CN114152098A - 一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了玻璃熔窑烟气处理技术领域的一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统及方法，包括玻璃熔窑；余热锅炉，余热锅炉的高温烟气进口与玻璃熔窑的排烟口通过连接管道连通；助燃风装置，助燃风装置的助燃风出口与玻璃熔窑的蓄热室连通；引风管，引风管的出风口端与助燃风装置的助燃风进口连通；换热器，换热器设置于引风管上并与余热锅炉的低温烟气出口连通。本发明通过换热器将余热锅炉排出的低温烟气与进入引风管的助燃风进行热交换，降低了向空气中排放的烟气的温度，并将助燃风的温度提高至60℃～150℃，不仅解决了低温烟气余热浪费的问题，还可节约燃料5％左右，达到了节约能源的效果。

Description

一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统及方法
技术领域
本发明涉及玻璃熔窑烟气处理技术领域，具体涉及一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统及方法。
背景技术
玻璃熔窑，指玻璃制造中用于熔制玻璃配合料的热工设备，用于将按玻璃成分配好的粉料和掺加的熟料(碎玻璃)在窑内高温熔化、澄清并形成符合成型要求的玻璃液。在工业发达国家，玻璃熔窑的热效率一般在30％-40％，而我国玻璃熔窑的热效率平均只有20％-30％；在玻璃熔窑的各项热损失中，离开玻璃熔窑的蓄热室的排烟余热量占比例最大，一般情况下，蓄热室排出的烟气的温度为500℃～600℃，全氧窑炉排出的烟气温度更是高达1000℃，其带走的热量约占熔炉总收入热的25％左右，燃料化学热的40％。
现有玻璃熔窑的助燃风直接取自厂房内的空气，所以助燃风的温度和当时的天气温度基本一致，全年平均温度约20℃；通过高温助燃风机将助燃风送入蓄热室内进行预热，然后和燃料混合后发生化学反应，产生的热量来熔化玻璃原料。
现有玻璃熔窑烟气余热回收利用方式有余热发电、余热制冷、余热锅炉等。企业对高温烟气余热的利用情况较好，但中低温烟气余热回收利用率较低。如通过余热锅炉进行热量回收时，300℃～400℃中温烟气中的大部分热量并未被回收就直接排放到空气中，至于300℃以下的低温烟气更是难以回收利用。中低温烟气直接排放到空气中，不仅造成了能源的巨大浪费，还造成了环境的热污染。
20余年来，本领域的技术人员致力于将玻璃熔窑低温烟气中的热量进行回收并二次用于玻璃生产，但一直未获得突破。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，以解决现有玻璃熔窑烟气余热回收利用率低且不能用于玻璃生产的技术问题。
本发明所采用的技术方案为：一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，包括：
玻璃熔窑；
余热锅炉，所述余热锅炉的高温烟气进口与所述玻璃熔窑的排烟口通过连接管道连通；
助燃风装置，所述助燃风装置的助燃风出口与所述玻璃熔窑的蓄热室连通；
引风管，所述引风管的出风口端与所述助燃风装置的助燃风进口连通；
换热器，所述换热器设置于所述引风管上，且所述换热器与所述余热锅炉的低温烟气出口连通，用于对进入所述引风管的助燃风进行初次预热。
优选的，所述引风管的进风口端设有用于使助燃风进入引风管的引风机。
优选的，所述玻璃熔窑为空气窑或全氧窑。
优选的，所述玻璃熔窑上连通有排烟管道，所述排烟管道的另一端连通有烟气处理排放设备，所述排烟管道中部设有与所述连接管道相连的排烟口，且所述排烟口与所述烟气处理排放设备之间的排烟管道上设有截断闸板。
优选的，所述换热器为夹套式换热器或者热管式换热器。
优选的，所述连接管道上设有用于控制连接管道内高温烟气流动的烟气闸板。
优选的，所述助燃风装置包括引风箱、高温助燃风机和分配箱，所述引风箱与所述引风管的出风口端连通，所述高温助燃风机的进风口通过管道与所述引风箱连通，出风口与所述分配箱的进风口连通，所述分配箱的出风口通过管道与所述玻璃熔窑的蓄热室连通。
优选的，所述引风管的材质为碳钢或不锈钢。
本发明的另一目的在于提供一种玻璃熔窑烟气余热回收利用方法，所述方法使用的是上述的玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，所述方法包括以下步骤：
S10：将所述玻璃熔窑排出的高温烟气通入所述余热锅炉内进行初次热量回收，并得到低温烟气；
S20：将所述低温烟气通入所述引风管上的所述换热器内进行二次热量回收，并得到初次预热的助燃风；
S30：将所述助燃风通入所述玻璃熔窑的蓄热室进行二次预热。
优选的，所述S20中的助燃风的温度为60℃～150℃。
本发明的有益效果：
本发明通过设置在引风管上的换热器将余热锅炉排出的低温烟气与进入引风管的助燃风进行热交换，降低了向空气中排放的烟气的温度，保护了环境，实现了助燃风的初次预热，并将助燃风的温度提高至60℃～150℃，有效的解决了低温烟气余热浪费的问题，加快玻璃熔窑内助燃风的升温速率，节约燃料5％左右，达到了节约能源的效果。
