全氧燃烧技术对玻璃熔窑设计的影响

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全氧燃烧技术对玻璃熔窑设计的影响

全氧燃烧技术对玻璃熔窑设计的影响
有学军;姜宏;田瑞平
【期刊名称】《玻璃》
【年(卷),期】2013(040)001
【摘要】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.
【总页数】2页(P12-13)
【作者】有学军;姜宏;田瑞平
【作者单位】海南省特种玻璃工程技术研究中心海南中航特玻材料有限公司;海南省特种玻璃重点实验室海南大学海口市 571924;海南省特种玻璃工程技术研究中心海南中航特玻材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ171
【相关文献】
1.浅谈全氧燃烧玻璃熔窑的设计 [J], 苏毅
2.玻璃熔窑全氧燃烧技术概况和技术发展趋势 [J], 赵恩录;杨健;刘志付;冯明良;李波
3.三论玻璃熔窑全氧燃烧——全氧燃烧技术的环保效果分析 [J], 王芸;陶立纲;徐嘉麟;刘清;曹欣
4.国内第一本全面介绍玻璃熔窑全氧燃烧技术的图书——《玻璃熔窑全氧燃烧技术问答》新书预告 [J], 修岩;
5.全氧燃烧超白玻璃熔窑结构设计研究 [J], 张文斌;宋春来;仝小飞;王将;周康;李娟;阚正权
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在玻璃窑炉中使用全氧燃烧

式中矾、、‰……空气、全氧燃烧的火焰传播速度
Ｎ２、ｃ０２～一一混合气体中Ｎ。、Ｃ（ｈ所占的百分数
２、
全氧燃烧需要的氧气
全氧燃烧技术最早是在热效率较低的小型玻璃窑上使用。全氧燃烧带来的热效率的提高，降低了窑炉的
能耗，但需要消耗一定量的氧气，其节能效果会被燃烧中的氧气成本所抵消。因此，氧气的价格也直接影响到玻璃液的熔化成本。寻找经济合适的氧源，对于能否推广使用全氧燃烧是～个十分关键的问题。目前，每立米氧气的价格美国约合Ｐ４ＩＢＯ．７８元，日本企业自制氧的成本约为Ｐ，ＭＢＯ．６５元，而北京管道氧气价格为１．２８元，液氧价格为１．５０’１．６０元，自制氧价格为１．００元左右。显然，在中国，氧气的高价格制约着全氧燃烧的应用，开发低成本的氧气是推广应用全氧燃烧必须解决的问题。合适的氧源有以Ｆ３种：（１）真空变压吸收法（ＶＰＳＡ）合成分子筛分离也和Ｎ。，它可以安装在生产现场，制氧成本低，产量
２５
４、
窑炉结构简单全氧燃烧窑结构近似单元窑．且比单元窑还简单，不需要金属换热器，实际上熔化
部只有熔化池单体，占地小，建窑费用低。圈ｌ为全氧燃烧炉示意图。
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圈Ｉ全氧燃烧炉示意闰
５、
窑炉寿命长，大修时间短
全氧燃烧窑窑体都用电熔锆刚玉砖，窑内温度分布均匀，加上窑顶内
表面温度通常比空气助燃时要低２５—５０。Ｃ，故炉龄均在４年以上，而且没有蓄热室或换热室等砌筑工程，修炉时间大大缩短。
一．
在玻璃熔窑中的使用全氧燃烧的情况
１、全氧燃烧的历史：１９８２年美国康宁公司首先开始试验，１９８３年第一座烧天然气的全氧燃烧窑在美国
康１ｊ。公司诞生。１９８９年第一座烧油的全氧燃烧窑在美国康宁公司诞生。到九十年代末期全氧燃烧已遍及美国、

