学院毕业设计（论文）设计（论文）题目系别专业班级姓名指导教师年月目录第1章 绪论 1第2章 全氧燃烧概况 12.1 全氧燃烧的定义 12.2 全氧燃烧对比空气燃烧的区别 12.3 全氧燃烧的意义 2第3章 燃烧在窑炉的结构中控制 33.1 全氧燃烧窑炉的概述 33.2 窑炉结构的规则 33.2.1 窑池池壁的设计 33.2.2 流液洞 43.3 火焰空间 43.3.1 大碹的控制 43.3.2 胸墙的确定 43.4 燃烧器的放置 43.4.1 燃烧器放置的重要性 43.4.2 确定位置的规则 43.5 耐火材料的运用 5第4章烧枪的选择 54.1 氧枪的选用机理 64.2 氧枪的分类 64.3 氧枪的注意事项 7第5章 全氧燃烧的氧源 75.1 氧气的制备 75.1.1真空变压吸收法（VPSA）——制氧 75.1.2 低温（深冷）氧气分离法——制氧 85.1 3 罐装液态氧 85.2 氧气制备与使用安全 9第6章小结 9摘要：随着国民经济的迅速发展，玻璃生产技术也飞速进步玻璃生产在追求高质量同时，对玻璃生产环 保，高效益也有极高的要求相对传统的熔制过程不能满足，现代时局的要求因而全氧燃烧技术应运而生，全 氧燃烧技术的玻璃窑炉的出现无疑成为解决行业降低成本，减少污染获取环保的有效途径。
本文论述了全氧燃烧 技术的定义、优点意义、窑炉结构的设计控制要求、工业制氧的方法及其使用时安全、燃烧器的选择 、安装方 法进行了简单的综述关键词：*******第 1 章 绪 论矿物是大自然赋予人类的魁宝，玻璃则是人类智慧的结晶改革开放以来,玻璃工业（平板玻璃、 电子玻璃、玻璃纤维、日用玻璃、光学玻璃等）相应得到迅速发展，在行业高速发展的光环下，环 境也成重要缺口据了解，目前中国的温室气体排放量已高居世界第二，严格控制大气污染、降低 温室气体排放的新法规、新技术已是目标方针因而对玻璃生产的核心——“玻璃熔窑”的各个环 节进行了不断地探索和改进，燃烧系统也不例外，并有了可喜的成效采取“全氧+燃料”燃烧的 方式来解决本文将以熔窑全氧燃烧的慨念,燃烧的窑炉结构控制及制氧方案进行分析并在前辈的 研究为指导下进行综述第 2 章 全氧燃烧概况2.1 全氧燃烧的定义玻璃熔窑大规模生产一直以空气作为助燃媒介经过对现有燃烧系统的分析研究，认为采用 空气助燃是导致高能耗、高污染、高成本的重要因素空气中21%氧，78%氮和0.93%氩及其它组 分含量甚微因而只有21%的氧气参与助燃，78%的氮气不仅不参与燃烧，还携带大量的热量排入 大气，导致热量大量的浪费。
通过长期反复地试验研究认为，采用纯度±85%的氧气作为助燃介质，对于节约能源，改善环境 效果十分显著因而，采用纯度±85%的氧气参与燃烧的系统，称之为全氧燃烧2.2全氧燃烧对比空气燃烧的区别空气燃烧反应:CH4+ 2 02+ 8 N2f C02 + 2 H20+8 N2全氧燃烧反应：CH4+ 2 02 — C02 + 2 H20全氧助燃相对于空气助燃来说，由于氮气的大量减少，在玻璃液上方的燃烧产物中主要是水与 二氧化碳，燃烧后的烟气体积比空气助燃烟气减少70-80%，使得熔窑在结构上大大简化采用空气或全氧作为助燃介质，其传热过程差异也较大⑴空气+燃料其特点辐射气体（H2O、 CO2）、浓度低、气体热辐射系数低、气体停留时间短、热烟道口位置受到限制、传热好的关键在于 大量明亮火焰及玻璃熔体表面的良好覆盖、需换火，间断燃烧，空气蓄而氧气+燃料辐射气体浓度 高，气体辐射系数高、气体停留时间长,平均窑容积约30s、燃烧器可以放至任何需要热量的位置， 不论烧嘴类型都可达到优良的总体传热,局部热源仍取决于烧嘴类型与配置、不需换火，连续燃烧、 燃烧稳定传统的空气助燃，需要通过定时换火进行烟气与助燃空气的热交换,回收部分热能。
