CN102992583A - 浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术 - Google Patents

浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，包括以下工艺：1、氧气制备工艺；2、固体燃料石油焦的加工工艺；3、纯氧燃烧工艺。本发明改变传统的空气助燃和液态气态燃料为纯氧助燃和固体燃料，将氧气浓度大于90%气体与流化的固体燃料混合喷入玻璃熔窑内燃烧，助燃气体氧气浓度提高，燃料与氧气反应速度大大提高，火焰温度由此升高，辐射能力提高，玻璃配合料熔化速度加快，进入窑内的无效气体减少，热利用率提高，污染物排放减少。

Description

浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术
技术领域
本发明涉及浮法玻璃制造领域，具体涉及浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术。
背景技术
浮法玻璃熔窑为大型横火焰熔窑，使用燃料为液态的重油或煤焦油以及气态的煤气、天燃气或焦炉煤气，助燃方式为空气助燃，燃烧时会产生大量的污染物。随着国际能源危机加剧，节能降耗已成为企业追求的永恒课题；同时国家大力提倡建设环境友好型社会，企业在生产经营过程中最大限度地减少污染物排放、保护环境是企业义不容辞的义务。
发明内容
本发明针对背景技术中问题，研究开发了浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，其目的在于：减少污染物排放，保护环境。
本发明的技术解决方案：
浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，包括以下工艺：
1、氧气制备工艺
①过滤、压缩、预冷及纯化
空气首先被吸入空气过滤器，在其中除去灰尘及其它机械杂质，然后进入空压机，压缩后的气体进入组合式预冷机组，被冷却至5～8℃；被冷却的空气进入用来吸附除去水份、二氧化碳、碳氢化合物的空气纯化系统。
②空气精馏
经净化后的的空气进入膨胀机驱动的增压端增压，然后经冷却器冷却，进入主换热器被返流低温气体冷却至-170～-190℃后进入下塔参与精馏；在下塔中，上升气体与下降液体充分接触，抟热抟质后，上升气体中氮的浓度逐渐增加；纯氮气进入下塔顶部的主冷凝蒸发器被冷凝，在氮气被冷凝的同时，主冷凝蒸发器中的液氧被汽化，20～30%的液氮作为下塔的回流液，其余液氮经过冷器过冷，节流送入上塔，作为上塔顶部的回流液。
在下塔中产生的液空也经过冷器过冷，经液空节流阀节流后进入上塔参与精馏，上塔内经过再次精馏，得到产品氧气和氮气。
2、固体燃料石油焦的加工工艺
石油焦通过输送皮带在去除铁杂质后送到破碎机进行粗破，经输送绞龙送到半成品料仓，再由二次绞龙送到研磨机，同时在研磨机中增加热风干燥，磨细干燥后的混合粉进入旋风分离器进行首次选粉，成品粉由卸灰机送入成品仓，选粉后的二级混合粉再经脉冲袋式吸尘器进行二次收粉，成品粉仍由卸灰机送入成品仓，剩余粗料返回研磨机再加工。
3、纯氧燃烧的工艺
由空气经双塔制氧工艺得到的纯氧气在0.2 MPa压力下经输送控制系统和氧气控制系统送到熔窑用气点，部分纯氧经液化保存在-186℃液氧储罐中，在制氧系统维护或其它异常情况下经气化减压到0.2 MPa压力再送氧气管道；固体燃料石油焦经制粉加工系统加工成160～300目存储于焦粉成品仓中，流化后通过气力输送到熔窑燃料仓，仓口下方装有燃料泵进行输送分配，通过石油焦粉燃烧控制系统送到熔窑氧枪；在全氧喷枪处石油焦粉经0.5 MPa压缩空气进行雾化，氧气经氧枪管道和雾化后的焦粉一起喷入1350℃的玻璃熔窑内燃烧，加热熔化玻璃配合料，达到节约燃料、提高质量、减少污染物之目的。
所述步骤1中空气过滤器为自洁式空气过滤器。
所述步骤1中空气纯化系统中的吸附器由两台立式容器组成，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮通过电加热器加热后进行再生。