玻璃熔窑全氧燃烧技术问答

玻璃熔窑全氧燃烧技术问答
玻璃熔窑是玻璃生产过程中不可或缺的设备，而燃烧是玻璃熔窑中最重要的环节之一。

传统的燃烧方式是采用空气燃烧，但这种方式存在着一些问题，如燃烧不充分、烟气排放污染等。

为了解决这些问题，全氧燃烧技术应运而生。

下面是一些关于玻璃熔窑全氧燃烧技术的问答。

1. 什么是全氧燃烧技术？
全氧燃烧技术是指在燃烧过程中，将空气中的氮气排除，只使用氧气作为燃烧气体。

这种燃烧方式可以提高燃烧效率，减少烟气排放，降低能耗。

2. 全氧燃烧技术在玻璃熔窑中的应用有哪些优势？
全氧燃烧技术可以提高燃烧效率，使燃料完全燃烧，减少烟气排放，降低能耗。

此外，全氧燃烧技术还可以提高玻璃质量，减少玻璃中的气泡和杂质，提高玻璃的透明度和光泽度。

3. 全氧燃烧技术在玻璃熔窑中的应用有哪些挑战？
全氧燃烧技术需要使用纯氧气作为燃烧气体，这增加了燃料成本。

此外，全氧燃烧技术还需要对燃烧过程进行精确控制，以确保燃烧效率和玻璃质量。

4. 全氧燃烧技术在玻璃熔窑中的应用现状如何？
全氧燃烧技术已经在玻璃熔窑中得到了广泛应用。

许多玻璃生产企业已经采用了全氧燃烧技术，以提高生产效率和玻璃质量。

随着技术的不断发展，全氧燃烧技术在玻璃熔窑中的应用前景将会更加广阔。

全氧燃烧技术是一种高效、环保的燃烧方式，可以提高玻璃熔窑的生产效率和玻璃质量。

虽然全氧燃烧技术在应用过程中存在一些挑战，但随着技术的不断发展，这些问题将会得到解决。

玻璃熔窑全氧燃烧技术的开发

秦皇岛玻璃工业研究设计院
图3 高碹顶技术与低碹顶对比
秦皇岛玻璃工业研究设计院
图4 池炉平面布置图
秦皇岛玻璃工业研究设计院
图5 土木结构、建造形式对比图
（2）高效的纯氧-燃料燃烧装备及全秦氧燃烧熔制技术
皇岛 ①全氧喷枪系统及安装使用技术玻全氧喷枪它对火焰状况、温度分布、传璃工热效果、窑炉耐火材料的寿命长短起着业很重要的作用。研究氧枪在窑上布置要合理，根据分区供给设熔化所需的热量，确保窑宽上的温度均计匀性。院
秦皇岛玻璃工业研究设计院
3.全氧燃烧熔窑的结构特点（1）窑炉结构和耐火材料配置
由于燃烧系统的改变，引起玻璃熔窑结构的变革，全氧燃烧窑炉取消了蓄热室、小炉、换火系统，如同单元窑但需要采用优质的耐火材料。为了避免硅质大碹的烧损，采用高碹顶全氧熔窑结构（见图3）。全氧燃烧器位于熔池上部结构的侧墙中，以便横跨玻璃液表面燃烧。燃烧产物通过窑炉，在另一端离开窑炉，通过废气烟道，进入热回收装置。池炉平面布置如图4、图5。
玻璃开辟新的途径。
秦皇岛玻璃工业研究设计院
2.浮法玻璃熔窑全氧燃烧技术工艺简介及其优点
图1 全氧浮法玻璃熔窑生产工艺技术路线图
秦皇全氧燃烧时烟气中水汽含量较高，岛玻璃液与水汽发生反应，玻璃液中玻的OH含量增加，玻璃粘度降低，有璃工利于澄清、均化，提高玻璃质量。业全氧燃烧火焰稳定，无换向，燃烧气研体在窑内停留时间长，窑内压力稳定究设且较低，这些都有利于玻璃的熔化、计澄清，减少玻璃体内的气泡、灰泡及院条纹。

玻璃池窑炉采用纯氧燃烧技术的认识

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９１５８×１０３（ｋＪ／ｈ）＝２．０倍。如果全用来产生蒸汽，可得蒸汽量约为４．０ｔ／ｈ。
显见，回收这些热量，比起两个庞大的空气预热器— ——蓄热室（不是蓄热式燃烧）的投资和维修、增大了的熔炉炉膛设计等，则未必合算。
空气助燃燃烧时产生的烟气量为9742kgh那么烟气带出热量为排烟温度为13001823710kjh212空气助燃燃烧比纯氧助燃燃烧烟气多带出热考虑燃烧过剩空气系数携带粉尘等因素乘11系数则空气助燃燃烧比纯氧助燃燃烧烟气多带出热量为1823710kjh111289410kjh
开发与利用
玻璃池窑炉采用纯氧燃烧技术的认识
带出的物理热。
１．４．１天然气纯氧燃烧燃烧烟气带出热计算
天然气纯氧燃烧采取简化计算，按主要成分是
贝荣华，玻璃池窑炉采用纯氧燃烧技术的认识
开发与利用
甲烷，其燃烧耗氧量应是天然气量的两倍。ＣＨ４＋２Ｏ２＝ＣＯ２＋２Ｈ２ＯＨ２Ｏ分子量为１８，１３００ ℃平均比热为２．７ｋ
ｋＪ／（ｋｇ·Ｋ），ＣＯ２分子量为４４，１３００ ℃平均比热为１．３４ｋＪ／（ｋｇ·Ｋ），简化为理想气体，以此计算燃烧烟气重度为１．１９ｋｇ／Ｎｍ３，燃烧烟气平均比热为１．９５ｋＪ／（ｋｇ·Ｋ）；烟气量为２５７０ｋｇ／ｈ；排烟温度为１３００ ℃计算，烟气带出热量Ｑ７１＝６５１５×１０３ｋＪ／ｈ。１．４．２反应排出气体的带出热量

试析全氧燃烧对玻璃硬度的影响

试析全氧燃烧对玻璃硬度的影响前言从本质上说，全氧燃烧技术相比其他的燃烧技术具有明显的优势，可以极大降低各种化学物质的排放，进一步优化环境，节约性能源，同时，还能够逐步增强传热，极大降低玻璃的熔融温度，同时也会降低玻璃成本，进一步提升我国玻璃产品的质量和产量。

