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1、玻璃行业天然气应用介绍,姜谋,目录,一、玻璃行业简单介绍,二、玻璃行业工艺技术及流程,三、玻璃生产中的加热（耗能）工序,四、主要工艺设备及耗能设备,五、各类燃料性能特点及对窑炉的影响,六、天然气玻璃窑炉的优势,一、玻璃行业的基本情况 1.1 玻璃的物理性质及应用 玻璃的成份 玻璃是由多种无机矿物熔融物冷却、固化而得的非晶态固体。大多是以SiO2（石英）为主要成分的硅酸盐玻璃，属Na2O-CaO-SiO2系统。 特性：透明、坚硬、良好的化学稳定性。因此，作为结构材料和功能材料，玻璃在建材、轻工、交通、医药、化工、电子、航天、原子能等领域获得了极其广泛的应用。 知识点：非晶体和晶体的物理特性,1.
2、2 产品的分类： 平板玻璃 用途最为广泛，产量最多，产品档次相差很大。 玻璃容器 包括酒瓶、化装品瓶、食品包装等。 工艺玻璃 灯具玻璃罩、装饰品、工艺品等。 在市场洞察过程中，要了全面了解客户的产品特性和生产工艺特点。不同等级不同形态的产品，其利润差别较大，客户对燃料成本增加的承受能力也有区别。,二、玻璃生产工艺流程 2.1 玻璃生产主要流程如下：,选择原料,投 料,高温熔化,机械成型,烘 口,退火消除应力,平光检验,贴标,包装,入库,配料-按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。生料是经过加工的粉末状矿物, 主要成分为石
3、英沙和苛性钠等化工原料;熟料是回收回来的玻璃渣,废玻璃制品等. 投料-把配制好得原料投入到玻璃窑炉里进行熔制。 熔制-将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。玻璃的熔制温度大多在13001600C。大多数用火焰加热，也有少量用电流加热的，称为电熔窑,三. 玻璃生产的主要耗能设备 3.1 玻璃熔池 熔池也叫玻璃窑，是玻璃生产的第一步,也是最耗能的环节. 在熔池内玻璃被加热到1550,经过除渣及高温化学反应后沉降,形成合格的玻璃液,再经过冷却成型为玻璃瓶、玻璃板、玻璃管等半成品。 玻璃窑使用的燃料包括：发生炉煤气 、天然气、电、重油、石油焦等，其燃烧方式通常是用一对蓄热式烧嘴，有庞大的
4、蓄热室，尾部一般有余热锅炉。,蓄热式玻璃窑结构示意图（平面俯视图）,3.2 玻璃加工介绍 玻璃加工一般独立于生产区，包括热处理、钢化、雕花、节能灯管生产、太阳能管生产等。玻璃加工一般温度、能耗较低，使用燃料为电能、液化气、天然气等清洁能源。 成品退火 玻璃在成形过成中经受温度变化和形状变化，这种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却，很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂（俗称玻璃的冷爆）。退火就是让热的玻璃制品按工艺要求的温度曲线进行冷却。以消除或减少玻璃中热应力到允许值。,玻璃退火窑,退火炉从结构形式上主要包括以下几种： 马弗炉退
5、火炉 燃料种类为：燃油、燃气。结构形式：分为全马弗、半马弗、直火焰三种形式，一般适用于中小型玻璃制品厂使用。特点：高温段内构件全部采用了耐热不锈钢（及耐热铸铁）材料，在500600条件下长期工作不变形，保证运行安全。,热风循环退火炉 燃料为轻柴油、天然气、石油液化气、电加热等。结构形式分为开式和闭式两种。适用于大型玻璃厂家和自动化程度较高的玻璃生产线配套使用。特点：高温段内构件全部采用了耐热不锈钢材料，采取热风强制循环保证炉膛内温度均匀，并提高了传热效率，完善的保温设计，高效节能，从而降低运行成本。,玻璃钢化 某些玻璃制品为了增加其强度，可进行刚化处理。包括：物理刚化（淬火），用于较厚的玻璃杯
