全氧燃烧技术对玻璃熔窑设计的影响
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全国性建材科技期刊—— 《 玻璃 》 ２ ０ １ ３ 年
第１ 期
总第２ ５ ６ 期
全 氧燃烧 技 术对 玻璃 熔 窑设 计 的影 响
有 学军 姜宏 田瑞平
（ １ ． 海南省 特种玻璃 工程技术研 究 中心 ２ ． 海南省特 种玻璃重 点实验 室
摘
海南 中航特玻 材料有 限公 司 ； 海Ｖ Ｉ 市 ５ ７ １ ９ ２ ４）
面 的重视 ，迫切 需要 一项 新 的浮法 玻璃 窑燃烧 技术
料和氧 气在 高温下进 行燃烧 反应 而获得 ， 以天然气 燃烧 为 例 ， 天 然气 的主要 成 分为 甲烷 。式 （ １ ）和
（ ２ ）是 甲烷 在空气 和全 氧 中的燃 烧反应： 空气 助燃 ：
ＣＨ４ ＋ ２ ０ ２ ＋ ８ Ｎ２ ＿ ＿ ＋ ２ Ｈ２ Ｏ＋ Ｃ Ｏ２ ＋ ８ Ｎ２ （１）
０ 引 言
在玻璃 熔 制工艺 中 ，提高 燃烧效 率 和降低 能源 成 本 ，一直 是行 业 的重大课 题 之一 。在传 统玻璃 熔 制 工 艺 中 ，是 以空 气作 为助 燃 气 体 ，而 约 占空 气 ７ ９ ％的氮气 不起 助燃 作用 ，经 高温加 热后 作为 烟气 排 人 大气 ，带走 大量 的热 量 ，造成 热量 的损失 。同 时 ，氮 气 在高 温 下 还会 与 氧气 反 应 生成 Ｎ Ｏ 等有 害 气 体 ，造成 环境 污染 。随着 国家对 环保 、节 能等方
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｏ ｘ ｙ － ｆ ｕ ｅ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｇ ｌ ａ ｓ ｓ ｆ ｕ ｎａ ｒ ｃ ｅ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｎ ｇ ｌ ａ ｓ ｓ — ｍｅ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｆ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｘ ｙ － ｆ ｕ ｅ ｌ ｆ ｕ ｍａ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｗａ ｓ ｍａ ｄ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ． Ｋｅ ｙＷ ｏ ｒ ｄｓ ： ｏ ｘ ｙ — ｆ ｕ ｅ ｌ， ｒ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ， ｆ ｕ ｎａ ｒ ｃ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
下 的熔 窑设计产 生一定影 响 。
全氧燃烧
３ １ ． ２ ５
６ ２ ． ５
，
６ ． ２ ５
３ ． ２
全 氧燃 烧 时 产 生 的废 气 主要 是Ｃ Ｏ ： 和Ｈ ： ０，火 焰温 度 比空气 助燃 时高 ，并且 烟气 体积 约 为空气 燃
海 南大学
要 通 过 分析 全氧 燃烧 技术 对 玻璃 熔化 、澄清 的作 用 ， 阐述 了对 熔 窑设计 的影 响 ，并 与 同等规 模 空气 助燃 熔 窑进行 了
对 比。
关键词
全 氧燃 烧
澄清
熔 窑设 计
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｑ１ ７ １ 文 献标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ３ —１ ９ ８ ７（ ２ ０ １ ３） ０ １ —０ ０ １ ２ —０ ２
来 代 替原有 的空气 助燃技 术 ，全 氧燃烧 技术 的应用 能够有效 地解决 这一难题 。 全 氧燃烧 条件 下窑 内的气 体组 成与 空气 助燃 时 有很 大差别 ，特别 是窑 内 的水 蒸气 和二 氧化碳 的浓 度极 大增 加 。另一方 面 ，由于部分 水蒸 气溶 人玻 璃 液 ，降低 了玻 璃液 的黏 度 。这 些都 对全 氧燃 烧条 件
Ｉ ｎｆ ｌｕｅ ｎｃ ｅ ｏ ｆ Ｏｘ ｙ－ ｆ ｕ ｅ ｌ Ｔｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｎ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｇｌ ａ ｓ ｓ Ｆｕｒ ｎａ ｃ ｅ
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Ｙ ｏ ｕ Ｘ ｕ ｅ ｊ ｕ ｎ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｈ ｏ ｎ ｇ ， Ｔ ｉ ａ ｎ Ｒ ｕ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ （ １ ． Ｈ ａ ｉ ｎ ａ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｇ ｌ ａ ｓ ｓ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ａ Ｖ Ｉ Ｃ（ Ｈａ ｉ ｎ ａ ｎ ） Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｇ ｌ ａ ｓ ｓ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ
全氧燃 烧 ：
ＣＨ ＋ ２ ０ ： 一２ Ｈ。 Ｏ＋ ＣＯ ： （ ２）
当空气 过 剩 系数ａ ＝ １ ． １ ｔ ￣， 计 算 得 烟气 量 和 烟
气成分 如表 １ 。
表 １ 烟 气量 和 烟气 成 分
Ｃ Ｏ 空气助燃 ８ ． ７ ３ Ｈ ： ０ １ ７ ． ４ ７ Ｎ ２ ７ ２ ． Ｏ ５ Ｏ ２ １ ． ７ ５ 烟气量／ Ｎ ｍ １ １ ． ４ ５
Ｃｏ ． ， Ｌ Ｔ Ｄ． ；Ｈａ ｉ ｎ ａ ｎ Ｐｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｇｌ ａ ｓ ｓ Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ， Ｈａ ｉ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｈａ ｉ － Ｋ ｏ ｕ ， ５ ７ １ ９ ２ ４）