所述步骤3中输送控制系统包括液氧储罐，储罐容积为30m3，工作压力0.8MPa，液氧储罐起到储存液氧及稳压作用，储罐出口设减压阀，通过氧气主管将氧气送到各用气点。
所述步骤3中氧气控制系统包括氧气控制主盘和氧气仪表控制主盘控制氧气量；气控制主盘包含球阀、过滤器、切断阀、流量计、调节阀、止回阀，氧气依次经过球阀、过滤器、切断阀、流量计、调节阀和止回阀进入氧枪管道；氧气低压设定0.027 MPa，氧气高压设定0.27 MPa，氧气仪表控制氧气燃烧时温度及压力开关状态，一旦发生系统偏离设定值，氧气压力过高或过低时的情况，系统将发出信号，关断氧气切断阀，保证氧气系统安全。
所述步骤3中石油焦粉燃烧控制系统包括石油焦控制主盘和石油焦仪表控制盘控制燃烧量，石油焦控制主盘包含球阀、质量流量计、气动薄膜调节阀，石油焦仪表控制盘通过调节气动薄膜调节阀开度，控制质量流量计流量，从而控制石油焦流量。
所述步骤3中氧气流量为2.5～4.5m3/h，石油焦粉流量为1.5～2.5Kg/h。
本发明的有益效果：
本发明改变传统的空气助燃和液态气态燃料为纯氧助燃和固体燃料，将氧气浓度大于90%气体与流化的固体燃料混合喷入玻璃熔窑内燃烧，助燃气体氧气浓度提高，燃料与氧气反应速度大大提高，火焰温度由此升高，辐射能力提高，玻璃配合料熔化速度加快，进入窑内的无效气体减少，热利用率提高，污染物排放减少。该技术投入使用后，实现综合年节约标准煤1.27万吨，节约燃料17467.79吨；同时，提高玻璃质量，延长窑炉寿命，每年可减排SO286.8吨，烟尘23.2吨。
附图说明
 图1为本发明制氧制氮工艺流程图。
图2为本发明液氧存输及燃烧控制流程图。
图3为本发明石油焦加工工艺流程图。
图4为本发明石油焦控制原理图。
图5为本发明浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图实施例来具体描述本发明。
实施例一
浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，包括以下工艺：
1、氧气制备工艺，如图1所示：
根据浮法玻璃生产特点，制气技术采用双塔制氧制氮工艺，所制氮气用于锡槽保护气体，所制氧气用于氧枪。
①过滤、压缩、预冷及纯化
空气首先被吸入自洁式空气过滤器，在其中除去灰尘及其它机械杂质，然后进入空压机，压缩后的气体进入组合式预冷机组，被冷却至5℃；被冷却的空气进入用来吸附除去水份、二氧化碳、碳氢化合物的空气纯化系统。空气纯化系统中的吸附器由两台立式容器组成，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮通过电加热器加热后进行再生。
②空气精馏
经净化后的的空气进入膨胀机驱动的增压端增压，然后经冷却器冷却，进入主换热器被返流低温气体冷却至-170℃后进入下塔参与精馏；在下塔中，上升气体与下降液体充分接触，抟热抟质后，上升气体中氮的浓度逐渐增加；纯氮气进入下塔顶部的主冷凝蒸发器被冷凝，在氮气被冷凝的同时，主冷凝蒸发器中的液氧被汽化，20～30%的液氮作为下塔的回流液，其余液氮经过冷器过冷，节流送入上塔，作为上塔顶部的回流液。
在下塔中产生的液空也经过冷器过冷，经液空节流阀节流后进入上塔参与精馏，上塔内经过再次精馏，得到产品氧气和氮气。
2、固体燃料石油焦的加工工艺，如图3所示：
石油焦通过输送皮带在去除铁杂质后送到破碎机进行粗破，经输送绞龙送到半成品料仓，再由二次绞龙送到研磨机，同时在研磨机中增加热风干燥，磨细干燥后的混合粉进入旋风分离器进行首次选粉，成品粉由卸灰机送入成品仓，选粉后的二级混合粉再经脉冲袋式吸尘器进行二次收粉，成品粉仍由卸灰机送入成品仓，剩余粗料返回研磨机再加工。
3、纯氧燃烧的工艺流程，如图5所示：
由空气经双塔制氧工艺得到的纯氧气在0.2 MPa压力下经输送控制系统和氧气控制系统送到熔窑用气点，部分纯氧经液化保存在-186℃液氧储罐中，在制氧系统维护或其它异常情况下经气化减压到0.2 MPa压力再送氧气管道；固体燃料石油焦经制粉加工系统加工成160目存储于焦粉成品仓中，流化后通过气力输送到熔窑燃料仓，仓口下方装有燃料泵进行输送分配，通过石油焦粉燃烧控制系统送到熔窑氧枪；在全氧喷枪处石油焦粉经0.5 MPa压缩空气进行雾化，氧气经氧枪管道和雾化后的焦粉一起喷入1350℃的玻璃熔窑内燃烧，氧气流量为2.53/h，石油焦粉流量为1.5Kg/h，加热熔化玻璃配合料，达到节约燃料、提高质量、减少污染物之目的。
