浏览数量: 4 作者: 本站编辑 发布时间: 2022-12-19 来源: 本站
一般来说,不同的窑炉类型和设计主要取决于要生产的玻璃产量、类型以及成本(和物流)因素。
熔炉的主要类型包括:
锅式炉(不连续)
日间坦克(半连续)
换热式/单元式熔化器
交叉燃烧蓄热式炉 - 喉部或颈部/腰部设计
端火炉蓄热式炉——喉口设计
氧气燃烧单元熔炉
特殊(分段)熔化器(LoNOx®、Flex® 熔化器)
全电炉
1.间断炉(日槽、锅式炉)
发生以下动作(通常在不连续熔炼炉内以一天为周期:
熔化罐或熔锅装有混合原料批
该批次被加热到所需的温度
玻璃被熔化、细化、均质化,随后冷却到工作温度,以便由工匠或半自动机器从玻璃熔炉中取出部分(玻璃块)进行成型
2.连续式玻璃窑炉
连续炉的通常同义词是玻璃熔化罐或罐式炉。
这些炉适用于:
a.容器玻璃生产
b.平板玻璃(Float & Rolled)生产
c.大多数餐具玻璃制作
d.纤维和玻璃棉生产
e.大多数特种玻璃生产(管、显示器玻璃、微晶玻璃、灯泡等)
这些炉子不适用于:
a.大多数手工制作的玻璃
b.石英玻璃
c.光学玻璃纤维
3.Furnaces 连续式玻璃窑炉特点
耐火材料罐,混批连续装料
使用化石燃料(主要是天然气)和预热空气或氧气燃烧的燃烧室传热
炉子不同区域或部分的所有基本工艺步骤
连续运行,在 5-15 年的活动期间
从加料机到炉子出口(喉口或通道)的轨迹数量不定。
这些炉型适用于玻璃的批量生产
熔炉熔化能力(玻璃拉力)通常以每天(24 小时)熔化的(公)吨玻璃数表示
根据熔炉和生产的玻璃类型,拉力可以从每天 20 吨 (TPD) 到 > 700 TPD 不等
在熔体中,通过拉力和自由对流产生电流(玻璃熔体流动模式)
通过应用鼓泡或电极进行额外混合
使用电极增加能量输入的可能性
熔体中的电流会释放潜能
罐中材料的大量轨迹:广泛的停留时间分布和质量差异取决于路线
熔体中的温度梯度:较高水平(靠近表面)通常比底部玻璃熔体更热
可选地使用堰或坝将底部玻璃带到上层玻璃熔体层
使用空气预热(再生器/换热器)或纯氧
熔化炉包括:
a.熔槽(玻璃熔槽)
b.上部结构(燃烧室)
c. 喉管作为熔化端和将玻璃液带到精炼机、工作端或分配器中的冒口之间的连接
d.浮法玻璃生产中熔化端和工作端之间的颈部
e.工作腔(工作端、收集端、机头、磨浆机)
F。热交换器:再生器或同流换热器
4.连续玻璃窑炉组件
玻璃熔炉组件的名称(槽式熔炉、交叉燃烧、尺寸比例不代表正确)。
5.蓄热式炉
蓄热室由蓄热室组成,其中堆叠了耐火砖的方格(或只是方格)。
在一个循环中,检查器被烟气加热,随后在下一阶段(20-30 分钟),热量被传递给助燃空气
这些炉子设有2个或更多(偶数个)蓄热室
原则上,最佳半循环时间取决于熔化槽的拉力(热负荷)
在燃烧器反转过程中,持续约 30 - 60 秒,炉内没有火焰。
反转期(无烧制间隔)应尽可能短,以避免炉子过度冷却
6.交叉燃烧蓄热炉
蓄热室放置在炉子的侧面
根据炉子尺寸,炉子两侧可以配备 4 到 8 个燃烧器端口(每侧)。
加热曲线(沿侧壁的燃烧器之间的燃料分布)决定了玻璃熔体中热点区域(初级澄清区)的位置和大小。
7.端火(或U型火焰)蓄热式炉
燃烧器(每个端口有 2 到 4 个燃烧器)和蓄热室在上部结构的后墙侧连接。
来自一个蓄热室的燃料和预热空气发生燃烧:火焰从燃烧器喷嘴开始,几乎延伸到整个炉子的长度
火焰/燃烧方向在前壁处转向
与交叉燃烧蓄热式炉相比,结构热损失更少(燃烧气体具有更长的停留时间)
8.换热炉
同流换热器:热交换器,热量在其中以并流或逆流的方式从烟道气传递到燃烧空气
换热炉配有一个或两个换热器
大多数换热器由耐高温钢制成,如铬镍钢(或铬镍铝钢)
