CN110845119A - 浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，控制浮法玻璃窑炉中燃料种类为石油焦粉与重油，按燃料使用质量百分比计为：石油焦粉20‑80wt%，重油20~80wt%；浮法玻璃熔窑的熔化部设置7~8对小炉，末对小炉下方设置2支燃烧器，除末对小炉之外的其他小炉下方均设置3支燃烧器；浮法玻璃熔窑的前6‑7对小炉中一支或两只燃烧器使用石油焦粉，其余燃烧器使用重油。本发明提出的浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，可使形成火焰的覆盖面积大，同时降低熔窑宽度方向温差，提高了浮法玻璃熔窑的经济性。

Description

浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法
技术领域
本发明涉及浮法玻璃熔窑工艺技术领域，尤其涉及一种浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法。
背景技术
浮法玻璃窑炉的结构决定了其中燃料的燃烧采用的是外混燃烧技术，即燃料与助燃空气分通道进入到窑炉的火焰空间，在火焰空间中燃料与助燃空气通过扩散、混合并进行燃烧，释放出热量，加热玻璃配合料，促进玻璃熔化、澄清与均化。为使燃料与助燃空气能够迅速混合，扩大两者的接触，在浮法玻璃熔窑设计、运行时，需要将燃料与助燃空气的运行方向形成一定的夹角，并各自保持一定的喷出速率，使之在整个熔窑宽度方向上不断混合、燃烧。由于燃料与助燃空气分别以较高的速度喷入火焰空间进行混合燃烧，燃料中所含有的不可燃灰分、被火焰冲击而飞扬起来的粉状配合料，都悬浮、保留在烟气之中，继而形成浮法玻璃熔窑中的烟尘。在我国浮法玻璃窑炉中使用的燃料主要有：天然气、发生炉煤气、石油焦粉和重油。不同的燃料有其各自的燃烧特点。
石油焦粉是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质油再经热裂过程转化而成的末端产品。石油焦粉属于固体粉末燃料，其主要的元素组成为碳，质量分数在80 %以上，其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。石油焦因其价格低廉，常常用作工业燃料，全球生产的80 %左右的石油焦都是高硫、燃料级石油焦。石油焦粉的着火点为850 ℃左右，着火点温度远高于其他燃料，燃烧速度略慢，因此，其火焰黑芯较长，火焰细长且覆盖面积偏小，火根与火梢温度相差较为明显，都需要在生产过程中加以控制。另外，石油焦粉的使用会导致烟气中SOX含量提升，烟气中的SOX也主要来源于石油焦粉。
重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，重油属于液体燃料，燃烧使用时需要进行雾化，其特点是分子量大、黏度高。重油的密度一般为0.82～0.95 g/cm，热值为41 868～46 055 kJ/kg。其成分主要是碳氢化合物，另外，含有部分的硫及微量的无机化合物。重油的热值高、燃烧速度快，火焰的覆盖面积大，火根与火稍温差较小，易产生熔窑内的局部高温，导致烟气中热力型NOX的含量增加，对环境造成污染。
现有的浮法玻璃熔窑在其运行中，多设计为使用一种燃料的燃烧模式。由于不同的燃料有其自身的燃烧特点，在其运行过程中，已经决定了烟气中NOX、SOX的含量。另外，由于浮法玻璃熔窑的单线规模不断扩大，生产成本不断降低。为保证玻璃的熔化质量，在浮法玻璃熔窑必须在长度方向上保证一定温度制度，形成“山形”温度曲线，而在熔窑的宽度方向上保持均匀的温度制度，尽可能地减小宽度方向上的温差。目前的浮法玻璃熔窑的宽度已经高达9~14米，现有的燃烧技术不可避免地在其宽度方向上出现较大的温度差。当前的技术做法是每间隔25分钟左右，对浮法玻璃熔窑进行换方向燃烧，选用燃烧效率高的燃烧器，无论如何，由于浮法玻璃熔窑的外混、外焰燃烧方式决定了其火焰的火根与火稍之间必定存在温度差异，且火焰覆盖面积小的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，旨在使形成火焰的覆盖面积大，同时降低熔窑宽度方向温差。
