CN109721223A - 一种生产液晶玻璃的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种生产液晶玻璃的方法和系统，该方法包括：将天然气和纯氧通过烧枪喷入玻璃窑炉中进行燃烧以熔融玻璃窑炉中的玻璃原料，所得气体从玻璃窑炉排入第一烟道，得到第一烟气；将第一烟气在第一烟道中进行换热降温后排入第二烟道，得到第二烟气；将空气通入第二烟道中与第二烟气混合后排入第三烟道，得到第三烟气；向第三烟道中的第三烟气喷淋水后排入第四烟道，得到第四烟气；将空气通入第四烟道中与第四烟气混合，得到第五烟气；将第五烟气通过第五烟道进入布袋除尘器进行除尘，得到第六烟气。本公开提供的方法和系统能够降低玻璃窑炉所排放烟气中颗粒物含量和氮氧化物含量。
Description
技术领域
本公开涉及玻璃生产技术领域，具体地，涉及一种生产液晶玻璃的方法和系统。
背景技术
液晶玻璃窑炉采用天然气和空气燃烧作为主要能量来源。在天然气燃烧过程中，高温作用下空气中的氮气和氧气反应形成氮氧化物，而氮氧化物是大气污染的主要污染源。随着国家标准和地方标准中烟气技术指标的不断提高，对窑炉烟气中颗粒物含量和氮氧化物含量提出了新的要求。
发明内容
本公开的目的是提供一种生产液晶玻璃的方法和系统，本公开提供的方法和系统能够降低玻璃窑炉所排放烟气中颗粒物含量和氮氧化物含量。
为了实现上述目的，本公开提供一种生产液晶玻璃的方法，该方法包括：
(1)、将天然气和纯氧通过烧枪喷入玻璃窑炉中进行燃烧以熔融玻璃窑炉中的玻璃原料，所得气体从玻璃窑炉排入第一烟道，得到第一烟气；其中，所述天然气和纯氧的体积比为1：(2.2-2.7)，所述燃烧的温度为1500-1600℃，第一烟气的温度在1300℃以上，相对压力为负200至负50Pa；
(2)、将第一烟气在第一烟道中进行换热降温后排入第二烟道，得到第二烟气；其中，所述第二烟气的温度为700-800℃，相对压力为负300至负100Pa；
(3)、将空气通入第二烟道中与第二烟气混合后排入第三烟道，得到第三烟气；其中，所述第三烟气的温度为400-500℃，相对压力为负300至负100Pa；
(4)、向第三烟道中的第三烟气喷淋水后排入第四烟道，得到第四烟气；其中，所述第四烟气的温度为200-300℃，相对压力为负300至负100Pa，含水量为15-30质量％；
(5)、将空气通入第四烟道中与第四烟气混合后排入第五烟道，得到第五烟气；其中，所述第五烟气的温度为50-150℃，相对压力为负500至负300Pa；
(6)、将第五烟气排入布袋除尘器进行除尘，得到第六烟气；其中，所述第六烟气的温度为30-100℃，相对压力为负800至负700Pa。
可选的，所述第六烟气中颗粒物含量为10-50mg/m3，氮氧化物含量为200-600mg/m3。
可选的，所述纯氧中氧气体积在99体积％以上。
可选的，所述方法还包括：采用冷却风对玻璃窑炉耐火砖的外侧进行降温，所述冷却风的风压为100-300Pa。
可选的，所述玻璃窑炉中压力为20-30Pa。
本公开还提供一种生产液晶玻璃的系统，所述系统包括玻璃窑炉、第一烟道、第二烟道、第三烟道、第四烟道、第五烟道、布袋除尘器和烟囱，所述玻璃窑炉设置有用于送入玻璃原料的进料口、送出熔融玻璃的出料口、天然气入口、纯氧入口、以及烟气出口，所述玻璃窑炉的烟气出口依次通过第一烟道、第二烟道、第三烟道、第四烟道和第五烟道与布袋除尘器的进气口连通，所述布袋除尘器的出气口与所述烟囱进气口连通，所述第一烟道设置有换热降温设备，所述第二烟道设置有第一空气入口，所述第三烟道设置有喷淋水入口，所述第四烟道设置有第二空气入口。
可选的，所述系统还包括用于对玻璃窑炉耐火砖进行降温的冷却设备；
所述换热降温设备为换热水管，所述冷却风设备为冷却风机。
