1、玻璃熔窯全氧燃燒與空氣助燃實(shí)際煙氣量對(duì)比分析通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)某公司600T/D 浮法玻璃熔窯采用全氧與另一條600T/D 浮法玻璃熔窯采用空氣助燃的實(shí)際煙氣生成量對(duì)比,全氧燃燒的煙氣量約為空氣助燃煙氣量的三分之一,遠(yuǎn)小于空氣助燃時(shí)的空氣需要量和煙氣生成量;全氧燃燒煙氣中SO₂的含量?jī)H為空氣助燃的53%,NOx含量?jī)H為空氣助燃的26%,大大減少了廢氣的排放尤其是NOx 的排放;詳見(jiàn)表1。
表1全氧燃燒與空氣助燃排放指標(biāo)對(duì)比 (600T/D浮法)
2、玻璃熔窯全氧燃燒與空氣助燃能耗對(duì)比分析在空氣助燃作業(yè)中,必須把大量對(duì)加熱過(guò)程無(wú)益的氮?dú)饧訜岬饺鄹G操作溫度而浪費(fèi)大量能量。以甲烷天然氣燃料燃燒為例:
空氣助燃:CH₄+2O₂+7.5N₂=CO₂+2H₂O+7.5N₂
全氧燃燒:CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O
通常的空氣燃燒只有占空氣總量21%的氧氣參與燃燒,其余約占78%的氮?dú)夥堑恢?,反而要帶走大量熱量,從煙氣中排出。在使用全氧燃燒的情況下,燃料燃燒所需空氣量減少,廢氣帶走的熱量下降;燃燒完全充分,無(wú)小爐、蓄熱室,向外散熱少,節(jié)能效果明顯。
表2全氧燃燒與空氣助燃能耗指標(biāo)對(duì)比(600T/D浮法)
3、玻璃制造運(yùn)營(yíng)成本對(duì)比全氧燃燒與空氣助燃相比,燃料燃燒完全,火焰溫度高,輻射能力強(qiáng),火焰輻射玻璃液溫度可提高100℃左右,水蒸汽濃度較高使得配合料熔融速度加快,提高熔化率10%以上,從而使熔窯產(chǎn)量得以提高。然而,全氧燃燒制氧需增加運(yùn)營(yíng)成本,運(yùn)行成本涉及燃料品種、當(dāng)?shù)氐娜剂蟽r(jià)格、電價(jià)(直接決定氧氣成本)、氧氣的來(lái)源、玻璃的熔化難度(越是難以熔制的玻璃節(jié)能效果越明顯,改為全氧燃燒后的運(yùn)行費(fèi)用也會(huì)越低)、設(shè)計(jì)節(jié)能率。
對(duì)于熔窯投資而言,全氧燃燒減少了蓄熱室但提高了耐火材料配置,基本相當(dāng)。以 600T/D 浮法玻璃生產(chǎn)線為例,計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下:
用氧:9000m³/h;氧氣成本:0.45元/m³(自建氧站);節(jié)能:20%;燃料用量:4400m³/h;燃料熱值:8500 Kcal/kg;燃料價(jià)格:2.2元/m³;N₂氣用量1800 m³/h,獨(dú)立制氣成本:0.28元/m³,聯(lián)合制氣:0.1元/m³。
運(yùn)營(yíng)成本計(jì)算:
(1)制氧成本增加:9000m³/h×0.45元/m³×24 h×365天=3548萬(wàn)元 / 年
(2)節(jié)能成本減少:4400m³/h×20%×2.2元/m³×24 h×365天=1696萬(wàn)元/年
(3)N₂氣成本減少:1800m³/h×(0.28-0.10元/m³×24 h×365 天 =284萬(wàn)元/年
(4)環(huán)保成本減少:600萬(wàn) / 年則全氧成本增加:(3548-1696-284-600)萬(wàn)元/年=968萬(wàn)元/年
(5)全氧燃燒技術(shù)節(jié)能效率由20% 提高為25%則燃料節(jié)約成本:4400m³/h×5%×2.2元 /m³×24 h×365 天 =424萬(wàn)元/年
則氧氣減少節(jié)約成本:9000m³/h×5%×0.45元/m³×24 h×365天=177萬(wàn)元/年
總節(jié)約成本:424+237萬(wàn)元/年=661萬(wàn)元/年
根據(jù)測(cè)算的結(jié)果顯示,雖然全氧燃燒成本略有增加,但是差別每年不到1000萬(wàn)元。如果隨著全氧燃燒節(jié)能效果的進(jìn)一步提高,按照節(jié)能率25%節(jié)能率計(jì)算,每年成本的差別將在300 萬(wàn)元左右,基本持平的狀態(tài)表明玻璃熔窯采用全氧燃燒技術(shù)經(jīng)濟(jì)上是可行的。
4、結(jié)論
(1)通過(guò)對(duì)比玻璃熔窯全氧燃燒和傳統(tǒng)空氣助燃的煙氣量與能耗,可見(jiàn),全氧燃燒技術(shù)在玻璃熔窯上應(yīng)用的前景非常良好,將會(huì)取代空氣助燃熔窯成為主要趨勢(shì)。
(2)從經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看,通過(guò)對(duì)投資成本與運(yùn)營(yíng)成本的測(cè)算,論證了全氧燃燒技術(shù)在玻璃熔窯中應(yīng)用是可行的。