荷蘭從15世紀(jì)開始生產(chǎn)玻璃、制鏡和吹制玻璃。1713年生產(chǎn)靠前個(gè)瓶子,1756年開始生產(chǎn)晶質(zhì)玻璃,1900年生產(chǎn)平板玻璃,1963年采用匹茲堡法,1984年改用浮法。
1989至1999年,年產(chǎn)量平均每年增長(zhǎng)4%,1999年產(chǎn)量達(dá)到136萬噸,包括浮法玻璃、玻璃纖維、保溫棉、餐具玻璃、容器玻璃、玻璃管和水玻璃。人口1660萬,人均年產(chǎn)玻璃82千克,為世界之較。從業(yè)人員4500～5000人,年銷售額6億歐元。按5000人計(jì),人均產(chǎn)量2720噸,人均銷售額12萬歐元。荷蘭共有11個(gè)大的玻璃生產(chǎn)企業(yè),均屬于全部大玻璃公司,連續(xù)運(yùn)行29個(gè)玻璃熔窯,其中有5個(gè)全氧燃燒熔窯、11個(gè)蓄熱室熔窯和13個(gè)換熱器窯。1999年,荷蘭各類玻璃產(chǎn)量占其總產(chǎn)量的比例是:浮法玻璃11.9%、容器玻璃74.0%、玻璃纖維8.0%、照明玻璃1.9%、水玻璃3.7%、特種玻璃0.5%。
荷蘭成立有玻璃制造協(xié)會(huì)(UNG),其功能在于從事研究和教育。另外,還成立有荷蘭玻璃工業(yè)國(guó)家委員會(huì)(NCNG),負(fù)責(zé)籌備和管理玻璃技術(shù)的研究開發(fā)課題。荷蘭玻璃工業(yè)國(guó)家委員會(huì)在選題方面還同德國(guó)玻璃工業(yè)研究協(xié)會(huì)(HVG)進(jìn)行合作,交換信息。
1989～1999年荷蘭玻璃工業(yè)推廣應(yīng)用的玻璃新技術(shù)、新工藝
1989～1999年荷蘭玻璃工業(yè)推廣應(yīng)用的玻璃新技術(shù)、新工藝有:
輕量容器玻璃生產(chǎn)技術(shù)
煙氣余熱的利用技術(shù),預(yù)熱配合料和驅(qū)動(dòng)透平機(jī)
排放氣體的高溫傳感器和燃燒控制技術(shù)
煙氣的半干法凈化技術(shù)
全氧燃燒玻璃熔窯
低NOx熔窯設(shè)計(jì)
把煙氣污染物排放的控制綜合于過程控制
新的玻璃成型工藝
在這10年中,荷蘭玻璃工業(yè)每公斤玻璃的能耗降低了15%,也大幅度地降低了煙氣污染物的排放,如NOx降低了50%。1972年以來,籌備玻璃制品的更新利用,2000年容器玻璃的更新利用率已達(dá)85%。平板玻璃、照明玻璃和TV玻璃的更新利用將是今后10年的重要課題。
在過去30年中,基于對(duì)生產(chǎn)中化學(xué)和物理過程的認(rèn)識(shí),荷蘭的玻璃生產(chǎn),已從經(jīng)驗(yàn)型平穩(wěn)地轉(zhuǎn)變?yōu)榭萍夹汀?BR>2001～2012年研究開發(fā)的課題
2001～2012年間,荷蘭玻璃工業(yè)將借助世界上較好的技術(shù),使能源效率上個(gè)新臺(tái)階。此外,還將致力于進(jìn)一步提高玻璃質(zhì)量、輕量化、鍍膜、綜合過程檢驗(yàn)、降低污染物排放和更有效地燃燒。
目前,荷蘭玻璃工業(yè)國(guó)家委員會(huì)確定了8個(gè)非常大的研究開發(fā)課題,并獲得荷蘭國(guó)家能源環(huán)保部的資金支持。研究開發(fā)的主要課題包括:
開發(fā)燃燒煙氣中CO傳感器
減少玻璃熔化過程中的揮發(fā)和泡沫
評(píng)估高溫玻璃熔體的光譜
降低一次NOx的技術(shù)(1995-2010年間,要降低50%)
配合料的優(yōu)化
硫酸鹽化學(xué)和硫酸鹽澄清
上部耐火材料的侵蝕機(jī)理和動(dòng)力學(xué)
比選玻璃著色和澄清用原料
以模型為基礎(chǔ)的,玻璃熔窯預(yù)測(cè)控制(MPC)
玻璃熔體和料滴的輻射傳熱
此外,每年約有10多名博士研究生,研究玻璃熔化、廢料的玻璃化、玻璃熔化用傳感器、新的熔化技術(shù)和玻璃熔體性質(zhì),向玻璃工業(yè)提供研究成果。
全氧燃燒
用空氣作玻璃熔窯助燃介質(zhì)時(shí),有效助燃的僅是空氣中20%左右的氧氣,其余80%絕大部分是氮?dú)?氮?dú)獠粌H不能助燃,反而帶走大量的熱量,降低熔窯的熱效率,而且在高溫下N2會(huì)生成污染環(huán)境的NOX。用純氧代替空氣,不僅可提高熔窯的生產(chǎn)能力,改善玻璃質(zhì)量,提高熱效率,降低燃料消耗,降低成本和減少熔窯投入資金,更可減少污染物的排放,有利環(huán)保。