但是，换火过 程窑内瞬间失去火焰，玻璃液必然失去热源，导致窑温波动，受到换火过程的冲击，窑内气压波动也 是必然的结果2.3全氧燃烧的意义1、 全氧燃烧火焰温度高，加速了玻璃熔化过程，故可以大幅度的提高生产能力达2 5%以上同时由于炉内温度制度改便、可控性提高、可明显提高玻璃熔化的质量2、 由于助燃为纯氧而无空气中的氮气，与空气助燃相比废气排放量（氮化物）减少8 0 - 9 0 %， 有利于环境保护，同时还节省了加热氮气所需的大量热能损失约25%以上3、 由于废气总排放量的减少，大大减少了废气排放过程中夹带粉尘的损失，经验表明可以降低粉 尘排放量约7 0%从而降低了损失成本，近而可保证了玻璃成份的准确有利于提高玻璃成分的 稳定和环保4、 采用全氧燃烧技术后，不再需要庞大的蓄热室、小炉、换向系统等结构，大大减少了窑炉的一 次性投资可达1/3,同时由于窑炉结构简化，实际上就是一个熔化部的单体构成，占地面积大为 减少，有利于改善窑炉的操作环境和维修5、 窑炉结构简单，大大减去了蓄热室、小炉等处的散热损失，十分有利于节约能源6、 由于全氧燃烧技术的优越性和窑内温度制度科学合理的可控和稳定性，减轻了对碹顶（火焰空 间加高即高碹顶窑炉）、池壁等处耐火材料的侵蚀，有利于延长窑炉的寿命。
7、 全氧燃烧技术完全符合我国节能降耗、环保型企业的发展目标第3章燃烧在窑炉结构中控制3.1全氧燃烧窑炉的概述全氧燃烧构造非常简单（如图1）氧枪内合成部分混合燃烧过程，代替了小炉氧气不需要 预热，省掉了蓄热室或换热器因而，只剩下单一的窑体，窑体结构的设计便相当关键熔化部窑 体内除了熔化池和火焰空间外，其它还有氧枪、排烟口、加料口和流液洞，烟气和玻璃液通常都作 逆向流动工作池图1全氧燃烧窑炉简图3.2窑炉结构的规则3.2.1窑池池壁的设计池窑的深度关系到玻璃质量的好坏玻璃液热性差，透热性更差，因此窑炉越深，玻璃 液温度越低，流动性越差，因此，靠近池底的玻璃液虽说具有一定的温度但却不会流动，形成 不动层窑炉内温度变化时，不动层有可能带到成型影响玻璃液质量所以深度必须使炉内不 得不形成不动层即玻璃液黏度为104pa【i】例如，平板玻璃的池深为1.5M,绿色玻璃瓶的深度 则为0.8M等3.2.2流液洞流液洞的设计是为了让澄清好的玻璃液迅速冷却，挡住液面上未熔化沙粒浮渣以及调节玻 璃液流流液洞的宽度控制着流过玻璃液的均匀性，越宽越均匀；流液洞的高度控制着玻璃液的质 量，越低质量越好，流液洞的长度控制着玻璃液的降温程度，越长降温越多。
流液洞的设计以 流液洞内玻璃的液流情况为依据常用的流液洞形式有平底式、下沉式和上倾式3.3 火焰空间火焰空间分别由胸墙和大碹构成来自热源的一部分热流气体，会在热流气体将自身热量 传给玻璃液、胸墙和大碹，火焰空间的大小应使燃料完全燃烧以此，来保证熔化以及澄清所 需热量，并且减少温度的散失3.3.1 大碹的控制大碹（窑顶）的作用有两点：一是使辐射线沿整个玻璃液面均匀分布，二是作为辐射热的 反射器大碹越接近液面，反射给玻璃液的辐射能越多从以上两点可以看出，大碹的设计需 要碹股尽量小，同时，窑顶的高度还必须窑顶的结构强度相符3.3.2 胸墙的确定窑顶高度确定后，胸墙的高度就决定了火焰空间的容积火焰空间不仅是一个传热与散热 的空间，还是一个燃烧空间，火焰空间有一定的容积以备燃料完全燃烧火焰空间的容积可根 据火焰空间的热负荷值进行核算，根据各个窑炉的情况不同，热负荷不能采用固定数据，否则 窑炉寿命将大大缩短所以，确定胸墙高度时必须要考虑燃料种类、熔化率、熔化耗热量、窑 炉规模等因素3.4 燃烧器的放置3.4.1 燃烧器放置的重要性置胸墙上设计有烧枪、排烟口、观察孔等在全氧窑炉中最重要的部分是全氧烧嘴和其他 孔洞等的位置布置。