相比西方的发达国家来说，全氧燃烧技术可以取代传统的技术的发展趋势。

全氧燃烧在我国玻璃制造行业还处在停留阶段，作为一项全新的创新技术，在国内外已经得到诸多从业者的认可。

但是，全氧燃烧技术在我国只有几座熔窑才在使用这项全新技术。

从这些全氧窑的运行实践中我们可以知道，全氧窑的运行实践为我国玻璃技术工作提供了全新的设计以及材料配置和产品质量等各个方面。

同时，在实际的生产过程中，我们也应该要能够遇到玻璃硬度和气泡稳定性等工艺特征与空气燃烧条件下产生的明显差异。

为此，本文笔者就从我国空气燃烧和全氧燃烧之间的进行比较，同时结合相应的硬度影响因素，提出了全氧的燃烧条件下如何改进玻璃工艺控制方向。

1、全氧燃烧玻璃窑内的气体变化及其影响总的来说，在玻璃生产的过程中，温度一般是达到1400摄氏度以上，这是由于熔化玻璃需要大量的能量，并且这些大部分能量都是来源与天然气和煤炭等燃料，如果是燃料所需要的氧气由空气提供，这样就会使得玻璃中产生大量的氮氧物和氧化物等一些有害的物质，尤其是在氮气的存在对整个燃烧过程显得毫无用处，相反，在经过高温处理后，蓄热室和烟囱等部位排入大气中，这样就会对玻璃的硬度产生一定的影响。

2、不同燃烧条件下玻璃硬度的对比以及解决措施经过试验证明，全氧燃烧经过浮法成形，还是使得玻璃中的各种杂质变得更多，从某种方面看，这也就会增加其对玻璃网络结构的断网能力，尤其是二氧化钠含量较高时，玻璃“断网”的作用就会进一步加剧。

显然，这就在一定程度上降低玻璃黏度上起着非常重要的作用。

从另外一方面来看，由此引起的玻璃硬度在不断下降的同时，对后续的玻璃在机械加工过程中的抗划伤能力产生了不利的影响。

浮法玻璃窑炉的有效节能三种途径

随着社会经济的不断发展，我国玻璃工业的竞争也越来越激烈，节约能耗、降低成本已成为企业的核心竞争力。

而玻璃生产具有资源消耗多、污染严重和能耗高等特点，不仅影响到企业的生存，也制约了整个行业的发展。

节能降耗是企业降低成本、提高效益的最佳途径。

燃烧技术的节能1、全氧燃烧技术为了降低浮法玻璃窑炉烟气中的NOx污染，欧美国家开发推广出新型的全氧燃烧技术，主要是通过全氧来代替助燃空气，气体中不含有N₂，只有极少量的NOx，浮法玻璃窑炉烟气污染的总体积可减少80%，并且会降低废弃带走的热量。

全氧燃烧技术工艺的核心在于全氧燃烧喷枪，为加强燃料与氧气混合的接触面积，全氧燃烧喷枪整体成矩形，能更为精准地控制火焰覆盖率，在燃烧过程中进行分阶段全氧燃烧，能将燃烧喷枪的更多能量转化为热辐射，并产生更多碳黑，加强火焰亮度，充分利用浮法玻璃窑炉的传热均匀性，加强黑体辐射的传热效率，提高更短波段热辐射在玻璃液中的穿透效率。

使用全氧燃烧技术的浮法玻璃窑炉能提高20%的热效率，但采用这项工艺时，需要重视对浮法玻璃窑炉耐火材料的选择，烟气中水蒸气的浓度会因全氧燃烧而增加，会在浮法玻璃生产过程中，产生浓度较大的碱性蒸汽，加速耐火材料的侵蚀，影响窑龄和生产规模。

2、富氧燃烧技术采用富氧燃烧技术生产浮法玻璃的基本原理，主要是原料通过富氧燃烧减少了烟气的产生，燃烧产物中二氧化碳和水蒸气的分压和含量增加，NOx的含量降低，火焰黑度加大，火焰温度提升，加快了原料的燃烧过程，提高了火焰在配合料与玻璃液之间的传热效率，从而提高了浮法玻璃窑炉的熔化效率。

富氧燃烧技术对燃烧设备具有更高要求。

燃料在燃烧过程中需要氧气，这些氧气通常来源于空气，但氧气在助燃空气中仅占21%的比重，而空气中其余的氮气并不会参加燃烧，反而会吸收大量的热量，阻碍燃烧效率的提高，增加燃料消耗。