由于此类换热器中的传热主要基于辐射,因此此类换热器称为辐射式换热器
换热器用于预热助燃空气
热烟气通过同流换热器加热助燃空气
投资成本相对较低
无循环(点火反转)系统,因此工艺条件连续
由于可以独立控制大量燃烧器(每侧 5-15 个燃烧器),沿长度方向的温度分布可控
炉子很容易接近(对于端孔燃烧蓄热式炉子,侧壁也可以很容易地设置窥视孔)
燃烧室结构相对简单,密封性较好(无大燃烧口)
但是:助燃空气的预热效率低于蓄热式炉
9.全氧燃烧炉(Oxy-fuel)
燃料在应用的氧化剂(纯氧)中没有氮气的情况下燃烧(烟气量较少,稀释较少)
一般来说,全氧燃烧玻璃窑炉的基本设计与换热式玻璃熔炉相同,具有多个侧向燃烧器和有限数量的排气口。
大多数氧气燃烧玻璃窑炉几乎不使用热回收系统来预热燃烧器的氧气供应(使用烟道气的热含量预热氧气和天然气有一些进展)
燃烧器位于侧壁的特殊燃烧器块中
通常每个侧壁只安装 4 到 6 个燃烧器。
注意:来自相对侧壁的燃烧器最好不要排成一行。这将导致不稳定的火焰尖端相互影响。
优点
a. 更便宜的熔炉设计
b. 较低的特定 NOx 排放量(单位为 kg NOx/吨熔融玻璃);
c. 较小的烟气体积
d. 炉系统占地面积更小
e.减少油耗
缺点
1.氧气成本可能超过燃料成本的降低
2.氧烧对上层建筑的耐火质量要求较高
10、全电熔炼炉
加热不是由燃烧系统提供的,而是由插入熔体中的电极提供的电能提供的
下面是一个带有顶部电极的全电炉的例子
熔体罐和上层建筑结构
箭头表示钢结构对上部结构的支撑
下游玻璃熔化槽
玻璃熔体的温度,从熔化端通过喉管流入提升管,然后进入分配器/工作端/精炼器,对于成型来说太热了。
所需的冷却:通过精炼机和进料机将 200 至 300oC 冷却至大约工作温度。
玻璃部分或玻璃块或玻璃在这种较低温度水平下的连续流动对于执行良好的成型过程是必需的。
一般来说,有不同的熔炉类型和设计,这取决于要生产的玻璃数量、玻璃生产的类型以及经济(和物流)因素。
熔炉的主要类型包括:
l锅式炉(不连续)
l日间坦克(半连续)
l换热式/单元式熔炉
l 交叉燃烧蓄热式炉 - 喉部或颈部/腰部设计
l 端部燃烧蓄热式炉——喉口设计
l氧气燃烧单元熔炉
l特殊(分段)熔化器(LoNOx®、Flex®熔化器)
l全电炉
1.间断炉(日槽、锅式炉)
发生以下动作(通常在不连续熔炼炉内以一天为周期:
l熔化罐或熔锅装有混合原料批
l这批料被加热到所需的温度
l玻璃被熔化、细化、均质化,然后冷却到工作温度,以便由工匠或半自动机器从玻璃熔炉中取出部分(玻璃块)进行成型
2.连续式玻璃窑炉
l 连续熔炉的常用同义词是玻璃熔化罐或罐式熔炉。
l这些炉子适用于:
a.容器玻璃生产
b.平板玻璃(Float & Rolled)生产
c.大多数餐具玻璃制作
d.纤维和玻璃棉生产
e.大多数特种玻璃生产(灯管、显示器玻璃、微晶玻璃、灯泡等)
l这些炉子不适用:
a.大多数手工制作的玻璃
b.石英玻璃
c.光学玻璃纤维
3窑炉连续式玻璃窑炉特点
l 耐火材料罐,连续混批
l 使用化石燃料(主要是天然气)与预热空气或氧气一起燃烧的燃烧室传热
l 炉子不同区域或部分的所有基本工艺步骤
l 连续运行,运行时间为 5-15 年
l 从加料机到炉子出口(喉口或通道)的轨迹数量不定。
l这些炉型适用于玻璃的批量生产
l 熔炉熔化能力(玻璃拉力)通常以每天(24小时)熔化的(公)吨玻璃数表示
l根据熔炉和生产的玻璃类型,拉力可以从每天 20 吨 (TPD) 到 > 700 TPD 不等
l在熔体中,通过拉力和自由对流产生电流(玻璃熔体流动模式)
l通过鼓泡或电极的应用额外混合
l使用电极增加能量输入的可能性
l 熔体中的电流会释放潜能
l 罐内物料轨迹多:滞留时间分布广,质量差异取决于路线
