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近几年我国日用玻璃产量情况表
(2)能源结构情况
在日用玻璃生产中消耗的能源主要有:
重油、天然气、煤、发生炉煤气、电等
重油、天然气、煤、发生炉煤气等主要用于玻璃窑炉;
电主要用于空气压缩机、风机等设备。
我国日用玻璃行业的能源利用率与国外相比,差距较大,发达国家的能源利用率一般高达50%以上,而我国仅为35%左右。
作为行业的主要耗能设备玻璃窑炉,其国外的现状是:
窑炉熔化面积较大,日出料量大,一般在每天150~300t以上,能耗低于200kgce/t产品,并对玻璃窑炉烟气进行脱硫除尘处理;
国内的现状是:
窑炉普遍规模较小,以发生炉煤气为主,大多数窑炉没有脱硫装置,窑炉材料质量差,控制技术落后,熔制玻璃能耗为300~500kgce/t产品,环境污染大。
如果以2009年我国日用玻璃制品15
46.08万t,行业的平均综合能耗450kgce/t产品计算,2009年我国日用玻璃行业的耗能总量约为696万tce(吨标准煤)。
2、行业发展
进入20世纪90年代,随着改革开放的深入发展,打破了旧国有体制的束缚,企业普遍焕发了青春,股份制极大调动了职工的积极性,一大批民营、合资、股份制企业相继涌现,加上国外大量先进技术和设备的引进及我国玻璃机器制造业的发展,使我国日用玻璃行业进入了高速发展阶段。
二、主要工艺流程
1、主要工艺流程示意图如下:
各种原料→配料车间→称量→混合
→熔制车间→加料机→玻璃窑炉熔化→供料道(机)→成型设备→退火→检验
、包装→出厂
2、主要工艺流程说明
一般日用玻璃工厂主要生产、辅助车间有:
配料车间、熔制车间(含窑炉)、碎玻璃加工车间、机修车间、原料库、包装物库等,配套公用工程设施有煤气站(重油库、燃气调压站)、空压站、变电室、水泵房、污水处理站、地磅以及生活服务设施的宿舍楼、办公楼、食堂、浴室等单体组成。
工艺过程一般为:
配料车间制备的合乎要求的配合料,由输送设备运至熔制车间的窑头料仓,然后由加料机加入到玻璃窑炉中,在1450℃左右的高温进行熔化成玻璃液,熔化好的玻璃液,再经供料道由供料机供给成型设备(制瓶机等
)制成所需的产品,再经输瓶、推瓶机等把产品送入退火炉中进行退火去除应力,经对产品的质量进行检验后,合格的产品进行包装入库、出厂。
三、节能潜力与途径
1
、节能潜力
玻璃熔制过程中,窑炉的能耗约占整个产品综合能耗的60%~70%左右,因此降低窑炉的能耗是整个玻璃厂节能的关键。
世界先进水平的窑炉主要能耗指标平均为100~130kgce/t玻璃液;
少数企业可达到90~100kgce/t玻璃液,成品单耗平均约为160~200kgce/t,熔化率一般为2.5~3.0
t/d.m2。
目前国内日用玻璃窑炉熔化面积一般在30~90m2,窑炉熔化率一般在1.5~2.2t/d.m2,成品单耗水平一般在300~500
kgce/t。
因此与世界先进水平相比,我国玻璃窑炉节能潜力很大。
玻璃液的形成主要需以下五方面热量:
(1)硅酸盐生成热,一般在300~350kJ/kg玻璃液,占玻璃形成过程耗热的10
%左右;
(2)玻璃形成热:
一般在250~300kJ/kg,占玻璃形成过程耗热的9%左右;
(3)玻璃液加热到熔化温度(1420~1480℃)时耗热一般在1880~2000kJ/kg
玻璃液,占玻璃形成过程耗热的60%以上;
(4)逸出气体加热到玻璃熔化温度耗热,一般在390~410kJ/kg玻璃液,占玻璃形成过程耗热的15%左右;
(5)蒸发水分耗热,一般在100~120kJ/kg玻璃液,占玻璃形成过程耗热的5%
由此可见,玻璃液加热到熔化温度时的耗热最大,占60%以上,是节能的工作重点。
玻璃加热到熔化温度的目的是使玻璃液得到进一步澄清、均化,为下一步的加工(成制品)提供良好的玻璃液。
因此,快速、有效的使玻璃液澄清
、均化是减少该部分热量的关键。