因此提高空气中的氧气含量，可以更好地保持热量，提高燃料利用效率。

用28%的富氧空气进行燃烧试验时，热量损失减少25%，热量损失的减少也降低了燃料消耗。

钠钙玻璃熔窑应慎用全氧燃烧技术

ｂｎｆｔｌｎｒａｅａｌ．Ｆｏｈｓｒａｏｔｃｎｂｏｓｄｒｄｔａｘｅｅｉｓｗｉｉｃｅｓｓｗｅ１ｌｒｔｉｅｓｎｉａｅｃｎｉｅｅｈｔｏｙ—ｆｅｏｕｔｎｔｃｎｉｕｕｌｃｍｂｓｉｅｈｑｅｏｃｕｄｂｄｌｅｏｌｉｇａｏｅｍｅｔｎｄｓｃａｌｓｅｔｐｂｔｐｏｌｅｗｉｅｙｕｓｄｆｒｍｅｔｎｂｖｎｉｅｐｅｉｌｇａｓｓｓｅｙｓｅｏ
ｆｈｎＣＬＩｔｎｔｎｌｎｉｅｒｇＣ．ｔ．Ｂｉｎ００６ＣｉａｉａＢＥｅａｉａＥｇｎｅｉｏＬｄ，ｅｉ１０２，ｈｎ）Ｃｎｒｏｎｊｇ
ＡｂｓｒｃＴｈｏｇｈｏａｉｏｆｃｍｍｏｉｔａｔ：ｒｕｈｔｅｃｍｐｒｓｎｏｏｎａｒ—ｆｅｏｕｌｃｍｂｕｔｏｔｘｓｉｎｗｉｏｙ—ｆｅｏｕｓｉｎｉｌｓｈｕｌｃｍｂｔｏｎｇａｓｍｅｎｕａｅｈｕｈｒｐｉｔｄｏｔｔａｎｅｈｒｓｎｉａｉｎｉｉａｔａｈｒｌｐｗｅｈｉｇｆｍｃｓｔｅａｔｏｏｎｅｕｈｔｕｄｒｔｅｐｅｅｔｓｔｔｎＣｈｎｈｔｔｅｍａｏｒｕｏ
ｇａｓｓｗｉｉｈｍｅｔｎａｅ．１ｗｎｒｙｃｎｕｔｎａｄｌｗｕｐｕａｕａｎｔｓｖｎｒＹａｄｌｓｅｔｈｇｌｉｇｒｔｈ０ｅｅｇｏｓｍｐｉｎｏｏｔｔｖｌｅｃｎｏａｅｅｅｇｎｏ

玻璃熔窑全氧燃烧技术及发展方向

玻璃熔窑全氧燃烧技术及发展方向摘要：玻璃生产行业是碳排放高耗能行业之一，玻璃熔窑是平板玻璃行业中碳排放主要来源。

平板玻璃行业内能效标杆水平能达标的到2020年底只有5%，要求到2025年比例达到30%以上，平板玻璃行业其能效基准。

要在2025年能效基准水平以下产能基本清零，由于平板玻璃行业高能源消耗、高碳排放等特点，采用全氧燃烧是玻璃行业节能降耗、低碳排放的有效途经，也是未来的发展趋势。

关键词：玻璃熔窑;全氧燃烧;技术;发展方向引言玻璃工业具有能耗高、污染重的特性。

燃料燃烧产生的烟气中含有的ＮＯｘ、ＳＯ２、粉尘等有害气体，以及大量可引发温室效应的ＣＯ２气体是国家环保监测的重要指标。

与此相对的，政府在环境保护方面与管理方面投入的力度越来越大，污染物排放标准的提高增加了玻璃生产企业在环保上的投资。

全氧燃烧通过把燃料与高纯度助燃氧气按固定比例混合，来使燃烧方式更精确，以提高熔窑的燃烧效率，节约燃料，减少企业生产成本；减少ＮＯｘ、ＳＯ２、粉尘等有害气体的排放，减少对环境的污染，降低企业在环保脱硫脱硝上的成本；同时还可以提升火焰温度，改善玻璃液熔化质量，增加熔窑熔化能力，提高企业产品的生产能力和产品质量；降低熔窑建设费用，延长熔窑使用年限，降低企业投资成本和折旧成本。

根据国内外生产经验，全氧燃烧玻璃熔窑如今已经广泛应用于微晶玻璃、各种特种玻璃、优质平板玻璃等几乎所有的玻璃种类生产中。

全氧燃烧熔窑技术必将成为玻璃行业新的增长点和发展点。

1全氧燃烧技术优越性玻璃工业是耗能大户，目前我国玻璃窑炉的热效率较低，产品单耗大，成本高。

因此，节能降耗已成为玻璃窑炉改造的中心任务。

据测算和国外玻璃公司的经验，天然气全氧燃烧大型玻璃窑炉综合节能40%以上。

根据国家下发的《“十一五”十大重点节能工程实施意见》中的“建材行业中玻璃：推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失”精神，优化全氧超白压延玻璃生产线熔窑设计是必要的。

玻璃熔窑全氧燃烧技术及发展方向

“十四五”期间，对我国玻璃行业来说，面临着如何将“玻璃熔窑全氧燃烧技术”成果进一步产业化并为行业尽早实现节能减排和碳达峰碳中和，寻找可靠技术措施的重大工程技术问题。

玻璃熔窑全氧燃烧技术最显著的特点一是节能减排，二是提高玻璃质量，目前只有使用重油、天然气等高热值燃料，生产优质玻璃的企业才有动力和需求采用全氧燃烧技术。

通过近年的科研设计和生产实践，玻璃熔窑全氧燃烧技术已经在光伏玻璃、玻璃纤维、玻璃器皿、微晶玻璃等生产领域中广泛应用，其优异的提高玻璃质量、节能减排效果得到了充分验证，但广泛实施浮法玻璃全氧燃烧技术仍然面临着一些重大工程技术和经济问题，总的来说主要需要在以下几个方面开展技术创新：1优化全氧熔窑三维仿真模拟体系通过研究全氧燃烧玻璃熔窑火焰空间和玻璃液流场的三维数学模型，开发界面友好、操作方便、参数设置容易的全氧燃烧浮法玻璃熔窑三维仿真系统，使参与玻璃熔窑设计和仿真的工程技术人员只要输入熔窑结构、燃气布置和相关边界条件等参数，玻璃熔窑三维仿真系统将自动根据使用者提供的设计要求，完成CFD建模、求解和后处理三个步骤。