可选的，所述第一烟道、第二烟道、第三烟道、第四烟道和第五烟道依次连接为几字形。
可选的，所述换热降温设备设置于所述第一烟道出口处，所述第一空气入口设置于第二烟道的入口处，所述喷淋水入口设置于所述第三烟道的出口处，所述第二空气入口设置于第四烟道的出口处。
可选的，所述系统还包括由外至内嵌入玻璃窑炉中烧枪，所述天然气入口和纯氧入口与所述烧枪的进气口连通，所述烧枪的出气口位于所述玻璃窑炉中。
本公开方法和系统通过将纯氧通入玻璃窑炉中，并降低玻璃窑炉的温度，从而可以减少窑炉中氮氧化物的产生，并通过一系列的降温和除颗粒物后，能够显著降低排放烟气中的颗粒物含量和氮氧化物含量，净化窑炉烟气，实现了大气排放物的达标，改善空气质量。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1包括本公开方法一种具体实施方式的流程示意图，也包括本公开系统一种具体实施方式的结构示意图。
附图标记说明
1天然气入口 2纯氧入口 3冷却设备
4烧枪 5玻璃窑炉 6换热降温设备
7第一空气入口 8烟气出口 9第二空气入口
10喷淋水入口 11布袋除尘器 12烟囱
21第一烟道 22第二烟道 23第三烟道
24第四烟道 25第五烟道
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开提供一种生产液晶玻璃的方法，该方法包括：
(1)、将天然气和纯氧通过烧枪喷入玻璃窑炉中进行燃烧以熔融玻璃窑炉中的玻璃原料，所得气体从玻璃窑炉排入第一烟道，得到第一烟气；其中，所述天然气和纯氧的体积比为1：(2.2-2.7)，所述燃烧的温度为1500-1600℃，第一烟气的温度在1300℃以上，相对压力为负200至负50Pa；
(2)、将第一烟气在第一烟道中进行换热降温后排入第二烟道，得到第二烟气；其中，所述第二烟气的温度为700-800℃，相对压力为负300至负100Pa；
(3)、将空气通入第二烟道中与第二烟气混合后排入第三烟道，得到第三烟气；其中，所述第三烟气的温度为400-500℃，相对压力为负300至负100Pa；
(4)、向第三烟道中的第三烟气喷淋水后排入第四烟道，得到第四烟气；其中，所述第四烟气的温度为200-300℃，相对压力为负300至负100Pa，含水量为15-30质量％；
(5)、将空气通入第四烟道中与第四烟气混合后排入第五烟道，得到第五烟气；其中，所述第五烟气的温度为50-150℃，相对压力为负500至负300Pa；
(6)、将第五烟气排入布袋除尘器进行除尘，得到第六烟气；其中，所述第六烟气的温度为30-100℃，相对压力为负800至负700Pa。
根据本公开，在步骤(1)中通过降低天然气用量来降低燃烧温度，将燃烧温度由1650℃降低至1600℃以下，同时使天然气和纯氧的体积比为由1：3左右降低至1:2.7以下，减少氧气使用量，从而减少在高温条件下产生的氮氧化物，还可以降低玻璃窑炉的能耗，减少烟气总体积和烟气带走热量。另外，通过采用纯氧替代空气进行助燃，降低了窑炉中氮气的浓度，提高了燃烧效率，实现增产节能，所述纯氧中氧气体积可以在99体积％以上。进一步地，还可以加快窑炉中气体的引出，缩短气体在窑炉前部的热力型氮氧化物产生区的停留时间，减少氮氧化物的产生。
根据本公开，步骤(2)中通过对第一烟气进行预先降温，可以减少后续步骤(3)和(5)中空气的引入量至原先的三分之一左右，减少了氮气引入烟道和减少氮气在高温下转化为氮氧化物。第一烟道中可以采用换热水管进行降温。
根据本公开，步骤(4)向第三烟气进行喷淋水，可以对第三烟气进行降温，增加烟气湿度，还可以捕捉和去除烟气中的颗粒物，减少空气引入量，减少氮氧化物产生。