排放的位置来说，布置的要求是要使其能充分提供玻璃熔化所需的热量， 保证窑炉宽度方向上温度的均匀性，防止在液面上形成不必要的热点，避免窑顶和胸墙过热， 优化火焰空问内气流的流型（能减少对耐火材料冲蚀、减少携带出的粉尘、延长烟气停留的时 间）3.4.2 确定位置的规制 全氧燃烧的窑炉中烧嘴间距和烧嘴数量的确定，根据实际窑炉规 模、燃烧温度曲线、所选烧嘴的类型，烧嘴喷出火焰特性等因素综合考虑制定安装燃烧器的方式一是把燃烧器水平地安装在玻璃液面之上，窑炉的宽度方向上都被火焰覆 盖二是喷嘴砖要内缩安装，喷嘴砖一般缩进30—70mm【3】，防止沿胸墙内壁流下的碹滴分散 火焰或堵塞喷口 三是严密封闭安装缝隙， 避免火焰气体逸 逸引起烧损氧枪等事故四是烧抢可 错排或顺排如图 3-1图3-1燃烧器布置：左为顺排，右为错排一般情况下，在窑炉宽度小于7 m时错排 ⑷，以避免相对的火焰碰撞，致使气流冲向窑项，造成大碹温度过高，同时有可能影响玻璃质量一般要求喷出火焰的可见火焰部分达到或稍超过窑中心线，此时，料流曲折、流程较长、化料好窑炉宽度在7 m以上时应顺排，以避 免窑宽上温度不均匀五是氧枪安装要具有科学性，高度应为玻璃液面以上 460mm为佳。
可避免高温火焰在页面和窑顶处出现局部过热现象，可利用烟气对热辐射的缓冲作用3.5耐火材料的运用窑顶材料要优选耐材和精心砌筑 因采用全氧燃烧后，窑内排出烟气组分中，不仅H2O和 CO含量增大，同时碱蒸气浓度也猛增所以国外全氧燃 烧池窑以往采用硅砖时，其窑龄都较 短所以硅砖不适用于全氧燃烧窑碹顶材料，而是选用电熔类的砖材，主要有电熔锆刚玉砖、 电熔锆砖及电熔刚玉砖【5】等第4章烧枪的选择4.1氧枪的选用机理氧喷枪（燃料器）是全氧燃烧窑炉的关键设备之一，它对火焰状况湿度布、传热效果、窑炉耐 火材料的寿命长短起着很重要的作用在选择氧喷枪时，应考虑的因素主要有：火焰覆盖面大，可 控制炭黑形成黑度大，Nox最小可以用代压氧（一般低0.5大气压而不需升压），高调节比，不需水 冷，低噪音，维修量小，并可兼用气、液体燃料，价廉，耐久性好等4.2氧枪的分类由于玻璃熔窑燃烧的（油、气）燃料不同，在采用氧燃烧时，对输入熔窑的纯氧方式的 不同所采用的氧喷枪也随之不同例如当玻璃熔窑烧天然气或煤气时，由于氧气直接输 入到喷枪内，对燃烧时特性影响较大因而，目前采用两种喷枪（A型喷枪和密闭式喷枪）1、A型喷枪（如图4-1）这种喷枪的喷嘴设计独特，在喷氧燃烧时，能使熔窑加热均匀，其特点是火力大、火焰长 度短、温度咼。
图4-1 A型喷枪2、密闭式喷枪（如图4-2）这是一种用于纯氧助熔的密闭式喷枪烧嘴其特点是密闭性能好，无水冷系统、火焰热量分布均 匀（美国麦克森公司生产）图4-2 密闭式喷枪4.3氧枪的注意事项对运行中烧枪的检查与维护时，将燃烧使用过的烧枪，从熔炉中烧嘴砖固装板上拆下，并进 行以下检查：1、检查烧嘴砖有无大的裂痕；2、烧嘴砖有无堆灰和火焰过热形成痕迹的现象，烧枪燃烧状态 不应有堆灰现象，只有在烧枪不燃烧时才会产生；3、 烧嘴砖过热可导致烧枪或烧枪安装板变形，密封垫未装或严重损坏也可能导致烧嘴砖过热;4、 天然气喷嘴有碳斑点形成，烧嘴砖火焰端底部碳斑点的存在是正常的确认燃油喷嘴上有无 积碳，积碳会影响烧枪的喷射方位（角度）；5、如果烧枪安装板机械损坏或由于过热变形，将引起气体泄漏，在这种情况下应及时更换新的 固定板；6、 如果烧枪本体机械损坏或由于变形引起的泄漏，喷嘴不重合，安装面不平或燃烧状况不良 烧枪应停止使用不要试图自己修理此类烧枪第5章全氧燃烧的氧源5.1。