附图说明
图1为本发明的玻璃熔窑烟气余热回收利用系统的结构示意图；
图2为本发明的玻璃熔窑烟气余热回收利用方法的流程图。
图中附图标记说明：
10、玻璃熔窑；
11、排烟管道；
12、烟气处理排放设备；
13、截断闸板；
20、余热锅炉；
30、连接管道；
31、烟气闸板；
40、助燃风装置；
41、引风箱；
42、高温助燃风机；
43、分配箱；
44、补气阀；
50、引风管；
60、换热器；
70、引风机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，而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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例，如图1所示，一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，该系统用于对玻璃熔窑排出的高温烟气中的热量进行回收，并使部分热量二次用于玻璃的生产作业。该系统包括：
玻璃熔窑10，该玻璃熔窑10上设有一排烟口。
余热锅炉20，该余热锅炉设有一高温烟气进口和一低温烟气出口，余热锅炉20的高温烟气进口与玻璃熔窑10的排烟口通过连接管道30连通；连接管道30用于将玻璃熔窑10内的高温烟气导流至余热锅炉20；余热锅炉20用于对玻璃熔窑10排出的高温烟气中的热量进行初次回收利用，并通过低温烟气出口向外排出低温烟气。
助燃风装置40，该助燃风装置40设有一助燃风进口和多个助燃风出口，助燃风装置40的每个助燃风出口分别与玻璃熔窑10的蓄热室连通，用于向玻璃熔窑10内供给助燃风。
引风管50，引风管50的两端分别为进风口端和出风口端，引风管50的出风口端与助燃风装置40的助燃风进口连通。
换热器60，该换热器60设置于引风管50上，且换热器60与余热锅炉20的低温烟气出口连通，用于对进入引风管50的助燃风进行初次预热，以使进入助燃风装置40的助燃风温度提高到60℃～150℃。
本申请通过设置在引风管50上的换热器60将余热锅炉20排出的低温烟气与进入引风管50的助燃风进行热交换，降低了向空气中排放的烟气的温度，保护了环境，实现了助燃风的初次预热，并将助燃风的温度提高至60℃～150℃，有效的解决了低温烟气余热浪费的问题，加快玻璃熔窑内助燃风的升温速率，节约燃料5％左右，达到了节约能源的效果。
在一具体实施例中，如图1所示，引风管50的进风口端设有一引风机70，换热器60设置在引风管50上，并靠近引风管50的进风口端设置，引风机70用于将其周边的空气作为助燃风吸入引风管50。如此设置，通过在引风管50的进风口端设置引风机70，可将引风机70周边的20℃的低温空气吸入引风管50作为助燃风使用，以保证助燃风装置40风量充足；当助燃风流经换热器60时，助燃风与由余热锅炉20进入换热器60的烟气相遇并发生热量传递，使得换热器60向空气中排放的烟气温度降低，减少对环境的热污染，同时实现助燃风的初次预热，并使助燃风的温度上升至60℃～150℃。
在一具体实施例中，如图1所示，玻璃熔窑10为空气窑或全氧窑，并可用于任何吨位的玻璃熔窑10以及不同产品的玻璃生产线，例如建筑玻璃生产线、日用玻璃生产线或汽车玻璃生产线。
优选的，玻璃熔窑10的顶部与排烟管道11的一端连通，排烟管道11的另一端与烟气处理排放设备12连通，且排烟管道11中部设有用于与连接管道30相连的排烟口；在排烟口与烟气处理排放设备12之间的排烟管道11上设有截断闸板13；连接管道30上设有用于控制连接管道30内高温烟气流动的烟气闸板31。如此设置，可通过控制排烟管道11上截断闸板13和控制连接管道30上烟气闸板31控制高温烟气的流动方向。
在一具体实施例中，如图1所示，换热器60为夹套式换热器或者热管式换热器。如此设置，便于助燃风与余热锅炉20排出的低温烟气充分进行热交换，最大程度的提高助燃风初次预热温度。
在一具体实施例中，如图1所示，助燃风装置40包括引风箱41、高温助燃风机42和分配箱43，该引风箱41的一端与引风管50的出风口端连通，另一端设有补气阀44，当引风管50内的助燃风风量不满足要求时，可通过补气阀44向引风箱41补入所需风量。高温助燃风机42的数量为两个，每个高温助燃风机42的进风口通过管道与引风箱41连通，高温助燃风机42的出风口与分配箱43的进风口连通，分配箱43的出风口通过多根管道与玻璃熔窑10的蓄热室分别连通，用于将60℃～150℃的助燃风分为多股通入玻璃熔窑10的蓄热室进行二次预热。
优选的，引风管50的材质为碳钢或不锈钢。
实施例，如图2所示，一种玻璃熔窑烟气余热回收利用方法，该方法使用的是上述玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，该方法包括以下步骤：
S10：通过连接管道30将玻璃熔窑10排出的高温烟气通入余热锅炉20内进行初次热量回收，并得到低温烟气；
S20：通过管道将低温烟气通入引风管50上的换热器60内，以使低温烟气在换热器60内与进入引风管50的助燃风进行热交换，实现低温烟气的热量回收，并得到60℃～150℃的助燃风，；
