全氧燃烧技术

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毕业设计（论文）

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目录

第1章绪论 (1)

第2章全氧燃烧概况 (1)

2.1 全氧燃烧的定义 (1)

2.2 全氧燃烧对比空气燃烧的区别 (1)

2.3 全氧燃烧的意义 (2)

第3章燃烧在窑炉的结构中控制 (3)

3.1 全氧燃烧窑炉的概述 (3)

3.2 窑炉结构的规则 (3)

3.2.1 窑池池壁的设计 (3)

3.2.2 流液洞 (4)

3.3 火焰空间 (4)

3.3.1 大碹的控制 (4)

3.3.2 胸墙的确定 (4)

3.4 燃烧器的放置 (4)

3.4.1 燃烧器放置的重要性 (4)

3.4.2 确定位置的规则 (4)

3.5 耐火材料的运用 (5)

第4章烧枪的选择 (5)

4.1 氧枪的选用机理 (6)

4.2 氧枪的分类 (6)

4.3 氧枪的注意事项 (7)

第5章全氧燃烧的氧源 (7)

5.1 氧气的制备 (7)

5.1.1 真空变压吸收法（VPSA)——制氧 (7)

5.1.2 低温（深冷）氧气分离法——制氧 (8)

5.1 3 罐装液态氧 (8)

5.2 氧气制备与使用安全 (9)

第6章小结 (9)

全氧燃烧的窑炉控制及概况

摘要：随着国民经济的迅速发展，玻璃生产技术也飞速进步。玻璃生产在追求高质量同时，对玻璃生产环保，高效益也有极高的要求。相对传统的熔制过程不能满足，现代时局的要求。因而全氧燃烧技术应运而生，全氧燃烧技术的玻璃窑炉的出现无疑成为解决行业降低成本，减少污染获取环保的有效途径。本文论述了全氧燃烧技术的定义、优点意义、窑炉结构的设计控制要求、工业制氧的方法及其使用时安全、燃烧器的选择、安装方法进行了简单的综述。

关键词：*******

第1章绪论

矿物是大自然赋予人类的魁宝，玻璃则是人类智慧的结晶。改革开放以来,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，在行业高速发展的光环下，环境也成重要缺口。据了解，目前中国的温室气体排放量已高居世界第二，严格控制大气污染、降低温室气体排放的新法规、新技术已是目标方针。因而对玻璃生产的核心——“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，并有了可喜的成效。采取“全氧+燃料”燃烧的方式来解决。本文将以熔窑全氧燃烧的慨念,燃烧的窑炉结构控制及制氧方案进行分析并在前辈的研究为指导下进行综述。

第2章全氧燃烧概况

2.1 全氧燃烧的定义

玻璃熔窑大规模生产一直以空气作为助燃媒介。经过对现有燃烧系统的分析研究，认为采用空气助燃是导致高能耗、高污染、高成本的重要因素。空气中21%氧，78%氮和0.93％氩及其它组分含量甚微。因而只有21%的氧气参与助燃，78%的氮气不仅不参与燃烧，还携带大量的热量排入大气，导致热量大量的浪费。

通过长期反复地试验研究认为，采用纯度≥85%的氧气作为助燃介质，对于节约能源，改善环境效果十分显著。因而，采用纯度≥85%的氧气参与燃烧的系统,称之为全氧燃烧。

2.2全氧燃烧对比空气燃烧的区别

空气燃烧反应：

CH4+２O2+ 8 N2→CO2 + 2 H2O+8 N2

全氧燃烧反应：

CH4+２O2 →CO2 + 2 H2O

全氧助燃相对于空气助燃来说，由于氮气的大量减少，在玻璃液上方的燃烧产物中主要是水与二氧化碳，燃烧后的烟气体积比空气助燃烟气减少70-80%，使得熔窑在结构上大大简化。

采用空气或全氧作为助燃介质,其传热过程差异也较大【1】。空气+燃料其特点辐射气体(H2O、CO2)、浓度低、气体热辐射系数低、气体停留时间短、热烟道口位置受到限制、传热好的关键在于大量明亮火焰及玻璃熔体表面的良好覆盖、需换火,间断燃烧,空气蓄。而氧气+燃料辐射气体浓度高,气体辐射系数高、气体停留时间长,平均窑容积约30s、燃烧器可以放至任何需要热量的位置,不论烧嘴类型都可达到优良的总体传热,局部热源仍取决于烧嘴类型与配置、不需换火,连续燃烧、燃烧稳定。

传统的空气助燃,需要通过定时换火进行烟气与助燃空气的热交换,回收部分热能。但是,换火过程窑内瞬间失去火焰,玻璃液必然失去热源,导致窑温波动,受到换火过程的冲击,窑内气压波动也是必然的结果。

2.3全氧燃烧的意义

1、全氧燃烧火焰温度高，加速了玻璃熔化过程，故可以大幅度的提高生产

能力达２５％以上。同时由于炉内温度制度改便、可控性提高、可明显提高玻璃熔化的质量。２、由于助燃为纯氧而无空气中的氮气，与空气助燃相比废气排放量（氮化物）减少８０－９０％，有利于环境保护，同时还节省了加热氮气所需的大量热能损失约２５％以上。

３、由于废气总排放量的减少，大大减少了废气排放过程中夹带粉尘的损失，经验表明可以降低粉尘排放量约７０％。从而降低了损失成本，近而可保证了玻璃成份的准确。有利于提高玻璃成分的稳定和环保。

４、采用全氧燃烧技术后，不再需要庞大的蓄热室、小炉、换向系统等结构，大大减少了窑炉的一次性投资可达ｌ／３，同时由于窑炉结构简化，实际上就是一个熔化部的单体构成，占地面积大为减少，有利于改善窑炉的操作环境和维修。

５、窑炉结构简单，大大减去了蓄热室、小炉等处的散热损失，十分有利于节约能源。

６、由于全氧燃烧技术的优越性和窑内温度制度科学合理的可控和稳定性，减轻了对碹顶（火焰空间加高即高碹顶窑炉）、池壁等处耐火材料的侵蚀，有利于延长窑炉的寿命。

７、全氧燃烧技术完全符合我国节能降耗、环保型企业的发展目标。