为实现上述目的，本发明提供一种浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，控制浮法玻璃窑炉中燃料种类为石油焦粉与重油，按燃料使用质量百分比计为：石油焦粉20-80wt%，重油20~80 wt%；浮法玻璃熔窑的熔化部设置7~8对小炉，末对小炉下方设置2支燃烧器，除末对小炉之外的其他小炉下方均设置3支燃烧器；浮法玻璃熔窑的前6-7对小炉中一支或两只燃烧器使用石油焦粉，其余燃烧器使用重油。
优选地，浮法玻璃熔窑的前6-7对小炉中有两种方式，一种是各小炉3支燃烧器中间的燃烧器使用重油为燃料，其两边的燃烧器使用石油焦粉为燃料；另一种方式为3支燃烧器中间的燃烧器使用石油焦粉为燃料，其两边的燃烧器使用重油为燃料。
优选地，浮法玻璃熔窑的日熔化量为500 吨/天~1200吨/天。
优选地，浮法玻璃熔窑的石油焦粉与重油的使用总量为100吨/天~188吨/天。
优选地，浮法玻璃熔窑的前6-7对小炉中，同一小炉下，喷射相同燃料的两支燃烧器等质量分配燃料，且各燃烧器分配的燃料质量占所在小炉分配总燃料量的1/3±6%。
优选地，所述燃烧器在高度方向上仰角为3°~9°。
优选地，浮法玻璃熔窑的末对小炉中，两支燃烧器使用同种燃料重油或石油焦，或者一支使用重油为燃料，另一支使用石油焦为燃料，使用同种燃料时，两支燃烧器平均分配燃料，若使用不同燃料时，各燃烧器分配的燃料质量占所在小炉分配总燃料量的1/2±10%。
本发明提出的浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，具有以下有益效果：
（1）在浮法玻璃熔窑的燃料种类上，同时使用了重油与石油焦粉，通过燃料用量、燃烧速度、火焰长短和火焰形状等的相互搭配与优化，形成火焰的覆盖面积大，降低局部高温面积，熔窑宽度方向温差减小10~20 ℃。
（2）采用本浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，与同等规模单独使用重油的浮法玻璃熔窑相比，可使烟气中的NOX降低5~9 %；与同等规模单独使用石油焦粉的浮法玻璃熔窑相比，SOX降低10~20 %。熔窑宽度方向温差减小10~20 ℃。
附图说明
图1为浮法玻璃熔窑小炉结构示意图，其中（1）为高温助燃风喷出口、（2）、（3）、（4）是布置在小炉喷出口下方的三支燃烧器。
图2和图3显示的一日产量600吨的浮法玻璃熔窑在两种不同混烧工况下火焰空间内温度高于1750℃的高温覆盖区域，两种工况都采用的是石油焦粉和重油两种燃料混烧，使用的燃料量完全燃烧提供的总热量相同，且各小炉的燃料分配比例完全一致。不同点在于图2中前6号小炉下面的三支燃烧器，中间一支燃烧器以石油焦粉为燃料，两边的燃烧器以重油为燃料；图3中前6号小炉下面的三支燃烧器，中间一支燃烧器以重油为燃料，两边的燃烧器以石油焦粉为燃料。7号小炉下的两支燃烧器的燃料布置方式相同，都为一支燃烧器以石油焦粉为燃料，另一支燃烧器以重油为燃料。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
结合参照图1至图3，一种浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法， 控制浮法玻璃窑炉中燃料种类为石油焦粉与重油，按燃料使用质量百分比计为：石油焦粉20-80wt%，重油20~80wt%；浮法玻璃熔窑的熔化部设置7~8对小炉，末对小炉下方设置2支燃烧器，除末对小炉之外的其他小炉下方均设置3支燃烧器；浮法玻璃熔窑的前6-7对小炉中一支或两只燃烧器使用石油焦粉，其余燃烧器使用重油。
