玻璃窑余热锅炉技术

1.玻璃窑概念
1.6 玻璃窑工业特点
(1)玻璃工业耗能高，耗能占玻璃成本的20％-30% ； 中国玻璃工业消耗能量大，节能意义重大。
各国浮法玻璃生产各项指标的比较
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1.玻璃窑概念
1.6 玻璃窑工业特点
(2)玻璃窑生产量大，污染排放大
1)我国是世界上最大的平板玻璃生产国，平板玻璃企业数 量、浮法玻璃生产线、平板玻璃年产量三项指标均居世 界第一。 2)据统计2002年我国SO2排放总量是1926.6万吨，其中平板 玻璃窑炉排放就占了10%左右。
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1.玻璃窑概念
1.5 玻璃窑工艺系统
(1)玻璃原料加工及配料； (2)玻璃的熔制； (3)玻璃成形、退火。
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(1)生料制备
(2)熟料烧成
(3)水泥制成
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西 安 交 通 1.3 玻璃熔窑的分类 大 学 (6)按窑的规模分 能 1)按窑产量分：大型窑——日产玻璃液150t以上 源 ，中型窑——日产玻璃液50-150t，小型窑—— 与 动 日产玻璃液50t以下。 力 对浮法玻璃窑而言，大型窑——日产玻璃液 工 程 500t以上，中型窑——日产玻璃液300-400t，小 学 型窑——日产玻璃液200t以下。 院
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1.玻璃窑概念
1.3 玻璃熔窑的分类
(3)按熔制过程连续性分 1)间歇式窑：玻璃熔制的各个阶段系在窑内同一 部位不同时间依次进行的，窑的温度制度是变动 的。 2)连续式窑：玻璃熔制的各个阶段系在窑内不同 部位同一时间进行的，窑内温度制度是稳定的， 如池窑。 (4)按烟气余热回收设备分 1)蓄热式窑：以蓄热方式回收烟气余热。 2)换热式窑：以换热方式回收烟气余热。
某燃用重油的玻璃窑废气灰尘成分化验分析结果
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2.玻璃窑余热发电技术
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图1.2 有槽引上法成型示意图
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图1.3 无槽引上法成型示意图
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1.玻璃窑概念
1.4 玻璃生产方法的特点
(2)平拉玻璃窑生产的特点 是将玻璃带自液面引拉700～1000mm处，元板通 过转向辊改为水平方向引拉，再经退火冷却而成 玻璃板的方法。 1)优点 这种方法不需要高大的厂房，可以进行大面积 切割。 2)缺点 玻璃厚薄难以控制，板面易产生麻点，因此一 般只用于小型生产。
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XJTU-CSG 西安交通大学－长沙锅炉厂联合研发
玻璃窑余热锅炉技术特点
赵钦新 博士
清洁燃烧与气固两相流研究室
长沙锅炉厂
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内容提要
1.玻璃窑概念 2.玻璃窑余热发电技术 3.玻璃窑余热锅炉技术 4.XJTU-CSG技术特色 5.系统优化技术 6.结论与展望
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1.玻璃窑概念
1.2 玻璃生产方法
(2) 玻璃形成阶段 温度升高到1200 ℃时，各种硅酸盐开始熔融， 继续升高温度，未融化的硅酸盐和石英砂粒完全 溶解于熔融体中，成为含大量气泡的、在温度上 和化学成分上不够均匀的透明的玻璃液。 (3) 玻璃液澄清阶段 玻璃形成阶段结束时，熔融体中还包含许多气 泡和灰泡（小气泡）。从玻璃液中除去肉眼可见 的气体夹杂物，消除玻璃中的气孔组织的阶段称 为澄清阶段。因为气泡在玻璃液中排出的速度符 合斯托克斯定律。当温度升高时，玻璃液的黏度 迅速减低，使气泡大量逸出。