图1为全氧燃烧数学模拟火焰空间温度分布图。

图1 全氧燃烧数学模拟火焰空间温度分布图进一步形成玻璃原料COD值的快速测定、玻璃的Redox控制、熔体性能、澄清新工艺、火焰空间的数值模拟等理论与关键技术，为全氧燃烧条件下排除玻璃液中的微气泡，保证优质玻璃的熔制提供工艺指导。

2全氧浮法熔窑耐火材料国产化大型全氧浮法熔窑池宽超过11 m，比国内最大的全氧玻壳、玻璃纤维窑池宽30%以上。

到目前为止，国内已经建成了600 t/d、800 t/d规模的全氧燃烧平板玻璃生产线，主要耐火材料也都是国内配套，但要使窑炉达到高质量、长寿命，对大型全氧熔窑的结构安全、关键部位耐火材料的国产化还需要深入研究。

通过总结成功经验，克服存在的不足，持续改进、不断推进全氧玻璃熔窑关键耐火材料的国产化进程。

全氧窑的长宽比是一项重要指标。

全氧燃烧技术在玻璃熔炉的应用

全氧燃烧技术在玻璃熔炉的应用全氧燃烧技术在玻璃熔炉的应用发表日期：2009-3-17 13:34:44 已经有301位读者读过此文一、概论：改革开放以来, 国民经济迅速发展举世瞩目。

玻璃工业(平板玻璃、电子玻璃、玻璃纤维、日用玻璃、光学玻璃等)相应得到迅速发展，仅以浮法玻璃为例，截止2004年底，已建成投产126条浮法线（总产量已达到3亿重量箱，日熔量52930T），还有51条线在建、拟建。

熔化玻璃采用煤、煤焦油、重油、天然气、或电(少量)作燃料。

目前我国熔化一公斤玻璃液（平板玻璃）平均指标在1500-1800大卡。

按此单位能耗测算，玻璃工业无疑是重要能耗大户之一。

当今世界石油价格上涨，我国进口石油逐年增加（中国生产力发展研究报告研究表明；中国石油进口率测算到2010、2015和2020年进口率下限将分别达到55.4%、57.4%、59.7%。

大大超过30%理论上控制指标，按国际能源组织今年预测2030年中国石油对外依存度将达到74%的进口率）。

玻璃熔窑大部分采用重油做燃料，因此，对于玻璃工业的总量控制，尤其是高能耗玻璃熔窑的能耗限制，从节能、成本考虑采用新燃烧技术已是当务之急。

2005年2月16日“京都协议书”生效、2005年7月27日美国、澳大利亚、中国、印度、韩国在万象签订了亚太地区清洁能源开发及气候变化研究伙伴关系的协议“万象协议”，都在呼吁保护全球环境。

目前中国的温室气体排放量已高居世界第二，并预计将会超过美国升至第一（美国纽约时报10月30日文章：中国下一个剧增的可能是污染空气）。

根据粗略统计，中国有1/3的地区受到酸雨侵蚀。

中国政府现在必须认识到，在环境方面，它既有国内责任，也有国际责任。

党和国家提出的“十一五”规划纲要，已将节能、环保列为“十一五”规划着重解决的课题。

严格控制大气污染、降低温室气体排放的新法规、新技术已是既定方针。

随着玻璃工业的发展，人们对产品质量要求的不断提高，燃料成本的不断增加，使得科技工作者对玻璃生产的核心——“玻璃熔窑”的各个环节进行了不断地探索和改进，燃烧系统也不例外，至今已有了可喜的成效。

玻璃熔窑的全氧燃烧

玻璃熔窑的全氧燃烧、纯氧助燃和富氧燃烧技术摘要：本文介绍了玻璃熔窑全氧燃烧技术、纯氧助燃技术和富氧燃烧技术的一些最新研究成果和技术优势，指出全氧、纯氧或富氧燃烧技术是玻璃企业节能降耗、提高产品质量、取得良好经济效益的有效措施，是企业进行节能改造的重要选择。

关键词：全氧燃烧、富氧燃烧、纯氧助燃、玻璃熔窑、梯度燃烧玻璃熔窑的节能降耗一直是业内关注的重大课题，在能源危机日益加重的今天，玻璃熔窑对高品质能源的过度依赖已经制约了玻璃行业的发展。

玻璃熔窑燃烧过程中，空气成分中占78％的氮气不参加燃烧反应，大量的氮气被无谓地加热，在高温下排入大气，造成大量的热量损失，氮气在高温下还与氧气反应生成NOx，NOx气体排入大气层极易形成酸雨造成环境污染。

另一方面随着高科技和经济社会的发展，要求制造各种低成本、高质量的玻璃，而全氧燃烧技术正是解决节能、环保和高熔化质量这几大问题的有效手段，被誉为玻璃熔制技术的第二次革命。