由于重油、石油焦粉的燃烧特性明显不同，石油焦粉火焰的程度火焰黑芯较长，火焰细长且覆盖面积偏小，火根与火梢温度相差较为明显。重油的热值高、燃烧速度快，火焰的覆盖面积大，火根与火稍温差较小，易产生熔窑内的局部高温，导致烟气中热力型NOX的含量增加。两种燃料相互搭配燃烧后，可以形成非常好的特性互补。此方法可以有效增大火焰的覆盖面积，减小浮法玻璃熔窑宽度方向上的温度差，降低局部高温出现的可能性，降低烟气中NOX的含量。
具体地，对于浮法玻璃熔窑的前6-7对小炉中有两种方式，一种是各小炉3支燃烧器中间的燃烧器使用重油为燃料，其两边的燃烧器使用石油焦粉为燃料；另一种方式为3支燃烧器中间的燃烧器使用石油焦粉为燃料，其两边的燃烧器使用重油为燃料。
对于末对小炉下方的2支燃烧器的燃料种类布置有三种方式，即两支燃烧器燃料种类相同，都为重油或石油焦粉，或者一支使用重油为燃料，另一支使用石油焦粉为燃料。
浮法玻璃熔窑的日熔化量为500 吨/天~1200吨/天。石油焦粉与重油的使用总量为100吨/天~188吨/天。
为保证燃料的充分燃烧和热量的均匀覆盖，同一小炉下的各燃烧器分配的燃料的耗氧量和发热量差别不宜太大，因此，浮法玻璃熔窑的前6-7对小炉中，同一小炉下，喷射相同燃料的两支燃烧器等质量分配燃料，且各燃烧器分配的燃料质量占所在小炉分配总燃料量的1/3±6%。
浮法玻璃熔窑的末对小炉中，两支燃烧器使用同种燃料重油或石油焦，或者一支使用重油为燃料，另一支使用石油焦为燃料，使用同种燃料时，两支燃烧器平均分配燃料，若使用不同燃料时，各燃烧器分配的燃料质量占所在小炉分配总燃料量的1/2±10%。
燃烧器在高度方向上上仰3°~9°。即控制燃烧器的仰角为3°~9°，这样有利于燃料与助燃气体的充分混合与完全燃烧。
本发明提出的浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，具有以下有益效果：
（1）在浮法玻璃熔窑的燃料种类上，同时使用了重油与石油焦粉，通过燃料用量、燃烧速度、火焰长短和火焰形状等的相互搭配与优化，形成火焰的覆盖面积大，降低局部高温面积，熔窑宽度方向温差减小10~20 ℃。
（2）采用本浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，与同等规模单独使用重油的浮法玻璃熔窑相比，可使烟气中的NOX降低5~9 %；与同等规模单独使用石油焦粉的浮法玻璃熔窑相比，SOX降低10~20 %。熔窑宽度方向温差减小10~20 ℃。
以下以三个实施例具体说明
实施例1
一种浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，此方法适用于日熔化量为600吨/天的浮法玻璃熔窑，石油焦粉与重油的使用总量为116 吨/天，浮法玻璃熔窑的熔化部设置7对小炉，石油焦粉63wt%，重油37wt%。
除末对小炉之外的其他小炉下方均设置3支燃烧器。在燃料种类的布置上，位于3支燃烧器中间的燃烧器使用重油为燃料，其两边的燃烧器使用石油焦粉为燃料。在末对小炉下方设置2支燃烧器，使用重油为燃料。燃烧器安装时仰角都为8°。
与同等规模单独使用重油的浮法玻璃熔窑相比，可使烟气中的NOX降低5 %；与同等规模单独使用石油焦粉的浮法玻璃熔窑相比，SOX降低10 %。熔窑宽度方向温差减小10℃。
实施例2
一种浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，此方法适用于日熔化量为800 吨/天的浮法玻璃熔窑，石油焦粉与重油的使用总量为142吨/天，浮法玻璃熔窑的熔化部设置8对小炉，石油焦粉40 wt%，重油60 wt%。