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1.玻璃窑概念
1.3 玻璃熔窑的分类
(5)按窑内火焰流动的方向分 1)横焰池窑：窑内火焰作横向（相对窑纵轴而言 ）流动，与玻璃也流动方向垂直。 2)马蹄焰池窑：窑内火焰呈马蹄形流动。有平行 马蹄形、垂直马蹄形及双马蹄形。 3)纵焰池窑：窑内火焰作纵向流动，与玻璃液流 动方向一致。 4)倒焰窑：火焰从窑底喷入，从窑底周边排出。 5)平焰窑：火焰从坩埚上面喷入，从窑底排出。
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内容提要
1.玻璃窑概念 2.玻璃窑余热发电技术 3.玻璃窑余热锅炉技术 4.XJTU-CSG技术特色 5.系统优化技术 6.结论与展望
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2.玻璃窑余热发电技术
2.1 玻璃窑余热来源
(1)玻璃窑余热类型
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1.玻璃窑概念
1.2 玻璃生产方法
平板玻璃的生产过程如图1.1所示。
图1.1平板玻璃生产过程
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1.玻璃窑概念
1.2 玻璃生产方法
按照玻璃配方混合好配合料，经过高温加热形成 玻璃液的过程，称为玻璃的熔制。熔制目的是要 获得均匀、纯净、透明并适合于成形的玻璃液。 玻璃熔制过程可以分为以下五个阶段： (1) 硅酸盐形成阶段 配合料入窑后，在高温（约800-1000℃）作用 下迅速发生一系列物理的、化学的和物理-化学 的变化，如粉料受热、水分蒸发、盐类分解、组 分熔化以及石英砂与其它组分之间进行的固相反 应。这个阶段结束时，配合料变成了由硅酸盐和 游离二氧化硅组成的不透明的烧结物。
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1.玻璃窑概念
1.1 玻璃工业的重要性
(1)玻璃制品在人们日常生活中用途非常广泛。 如各种玻璃器皿、餐具、杯、盘、碟等玻璃日用 品和装饰品； 还有使用极为普遍的电灯泡、显像管等，这些制 品几乎是人们不可缺少的生活用品。 (2) 玻璃大量应用于许多工业生产部门。建筑用的 平板玻璃，医药和食品工业用的玻璃器皿，化学 工业和实验室用的玻璃仪器，电气工业和电子工 业用的各种管件、绝缘子，光学工业用的各种棱 镜、透镜，现代技术中的激光玻璃、计数器玻璃 、微孔玻璃、纳米玻璃。
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1.玻璃窑概念
1.4 玻璃生产方法的特点
(2)浮法玻璃窑生产的特点 浮法玻璃的生产过程是将熔融的玻璃液经 过流槽砖进入盛有熔融锡液的锡槽中，由于玻璃 液的密度较锡液小，玻璃液便浮在锡液表面上， 在其本身的重力及表面张力的作用下，能均匀地 摊平在锡液表面上，同时玻璃的上表面受到高温 区的抛光作用，从而使玻璃的两个表面均很平整 。然后经过定型、冷却后，进入退火窑退火、冷 却，最后经切割成为原片。 浮法玻璃工艺示意如图1.4所示。
1.玻璃窑概念
2)按熔化面积分（对日用玻璃窑而言）：用大型 窑——60m2以上，中型窑——31-59m2，小型窑— —30m2以下。
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1.玻璃窑概念
1.4 玻璃生产方法的特点
(1)引上玻璃熔窑生产的特点 垂直引上法是利用拉引机械从玻璃溶液表面垂 直向上引拉玻璃带，经冷却变硬而成玻璃平板的 方法。根据引上设备不同，又分为有槽引上、无 槽引上和对辊引上等方法(见图1.2，图1.3)。 1)优点 成型容易控制，可同时生产不同宽度和厚度的 玻璃。 2)缺点 宽度和厚度也受到成型设备的限制，产品质量 也不是很高，易产生波筋、线道、表面不平整等 缺陷。
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2.玻璃窑余热发电技术
2.2 玻璃窑余热烟气特性
(2)玻璃窑余热烟气特性