如图2所示：输送控制系统包括液氧储罐，储罐为30m3，工作压力0.8MPa，液氧储罐起到储存液氧及稳压作用，储罐出口设减压阀，通过氧气主管将氧气送到各用气点。
如图2所示：氧气控制系统包括氧气控制主盘和氧气仪表控制主盘控制氧气量；气控制主盘包含球阀、过滤器、切断阀、流量计、调节阀、止回阀，氧气依次经过球阀、过滤器、切断阀、流量计、调节阀和止回阀进入氧枪管道；氧气低压设定0.027 MPa，氧气高压设定0.27 MPa，氧气仪表控制氧气燃烧时温度及压力开关状态，一旦发生系统偏离设定值（氧气压力过高或过低时）的情况，系统将发出信号，关断氧气切断阀，保证氧气系统安全。
如图4所示：石油焦粉燃烧控制系统包括石油焦控制主盘和石油焦仪表控制盘控制燃烧量，石油焦控制主盘包含球阀、质量流量计、气动薄膜调节阀，石油焦仪表控制盘通过调节气动薄膜调节阀开度，控制质量流量计流量，从而控制石油焦流量。
实施例二
浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，包括以下工艺:
1、氧气制备工艺，如图1所示：
根据浮法玻璃生产特点，制气技术采用双塔制氧制氮工艺，所制氮气用于锡槽保护气体，所制氧气用于氧枪。
①过滤、压缩、预冷及纯化
空气首先被吸入自洁式空气过滤器，在其中除去灰尘及其它机械杂质，然后进入空压机，压缩后的气体进入组合式预冷机组，被冷却至7℃；被冷却的空气进入用来吸附除去水份、二氧化碳、碳氢化合物的空气纯化系统。空气纯化系统中的吸附器由两台立式容器组成，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮通过电加热器加热后进行再生。
②空气精馏
经净化后的的空气进入膨胀机驱动的增压端增压，然后经冷却器冷却，进入主换热器被返流低温气体冷却至-180℃后进入下塔参与精馏；在下塔中，上升气体与下降液体充分接触，抟热抟质后，上升气体中氮的浓度逐渐增加；纯氮气进入下塔顶部的主冷凝蒸发器被冷凝，在氮气被冷凝的同时，主冷凝蒸发器中的液氧被汽化，20～30%的液氮作为下塔的回流液，其余液氮经过冷器过冷，节流送入上塔，作为上塔顶部的回流液。
在下塔中产生的液空也经过冷器过冷，经液空节流阀节流后进入上塔参与精馏，上塔内经过再次精馏，得到产品氧气和氮气。
2、固体燃料石油焦的加工工艺，如图3所示：
石油焦通过输送皮带在去除铁杂质后送到破碎机进行粗破，经输送绞龙送到半成品料仓，再由二次绞龙送到研磨机，同时在研磨机中增加热风干燥，磨细干燥后的混合粉进入旋风分离器进行首次选粉，成品粉由卸灰机送入成品仓，选粉后的二级混合粉再经脉冲袋式吸尘器进行二次收粉，成品粉仍由卸灰机送入成品仓，剩余粗料返回研磨机再加工。
3、纯氧燃烧的工艺流程，如图5所示：
由空气经双塔制氧工艺得到的纯氧气在0.2 MPa压力下经输送控制系统和氧气控制系统送到熔窑用气点，部分纯氧经液化保存在-186℃液氧储罐中，在制氧系统维护或其它异常情况下经气化减压到0.2 MPa压力再送氧气管道；固体燃料石油焦经制粉加工系统加工成230目存储于焦粉成品仓中，流化后通过气力输送到熔窑燃料仓，仓口下方装有燃料泵进行输送分配，通过石油焦粉燃烧控制系统送到熔窑氧枪；在全氧喷枪处石油焦粉经0.5 MPa压缩空气进行雾化，氧气经氧枪管道和雾化后的焦粉一起喷入1350℃的玻璃熔窑内燃烧，氧气流量为3.5m3/h，石油焦粉流量为2Kg/h，加热熔化玻璃配合料，达到节约燃料、提高质量、减少污染物之目的。
如图2所示：输送控制系统包括液氧储罐，储罐为30m3，工作压力0.8MPa，液氧储罐起到储存液氧及稳压作用，储罐出口设减压阀，通过氧气主管将氧气送到各用气点。
如图2所示：氧气控制系统包括氧气控制主盘和氧气仪表控制主盘控制氧气量；气控制主盘包含球阀、过滤器、切断阀、流量计、调节阀、止回阀，氧气依次经过球阀、过滤器、切断阀、流量计、调节阀和止回阀进入氧枪管道；氧气低压设定0.027 MPa，氧气高压设定0.27 MPa，氧气仪表控制氧气燃烧时温度及压力开关状态，一旦发生系统偏离设定值（氧气压力过高或过低时）的情况，系统将发出信号，关断氧气切断阀，保证氧气系统安全。