纯氧燃烧技术最早主要被应用于增产、延长窑炉使用寿命以及减少NOx排放，但随着制氧技术的发展以及电力成本的相对稳定，纯氧燃烧技术正在成为取代常规空气助燃的更好选择，这得益于纯氧燃烧技术在节能、环保、质量、投资等方面的优势。

氧气燃烧的应用分为整个熔化部使用纯氧燃烧的全氧燃烧技术、纯氧辅助燃烧技术以及局部增氧富氧燃烧技术等几种方式。

1、全氧燃烧技术的优点1)玻璃熔化质量好全氧燃烧时玻璃粘度降低，火焰稳定，无换向，燃烧气体在窑内停留时间长，窑内压力稳定，有利于玻璃的熔化、澄清，减少玻璃的气泡及条纹。

2)节能降耗全氧燃烧时废气带走的热量和窑体散热同时下降。

研究和实践表明，熔制普通钠钙硅平板玻璃熔窑可节能约30％以上。

3)减少NOx排放全氧燃烧时熔窑废气中NOx排放量从2200mg／Nm3降低到500mg／Nm3以下，粉尘排放减少约80％，SO2排放量减少30％。

4)改善了燃烧，提高了熔窑熔化能力，可使熔窑产量得以提高。

全氧燃烧玻璃熔窑与电熔窑运行成本对比

重油：２９８＋１４０＝４３８元／吨玻璃液；
天然气：３９２＋１４０－５３２元／吨玻璃液。
（５）热量散失减少，能耗大大降低。全电熔窑是靠玻璃液自身导电来实现其熔化的，它是内热式的。
生产高附加值特种玻璃（ＴＦＴ玻璃、显像管玻璃、
玻璃纤维、高硼硅耐热玻璃等）也需要更好的熔化工
艺，才能有更好的技术优势和经济效益［１－３］０１全氧燃烧玻璃熔窑的特点
２电熔窑的特点
２．１全电熔窑的优点
（１）全氧燃烧玻璃液具有较高的温度，并且温度均匀性好；玻璃液粘度较低，流动性及均匀性好，改
化减少了高铅玻璃的分层。所有这些保证了玻璃液有良好的均匀性、稳定性。
表１采用电熔窑熔化挥发损耗的减少（％）挥发组分氟
铅
硼
需蓄热室，以及因废气排放设备的缩小等因素使建筑
占地大大减小，全氧燃烧系统的投资费较低。
（５）粉尘排放量大大减少，与空气燃烧相比可减
（３）熔窑大修较快、建设投资少、辅助设备简单、占地面积小。电熔窑仅包括熔化池、流液洞和上升道。
少７０％～８０％；减少配合料特别是易挥发．『生组分的损
２．２全电熔窑的缺点
结论：采刚全氧燃烧节约运行成本。

氧在玻璃熔制过程的作用及其对性能的影响

氧在玻璃熔制过程的作用及其对性能的影响发布时间：2021-03-16T11:31:09.377Z 来源：《中国科技信息》2021年1月作者：杨海杰[导读] 和其他发达国家相比较之下，目前国内整体资源利用率并不高，这样的环境下，直接使我国环境以及资源受到经济飞速发展带来的前所未有的压力，所以国家也提出了相应改善政策，要求建设资源节约型社会以及环境友好型社会。

玻璃工业一直以来都是能源消耗的“大头” ，所以更好的提高能源利用率，以及尽量较少对环境的污染，同时提高玻璃质量将是我们为止奋斗的方向，本文主要讲阐述氧在玻璃熔制过程的作用，围绕其对性能的影响开展讨论河北廊坊河北南玻玻璃有限公司杨海杰 065600摘要：和其他发达国家相比较之下，目前国内整体资源利用率并不高，这样的环境下，直接使我国环境以及资源受到经济飞速发展带来的前所未有的压力，所以国家也提出了相应改善政策，要求建设资源节约型社会以及环境友好型社会。

玻璃工业一直以来都是能源消耗的“大头” ，所以更好的提高能源利用率，以及尽量较少对环境的污染，同时提高玻璃质量将是我们为止奋斗的方向，本文主要讲阐述氧在玻璃熔制过程的作用，围绕其对性能的影响开展讨论分析，希望能为相关从业人员提供一些有效的借鉴。

关键词：氧气；玻璃熔制；性能1、前言氧在玻璃熔制过程的作用，早在西方欧美国家就得到了广泛的运用，即玻璃熔窑全氧燃烧技术，此项技术的相关研究和运用在全球都引起了巨大的关注。

尤其是对于我国来说，长久以来玻璃熔制采用的都是传统空气助燃，因为燃料燃烧反应所需要的氧气基本都是在空气中取得的，导致空气成分占比比较高的氮气无法参加燃烧反应，而氧气在总体空气中所占比例也仅达到百分之二十左右。

所以氮气被进行了多余的加热，同时在高温中被排入大气，导致热量的损耗不仅过多，还与氧气发生反应产生N0X，一定程度上对环境造成了破坏污染。

2、玻璃熔制的概述在生产玻璃中最为主要的制作工序之一便是玻璃熔制，而通常说所的配合料经过高温加热，最终形成均匀的、无气泡的、并符合成形要求的玻璃液的过程被称为玻璃的熔制过程[1]。

