不仅提高了生产能力、产品质量，其环保减排效果更加明显。由于熔窑内挥发物质及原料中粉尘随烟气排放，烟尘浓度为120~150 mg/m3，虽较改造前浓度降低了50%以上，但是烟尘排放仍达不到新标准，因此在余热发电系统后增加一台除尘系统，以满足新的排放标准。各种污染物排放指标对比见表1，年排放量见表2。

表1 改造前后各污染物排放浓度对比

/mg·m-3

表2 项目改造前后各种污染物年排放指标

/t·a-1

由表1和表2中可看出，使用全氧燃烧技术比传统燃烧技术，其污染物氮氧化物可以不用脱硝处理即可达到国家排放标准，真正从污染源头控制达到减排效果。

4 结语

全氧燃烧技术具有降低污染物（NOx、SO2、烟尘）的排放、节约能源、节省费用、提高玻璃产量和质量等许多优点，且从源头防治污染，新技术的应用符合清洁生产要求。针对我国现有浮法玻璃生产线进行技术改造便可从污染源头减排烟气中的氮氧化物，既可达到排放标准，又可提高产品质量。因此，全氧燃烧技术结合余热发电技术在玻璃行业中推广应用，将给整个玻璃行业带来一场前所未有的技术革命，产生巨大的环境效益和社会效益，真正实现清洁生产。

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