除末对小炉之外的其他小炉下方均设置3支燃烧器。在燃料种类的布置上，位于3支燃烧器中间的燃烧器使用石油焦粉为燃料，其两边的燃烧器使用重油为燃料。在末对小炉下方设置2支燃烧器，一支燃烧器使用重油为燃料，另一支使用石油焦粉为燃料。燃烧器安装时仰角都为7°。
与同等规模单独使用重油的浮法玻璃熔窑相比，可使烟气中的NOX降低7 %；与同等规模单独使用石油焦粉的浮法玻璃熔窑相比，SOX降低20 %。熔窑宽度方向温差减小15℃。
实施例3
一种浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，此方法适用于日熔化量为1200吨/天的浮法玻璃熔窑，石油焦粉与重油的使用总量为188吨/天，浮法玻璃熔窑的熔化部设置8对小炉，石油焦粉65 wt%，重油35 wt%。
除末对小炉之外的其他小炉下方均设置3支燃烧器。在燃料种类的布置上，位于3支燃烧器中间的燃烧器使用重油为燃料，其两边的燃烧器使用石油焦粉为燃料。在末对小炉下方设置2支燃烧器，使用重油为燃料。燃烧器安装时仰角都为5°。
与同等规模单独使用重油的浮法玻璃熔窑相比，可使烟气中的NOX降低9%；与同等规模单独使用石油焦粉的浮法玻璃熔窑相比，SOX降低20 %。熔窑宽度方向温差减小20℃。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，其特征在于， 控制浮法玻璃窑炉中燃料种类为石油焦粉与重油，按燃料使用质量百分比计为：石油焦粉20-80wt%，重油20~80 wt%；浮法玻璃熔窑的熔化部设置7~8对小炉，末对小炉下方设置2支燃烧器，除末对小炉之外的其他小炉下方均设置3支燃烧器；浮法玻璃熔窑的前6-7对小炉中一支或两只燃烧器使用石油焦粉，其余燃烧器使用重油。
2.如权利要求1所述的浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，其特征在于，浮法玻璃熔窑的前6-7对小炉中有两种方式，一种是各小炉3支燃烧器中间的燃烧器使用重油为燃料，其两边的燃烧器使用石油焦粉为燃料；另一种方式为3支燃烧器中间的燃烧器使用石油焦粉为燃料，其两边的燃烧器使用重油为燃料。
3.如权利要求1所述的浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，其特征在于，浮法玻璃熔窑的日熔化量为500 吨/天~1200吨/天。
4.如权利要求1所述的浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，其特征在于，浮法玻璃熔窑的石油焦粉与重油的使用总量为100吨/天~188吨/天。
5.如权利要求1所述的浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，其特征在于，浮法玻璃熔窑的前6-7对小炉中，同一小炉下，喷射相同燃料的两支燃烧器等质量分配燃料，且各燃烧器分配的燃料质量占所在小炉分配总燃料量的1/3±6%。
6.如权利要求1所述的浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，其特征在于，所述燃烧器在高度方向上仰角为3°~9°。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的浮法玻璃窑炉中石油焦粉与重油的混烧方法，其特征在于，浮法玻璃熔窑的末对小炉中，两支燃烧器使用同种燃料重油或石油焦，或者一支使用重油为燃料，另一支使用石油焦为燃料，使用同种燃料时，两支燃烧器平均分配燃料，若使用不同燃料时，各燃烧器分配的燃料质量占所在小炉分配总燃料量的1/2±10%。
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