液晶玻璃窑炉全氧燃烧技术探讨

全氧燃烧技术的应用是玻璃工业史上的一次重要突破，主要探讨液晶玻璃窑炉全氧燃烧技术的优点，使用前测试、燃气分配比例和使用注意事项等。

液晶玻璃窑炉全氧燃烧技术简介：液晶玻璃生产线中的窑炉通过对配合料进行加热，使之熔化成高温玻璃液，高温玻璃液通过布置于窑炉底部的玻璃液出口流向下道工序。

加料端采用螺旋加料机，从后墙上的加料口输送配合料进入窑炉。

窑炉上部使用多对全氧烧枪进行对位燃烧来提供空间热量，燃料一般采用天然气，下部使用电助熔对玻璃液进行进一步加热。

全氧烧枪成对分布于窑炉两侧胸墙上，燃烧产生的烟气从后墙上的排烟口排出。

液晶玻璃窑炉结构如图1所示。

图1 液晶玻璃窑炉结构示意图相对于空气助燃，液晶玻璃窑炉采用全氧燃烧，具有如下突出优点：（1）节能降耗，全氧燃烧，由于助燃气体为纯氧，几乎不含有氮气，助燃气体可以全部参与到燃烧反应中，没有氮气被无效加热而带走热量，所以全氧燃烧热效率更高，能耗更低，有利于节能降耗。

（2）减少大气污染，使用全氧燃烧，进入窑内的氮气量大幅降低，窑内排出的烟气所含的NO X含量大大减少，可有效防止大气污染。

（3）提高熔化率，采用全氧燃烧时，燃料燃烧完全，火焰温度高，产物主要为CO2和H2O，比空气助燃黑度大，辐射能力强，火焰辐射温度可提高100 ℃左右，配合料熔融速度加快，可提高熔化率10%以上。

液晶玻璃窑炉全氧烧枪使用前测试：全氧烧枪在液晶玻璃窑炉上安装完毕后，投入使用前，需将其安装在烧枪测试装置上对其进行测试，检查烧枪燃烧状态及火焰长度、温度等数据是否满足工艺要求，如图2所示，并形成测试报告。

图2 液晶玻璃窑炉烧枪测试装置示意图测试方法：设定好氧燃比（即氧气流量/燃料流量）和天然气流量后，使用火把点燃一对全氧烧枪，通过观察、测量、记录烧枪的燃烧状态及火焰长度、温度等数据，与液晶玻璃窑炉工艺要求对比后，判断该全氧烧枪是否满足工艺要求。

烧枪测试记录见表1。

表1 烧枪测试记录将测试数据与液晶玻璃窑炉工艺要求对比可知，该烧枪满足使用要求。

全氧燃烧技术在玻璃行业的应用与发展

全氧燃烧技术在玻璃行业的应用与发展摘要：在国家提出“碳中和”目标的背景下，对于平板玻璃工业来说，需加快实施综合能效提升、大力发展减碳、零碳排放技术，采用低碳能源和碳回收利用与封存技术。

平板玻璃熔窑使用天然气、煤制气、煤焦油等碳能源作为燃料，而且原料中使用纯碱和碳酸盐类矿物，所以需对平板玻璃制造进行全面技术创新才能实现碳减排的目标。

本文对全氧燃烧技术在玻璃行业的应用与发展进行分析，以供参考．关键词：全氧燃烧；玻璃行业；应用发展引言全氧燃烧(也称纯氧燃烧，Oxy－FuelCombustion)技术是“氧+燃料”的燃烧方式，与传统的空气辅助燃烧技术相比，助燃介质由空气变为氧气，减少了约78%的氮的引入和去除，这是与传统燃烧方法的根本区别，在玻璃加工行业得到广泛应用。

当前玻璃窑炉采用的纯氧燃烧技术，多采用一体式的纯氧燃烧器，燃料和氧气分别进入纯氧燃烧器，在出口端混合燃烧释放热量。

此工艺所需要的氧气需求量较大，氧气流量通常为400～6000Nm3/h，氧气的压力为100～150kPa。

通过喷射段的收口设计，为了使得火焰的喷射更加均匀，提高燃烧效果，喷嘴用于玻璃窑炉内纯氧燃烧时，常采用喷嘴砖向窑炉内喷射气体。

1工艺方案玻璃窑炉最薄弱的地方是火焰空间，因此控制火焰长度和火焰大小将对玻璃窑炉生产工艺具有决定性作用。

本工艺设计了可通过控制火焰长度的方法，调整火焰所能够适应所用的窑炉。

在第一喷嘴、第二喷嘴分别连通设置第一流量阀、第二流量阀，用以调整经由第一流量阀和第二流量阀进入窑炉的流量，保证窑炉内天然气和氧气量处于完全燃烧的比例，减少燃烧副产物和氮氧化物的产生。

另外，第一喷嘴所喷射的天然气流与所述第二喷嘴所喷射的氧气流交汇，如此，可助于天然气流与氧气流的交汇混合，助于天然气和氧气的充分燃烧;三组第一喷嘴的设置一方面可获得较快的气体流速，另外一方面可减小第一喷嘴的孔径。

