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全氧燃燒超白玻璃熔窯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

來(lái)源:玻璃雜志 作者:張文斌、宋春來(lái) 2018/11/2 17:32:15

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中玻網(wǎng)】隨著國(guó)家節(jié)能環(huán)保政策的推進(jìn),天然氣全氧燃燒技術(shù)因節(jié)能環(huán)保逐漸被推廣應(yīng)用,其具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)燃燒效率高、很大限度節(jié)約能源,與目前蓄熱式熔窯相比,全氧燃燒熔窯較高的熱效率主要得益于惰性氣體量(N2)的降低,能節(jié)約40%的燃?xì)庥昧。?)全氧燃燒時(shí)煙氣量及NOx含量大大降低,空氣污染物大大降低,有利于環(huán)保。(3)全氧燃燒后煙氣的主要成分是CO2和H2O,相對(duì)空氣助燃黑度大,對(duì)玻璃液傳熱多,熔化率可提高25%,增加產(chǎn)量等。

  超白玻璃具有優(yōu)越的物理、機(jī)械及光學(xué)性能,尤其作為太陽(yáng)能電池的蓋板,可很大范圍、很大限度的吸收太陽(yáng)能的輻射熱量,大大提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。隨著低碳時(shí)代的到來(lái),國(guó)家大力推進(jìn)可更新能源中的太陽(yáng)能利用率,由此市場(chǎng)需求量逐漸增高。目前的超白壓延玻璃生產(chǎn)線(xiàn)大多產(chǎn)能小、能源消耗大等問(wèn)題,因此,優(yōu)化全氧超白壓延玻璃生產(chǎn)線(xiàn)熔窯設(shè)計(jì)是必要的。

  超白壓延一窯多線(xiàn)熔窯結(jié)構(gòu),因一條橫通路連接多條支通路,每條支通路分布的玻璃液不均勻,則每條支通路出口的玻璃液產(chǎn)生溫差,直接影響玻璃液的后續(xù)壓延成型及產(chǎn)品的質(zhì)量。因此,提出一種新型超白壓延玻璃生產(chǎn)線(xiàn)熔窯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式,主要用于全氧燃燒玻璃窯爐。窯爐結(jié)構(gòu)主體為一窯四線(xiàn),包括熔化池和卡脖,卡脖出口端接一條主橫通路,在主橫通路出口端接兩條次橫通路,每條次橫通路直接與兩條支通路相接,如圖1所示。

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  圖1全氧燃燒超白壓延玻璃熔窯平面示意圖

  熔窯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,首先熔化池方面,①采用鼓泡技術(shù),促進(jìn)玻璃液均化,清理?xiàng)l紋,氣泡上升能吸收玻璃液中氣體。②采用窯坎結(jié)構(gòu),窯坎裝置使熔化區(qū)上層玻璃液進(jìn)入澄清區(qū),進(jìn)而大大阻擋了熔化池底玻璃液進(jìn)入澄清區(qū)。③池底采用階梯式逐級(jí)抬高形式。超白玻璃的透熱性好,吸熱性差,不同區(qū)域設(shè)置臺(tái)階結(jié)構(gòu),有利于玻璃液對(duì)流、配合料的熔化,提高熔化率,如圖2所示。

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  圖2階梯式池底結(jié)構(gòu)示意圖

  其次卡脖設(shè)計(jì)方面,①使用窄長(zhǎng)卡脖,可以減少二次加熱消耗的燃料,通常認(rèn)為卡脖的寬度尺寸應(yīng)是熔化部長(zhǎng)度的28%~50%、卡脖的長(zhǎng)度為3 800~6 500 mm,這樣有利于成型部的穩(wěn)定。②采用玻璃液攪拌裝置,攪拌能顯著提高玻璃液均勻性,對(duì)減少玻璃液溫度、密度、黏度等不均勻造成的玻璃缺點(diǎn)有顯著作用。③采用深層水包,可以延長(zhǎng)玻璃液的澄清時(shí)間,提高玻璃液澄清效果,減少玻璃缺點(diǎn),進(jìn)而提高玻璃質(zhì)量。

  工作池設(shè)計(jì)方面,主要由主橫通路、次卡脖、次橫通路、支通路組成。主橫通路端側(cè)池壁設(shè)計(jì)為拐角結(jié)構(gòu),如圖3所示,能夠使玻璃液流平順過(guò)渡,減少玻璃液停留時(shí)間,避免玻璃形成析晶,為成型提供純凈、透明、均勻的玻璃液。

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  圖3主橫通路端側(cè)池壁結(jié)構(gòu)示意圖

  以天然氣為燃料的全氧燃燒超白壓延玻璃生產(chǎn)線(xiàn)有以下特點(diǎn):

 。1)池底采用逐級(jí)抬高的臺(tái)階式結(jié)構(gòu),有利于配合料的熔化、玻璃液流對(duì)流及澄清。

 。2)熱點(diǎn)附近增加鼓泡裝置,加快了玻璃液熔化、澄清和均化過(guò)程,提高了熔化能力。

 。3)增加窯坎裝置,阻擋了窯底臟料和玻璃液回流。

 。4)窯坎與鼓泡相互結(jié)合,強(qiáng)化了對(duì)流,使池底玻璃液溫度提高,使粘滯層大量減少,并將未熔顆粒帶入高溫區(qū)將其熔化,減少結(jié)石。可降低熱點(diǎn)溫度,提高熔化效率,加速玻璃液的澄清和均化。

 。5)窄長(zhǎng)卡脖降低了二次燃料消耗?ú钡鯄Y(jié)構(gòu)可減少熔化池對(duì)工作池氣氛影響。

 。6)深層水包設(shè)置提高玻璃液澄清效果,減少玻璃缺點(diǎn)。

  (7)主橫通路設(shè)置調(diào)壓小煙囪,對(duì)穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。

  (8)池壁設(shè)計(jì)為拐角形式,更好避免產(chǎn)生析晶。

 。9)每條支通路與主橫通路距離相等,玻璃液流條件一致,很大限度地保證降溫一致。既可實(shí)現(xiàn)一窯四線(xiàn)的功能,同時(shí)玻璃液從熔化池出口到每條支通路出口的距離是相等的,能夠降低各支通路出口玻璃液的橫向溫差,從設(shè)計(jì)上大大降低了玻璃缺點(diǎn)率,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

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