第１ 期
总第２ ５ ６ 期
全 氧燃烧 技 术对 玻璃 熔 窑设 计 的影 响
有 学军 姜宏 田瑞平
（ １ ． 海南省 特种玻璃 工程技术研 究 中心 ２ ． 海南省特 种玻璃重 点实验 室
摘
海南 中航特玻 材料有 限公 司 ； 海Ｖ Ｉ 市 ５ ７ １ ９ ２ ４）
面 的重视 ，迫切 需要 一项 新 的浮法 玻璃 窑燃烧 技术
料和氧 气在 高温下进 行燃烧 反应 而获得 ， 以天然气 燃烧 为 例 ， 天 然气 的主要 成 分为 甲烷 。式 （ １ ）和
（ ２ ）是 甲烷 在空气 和全 氧 中的燃 烧反应： 空气 助燃 ：
ＣＨ４ ＋ ２ ０ ２ ＋ ８ Ｎ２ ＿ ＿ ＋ ２ Ｈ２ Ｏ＋ Ｃ Ｏ２ ＋ ８ Ｎ２ （１）
０ 引 言
在玻璃 熔 制工艺 中 ，提高 燃烧效 率 和降低 能源 成 本 ，一直 是行 业 的重大课 题 之一 。在传 统玻璃 熔 制 工 艺 中 ，是 以空 气作 为助 燃 气 体 ，而 约 占空 气 ７ ９ ％的氮气 不起 助燃 作用 ，经 高温加 热后 作为 烟气 排 人 大气 ，带走 大量 的热 量 ，造成 热量 的损失 。同 时 ，氮 气 在高 温 下 还会 与 氧气 反 应 生成 Ｎ Ｏ 等有 害 气 体 ，造成 环境 污染 。随着 国家对 环保 、节 能等方
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｏ ｘ ｙ － ｆ ｕ ｅ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｇ ｌ ａ ｓ ｓ ｆ ｕ ｎａ ｒ ｃ ｅ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｎ ｇ ｌ ａ ｓ ｓ — ｍｅ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｆ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｘ ｙ － ｆ ｕ ｅ ｌ ｆ ｕ ｍａ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｗａ ｓ ｍａ ｄ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ． Ｋｅ ｙＷ ｏ ｒ ｄｓ ： ｏ ｘ ｙ — ｆ ｕ ｅ ｌ， ｒ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ， ｆ ｕ ｎａ ｒ ｃ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
下 的熔 窑设计产 生一定影 响 。
全氧燃烧
３ １ ． ２ ５
６ ２ ． ５
，
６ ． ２ ５
３ ． ２
全 氧燃 烧 时 产 生 的废 气 主要 是Ｃ Ｏ ： 和Ｈ ： ０，火 焰温 度 比空气 助燃 时高 ，并且 烟气 体积 约 为空气 燃
海 南大学
要 通 过 分析 全氧 燃烧 技术 对 玻璃 熔化 、澄清 的作 用 ， 阐述 了对 熔 窑设计 的影 响 ，并 与 同等规 模 空气 助燃 熔 窑进行 了
对 比。
关键词
全 氧燃 烧
澄清
熔 窑设 计
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｑ１ ７ １ 文 献标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ３ —１ ９ ８ ７（ ２ ０ １ ３） ０ １ —０ ０ １ ２ —０ ２
来 代 替原有 的空气 助燃技 术 ，全 氧燃烧 技术 的应用 能够有效 地解决 这一难题 。 全 氧燃烧 条件 下窑 内的气 体组 成与 空气 助燃 时 有很 大差别 ，特别 是窑 内 的水 蒸气 和二 氧化碳 的浓 度极 大增 加 。另一方 面 ，由于部分 水蒸 气溶 人玻 璃 液 ，降低 了玻 璃液 的黏 度 。这 些都 对全 氧燃 烧条 件
Ｉ ｎｆ ｌｕｅ ｎｃ ｅ ｏ ｆ Ｏｘ ｙ－ ｆ ｕ ｅ ｌ Ｔｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｎ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｇｌ ａ ｓ ｓ Ｆｕｒ ｎａ ｃ ｅ
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Ｙ ｏ ｕ Ｘ ｕ ｅ ｊ ｕ ｎ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｈ ｏ ｎ ｇ ， Ｔ ｉ ａ ｎ Ｒ ｕ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ （ １ ． Ｈ ａ ｉ ｎ ａ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｇ ｌ ａ ｓ ｓ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ａ Ｖ Ｉ Ｃ（ Ｈａ ｉ ｎ ａ ｎ ） Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｇ ｌ ａ ｓ ｓ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ
全氧燃 烧 ：
ＣＨ ＋ ２ ０ ： 一２ Ｈ。 Ｏ＋ ＣＯ ： （ ２）
当空气 过 剩 系数ａ ＝ １ ． １ ｔ ￣， 计 算 得 烟气 量 和 烟
气成分 如表 １ 。
表 １ 烟 气量 和 烟气 成 分
Ｃ Ｏ 空气助燃 ８ ． ７ ３ Ｈ ： ０ １ ７ ． ４ ７ Ｎ ２ ７ ２ ． Ｏ ５ Ｏ ２ １ ． ７ ５ 烟气量／ Ｎ ｍ １ １ ． ４ ５
Ｃｏ ． ， Ｌ Ｔ Ｄ． ；Ｈａ ｉ ｎ ａ ｎ Ｐｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｇｌ ａ ｓ ｓ Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ， Ｈａ ｉ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｈａ ｉ － Ｋ ｏ ｕ ， ５ ７ １ ９ ２ ４）