天然气分多股流入窑炉，利于天然气与氧气的充分混合;第二喷嘴倒角的设置可保证氧气流在第二喷嘴内顺利地流动。

全氧燃烧技术在玻璃熔窑上的应用

要实现玻璃熔窑的全氧燃烧技术，全氧燃烧设备是非常关键的设备。

其结构的合理性将会影响到燃烧与热传递性能的好坏。

在全氧燃烧设备的研究设计和制造方面，Air Product s、pyronics等国外一些公司处于世界先进水平。

在我国已有一些轻工玻璃、电子玻璃和玻纤熔窑通过引进国外技术和装备使用了全氧燃烧技术，取得了较好的效果。

但是，国内全氧燃烧设备的设计和制造也远落后于世界先进技术。

1 燃烧器的性能1. 1 燃烧器的基本性能要求燃烧器是窑炉的重要部件，其结构、类型等对火焰状况、温度分布、传热效果、窑炉耐火材料寿命等都有重要影响。

它的工作效率直接影响火焰的温度，其结构和操作参数，直接关系到燃料的完全燃烧程度、燃烧的稳定及火焰的长度，直接关系到能否满足窑炉的工艺要求。

而传统燃烧器采用的是水冷式套管，喷出的火焰短、窄，覆盖面小，局部温度高，不合要求。

因此，人们越来越重视对窑炉燃烧器的研究，通常燃烧器的设计和安装应达到下列要求：1) 如果是液体燃料，应雾化效果好，使燃料和氧气的混合充分，在熔窑内部能完全燃烧；如果是气体应有较小的过剩系数；2) 火焰的覆盖面积大，使燃料燃烧的热量尽可能多地传递给配合料和玻璃液，尽可能少地传递给上部结构；火焰对耐火材料砌体烧损要尽可能的少；3) 火焰有较高的亮度，且有一定长度，能合理组织火焰，使喷出火焰符合熔化要求，并保证玻璃窑宽度方向的温度均匀性，防止在玻璃液表面形成不必要的热点；4) 气体流动阻力小，火焰的冲量低；5) 可控制碳黑的形成，黑度大；6) 氮氧化物的排放量少；7) 所需的氧气压力小；8) 燃烧过程稳定；1. 2 火焰的覆盖面积火焰应当拥有尽可能大的覆盖面积，为了增大火焰的覆盖面积，可以采取以下措施：1) 将圆形火焰变为平铺的扇形火焰；为了达到这种效果，可以通过以下几种方式： (1) 改变燃烧器的喷嘴的形状、大小； (2) 使用符合要求的先进燃烧器，例如pyronics 公司的AGO型全氧燃烧器。

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全氧燃烧：
ＣＨ＋２０：一２Ｈ。Ｏ＋ＣＯ：（２）
当空气过剩系数ａ＝１．１ｔ￣，计算得烟气量和烟
气成分如表１。
表１烟气量和烟气成分
ＣＯ空气助燃８．７３Ｈ：０１７．４７Ｎ２７２．Ｏ５Ｏ２１．７５烟气量／Ｎｍ１１．４５
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＋２０２＋８Ｎ２＿＿＋２Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＋８Ｎ２（１）
海术对玻璃熔化、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：ＴＱ１７１文献标识码：Ａ文章编号：１００３ —１９８７（２０１３）０１ —００１２ —０２
Ｃｏ．，ＬＴＤ．；ＨａｉｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＳｐｅｃｉａｌＧｌａｓｓＫｅｙＬａｂ，ＨａｉｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｉ－Ｋｏｕ，５７１９２４）
ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＯｘｙ－ｆｕｅｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＧｌａｓｓＦｕｒｎａｃｅ
ＹｏｕＸｕｅｊｕｎ，ＪｉａｎｇＨｏｎｇ，ＴｉａｎＲｕｉｐｉｎｇ（１．ＨａｉｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＳｐｅｃｉａｌＧｌａｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｃｅｎｔｅｒ，ＡＶＩＣ（Ｈａｉｎａｎ）ＳｐｅｃｉａｌＧｌａｓｓＭａｔｅｒｉａｌ
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
下的熔窑设计产生一定影响。
全氧燃烧
３１．２５
６２．５
，
６．２５
３．２
全氧燃烧时产生的废气主要是ＣＯ：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
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７９％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ＮＯ等有害气体，造成环境污染。随着国家对环保、节能等方
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｌｕｆｅｎｃｅｏｆｏｘｙ－ｆｕｅｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｇｌａｓｓｆｕｎａｒｃｅｗａｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎｇｌａｓｓ — ｍｅｌｔｉｎｇａｎｄｒｅｆｉｎｉｎｇ．Ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｏｘｙ－ｆｕｅｌｆｕｍａｃｅａｎｄｔｈｅｏｒｄｉｎａｒｙｆｕｒｎａｃｅｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｃａｐａｃｉｔｙｗａｓｍａｄｅａｌｓｏｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｏｘｙ — ｆｕｅｌ，ｒｅｆｉｎｅ，ｆｕｎａｒｃｅｄｅｓｉｇｎ
全国性建材科技期刊—— 《玻璃》２０１３年
第１期
总第２５６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ＶＩ市５７１９２４）