根据本公开，通过布袋除尘器可以对第五烟气进行进一步除尘，所述第六烟气中颗粒物含量可以为10-50mg/m3，氮氧化物含量可以为200-600mg/m3。布袋除尘器是一种干式滤尘装置，适用于捕集细小、非纤维性粉尘，其滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤。除尘效率高，一般在99％以上，除尘器出口气体含尘浓度在100mg/m3之内，对亚微米粒径的细尘有较高的分级效率。另外，布袋除尘器中的布袋可以经常进行更新，以提高除尘效果，并可以降低氮氧化物的浓度。
根据本公开，为了降低玻璃窑炉耐火砖的温度，所述方法还可以包括：采用冷却风对玻璃窑炉耐火砖的外侧进行降温，从而减少玻璃液对耐火砖的侵蚀，另外，可以控制冷却风的风压由常规的500Pa至100-300Pa，从而减少窑炉周围的氮气进入窑炉中，减少氮氧化物的产生。进一步地，还可以提高窑炉中的压力，从而使常规0-10Pa的窑炉压力提高至20-30Pa，同样可以减少窑炉周围的氮气进入窑炉中。
如图1所示，本公开还提供一种生产液晶玻璃的系统，所述系统包括玻璃窑炉5、第一烟道21、第二烟道22、第三烟道23、第四烟道24、第五烟道25、布袋除尘器11和烟囱12，所述玻璃窑炉5设置有用于送入玻璃原料的进料口、送出熔融玻璃的出料口、天然气入口1、纯氧入口2、以及烟气出口8，所述玻璃窑炉5的烟气出口依次通过第一烟道21、第二烟道22、第三烟道23、第四烟道24和第五烟道25与布袋除尘器11的进气口连通，所述布袋除尘器11的出气口与所述烟囱12进气口连通，所述第一烟道21设置有换热降温设备6，所述第二烟道22设置有第一空气入口7，所述第三烟道23设置有喷淋水入口10，所述第四烟道24设置有第二空气入口9。
根据本公开，为了降低玻璃窑炉耐火砖的温度，所述系统还包括用于对玻璃窑炉耐火砖进行降温的冷却设备3，所述冷却风设备3可以为冷却风机，从而减少玻璃液对耐火砖的侵蚀，可以根据需要降低冷却风机的风压，减少窑炉周围的氮气进入窑炉中，从而减少氮氧化物的产生。换热降温设备可以用本领域在高温下降温的设备，例如为换热水管，换热水管可以与热量回收装置相连，以提高热量的利用率。
根据本公开，如图1所示，所述第一烟道21、第二烟道22、第三烟道23、第四烟道24和第五烟道25可以依次连接为几字形，从而可以节约烟道的占地面积，同时还能增加烟道长度，提高降温除尘效果。
进一步地，如图1所示，所述换热降温设备6可以设置于所述第一烟道21出口处，从而防止影响玻璃窑炉中温度的控制，所述第一空气入口7可以设置于第二烟道22的入口处，从而使第二烟气中的空气与第一烟气能够在第二烟道的流动过程中有效混合降温，所述喷淋水入口10可以设置于所述第三烟道23的出口处，从而防止喷淋水由于重力作用而回流至第二烟道和第一烟道中，所述第二空气入口9可以设置于第四烟道24的出口处，从而使第二空气入口进入的空气有效推动第五烟气进入布袋除尘器中。
根据本公开，如图1所示，所述系统还可以包括由外至内嵌入玻璃窑炉5中烧枪4，所述天然气入口1和纯氧入口2可以与所述烧枪4的进气口连通，所述烧枪4的出气口可以位于所述玻璃窑炉5中，烧枪可以为管状结构，有利于将纯氧与天然气充分混合燃烧，防止产生局部爆炸，为玻璃原料的熔化提供热量，另外，烧枪出口处可以设置喇叭形喷嘴，以利于将火焰喷入玻璃窑炉中，提高了玻璃窑炉中各区域温度的稳定性。烧枪的数量可以为多根，其中一根用于燃烧使用，其余作为备用，可以作为冷却风机出口管使用。
下面通过实施例来进一步说明本公开，但是并不因此而限制本公开。
本公开实施例烟气中颗粒物含量和氮氧化物含量采用青岛崂应烟尘烟气测量仪进行测定。
实施例1
