浮法玻璃熔窯重油的形成條件與控制

0天然氣及焦?fàn)t煤氣重油浮法玻璃生產(chǎn)所使用的燃料主要包括重油、柴油、焦油、天然氣、焦油、發(fā)生爐、煤氣、石油焦等?？紤]到熔爐的長(zhǎng)期維護(hù)、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品品質(zhì)等因素，應(yīng)選擇天然氣或重油。1燃料組成與性能的比較1.1天然氣焦?fàn)t煤氣天然氣是指通過生物化學(xué)作用與地質(zhì)變質(zhì)作用,在不同的地質(zhì)條件下生存遷移,并于一定壓力下儲(chǔ)集在地質(zhì)構(gòu)造中的可燃?xì)怏w。通常根據(jù)形成條件不同,分為油田伴生氣、氣田氣及凝析氣田氣。天然氣是一種混合氣體,其組成隨氣田和產(chǎn)氣層不同而異。根據(jù)天然氣公司提供的資料,西氣東輸?shù)奶烊粴饨M分見表1。西氣東輸?shù)奶烊粴獾臀粺嶂导s34.81MJ/Nm3(8320kcal/Nm3),高位熱值約38.62MJ/Nm3(9230kcal/Nm3)。天然氣熱值稍低于重油,但比焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣高很多,屬高熱值燃料。天然氣燃燒后幾乎不含硫、粉塵和其它有害物質(zhì),是一種潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源。天然氣也是較為安全的燃?xì)庵?比空氣輕,一旦泄漏,會(huì)立即向上擴(kuò)散,不易積聚形成爆炸性氣體,安全性較高。1.2重油重油重油又稱渣油,是原油提取汽油、柴油等后的剩余重質(zhì)油,其特點(diǎn)是分子量大、黏度高,密度一般在0.82～0.95g/cm3。重油的發(fā)熱量很高,一般為40～42MJ/kg(9560～10038kcal/kg)。重油的燃燒溫度高,火焰的輻射能力強(qiáng),是玻璃、鋼鐵等生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)燃料。重油的化學(xué)組成比較復(fù)雜,但一般都是碳鏈在16以上的烷屬烴、環(huán)烷烴(如環(huán)己烷、環(huán)戊烷的衍生物)及芳香烴(如苯、甲苯)。重油中的可燃成分較多,含碳86%～89%,含氫10%～12%,同時(shí)含有少量的氮、氧、硫等。重油中的硫雖然含量不大,但危害甚大,作為燃料用時(shí),必須嚴(yán)格控制。重油中的水分是在運(yùn)輸和貯存過程中混進(jìn)去的。重油含水多時(shí),不僅降低了重油的發(fā)熱量和燃燒溫度,而且還容易由于水分的汽化影響供油設(shè)備的正常運(yùn)行,甚至影響火焰的穩(wěn)定。水分太多應(yīng)設(shè)法去掉,目前一般都是在貯油罐中用自然沉淀的方法使油水分離。2天然氣c/d浮法玻璃熔窯以600t/d浮法玻璃熔窯為例,重油和天然氣用量計(jì)算如表2。因不同時(shí)期、不同地區(qū)重油價(jià)格有所不同,取重油年均價(jià)為4500元/t,則600t/d浮法玻璃熔窯每日需消耗41.85萬元重油。因此天然氣單價(jià)只要低于3.3元/Nm3就比燃重油的成本低。如果重油價(jià)格達(dá)到5200元/t,則天然氣單價(jià)只要低于3.82元/Nm3就比燃重油的成本低。從表3可以看出,當(dāng)重油價(jià)格超過5200元/t時(shí),全國(guó)絕大部分城市的浮法玻璃生產(chǎn)線燃天然氣比燃重油的成本低。3工藝與設(shè)備材料的比較以600t/d分小爐控制的熔窯燃燒系統(tǒng)為例進(jìn)行比較。3.1比較技術(shù)(1)天然氣燃燒系統(tǒng)的進(jìn)程天然氣管:冷卻氣:(2)重油加熱與蒸汽伴熱重油管:霧化氣管:吹掃氣管:因重油常溫下黏度較大,不利于管道輸送和燃燒,而當(dāng)重油溫度升高時(shí),黏度逐漸降低,為達(dá)到合適的燃油黏度,需對(duì)重油進(jìn)行加熱,同時(shí)還需對(duì)重油管進(jìn)行蒸汽伴熱,為此需配套建設(shè)煙氣余熱鍋爐系統(tǒng)。