玻璃熔窑废气中所含烟尘主要来源于3个方面： 1)在加料过程中少部分原料被带入烟气中； 2)熔炉中易挥发物质（部分金属氧化物，如Na2O） 高温挥发后冷凝生成烟尘； 3)化石燃料燃烧后生成的烟尘。
从蓄热室或换热室出来的烟气、冷却部和供料 道排出来的气体、窑体和供料道的外表散热以及 冷却用水的热量均可以回收利用。 余热锅炉利用的是窑炉烟气的余热以获得蒸汽 或热水。
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2.玻璃窑余热发电技术
2.2 玻璃窑余热烟气特性
(1)烟气分类
JB/T9560-1999《烟道式余热锅炉产品型号编制 方法》对余热烟气的定义： 1)洁净烟气, 烟气含尘量≤5g/m3,无腐蚀性,无 粘结性—燃气轮机,内燃机,玻璃窑 2)带尘烟气, 烟气含尘量＞5g/m3，磨损,积灰, 堵灰—水泥,炭黑,电石,干熄焦炉; 水泥窑排出的烟气：20g/m3120g/m3 3)粘结性烟气,烟气含尘量≤5g/m3,烟尘夹带升华 或气化物质—有色金属冶炼; 4)腐蚀性烟气,烟气中含NOx,SO2,H2S,C12, NH3等 腐蚀性气体——硫铁矿赔烧炉。
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1.3 玻璃熔窑的分类
玻璃熔制过程是在玻璃熔窑内实现的。 (1)按熔制玻璃所用的容器的构造分 1)池窑：配合料在这种窑的槽型池内熔化成玻璃 液 2)坩埚窑：玻璃液是在坩埚内进行熔化的，故名 坩 埚窑。 (2)按使用能源分 1)火焰窑：以燃烧燃料为热能来源。燃料可以是 煤气、天然气、重油或煤。 2)电热窑（电熔窑）：以电能作为热能来源。按
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1.2 玻璃生产方法
(4) 玻璃液均化阶段 玻璃形成后，各部分玻璃液的化学成分和 温度都不相同，还夹杂一些不均匀体。为了消除 这种不均匀性，获得均匀一致的玻璃液，必须进 行均化。 玻璃液的均化主要依靠扩散和对流作用。 高温是一个主要的条件，因为它可以减小玻璃液 黏度，使扩散作用加强。另外，搅拌也是提高均 匀性的好方法。
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1.2 玻璃生产方法
(5) 玻璃液冷却阶段 澄清均匀化后的玻璃液黏度太小，不适合 于成形，必须通过冷却提高黏度到成形所需的范 围。所以玻璃液必须冷却到成形温度。根据玻璃 液的性质与成形方法的不同，成形温度约比澄清 温来自百度文库低200-300℃。
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1.玻璃窑概念
1.3 玻璃熔窑的分类
(6)按制造的产品分 1)平板玻璃熔窑：用于制造平板、压花、夹丝等 建筑玻璃。熔化部和冷却部的玻璃液作浅层分隔 为其结构特征。平板玻璃熔窑又可按成形方法分 为：浮法玻璃熔窑（用浮法生产平板玻璃），引 上玻璃熔窑（用有槽、无槽、对辊法生产平板玻 璃），平拉玻璃窑（用平拉法生产平板玻璃）， 压延玻璃窑（用压延法生产压花、夹丝玻璃及微 晶玻璃板）。 2)日用玻璃熔窑：用于制造瓶罐、器皿、化学仪 器、医用、电真空及其它工业玻璃。
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1.玻璃窑概念
1.1 玻璃工业的重要性
(3)玻璃在国民经济中具有重大的作用。 现今，玻璃已涉及到人们的生活和工作中， 玻璃也已渗入到国民经济的各个部门中去，它已 与工农业生产、国防建设、科学研究、文教卫生 、交通运输以及人们生活息息相关。它对于现代 社会、文明的重要性是不言而喻的。
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重油燃烧
气氛保护
图1.4 浮法玻璃工艺示意图
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1.4 玻璃生产方法的特点
(2)浮法玻璃窑生产的特点 浮法玻璃的生产具有产品质量好、产量高、生 产成本低、品种多等优点。 1)产品质量好 浮法玻璃表面质量、机械强度和热稳定性较好。 2)产量高、生产成本低 浮法玻璃生产线可以长时间连续生产，不仅产 量大，而且机械化、自动化水平高、生产工人少 、劳动生产率高、设备维修费用少。 另外，用浮法工艺可以生产0.55-25mm的优质平 板玻璃，这是其它成形工艺所望尘莫及的。