目前的技术有:
增设窑坎、鼓泡、深澄清、提高火燃温度、高保温等技术。
2、节能途径
(1)技术改造
①对窑炉的结构进行改造。
优化窑炉结构设计,并合理匹配耐火材料,逐步采用全电或电辅加热窑、富氧、全氧燃烧窑炉,淘汰不保温、及直火式或半煤气等耗能高的窑炉。
②选择节能型设备,并适时更新高耗能设备;
空压机、制瓶机冷却风机等大功率的设备采用变频调速。
(2)余热利用。
增设余热锅炉,对窑炉烟气的余热进行回收。
(3)改善能源结构
由于发生炉煤气存在二次转换,故采用天然气等清洁燃料,可进一步降低能耗
,是整个行业的发展趋势。
四、节能技术应用及效果分析
1、窑炉节能改造技术
(1)玻璃窑炉的节能技术主要有:
①
选用优质耐火材料。
玻璃窑炉是用各种耐火材料砌筑而成的,耐火材料的优劣直接关系到窑炉的使用寿命与节能效果,并且也影响玻璃的熔化质量。
②
采用高保温技术。
保温是玻璃窑炉最有效的节能措施之一,一般来讲窑体散热占燃料消耗量的3%~5%,因此选用优质的保温材料,加厚保温层可达到很好的节能效果。
③
熔化部分与工作部(冷却部)实行全分隔。
将工作部改为分配料道结构形式,宽度变小,深度变浅,且不需柴油加热,一般可节约能耗约3%左右。
④
合理设计小炉与火焰空间。
小炉与火焰空间是燃料混合、燃烧的部分,燃烧是否充分,火焰长度及覆盖是否能满足熔化要求,均与这两部分有关。
可加大喷火口宽度比例,使喷出的火焰完全覆盖配合料,强制熔化,提高熔化能力;
火焰空间采用大空间,这样不仅可以保证燃料的充分燃烧,也可防止火焰冲刷大旋,提高窑炉的寿命,一般可提高燃烧效率约5%左右。
⑤
采用上倾式流液洞结构形式。
可有效的减少玻璃液的回流,减少二次加热的热量,且有利于澄清,提高熔化质量,一般可节约能耗2%左右。
⑥
加深熔化池、澄清池深度。
熔化池玻璃液的深度可加深到1.6m左右,澄清池可加深到2.1m左右,有利于窑内玻璃液的对流循环、玻璃液的澄清、均化,提高了窑炉的熔化能力,该技术的采用一般可节约能耗6%左右。
⑦
采用三通道蓄热室。
采用三通道蓄热室可加大格子砖的蓄热面积,可较好的回收余热,空气、煤气的预热温度较一般蓄热室可提高100℃左右,有利于燃烧并达到节能目的,可节能6%左右。
(2)效果分析
采用以上的节能改造技术,可实现节能率22%左右,一般单位产品可节约90kgc
e左右。
2、富氧燃烧技术
(1)技术内容
富氧燃烧技术是以氧含量高于21%的富氧空气代替空气作为助燃气体的一种高效强化燃烧技术。
富氧燃烧一般是采用膜式氧气发生器产生28%左右的富氧空气,经炉窑蓄热室预热后,吹入燃烧室助燃。
采用富氧燃烧后,提高了火焰温度和燃烧效率,减少了烟气排放量,降低了排烟损失,可取得5%左右的节能效果。
同时由于燃烧相对完全,火焰长度相对缩短,火焰上部温度降低,减轻了碹顶、小炉和蓄热室的热负荷,即减轻了对耐火材料的侵蚀,可延长窑炉的使用寿命。
3、池底鼓泡技术
⑴技术内容
池底鼓泡技术是通过在熔窑池底砖上安装鼓泡器,用压缩空气作为鼓泡介质向窑内高温玻璃液中鼓入一定压力的气体。
气体在高温玻璃液内形成一定直径的泡,形成的泡从池底上升到达玻璃液面后胀破,从而强化玻璃液热对流,使玻璃液面吸收热量加大。
(2)效果分析
采用鼓泡技术可改善玻璃液均匀性,提高产品质量;
提高了熔化率5%左右;
降低燃料左右5%。
4、窑炉实行自动控制
窑炉实现自动控制,可较好的控制燃料与空气的比例、液面及窑压等参数,这样不仅节约燃料,提高熔化率,还可有效的延长窑炉的使用寿命,并提供性能稳定的玻璃液。
5、余热利用技术
利用余热锅炉回收熔窑烟气余热产生低压饱和蒸汽或热水,用于生产或生活。
利用余热锅炉回收熔窑烟气余热可节约3%左右能源。
6、推广前景:
以上介绍的节能技术,在日用玻璃工业企业有着广泛的应用前景,特别适用于新建和改建的玻璃窑炉。
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