3 玻璃鋼化過程中氣體余熱回收利用

　　3.1 玻璃鋼化過程中的余熱資源特點(diǎn)和能耗分析

　　余熱資源屬于二次能源，是一次能源或可燃物轉(zhuǎn)換后的產(chǎn)物，或是燃料燃燒過程中所發(fā)出的熱量在完成某一工藝過程后剩余的熱量，這些低品位的能量仍有被利用的價(jià)值。按照溫度高低分類，工業(yè)余熱一般分為600 ℃以上的高溫余熱，230～600 ℃的中溫余熱和230 ℃以下的低溫余熱3種;按照來源，工業(yè)余熱又可分為煙氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、化學(xué)反應(yīng)熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱，以及可燃廢氣、廢料余熱。在玻璃鋼化爐中，一般有95%的熱量被玻璃帶走，有3%左右的熱量通過鋼化爐頂部的排氣口排出，其余的熱量通過鋼化爐爐體散失到大氣環(huán)境中。然而玻璃帶走的熱量在玻璃急速均勻冷卻的時(shí)候由冷風(fēng)快速帶走，這部分余熱溫度相對(duì)較低，屬于低溫余熱，余熱利用難度很大。因此，大部分企業(yè)都將冷卻玻璃的氣體直接排入大氣。以厚度為1mm、長寬為1m的玻璃為例，將玻璃加熱到玻璃鋼化需要的溫度630 ℃，1mm厚的玻璃單位面積需要的熱量為1248kJ，若玻璃鋼化爐的加熱效率為95%，則鋼化爐耗能為1313.68kJ。然而，物理鋼化玻璃方法要求玻璃厚度較薄都在3mm以上，那么1m2的鋼化玻璃較少消耗3941kJ的熱量(約為1.1kW/h)，由玻璃帶到冷卻區(qū)的能量為1kW/h。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年1至10月，全國鋼化玻璃的產(chǎn)量為2.6億m2。2012年1至11月，全國鋼化玻璃的產(chǎn)量達(dá)2.71億m2�？梢�，我國每年用于生產(chǎn)鋼化玻璃的電能為一座中大型火電廠一年的發(fā)電量，并且鋼化玻璃的需求量還在逐年增加，給我國的電力生產(chǎn)帶來巨大壓力。

　　3.2 玻璃鋼化過程中余熱回收利用的方法

　　根據(jù)能量守恒定律，玻璃鋼化過程中所消耗的能量較終全部被轉(zhuǎn)移到大氣中，如果能回收利用其中的一小部分，則不僅可以節(jié)約能源，而且對(duì)環(huán)境保護(hù)也將起到很大的作用。針對(duì)余熱資源的特點(diǎn)，目前可以將工業(yè)余熱利用技術(shù)分為熱交換技術(shù)、熱功轉(zhuǎn)換技術(shù)、余熱制冷制熱技術(shù)。玻璃鋼化過程中產(chǎn)生的余熱大部分為低溫空氣余熱，與煙氣相比，這樣的余熱具有干凈、清潔無腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，完全可以用來生產(chǎn)生活熱水、余熱制冷制熱、干燥等。從鋼化爐頂部排氣口排出的高溫氣體可以用來預(yù)熱玻璃，提高了玻璃的初始溫度，減少玻璃鋼化爐的能耗。就目前國內(nèi)的余熱回收技術(shù)而言，玻璃鋼化過程中產(chǎn)生的余熱用途需求有限，是不能完全回收利用全部的低溫余熱資源。

　　3.2.1余熱空氣干燥

　　傳統(tǒng)的物理鋼化玻璃方法普遍采用空氣冷卻加熱后的玻璃。針對(duì)不同厚度的玻璃，相應(yīng)的風(fēng)速和風(fēng)壓都控制在不同范圍，在玻璃鋼化冷卻過程中，由于產(chǎn)生的熱風(fēng)非常潔凈，可以用來干燥物料而不需要更多的能量轉(zhuǎn)化和動(dòng)力補(bǔ)充。對(duì)于廢棄熱風(fēng)，一方面可以用來快速風(fēng)干清洗過的玻璃，在節(jié)約能源的同時(shí)，縮短玻璃干燥的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率;另一方面可以將冷卻玻璃時(shí)放出的熱空氣收集起來，用做物料干燥，例如農(nóng)產(chǎn)品、藥材、木材、煙葉等等及需要干燥的物品，不僅回收熱量簡單，對(duì)廢熱的回收也更加有效，進(jìn)一步提高能量回收率和能量利用率。

　　3.2.2余熱氣體制取生活和生產(chǎn)熱水

　　在玻璃鋼化之前需要將玻璃清洗干凈，因?yàn)椴ＡП砻媸欠窀蓛魧⒅苯佑绊戜摶ＡУ馁|(zhì)量，熱水清洗的效果明顯比冷水清洗的效果好。因此，鋼化玻璃廠就需要更多的熱水，可以通過回收余熱方法給鋼化玻璃生產(chǎn)企業(yè)提供更多的熱水，這必將節(jié)約大量的能源。方法是將余熱氣體引入余熱鍋爐，將氣體熱能轉(zhuǎn)化為水蒸氣熱能，產(chǎn)出的熱水可以用做清洗玻璃、沐浴用水及其企業(yè)和周邊居民的生活熱水。

　　3.2.3余熱氣體制冷

　　在炎熱的夏季，企業(yè)的辦公場(chǎng)所都需要冷氣，玻璃鋼化企業(yè)可以通過低溫余熱制冷技術(shù)利用平時(shí)無用的余熱氣體制取冷量。這樣不僅可以節(jié)約電能，還減少了企業(yè)對(duì)環(huán)境的熱污染。余熱制冷技術(shù)是采用吸收式或吸附式制冷系統(tǒng)消耗熱能來實(shí)現(xiàn)制冷的，工質(zhì)為流動(dòng)性良好的溴化鋰水溶液，一般可以利用80～250 ℃的低溫余熱。其方法是，將玻璃玻璃鋼化爐釋放的高溫氣體和冷卻玻璃時(shí)產(chǎn)生的溫度較高的氣體引入余熱回收設(shè)備中制備熱水，然后利用吸收式制冷機(jī)制取0 ℃或5 ℃以上的冷凍水。吸收式制冷一般采用溴化鋰的水溶液作為吸收劑，以相變的形式進(jìn)行換熱，從制冷循環(huán)中可以看出，系統(tǒng)的主要用電設(shè)備是溶液泵，減少了大功率耗電設(shè)備，從而節(jié)約了大量的電能。

　　4 結(jié)語

　　玻璃鋼化過程需要消耗大量的電能，產(chǎn)生大量的廢熱氣體。對(duì)玻璃鋼化過程中主要的耗能設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和余熱空氣的回收利用，不僅使單位玻璃生產(chǎn)的電耗成本得到降低，而且還提高了全廠的能源利用率，減少對(duì)大氣環(huán)境的熱污染，同時(shí)還能發(fā)展附加的產(chǎn)業(yè)，有利于玻璃深加工企業(yè)周圍形成產(chǎn)業(yè)鏈。