l 熔体中的温度梯度:较高层(靠近表面)通常比底部玻璃熔体更热
l 可选择使用堰或坝将底部玻璃带到上层玻璃熔体层
l采用空气预热(再生器/换热器)或纯氧
l 熔化炉包括:
a.熔槽(玻璃熔槽)
b.上部结构(燃烧室)
c. 喉管作为熔化端和将玻璃液带到精炼机、工作端或分配器中的冒口之间的连接
d.浮法玻璃生产中熔化端和工作端之间的颈部
e.工作腔(工作端、收集端、机头、磨浆机)
F.热交换器:再生器或同流换热器
4.连续玻璃窑炉组件
玻璃熔炉组件的名称(槽式熔炉、交叉燃烧、尺寸比例不代表正确)。
5.蓄热式炉
l 蓄热室由蓄热室组成,蓄热室中堆放着格子耐火砖耐火砖。
l 在一个循环中,检查器被烟气加热,随后在下一阶段(20-30 分钟),热量被传递给助燃空气
l这些炉子设有2个或更多(偶数)个蓄热室
l 原则上最佳半循环时间取决于熔化罐的拉力(热负荷)
l在燃烧器反转过程中,持续约 30 - 60 秒,炉内没有火焰。
l 反转期(不烧成间隔)应尽可能短,以免炉体降温过多
6.交叉燃烧蓄热炉
l 蓄热室置于炉体侧面
l 根据炉子尺寸,炉子两侧可配备 4 至 8 个燃烧器端口(每侧)。
l 加热曲线(位于侧壁的燃烧器之间的燃料分布)决定了玻璃熔体中热点区域(主要澄清区)的位置和大小。
7.端火(或U型火焰)蓄热式炉
l燃烧器(每口2~4个燃烧器)与蓄热室在上部结构后墙侧相连。
l 燃料和来自一个蓄热室的预热空气发生燃烧:火焰从燃烧器喷嘴开始,几乎延伸到整个炉子的长度
l火焰/燃烧方向在前壁处转向
l 与交叉燃烧蓄热式炉相比,结构热损失更少(燃烧气体具有更长的停留时间)
8.换热炉
l同流换热器:热交换器,热量在其中以并流或逆流的方式从烟道气传递到燃烧空气
l 换热炉配有一台或两台换热器
l大多数换热器由耐高温钢制成,如铬镍钢(或铬镍铝钢)
l 由于这类换热器的传热主要是靠辐射,所以这类换热器称为辐射式换热器
l换热器用于预热助燃空气
l 热烟气通过换热器加热助燃空气
l投资成本相对较低
l 无循环(点火反转)系统,因此工艺条件连续
l 由于可以独立控制大量燃烧器(每侧 5-15 个燃烧器),沿长度方向的温度分布可控
l炉子易于接近(对于端孔燃烧蓄热式炉,侧壁也可以很容易地设置窥视孔)
l 燃烧室结构相对简单,密封性较好(无大燃烧口)
l助燃空气的预热效率低于蓄热式炉
9.全氧燃烧炉(Oxy-fuel)
l燃料在应用的氧化剂(纯氧)中不含氮气燃烧(烟气量较少,稀释较少)
l 总的来说,全氧燃烧玻璃窑炉的基本设计与换热式玻璃熔炉相同,具有多个侧向燃烧器和有限数量的排气口。
l大多数氧气燃烧玻璃窑炉几乎不使用热回收系统来预热燃烧器的氧气供应(氧气和天然气预热利用烟气的热含量有一些发展)
l燃烧器位于侧壁的特殊燃烧器块中
l 通常每个侧壁只安装 4 到 6 个燃烧器。
lNB:来自相对侧壁的燃烧器最好不要放置在一条线上。这将导致不稳定的火焰尖端相互影响。
l优势
a. 更便宜的熔炉设计
b. 较低的特定 NOx 排放量(单位为 kg NOx/吨熔融玻璃);
c. 较小的烟气体积
d. 炉系统占地面积更小
e.减少油耗
l缺点
1.氧气成本可能超过燃料成本的降低
2.氧烧对上层建筑的耐火质量要求较高
10、全电熔炼炉
l 加热不是由燃烧系统提供,而是由插入熔体中的电极提供的电能
l下图为带顶电极的全电炉示例
熔体罐和上层建筑结构
箭头表示钢结构对上部结构的支撑
下游玻璃熔化槽
l 玻璃熔体的温度,从熔化端通过喉管进入冒口,然后进入分配器/工作端/精炼器,太热而无法成型。
l 所需冷却:由磨浆机和给料机冷却 200 至 300oC 至大约工作温度。
l玻璃部分或料滴或连续的玻璃流需要在这种较低的温度水平下进行良好的成型过程。