如图4所示：石油焦粉燃烧控制系统包括石油焦控制主盘和石油焦仪表控制盘控制燃烧量，石油焦控制主盘包含球阀、质量流量计、气动薄膜调节阀，石油焦仪表控制盘通过调节气动薄膜调节阀开度，控制质量流量计流量，从而控制石油焦流量。
实施例三
浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，包括以下工艺:
1、氧气制备工艺，如图1所示：
根据浮法玻璃生产特点，制气技术采用双塔制氧制氮工艺，所制氮气用于锡槽保护气体，所制氧气用于氧枪。
①过滤、压缩、预冷及纯化
空气首先被吸入自洁式空气过滤器，在其中除去灰尘及其它机械杂质，然后进入空压机，压缩后的气体进入组合式预冷机组，被冷却至8℃；被冷却的空气进入用来吸附除去水份、二氧化碳、碳氢化合物的空气纯化系统。空气纯化系统中的吸附器由两台立式容器组成，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮通过电加热器加热后进行再生。
②空气精馏
经净化后的的空气进入膨胀机驱动的增压端增压，然后经冷却器冷却，进入主换热器被返流低温气体冷却至 -190℃后进入下塔参与精馏；在下塔中，上升气体与下降液体充分接触，抟热抟质后，上升气体中氮的浓度逐渐增加；纯氮气进入下塔顶部的主冷凝蒸发器被冷凝，在氮气被冷凝的同时，主冷凝蒸发器中的液氧被汽化，20～30%的液氮作为下塔的回流液，其余液氮经过冷器过冷，节流送入上塔，作为上塔顶部的回流液。
在下塔中产生的液空也经过冷器过冷，经液空节流阀节流后进入上塔参与精馏，上塔内经过再次精馏，得到产品氧气和氮气。
2、固体燃料石油焦的加工工艺，如图3所示：
石油焦通过输送皮带在去除铁杂质后送到破碎机进行粗破，经输送绞龙送到半成品料仓，再由二次绞龙送到研磨机，同时在研磨机中增加热风干燥，磨细干燥后的混合粉进入旋风分离器进行首次选粉，成品粉由卸灰机送入成品仓，选粉后的二级混合粉再经脉冲袋式吸尘器进行二次收粉，成品粉仍由卸灰机送入成品仓，剩余粗料返回研磨机再加工。
3、纯氧燃烧的工艺流程，如图5所示：
由空气经双塔制氧工艺得到的纯氧气在0.2 MPa压力下经输送控制系统和氧气控制系统送到熔窑用气点，部分纯氧经液化保存在-186℃液氧储罐中，在制氧系统维护或其它异常情况下经气化减压到0.2 MPa压力再送氧气管道；固体燃料石油焦经制粉加工系统加工成300目存储于焦粉成品仓中，流化后通过气力输送到熔窑燃料仓，仓口下方装有燃料泵进行输送分配，通过石油焦粉燃烧控制系统送到熔窑氧枪；在全氧喷枪处石油焦粉经0.5 MPa压缩空气进行雾化，氧气经氧枪管道和雾化后的焦粉一起喷入1350℃的玻璃熔窑内燃烧，氧气流量为4.5m3/h，石油焦粉流量为2.5Kg/h，加热熔化玻璃配合料，达到节约燃料、提高质量、减少污染物之目的。
如图2所示：输送控制系统包括液氧储罐，储罐为30m3，工作压力0.8MPa，液氧储罐起到储存液氧及稳压作用，储罐出口设减压阀，通过氧气主管将氧气送到各用气点。
如图2所示：氧气控制系统包括氧气控制主盘和氧气仪表控制主盘控制氧气量；气控制主盘包含球阀、过滤器、切断阀、流量计、调节阀、止回阀，氧气依次经过球阀、过滤器、切断阀、流量计、调节阀和止回阀进入氧枪管道；氧气低压设定0.027 MPa，氧气高压设定0.27 MPa，氧气仪表控制氧气燃烧时温度及压力开关状态，一旦发生系统偏离设定值（氧气压力过高或过低时）的情况，系统将发出信号，关断氧气切断阀，保证氧气系统安全。
如图4所示：石油焦粉燃烧控制系统包括石油焦控制主盘和石油焦仪表控制盘控制燃烧量，石油焦控制主盘包含球阀、质量流量计、气动薄膜调节阀，石油焦仪表控制盘通过调节气动薄膜调节阀开度，控制质量流量计流量，从而控制石油焦流量。

Claims (7)

1.浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，包括以下工艺：
(一)、氧气制备工艺
①过滤、压缩、预冷及纯化