如图1所示，将来自天然气入口1的天然气和来自纯氧入口2的纯氧(氧气体积含量高于99％)以1:2.5体积比通过喷枪4混合后喷入玻璃窑炉5中进行燃烧产生热量，使玻璃窑炉5中的温度升高至1550℃，控制玻璃窑炉5中压力为20-30Pa之间，同时采用作为冷却设备3的冷却风机对玻璃窑炉吹冷却风，风压为200Pa。
玻璃窑炉所产生烟气从烟气出口8进入第一烟道21中，得到第一烟气，第一烟气的温度为1550℃，相对压力为负100Pa，第一烟气由第一烟道21出口处的作为换热降温设备6的冷却水管进行降温至750℃，并降低相对压力至负200Pa，然后送入第二烟道22中作为第二烟气。
第二烟气经第二烟道22入口处第一空气入口7的空气混合并在第二烟道22中进行进一步冷却至500℃，相对压力为负250Pa，然后送入第三烟道23中作为第三烟气。
第三烟气在第三烟道23中继续流动并与来自第三烟道23出口处的喷淋水接触降温至250℃，相对压力为负260Pa，含水量为20质量％，然后送入第四烟道24作为第四烟气。
第四烟气在第四烟道24中继续流动并与第四烟道出口处的空气混合并降温至120℃，相对压力为负400Pa，然后送入第五烟道25作为第五烟气并进入布袋除尘器11中进行除尘，得到第六烟气温度为90℃，相对压力为负750Pa，通过烟囱12排出。第六烟气中颗粒物含量为47mg/m3，氮氧化物含量为385mg/m3。
对比例1
与实施例1基本相同，不同之处在于将纯氧换成相同氧气含量的空气，其余条件不变，排放的第六烟气中颗粒物含量为176mg/m3，氮氧化物含量为642mg/m3。
对比例2
与实施例1基本相同，不同之处在于控制天然气和纯氧的体积，提高玻璃窑炉中温度为1650℃，其余条件不变，排放的第六烟气中颗粒物含量为64mg/m3，氮氧化物含量为482mg/m3。
对比例3
与实施例1基本相同，不同之处在于第一烟道21不设置冷却水管进行降温，通过第二烟道22中引入的空气将第二烟气降温至500℃，其余条件不变，排放的第六烟气中颗粒物含量为55mg/m3，氮氧化物含量为439mg/m3。
对比例4
与实施例1基本相同，不同之处在于第三烟道23不设置喷淋水进行降温，通过第四烟道24中引入的空气将第四烟气降温至120℃，其余条件不变，排放的第六烟气中颗粒物含量为51mg/m3，氮氧化物含量为411mg/m3。
对比例5
与实施例1基本相同，不同之处在于将第五烟气不经布袋除尘器，直接在第五烟道中进行降温后直接得到90℃的第六烟气，排放的第六烟气中颗粒物含量为76mg/m3，氮氧化物含量为467mg/m3。
对比例6
与实施例1基本相同，不同之处在于控制玻璃窑炉5中压力为0-10Pa之间，排放的第六烟气中颗粒物含量为58mg/m3，氮氧化物含量为442mg/m3。
对比例7
与实施例1基本相同，不同之处在于控制冷却风机对玻璃窑炉吹冷却风的风压为500Pa，排放的第六烟气中颗粒物含量为62mg/m3，氮氧化物含量为498mg/m3。
从实施例1与对比例1-7的对比可以看出，对比例1将纯氧换成空气，对比例2提高玻璃窑炉的温度，对比例3不设置冷却水管降温，对比例4不设置喷淋水降温，对比例5不设置布袋除尘器，对比例6降低玻璃窑炉中压力，对比例7提高冷却风的压力，排放的第六烟气中颗粒物含量和氮氧化物含量均高于实施例1，说明本公开的方法能够降低烟气中氮氧化物含量。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种生产液晶玻璃的方法，该方法包括：
(1)、将天然气和纯氧通过烧枪喷入玻璃窑炉中进行燃烧以熔融玻璃窑炉中的玻璃原料，所得气体从玻璃窑炉排入第一烟道，得到第一烟气；其中，所述天然气和纯氧的体积比为1：(2.2-2.7)，所述燃烧的温度为1500-1600℃，第一烟气的温度在1300℃以上，相对压力为负200至负50Pa；
