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玻璃熔窑全氧燃烧技术及发展方向

摘要：玻璃生产行业是碳排放高耗能行业之一，玻璃熔窑是平板玻璃行业中

碳排放主要来源。平板玻璃行业内能效标杆水平能达标的到2020年底只有5%，

要求到2025年比例达到30%以上，平板玻璃行业其能效基准。要在2025年能效

基准水平以下产能基本清零，由于平板玻璃行业高能源消耗、高碳排放等特点，

采用全氧燃烧是玻璃行业节能降耗、低碳排放的有效途经，也是未来的发展趋势。

关键词：玻璃熔窑;全氧燃烧;技术;发展方向

引言

玻璃工业具有能耗高、污染重的特性。燃料燃烧产生的烟气中含有的ＮＯｘ、

ＳＯ２、粉尘等有害气体，以及大量可引发温室效应的ＣＯ２气体是国家环保监

测的重要指标。与此相对的，政府在环境保护方面与管理方面投入的力度越来越

大，污染物排放标准的提高增加了玻璃生产企业在环保上的投资。全氧燃烧通过

把燃料与高纯度助燃氧气按固定比例混合，来使燃烧方式更精确，以提高熔窑的

燃烧效率，节约燃料，减少企业生产成本；减少ＮＯｘ、ＳＯ２、粉尘等有害气

体的排放，减少对环境的污染，降低企业在环保脱硫脱硝上的成本；同时还可以

提升火焰温度，改善玻璃液熔化质量，增加熔窑熔化能力，提高企业产品的生产

能力和产品质量；降低熔窑建设费用，延长熔窑使用年限，降低企业投资成本和

折旧成本。根据国内外生产经验，全氧燃烧玻璃熔窑如今已经广泛应用于微晶玻

璃、各种特种玻璃、优质平板玻璃等几乎所有的玻璃种类生产中。全氧燃烧熔窑

技术必将成为玻璃行业新的增长点和发展点。

1全氧燃烧技术优越性

玻璃工业是耗能大户，目前我国玻璃窑炉的热效率较低，产品单耗大，成本

高。因此，节能降耗已成为玻璃窑炉改造的中心任务。据测算和国外玻璃公司的

经验，天然气全氧燃烧大型玻璃窑炉综合节能40%以上。根据国家下发的《“十

一五”十大重点节能工程实施意见》中的“建材行业中玻璃：推广全保温富氧、

全氧燃烧浮法玻璃熔窑，降低烟道散热损失”精神，优化全氧超白压延玻璃生产

线熔窑设计是必要的。

2玻璃熔窑全氧燃烧技术及发展方向

2.1碹顶材料

硅砖的热稳定性好，膨胀系数小，同时价格便宜，在空气燃烧玻璃熔窑中，

熔窑碹顶砖一般使用优质硅砖。虽然全氧燃烧熔窑碹顶内部的温度比空气助燃熔

窑有所降低，但相应的火焰空间中碱性气体浓度却提高了４到５倍，且气流流速

快，造成碹顶硅砖的侵蚀变快。随着碹顶硅砖表面碱含量增加，硅砖表面逐渐形

成低熔点的富碱玻璃相，其熔化后以碹滴形式滴入熔化池，继而碱组份继续向硅

砖内部扩散，使硅砖的侵蚀不断发展。根据国外全氧熔窑设计经验，硅砖只在早

期被采用在全氧燃烧熔窑碹顶，而且窑龄很短。因此，硅砖用作全氧燃烧窑碹顶

材料是不合理的。

2.2全氧窑的生产工艺

全氧窑的熔化部可以分为3个区域，即熔化区、热点澄清区和均化冷却区域。

通过熔化部两侧氧枪的布置和各氧枪能量的配置，全氧窑容易沿窑长方向建立合

理的温度制度。生产的产品是低硼硅药用玻璃管，燃料为焦炉煤气，生产规模为

一窑四线，丹纳法水平拉管。熔化部两侧胸墙共配置4支氧枪，每边2支。各氧

枪能耗分配比例为:1#枪18%，2#枪33%，3#枪33%，4#枪16%，各氧枪焦炉煤气

和氧气均用流量控制，可以设定各氧枪燃气和氧气的流量。从全氧窑窑内熔化情

况来看，配合料熔化速度比马蹄焰熔窑快。因全氧窑不换向，窑内温度场稳定，

生产的产品质量很好，玻璃管的白度明显优于蓄热室马蹄焰熔窑，产量很高。

2.3烟气预热配合料

全氧熔窑烟气的排放位置与加料位置非常吻合，这就为利用烟气预热玻璃配

合料创造了有利条件。普通熔窑烟气离开蓄热室的温度为500～600℃，而全氧熔

窑的烟气温度约为1200℃，因此对于烟气必须进行余热利用。可以实施配合料预

热技术，将配合料预热到300℃以上，以达到节能环保的目的。配合料预热技术

是首先将配合料进行粒化，在进入熔窑熔化之前，充分利用烟气余热进行配合料

预热，促进配合料各组分间的相互反应，提高配合料受热能力，加速玻璃熔制，

减少玻璃熔化时间，从而达到减少能耗的目的。

2.4超白玻璃窑窑池深度的控制

由于超白玻璃中FeO含量低，热透过能力强，因此熔窑内玻璃液在池深方向

的温度梯度相对较小，池底的温度要高于普通透明玻璃。与玻璃液接触的池底铺

面砖（电熔锆刚玉砖）一般在1400℃时就开始有玻璃相析出，并伴随有大量的气

泡，池底温度过高不仅大大影响熔窑的寿命，还将对玻璃液造成严重污染。