6、、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等；和化学刚化（离子交换），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。刚化的原理是在玻璃表面层产生压应力，以增加其强度。钢化玻璃通常以电为热源。,其他玻璃加工 玻璃烤柒、压花等、玻璃管加工等，这些工艺由于本身能耗不高，对火焰的清洁度、温度控制要求严格，一般使用LPG、柴油、天然气等为燃料。,四、燃料的选择 4。1 玻璃生产所需热量来源于燃料燃烧，主要用于原料熔炼和工艺加工两大项。玻璃业经历的燃料选择道路经历了： 固体燃料液体燃料气态燃料的过程。 燃料选择考虑的因素，可归结为四大点： （1）、涉及现代工艺技术和节能设备能否适用、产能的提高。 （2）、涉及环境污染、环境保护、产业和社会
7、和谐发展 （3）、涉及产品成本和竞争力 （4）、涉及产品质量、成品率、新产品开发等问题。,4、2 玻璃熔池可选择的燃料主要有：重油、发生炉煤气、天然气、液化石油气等。 （ 思考1：发生炉煤气有什么特点，主要应用行业有那些？ ） （ 问题2：重油的物理特性、热值、组织燃烧的方式、火焰特点、燃烧产物中的主要有害成分？ ）,玻璃生产的能耗状况,4、3 玻璃行业能耗指标 1、玻璃生产属于高能耗行业，是国家重点关注和控制的耗能行业，近年来在节能降耗方面越来越得到企业、国家的重视。 产品单耗的表示方式： 1）、生产每公斤玻璃液消耗热量数 2）、行业计量方式： 1重量箱 = 50kg平板玻璃 3）、近年来产
8、品单耗的统计数据： 2006年每重量箱浮法玻璃综合能耗17.7千克标准煤，折合每吨消耗354千克标煤。比2005年减少降低幅度5 2007年每重量箱浮法玻璃综合能耗15.8千克标准煤，比上年下降11%,2、浮法玻璃与普通玻璃能耗比较 浮法玻璃能源利用效率高于普通玻璃，大型企业能源利用效率高于中小企业：2006年每重量箱浮法平板玻璃综合能耗17.77千克标准煤，普通平板玻璃综合能耗25.71千克标准煤，浮法玻璃能源利用效率比普通玻璃高31，浮法玻璃能源利用效率之所以比普通玻璃高除工艺上的因素外，企业规模效应是重要原因 。,3、以天然气为燃料和以煤炭为燃料能耗比较 参考数据：浮法生产平板玻璃时 以
9、煤炭为燃料，每公斤玻璃耗能2212大卡，折合每吨玻璃耗标煤316kg。 使用天然气为燃料，每公斤玻璃耗能2115大卡， 折合每吨气耗244标方。,3、以天然气为燃料和以煤炭为燃料能耗比较 参考数据：浮法生产平板玻璃时 以煤炭为燃料，每公斤玻璃耗能2212大卡，每吨玻璃耗标煤316kg。 使用天然气为燃料，每公斤玻璃耗能2115大卡， 每吨气耗244标方。,4、玻璃窑热效率的估算： 玻璃比热 0.2 Kcal/(kg) 加热到1500时每吨玻璃吸收的热量 Q吸= (1500-25)X0.2X1000 = 295000 , Q总= 246X8600 = 2115600 玻璃液吸收的热量占总输入热量
10、的 14% . (问题: 结合以上计算结果,请谈谈玻璃窑热能损失的几个途径),5、富氧燃烧技术的应用 1) 富氧燃烧技术原理介绍 富氧燃烧的节能机理 1、减少排烟损失 ；2、提高理论燃烧温度 （富氧技术的最佳应用场合有那些 ？） 2) 瓶颈 制造氧气比较困难 （问题：工业制氧的主要方法有那些）,1、提高产品质量：因为天然气含杂质极少，燃烧时火焰的洁净度很高，不会发生杂质污损产品的现象，从而提高产品合格率。尤其对于高档产品更为明显。 2、降低建设成本：火焰洁净度高，可以直接与产品接触不会影响产品质量，可有效降低企业使用其它非清洁燃料而投入的隔焰设施。,六、天然气玻璃窑炉的优势,天然气在玻璃制品行业的应用优势：,3、减轻劳动强度：自动化程度高，可降低人工成本，在操作中由于单位能量密度高的气体燃料在窑炉中对预热带、烧成带的温度调控速度快，精度高可以做到2 5以内。若以油品为燃料时，在喷出烧嘴时总会在出口处生成积炭，越是粘度大的油品，积炭现象越严重。粘油的储存、加热流化也是一件有劳动强度的工作。 4、掺混优势：目前玻璃窑主要以发生炉煤气为燃料，其燃料成本低于天然气，为了提高炉窑温度提高产量，掺混一定比例的天然气能达到最佳经济运行状态。,谢谢！,