(2)、将第一烟气在第一烟道中进行换热降温后排入第二烟道，得到第二烟气；其中，所述第二烟气的温度为700-800℃，相对压力为负300至负100Pa；
(3)、将空气通入第二烟道中与第二烟气混合后排入第三烟道，得到第三烟气；其中，所述第三烟气的温度为400-500℃，相对压力为负300至负100Pa；
(4)、向第三烟道中的第三烟气喷淋水后排入第四烟道，得到第四烟气；其中，所述第四烟气的温度为200-300℃，相对压力为负300至负100Pa，含水量为15-30质量％；
(5)、将空气通入第四烟道中与第四烟气混合后排入第五烟道，得到第五烟气；其中，所述第五烟气的温度为50-150℃，相对压力为负500至负300Pa；
(6)、将第五烟气排入布袋除尘器进行除尘，得到第六烟气；其中，所述第六烟气的温度为30-100℃，相对压力为负800至负700Pa。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第六烟气中颗粒物含量为10-50mg/m3，氮氧化物含量为200-600mg/m3。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述纯氧中氧气体积在99体积％以上。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：采用冷却风对玻璃窑炉耐火砖的外侧进行降温，所述冷却风的风压为100-300Pa。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述玻璃窑炉中压力为20-30Pa。
6.一种生产液晶玻璃的系统，其特征在于，所述系统包括玻璃窑炉(5)、第一烟道(21)、第二烟道(22)、第三烟道(23)、第四烟道(24)、第五烟道(25)、布袋除尘器(11)和烟囱(12)，所述玻璃窑炉(5)设置有用于送入玻璃原料的进料口、送出熔融玻璃的出料口、天然气入口(1)、纯氧入口(2)、以及烟气出口(8)，所述玻璃窑炉(5)的烟气出口依次通过第一烟道(21)、第二烟道(22)、第三烟道(23)、第四烟道(24)和第五烟道(25)与布袋除尘器(11)的进气口连通，所述布袋除尘器(11)的出气口与所述烟囱(12)进气口连通，所述第一烟道(21)设置有换热降温设备(6)，所述第二烟道(22)设置有第一空气入口(7)，所述第三烟道(23)设置有喷淋水入口(10)，所述第四烟道(24)设置有第二空气入口(9)。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于对玻璃窑炉耐火砖进行降温的冷却设备(3)；
所述换热降温设备(6)为换热水管，所述冷却风设备(3)为冷却风机。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一烟道(21)、第二烟道(22)、第三烟道(23)、第四烟道(24)和第五烟道(25)依次连接为几字形。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述换热降温设备(6)设置于所述第一烟道(21)出口处，所述第一空气入口(7)设置于第二烟道(22)的入口处，所述喷淋水入口(10)设置于所述第三烟道(23)的出口处，所述第二空气入口(9)设置于第四烟道(24)的出口处。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括由外至内嵌入玻璃窑炉(5)中烧枪(4)，所述天然气入口(1)和纯氧入口(2)与所述烧枪(4)的进气口连通，所述烧枪(4)的出气口位于所述玻璃窑炉(5)中。
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