S30：将60℃～150℃的助燃风通过助燃风装置40通入玻璃熔窑10的蓄热室内进行二次预热。
在采用该系统的一条1200t燃石油焦空气助燃生产平板建筑玻璃生产线中，需要的助燃风的量为120000Nm3/d，石油焦的消耗量为230t/d，产生的烟气量在160000～180000Nm3/d。在玻璃熔窑10运行时，需打开助燃风装置40、引风机70以及引风管50上的阀门，关闭排烟管道11上的截断闸板13，打开连接管道30上的烟气闸板31，使得玻璃熔窑10内产生的高温烟气进入余热锅炉20，520℃的高温烟气换热后降低为230℃的低温烟气并进入换热器60(具体为夹套式换热器)内，引风机70将外部的20℃空气作为助燃风输送进换热器60内，20℃的助燃风与230℃的低温烟气进行一定时间的热交换，经过初次预热后，助燃风的温度达到80℃，并在助燃风装置40的高温助燃风机42的抽力作用下，80℃的助燃风通过材质为碳钢的引风管50被输送至玻璃熔窑10各个小炉的蓄热室内进行二次预热。
与现有技术相比，本申请至少具有以下有益技术效果：
玻璃熔窑10排出的热烟气经过余热锅炉20后进入换热器60，引风机70将外部的冷空气输送进换热器60内与余热锅炉20输送的低温烟气进行热交换，并通过引风管50由高温助燃风机42引入作为助燃风，可以使进入玻璃熔窑10的助燃风温度提高到60℃～150℃，有效的解决了低温烟气余热浪费的问题，加快助燃风在玻璃熔窑10内的升温速率，节约燃料5％左右，达到了节约能源的效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，其特征在于，包括：
玻璃熔窑(10)；
余热锅炉(20)，所述余热锅炉(20)的高温烟气进口与所述玻璃熔窑(10)的排烟口通过连接管道(30)连通；
助燃风装置(40)，所述助燃风装置(40)的助燃风出口与所述玻璃熔窑(10)的蓄热室连通；
引风管(50)，所述引风管(50)的出风口端与所述助燃风装置(40)的助燃风进口连通；
换热器(60)，所述换热器(60)设置于所述引风管(50)上，且所述换热器(60)与所述余热锅炉(20)的低温烟气出口连通，用于对进入所述引风管(50)的助燃风进行初次预热。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，其特征在于，所述引风管(50)的进风口端设有用于使助燃风进入所述引风管(50)的引风机(70)。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，其特征在于，所述玻璃熔窑(10)为空气窑或全氧窑。
4.根据权利要求3所述的一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，其特征在于，所述玻璃熔窑(10)上连通有排烟管道(11)，所述排烟管道(11)的另一端连通有烟气处理排放设备(12)，所述排烟管道(11)中部设有与所述连接管道(30)相连的排烟口，且所述排烟口与所述烟气处理排放设备(12)之间的所述排烟管道(11)上设有截断闸板(13)。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，其特征在于，所述换热器(60)为夹套式换热器或者热管式换热器。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，其特征在于，所述连接管道(30)上设有用于控制连接管道(30)内高温烟气流动的烟气闸板(31)。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，其特征在于，所述助燃风装置(40)包括引风箱(41)、高温助燃风机(42)和分配箱(43)，所述引风箱(41)与所述引风管(50)的出风口端连通，所述高温助燃风机(42)的进风口通过管道与所述引风箱(41)连通，出风口与所述分配箱(43)的进风口连通，所述分配箱(43)的出风口通过管道与所述玻璃熔窑(10)的蓄热室连通。
8.根据权利要求1所述的一种玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，其特征在于，所述引风管(50)的材质为碳钢或不锈钢。
9.一种玻璃熔窑烟气余热回收利用方法，其特征在于，所述方法使用的是权利要求1-8任意一项所述的玻璃熔窑烟气余热回收利用系统，所述方法包括以下步骤：
S10：将所述玻璃熔窑(10)排出的高温烟气通入所述余热锅炉(20)内进行初次热量回收，并得到低温烟气；
S20：将所述低温烟气通入所述引风管(50)上的所述换热器(60)内进行二次热量回收，并得到初次预热的助燃风；
S30：将所述助燃风通入所述玻璃熔窑(10)的蓄热室内进行二次预热。
10.根据权利要求9所述的一种玻璃熔窑烟气余热回收利用方法，其特征在于，所述S20中的助燃风的温度为60℃～150℃。
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