适合中小企业玻璃发展特点的半煤气池炉技术武威

适合中小企业玻璃发展特点的半煤气池炉技术

一、前言

目前，全球90%的工业燃料来自于石化燃料（石油、天然气、煤炭），据专家估计这种情况在20年内将不会有大的改变。而石油和天然气的储量主要集中在中东地区。一些经济发达国家清楚地认识到，其经济发展在极大程度上依赖于能源，为了减少在能源上对别国的依赖，节能作为一项切实可行的技术措施，受到各国政府的普遍重视，同时，降低燃料消耗及有害气体的排放，是保护环境，实现可持续发展的必然要求。

根据我国目前还有很多玻璃制造设备停留在坩埚方炉和简陋的半煤气池炉结构，不仅能耗大（每吨玻璃耗7000大卡的高热值煤一吨左右），而且生产方式落后、生产效率低。该热工设备每天只有五、六小时可生产利用，该炉型设计结构原始，燃烧原理是直接采用风火炉方式将煤炭燃烧的热量辐射传导给耐火材料坩埚，然后由坩埚将热量传导给玻璃物料。这一过程中，不仅熔制时间长，能源浪费十分惊人，而且大量的一氧化碳未完全燃烧直接进入烟囱排放在空气中，造成浓烟滚滚，污染周边环境。

鉴于很多民营企业，规模小，资金投入有限等特点，可选择新型结构的半煤气池炉作为制造玻璃的主要热工设备，该设备投资不是太大，又具有国内玻璃熔炉的先进性：煤气中的一氧化碳能充分完全燃烧，烟囱无黑烟排放；单耗较低，生产每吨玻璃大约消耗400-500公斤煤炭，而且对煤质要求不是特别高，块煤、碎煤均能使用。因此，把风火式坩埚方炉和简陋的池炉改造为结构先进的半煤气池炉，将玻璃制造生产方式由间歇式生产改为连续式生产，走创新、高效、节能环保之路势在必行。

二、半煤气池炉的先进性和特点

1、 半煤气池炉的工作原理

半煤气发生炉采用空气和水蒸气混合燃烧，用温度来控制空气中含有的水蒸气的量。水蒸气送入炉内后，在氧化层内被加热，从而降低了氧化区的温度，而过热的水蒸气到还原区后，与灼热的碳反应生成氢气和一氧化碳等可燃物组分，由煤气压力和几何动力直接将它们送入煤气通道，经煤气通道的沉降后，将煤气中的固定悬浮尘粒降至沉降室，然后纯净的可燃气体进入池炉汇同经预热至1000℃左右的热空气混合燃烧，产生1500℃以上的高温火焰，直接辐射给池炉里的玻璃配合料，熔制合格的玻璃液。

2、 余热设备

该池炉在结构设计上采用了耐火材料密闭式换热器，利用燃烧废气的温度，将很多根耐火材料矩形筒体加热，然后让冷空气经过加热的筒体内部，在热几何压头的作用下，将常温的冷空气预热成1000℃左右的热空气，同发生炉煤气完全燃烧产生强烈的高温火焰辐射给玻璃配合料。这一过程利用了热工学中的辐射、对流、传导和热动力学原理，使直接帮助煤气燃烧的冷空气变成了高温热空气。同时高温热空气的量也可根据煤气中可燃物是否完全燃烧进行调节，使煤气中的可燃物达到完全燃烧放热至玻璃物料有效利用，这样就形成了煤气完全燃烧的过程，致使排放烟囱的废气是淡淡的白烟，起到了环保节能的效果。

供给煤气发生炉的蒸汽，在设计上也采取了废热利用，将一个2.5立方的铁容器放至熔炉换热器废气通道上，利用排向烟囱的废热气体直接辐射传导给铁容器，使铁容器里的水在高温状态下产生4公斤左右压力的蒸汽直接供给发生炉生产使用，确保发生炉产煤气所需蒸汽量。此余热锅炉余热利用每天可节煤一吨左右，而且减少了2-3名司炉工人的工资成本。这一创新不仅节能降耗，而且去掉了专用锅炉产生的浓烟对环境的污染。

3、 沉降设备

为了避免煤气中的固体尘粒污染池炉内的玻璃液，专门设计了煤气沉降室，凡是发生炉产好的煤气，都必须经过沉降室才能进入料池内与热空气预混燃烧，此装置在煤气净化处理上既起到了净化煤气的作用，又便于维修清扫。确保了玻璃的熔制清洁度，提高了玻璃的质量。

4、 半煤气池炉熔制玻璃的科学性

该池炉是把充分燃烧的高温火焰快速直接辐射给玻璃物料，加快了火焰和玻璃配合料的接触时间，增大了火焰和玻璃配合料的接触面积，最大限度地将热能充分利用。同时因为玻璃配合料在高温反应中的碱蒸汽的Na2O和SO2反应生成Na2SO4随废气带入换热器清扫孔，起到了消除废气中SO2对环境的污染。避免了坩埚炉间接传热的热损失和对环境的污染。因此，该池炉在节能和环保上都独具科学性。

5、 池炉保温

据有关权威部门对玻璃热工设备测试数据报告，热工设备的耐火材料热散失占总热量的30%-40%左右。因此，在该炉型的设计上特别对换热器、炉盖、胸墙、池墙、池底等部位加强了保温，使热损失降到了最底限度，起到了节能降耗的效果。

6、 生产方式的先进性

池炉避免了坩埚炉间隙生产的缺点，可以连续24小时进行玻璃生产，同时在产量增大的情况下能耗相对地降低，既保证了生产规模的扩大，同时又降低了生产成本。例如，同样大小规格品种相同的一个玻璃制品，池炉的生产成本仅有坩埚炉生产成本的70%左右。因此，池炉生产玻璃制品的先进性是坩埚炉无法比拟的。

三、半煤气池炉和坩埚炉比较（环保、能耗）

炉型

能耗

（吨煤/吨玻璃）

环保

（烟囱）

玻璃质量

作业方式

半煤气池炉

0.5

淡白烟

较好

连续

坩埚炉

1

浓黑烟

一般

间隙

四、结论

纵观我国玻璃制造热工设备，如果坩埚炉要确保烟囱不冒黑烟，燃料采用烧油或天然气可以解决，但坩埚炉烧油，每吨玻璃大约需要一吨油左右，这样产品售价还不够能耗成本开支；烧天然气很多地方又不具备天然气资源，因此不现实；建造全煤气炉，设备一次性投资比半煤气池炉多一倍，而且全煤气池炉对煤质要求特别高（7000大卡以上的优质块煤），对操作工人技术要求也特别高，全煤气在使用过程中稍有疏忽，很容易引起安全事故。而半煤气池炉既有投资小，产出规模大，煤种要求不高，安全性好的特点，又符合环保要求。

综上所述，中小企业选用半煤气池炉生产玻璃制品既符合投资小，见效快，又符合节能环保的要求，此一举两得的好事何乐而不为呢？

作者简介:谢清彬 任重庆青杉窑炉公司总经理之职，从事玻璃行业10多年，注重玻璃窑炉设计并建造，玻璃配方，生产技术咨询，曾帮助许多玻璃生产企业解决生产线上的疑问，在中国及其它相关国家玻璃窑炉行业取得一定的成就。“玻璃之事何其多，青杉剑客傲其中” 其公司热忱为新老客户服务，急为用户所急，想为用户所想，让客户的企业在同行业竞争中独具优势。从而打造一个以技术科学的方式满足客户要求的企业文化。

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