玻璃行業(yè)是一個高能耗行業(yè),在玻璃成本中燃料成本約占35%~50%,
玻璃熔窯是玻璃
生產(chǎn)線能耗最多的
設(shè)備。以一條450t/d的
浮法玻璃窯為例,按年消耗重油3萬噸計,使用
改性合成石油焦粉為燃料后,假設(shè)每噸燃料節(jié)省500元,那么一條窯每年可節(jié)省燃料費用為1500余萬元。一條年消耗重油1萬噸的馬蹄焰窯,相同條件下,年節(jié)約燃料費用為500萬元。
以新型能源替代傳統(tǒng)能源,既為國家節(jié)約了寶貴的石油資源,又為企業(yè)降低了成本、增加了利潤、提高了產(chǎn)品的市場競爭力。新近研發(fā)的非能源序列燃料——乳化焦?jié){和焦粉,不但節(jié)約了燃料運行費用,而且還大大地降低了企業(yè)的能耗指標(biāo)。利用石油焦粉代替燃料油符合國家
節(jié)能技術(shù)政策,現(xiàn)已列入國家發(fā)改委《“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》。
石油焦是一種多孔結(jié)構(gòu)、非極性碳?xì)浠衔铮瑢儆?a href='../../zsk/ct.asp?id=5930' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>疏水性物質(zhì)。目前市場上已有從數(shù)十種優(yōu)質(zhì)
添加劑、制粉設(shè)備中優(yōu)化篩選出的幾種較為合適的添加劑和設(shè)備進(jìn)行化學(xué)再合成,成功制備出濃度較高、
黏度較小、儲存周期長、流動性能好且具有良好燃燒特性的乳化焦?jié){和焦粉。該項應(yīng)用技術(shù)已向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請發(fā)明專利及實用新型專利多項,均已被受理。石油焦是石油家族的最末端產(chǎn)品,既有石油的物理性質(zhì),又有石油的
熱工性能。
改性合成石油焦粉是一種新型燃料,該項目的研究涉及到能源、
高分子材料化學(xué)等領(lǐng)域,具有跨學(xué)科的特點,技術(shù)難度較高。該項目的研發(fā)成功,為工業(yè)
窯爐特別是玻璃行業(yè)開發(fā)了一種全新的燃料系統(tǒng),可以給國家節(jié)約大量的緊缺燃料資源,節(jié)能降耗效果明顯,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
針對
玻璃窯爐的特點,通過大量的冷態(tài)和熱態(tài)試驗證明,研制的改性合成石油焦粉完全適合在玻璃窯爐中燃燒使用。同時,改性合成石油焦粉在玻璃窯爐中替代重油的各種工藝技術(shù)也在趨于成熟。
為了使改性合成石油焦粉的制備和燃燒技術(shù)更加完善和可靠,國內(nèi)有研究單位通過三個階段的改進(jìn)和完善,終于使改性合成石油焦粉的燃燒技術(shù)具備了在玻璃窯爐上成功使用的各項條件。
一是石油焦經(jīng)
脫水,使其
含水率≤5%,在破碎前后經(jīng)電磁除鐵,以防鐵質(zhì)材料進(jìn)入原料,將其破碎至≤5mm以下的顆粒,加入添加劑,可起到
防潮、防結(jié)塊、潤滑和有助于氣力輸送的作用,并且具有一定的助燃效果,經(jīng)超細(xì)
研磨到200目以上,然后送入成品粉倉。整個流程通過采用收集過濾器、引風(fēng)機(jī)、輸送系統(tǒng)的有效組合,以及對各個粉塵點的嚴(yán)格控制,避免粉塵外溢,整個生產(chǎn)過程負(fù)壓操作。
二是控制與燃燒。改性合成石油焦粉是一種固體顆粒燃料,其燃燒過程由空氣輸送、焦粉與高溫空氣混合吸熱、揮發(fā)分揮發(fā)燃燒、碳粉燃燒和燃燼五個階段。一種燃料的可燃性主要包括著火、穩(wěn)燃和燃燼三個方面,焦粉的著火和燃燼是兩大難點。通過改變焦粉的燃燒特性、合理采用配風(fēng)和加入特殊添加劑的技術(shù),已經(jīng)完全攻克了這兩道難題,不但使焦粉點火容易,而且其燃燼率達(dá)到了99%以上。
三是送粉系統(tǒng)采用螺旋氣體輸送的方式將焦粉送入爐內(nèi),從而達(dá)到控制火焰的
剛性、長度、爐內(nèi)氣氛和不同區(qū)域的空氣需求的目的,滿足各種不同情況下穩(wěn)定、有效的燃燒,確保玻璃質(zhì)量不受影響。
改性合成焦粉在窯爐內(nèi)的燃燼率主要是由燃料在爐內(nèi)的停留時間與顆粒的燃燒總時間的關(guān)系決定的,燃料在爐內(nèi)的停留時間是由燃料顆粒在爐內(nèi)的運行速度決定的。燃燒總時間包括了改性合成焦粉燃燒的五個階段,其中起主導(dǎo)作用的是碳粒燃燼過程。
專家研究成果的結(jié)論是:
燃燒時間與碳粒半徑的平方成正比,與反應(yīng)氣體的初始濃度成反比,其他參數(shù)是經(jīng)驗常數(shù)。
燃燼率的關(guān)鍵點就落在了焦粉的粒度和配送上。
火焰的長度和
剛度都與粒度成反比,在玻璃窯爐中并不是焦粉的粒度越細(xì)越好,目前,研究單位所研制的改性合成石油焦粉的燃燼率已經(jīng)達(dá)到了99%以上,可以完全滿足玻璃生產(chǎn)工藝的需要。