空气首先被吸入空气过滤器，在其中除去灰尘及其它机械杂质，然后进入空压机，压缩后的气体进入组合式预冷机组，被冷却至5～8℃；被冷却的空气进入用来吸附除去水份、二氧化碳、碳氢化合物的空气纯化系统；
②空气精馏
经净化后的的空气进入膨胀机驱动的增压端增压，然后经冷却器冷却，进入主换热器被返流低温气体冷却至-170～-190℃后进入下塔参与精馏；在下塔中，上升气体与下降液体充分接触，抟热抟质后，上升气体中氮的浓度逐渐增加；纯氮气进入下塔顶部的主冷凝蒸发器被冷凝，在氮气被冷凝的同时，主冷凝蒸发器中的液氧被汽化，20～30%的液氮作为下塔的回流液，其余液氮经过冷器过冷，节流送入上塔，作为上塔顶部的回流液；
在下塔中产生的液空也经过冷器过冷，经液空节流阀节流后进入上塔参与精馏，上塔内经过再次精馏，得到产品氧气和氮气；
(二)、固体燃料石油焦的加工工艺
石油焦通过输送皮带在去除铁杂质后送到破碎机进行粗破，经输送绞龙送到半成品料仓，再由二次绞龙送到研磨机，同时在研磨机中增加热风干燥，磨细干燥后的混合粉进入旋风分离器进行首次选粉，成品粉由卸灰机送入成品仓，选粉后的二级混合粉再经脉冲袋式吸尘器进行二次收粉，成品粉仍由卸灰机送入成品仓，剩余粗料返回研磨机再加工；
(三)、纯氧燃烧工艺
由空气经双塔制氧工艺得到的纯氧气在0.2 MPa压力下经输送控制系统和氧气控制系统送到熔窑用气点，部分纯氧经液化保存在-186℃液氧储罐中，在制氧系统维护或其它异常情况下经气化减压到0.2 MPa压力再送氧气管道；固体燃料石油焦经制粉加工系统加工成160～300目存储于焦粉成品仓中，流化后通过气力输送到熔窑燃料仓，仓口下方装有燃料泵进行输送分配，通过石油焦粉燃烧控制系统送到熔窑氧枪；在全氧喷枪处石油焦粉经0.5 MPa压缩空气进行雾化，氧气经氧枪管道和雾化后的焦粉一起喷入1350℃的玻璃熔窑内燃烧，加热熔化玻璃配合料，达到节约燃料、提高质量、减少污染物之目的。
2.如权利要求1所述的浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，其特征在于：所述步骤(一)中空气过滤器为自洁式空气过滤器。
3.如权利要求1所述的浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，其特征在于：所述步骤(一)中空气纯化系统中的吸附器由两台立式容器组成，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮通过电加热器加热后进行再生。
4.如权利要求1所述的浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，其特征在于：所述步骤(三)中输送控制系统包括液氧储罐，储罐容积为30m3，工作压力0.8MPa，储罐出口设减压阀，通过氧气主管将氧气送到各用气点。
5.如权利要求1所述的浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，其特征在于：所述步骤(三)中氧气控制系统包括氧气控制主盘和氧气仪表控制主盘控制氧气量；气控制主盘包含球阀、过滤器、切断阀、流量计、调节阀、止回阀，氧气依次经过球阀、过滤器、切断阀、流量计、调节阀和止回阀进入氧枪管道；氧气低压设定0.027 MPa，氧气高压设定0.27 MPa，氧气仪表控制氧气燃烧时温度及压力开关状态，一旦发生系统偏离设定值，氧气压力过高或过低时的情况，系统将发出信号，关断氧气切断阀，保证氧气系统安全。
6.如权利要求1所述的浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，其特征在于：所述步骤(三)中石油焦粉燃烧控制系统包括石油焦控制主盘和石油焦仪表控制盘控制燃烧量，石油焦控制主盘包含球阀、质量流量计、气动薄膜调节阀，石油焦仪表控制盘通过调节气动薄膜调节阀开度，控制质量流量计流量，从而控制石油焦流量。
7.如权利要求1所述的浮法玻璃熔窑固体燃料纯氧燃烧技术，其特征在于：所述步骤(三)中氧气流量为2.5～4.5m3/h，石油焦粉流量为1.5～2.5Kg/h。
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