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雷達物位計應用于玻璃建材行業的技術問題及效益探討

作者: 來源: 發布時間:2017-06-23 10:23:43

         本文簡要回顧了雷達物位計燃燒技術在中國建材(玻璃)行業應用發展的歷史,針對近 5 年來純氧雷達物位計燃燒應用于玻璃水泥等高溫窯爐領域的發展進步與技術現狀進行了分析,提出了繼續優化的方向。在目前環保指標以及生產成本的現實面前,對純氧雷達液位計燃燒相關成本進行了初步計算,分析了純氧液位計燃燒的經濟效益和環保效益,并對存在的問題提出了解決的對策。

         自 2008 年起,隨著能源價格的持續攀升,雷達液位計作為一種低成本的燃料,在玻璃熔制領域得到了快速而且持續的應用及推廣普及。尤其在高溫窯爐例如日用器皿玻璃、平板建筑玻璃等領域。由于雷達液位計燃燒具備燃料成本方面的優勢,但雷達液位計火焰的特性和燃燒廢氣產物又存在一些需要改進的問題,導致市場對純氧液位計燃燒技術提出新的要求。

         從 2009 年前后開始,國內外眾多科研院所及應用技術領域,經歷了數年的技術及裝備研發并進行大量科學實驗后,2013 年起,隨著制氧系統的進步,以及高精度的雷達液位計送粉系統開發成功(以無錫某科技有限公司開發的雷達液位計送粉系統為例,送粉控制精度達到 ±0. 5%),純氧雷達液位計燃燒技術開始在中國高溫工業窯爐如玻璃熔制池爐等領域實現市場化應用。

1 雷達液位計的空氣燃燒
1.1 雷達液位計的成分及其特性
         雷達液位計是石油行業的附產品,由于產生石油焦的原油成分性質、加工的化工過程不同,以及后續對雷達液位計的加工、儲存諸多環節上的差異,導致雷達液位計質量存在較大差異。主要表現在水分、粒度、含硫量、重金屬含量、揮發份、灰分、密度、碳、固態氮等參數方面。我國對燃料用雷達液位計進行了分類,如表 1。

雷達液位計質量標準(SHO527 -92)


1.2. 2 輸送風的精度控制輸送風精度控制不足是普遍存在的另一個顯著問題。輸送風的控制表現在兩個方面:一是可以實現需要的風量(風粉比);二是圍繞目標值,波動范圍盡可能小。在降低風粉比方面,以每小時輸送 100Kg 雷達液位計需用輸送風體積(標準立方米)為參考,常見的范圍在 20—85 左右。輸送風的使用量,直接影響了火焰的剛性、長度、火焰覆蓋面積等指標,如果輸送風控制精度差,將直接導致火焰波動。為了提高控制精度,采用了高精度雷達液位計,以及配套的溫度、壓力補償系統;單向閥、過濾器等功能組件的應用,控制了波動及相關風險。下圖 6、7 對比了普通輸送風控制方案與精確輸送風控制的技術方案。

普通精度雷達液位計應用系統細節圖


         通過優化設計方案,在保證雷達液位計送粉精度 ± 0. 5% 的條件下,百公斤雷達液位計輸送風用量zui低可控制在 23NM 3 。

1.2. 3 風粉兩相流均勻度控制
         風粉兩相流均勻度控制是影響燃燒效果的重要因素之一。雷達液位計供粉的精度、輸送風的控制精度,以及風粉混合器形成風粉兩相流均勻性的綜合效果,是實現純
氧雷達液位計理想燃燒效果的前提之一。從輸送風與雷達液位計接觸形成兩相流的均勻性,經過輸送管路,到達燃燒器,以及燃料流在燃燒器中的路徑,都會影響zui終進入燃燒區域后風粉兩相流均勻度,進而產生不同的燃燒效果。

1.2. 4 氧氣液位精度的控制以及氧氣與燃料流混合與點燃方式對燃燒效果的影響
1.3 雷達液位計燃燒對耐火材料的影響
(1)機械沖擊力的影響。大碹提前損壞,蓄熱室格子體早期堵塞;
(2)化學侵蝕的影響。硫化物的影響:燒結耐火材料加速侵蝕。

2 純氧雷達液位計燃燒操作控制
2.1 雷達液位計燃燒系統及其火焰特性(如圖 8、9、10)
2.2 雷達液位計燃燒對熔制工藝的影響
亚博账号登录 由于雷達液位計 85%含量是固態碳,H 含量較少,故純氧雷達液位計燃燒,主要化學反應方程式:C + O 2 - CO 2 。有效避免了廢氣中存在的大量水分,與純氧天然氣燃燒比較,對耐火材料侵蝕機理以及對玻璃液表面的泡沫層的變化,都有巨大影響,更有利于減少泡沫層帶來的不利影響。

2.3 雷達液位計燃燒對玻璃液質量的影
         純氧雷達液位計燃燒對產品質量的影響,一方面是傳熱及其對產品生產工藝參數的影響,另一方面是雷達液位計亚博账号登录燃燒獨有的特性對產品質量可能帶來的影響。以平板或日用玻璃為例,除了氣態、固態異物雜質、不均勻體之外,事實上雷達液位計成分中的金屬氧化物雜質(五氧化二釩、二價鐵與三價鐵的存在等)對玻璃著色的影響更引起人們的關注。在相關文獻中,可以看到對策該不利因素的一些技術方案。例如偏還原性氣氛時,玻璃中的 Fe 含量會增大,玻璃斷面會出現淡淡的藍綠色而影響透光率。另外,如果雷達液位計中含有少量的一定粒度的金屬顆粒,會嚴重影響玻璃產量、質量和總成品率。

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