由天然氣和重油燃燒系統(tǒng)的工藝流程可以看出,天然氣燃燒系統(tǒng)比重油燃燒系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單,操作方便。3.2浮法聯(lián)合車間內(nèi)重油燃燒系統(tǒng)以600t/d浮法玻璃生產(chǎn)線計(jì),浮法聯(lián)合車間內(nèi)天然氣燃燒系統(tǒng)的主要設(shè)備有天然氣噴槍、過濾器、安全切斷閥、安全放散閥、流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥、換向閥等,全部采用國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)設(shè)備及材料,整套系統(tǒng)大約需280萬。為保證天然氣供氣壓力穩(wěn)定,需配套建設(shè)天然氣調(diào)壓站,天然氣調(diào)壓站的設(shè)備及材料費(fèi)約為200萬。浮法聯(lián)合車間內(nèi)重油燃燒系統(tǒng)主要設(shè)備有重油噴槍、蒸汽加熱器、電加熱器、過濾器、流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥、換向閥等,全部采用國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)設(shè)備及材料,整套系統(tǒng)大約需210萬;因要考慮到重油的儲(chǔ)存及輸送,需要配套建設(shè)油站,油站的設(shè)備及材料費(fèi)約為240萬。4燃天然氣與燃重油排放的煙氣量及排放限值600t/d浮法玻璃熔窯燃天然氣時(shí)產(chǎn)生的煙氣量約為72300Nm3/h,煙氣溫度為485℃,燃重油時(shí)產(chǎn)生的煙氣量約為67500Nm3/h,煙氣溫度為455℃。由此可見,燃天然氣產(chǎn)生的煙氣量比燃重油產(chǎn)生的煙氣量增加約7.1%,煙氣溫度也要高30～60℃,致使燃天然氣熔窯煙氣中的熱量損失相比燃重油的熔窯要高2%～7%。燃天然氣與燃重油產(chǎn)生的煙氣成分體積百分含量詳見表4。由燃重油產(chǎn)生的煙氣量及煙氣成分含量可以算出,煙氣未經(jīng)脫硫前,SO2的含量約為5714mg/Nm3,約等于2253mg/m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB26453—2011中規(guī)定的現(xiàn)有企業(yè)SO2排放限值為600mg/m3,新建企業(yè)SO2排放限值為400mg/m3。因此,燃重油的熔窯煙氣必須進(jìn)行脫硫處理。而天然氣因本身不含硫,燃燒后幾乎不產(chǎn)生SO2,因此可以省去脫硫裝置的建設(shè)。5天然氣燃燒系統(tǒng)建設(shè)的局限性重油燃燒系統(tǒng)和天然氣燃燒系統(tǒng)各項(xiàng)費(fèi)用比較如表4。由于重油的組成和性能決定了重油燃燒系統(tǒng)需配套建設(shè)油站、余熱鍋爐系統(tǒng)、煙氣脫硫系統(tǒng)。同時(shí),因重油燃燒系統(tǒng)的裝機(jī)功率比天然氣燃燒系統(tǒng)多約850kW,還相應(yīng)增加了變壓器等的投資費(fèi)用。而天然氣燃燒系統(tǒng)雖工藝簡(jiǎn)單,但輸送管道直徑比重油要大,造成浮法聯(lián)合車間內(nèi)的工藝設(shè)備費(fèi)比重油要高。同時(shí),天然氣由于可能會(huì)造成輸送中斷,往往需要考慮備用燃料,如增加液化石油氣混空站的建設(shè),但天然氣燃燒系統(tǒng)整體費(fèi)用還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低