2003年全部玻璃協(xié)會(huì)巴西年會(huì)上,美國(guó)Praxair公司H.Kobayashi先生做了一個(gè)“全氧燃燒熔化玻璃的技術(shù)”報(bào)告,比較一體地介紹了全氧燃燒技術(shù)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和效果。19世紀(jì)70年代開始,為提高生產(chǎn)能力,這家公司已成功地在許多空氣助燃的玻璃熔窯上采用一對(duì)全氧噴槍,促進(jìn)熔化和澄清,可使大部分熔窯提高拉引率10～30%,從中取得了許多玻璃熔窯使用氧氣的經(jīng)驗(yàn),再加上加熱鋼和熔化鋁所用的全氧燃燒技術(shù),為大型玻璃熔窯采用全氧燃燒技術(shù)打下了較好的基礎(chǔ)。1988年美國(guó)能源部給美國(guó)Praxair公司下達(dá)任務(wù),要其將真空吸附制氧裝置使用在大型商業(yè)玻璃窯上,展示全氧燃燒技術(shù)。
Praxair公司在Corning公司的幫助下,1991年對(duì)位于加州Modeste的Gallo玻璃公司一座大型容器玻璃窯,熔化能力為350t/d,橫火焰、蓄熱室、燒天然氣,進(jìn)行全氧燃燒改造。由于該窯窯齡已處于晚期,改造后能耗降低不多,只降低了13.5%。1996年又進(jìn)行了一次改造,能耗又降低了16.9%,每公斤玻璃液僅耗能800大卡(碎玻璃比例60%),較全氧改造前能耗降低了28.1%。接著,又使用配合料和碎玻璃預(yù)熱,能耗又降低了21.9%,熔化每公斤玻璃液的能耗只有625大卡(碎玻璃比例60%),較全氧改造前能耗總共降低了43.8%。
1991年對(duì)上述熔窯進(jìn)行全氧燃燒改造后,不僅省了燃料,也大幅降低了隨煙氣排放的污染物,NOX降低80%,CO減少80%,煙塵降低30%以上。從而發(fā)生反應(yīng)了玻璃工業(yè)加快采用全氧燃燒。1996年,全世界已有90座商用玻璃熔窯采用全氧燃燒。2002年北美(包括美國(guó)、加拿大和墨西哥),全氧燃燒窯已有136個(gè),占北美玻璃熔窯總數(shù)的25%,尤其是有3座大型浮法玻璃窯采用了全氧燃燒技術(shù)。北美各類玻璃熔窯已采用全氧燃燒技術(shù)的比例如表1所示。
使用全氧燃燒后,如果不調(diào)整配合料中的硫酸鹽用量,則隨煙氣排放的SO2會(huì)增加。采用全氧燃燒后,由于溶解而進(jìn)入玻璃液的水分(以羥基形式存在)會(huì)大量增加,水分也起澄清作用,因而適當(dāng)降低配合料中硫酸鹽用量,既可減少SO2的排放,又不會(huì)降低玻璃質(zhì)量。
德國(guó)杜塞多夫Gerresheiner玻璃公司的2號(hào)蓄熱室橫火焰容器玻璃窯,在1997年冷修時(shí)改成全氧燃燒。改造前后的對(duì)比見表2。

全氧燃燒玻璃熔窯實(shí)際上是個(gè)單元窯,沒有火焰換向,但用氧氣替代空氣后,同空氣助燃時(shí)相比,玻璃的熔化和澄清會(huì)有非常大變化。煙氣量大幅度減少,窯內(nèi)氣氛中的水分和堿蒸汽濃度大幅增加,從而加劇堿蒸汽對(duì)大碹硅磚的侵蝕(“鼠洞”),提高玻璃液的含水量。需要研究開發(fā)全氧燃燒窯的設(shè)計(jì)和噴槍,解決低成本氧的來源和煙氣的余熱利用,配合料和熔化工藝也需要作相應(yīng)調(diào)整。大量的實(shí)驗(yàn)室研究和計(jì)算機(jī)模擬也是不可少的。
從以上介紹中,我們可以看到,玻璃制造協(xié)會(huì)在玻璃工業(yè)技術(shù)進(jìn)步中發(fā)揮著重要作用。他們?yōu)殪柟毯吞岣弑緡?guó)玻璃工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)地位,在今后玻璃方面的研究開發(fā)工作,主要是圍繞降低成本,提高質(zhì)量,開發(fā)新產(chǎn)品、新用途,和保護(hù)環(huán)境進(jìn)行。研究開發(fā)污染物排放模型,整合燃燒空間和熔池的數(shù)學(xué)模型,開發(fā)包括控制污染物排放在內(nèi)的生產(chǎn)過程智能控制系統(tǒng),優(yōu)化原料,總結(jié)推廣全氧燃燒、配合料和碎玻璃預(yù)熱。研究開發(fā)低能耗的玻璃成分、非傳統(tǒng)的熔化和澄清技術(shù)。同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究,研究玻璃成分、結(jié)構(gòu)和性能之間相互關(guān)系,研究玻璃表面、表面改性和表面相互作用。對(duì)中國(guó)平板玻璃生產(chǎn)來說,還有一項(xiàng)重要任務(wù),就是從經(jīng)驗(yàn)性轉(zhuǎn)變?yōu)榭萍夹汀?div id="9xfxx33dp" class="page" style="font-size: 12px;">首頁 上一頁 1下一頁 末頁