浮法玻璃熔窑重油的形成条件与控制

浮法玻璃熔窑重油的形成条件与控制

0天然气及焦炉煤气重油浮法玻璃生产所使用的燃料主要包括重油、柴油、焦油、天然气、焦油、发生炉、煤气、石油焦等。考虑到熔炉的长期维护、环境保护、生产规模、生产能力、产品品质等因素，应选择天然气或重油。1燃料组成与性能的比较1.1天然气焦炉煤气天然气是指通过生物化学作用与地质变质作用,在不同的地质条件下生存迁移,并于一定压力下储集在地质构造中的可燃气体。通常根据形成条件不同,分为油田伴生气、气田气及凝析气田气。天然气是一种混合气体,其组成随气田和产气层不同而异。根据天然气公司提供的资料,西气东输的天然气组分见表1。西气东输的天然气低位热值约34.81MJ/Nm3(8320kcal/Nm3),高位热值约38.62MJ/Nm3(9230kcal/Nm3)。天然气热值稍低于重油,但比焦炉煤气、发生炉煤气高很多,属高热值燃料。天然气燃烧后几乎不含硫、粉尘和其它有害物质,是一种洁净环保的优质能源。天然气也是较为安全的燃气之一,比空气轻,一旦泄漏,会立即向上扩散,不易积聚形成爆炸性气体,安全性较高。1.2重油重油重油又称渣油,是原油提取汽油、柴油等后的剩余重质油,其特点是分子量大、黏度高,密度一般在0.82～0.95g/cm3。重油的发热量很高,一般为40～42MJ/kg(9560～10038kcal/kg)。重油的燃烧温度高,火焰的辐射能力强,是玻璃、钢铁等生产的优质燃料。重油的化学组成比较复杂,但一般都是碳链在16以上的烷属烃、环烷烃(如环己烷、环戊烷的衍生物)及芳香烃(如苯、甲苯)。重油中的可燃成分较多,含碳86%～89%,含氢10%～12%,同时含有少量的氮、氧、硫等。重油中的硫虽然含量不大,但危害甚大,作为燃料用时,必须严格控制。重油中的水分是在运输和贮存过程中混进去的。重油含水多时,不仅降低了重油的发热量和燃烧温度,而且还容易由于水分的汽化影响供油设备的正常运行,甚至影响火焰的稳定。水分太多应设法去掉,目前一般都是在贮油罐中用自然沉淀的方法使油水分离。2天然气c/d浮法玻璃熔窑以600t/d浮法玻璃熔窑为例,重油和天然气用量计算如表2。因不同时期、不同地区重油价格有所不同,取重油年均价为4500元/t,则600t/d浮法玻璃熔窑每日需消耗41.85万元重油。因此天然气单价只要低于3.3元/Nm3就比燃重油的成本低。如果重油价格达到5200元/t,则天然气单价只要低于3.82元/Nm3就比燃重油的成本低。从表3可以看出,当重油价格超过5200元/t时,全国绝大部分城市的浮法玻璃生产线燃天然气比燃重油的成本低。3工艺与设备材料的比较以600t/d分小炉控制的熔窑燃烧系统为例进行比较。3.1比较技术(1)天然气燃烧系统的进程天然气管:冷却气:(2)重油加热与蒸汽伴热重油管:雾化气管:吹扫气管:因重油常温下黏度较大,不利于管道输送和燃烧,而当重油温度升高时,黏度逐渐降低,为达到合适的燃油黏度,需对重油进行加热,同时还需对重油管进行蒸汽伴热,为此需配套建设烟气余热锅炉系统。由天然气和重油燃烧系统的工艺流程可以看出,天然气燃烧系统比重油燃烧系统流程简单,操作方便。3.2浮法联合车间内重油燃烧系统以600t/d浮法玻璃生产线计,浮法联合车间内天然气燃烧系统的主要设备有天然气喷枪、过滤器、安全切断阀、安全放散阀、流量计、流量调节阀、换向阀等,全部采用国产优质设备及材料,整套系统大约需280万。为保证天然气供气压力稳定,需配套建设天然气调压站,天然气调压站的设备及材料费约为200万。浮法联合车间内重油燃烧系统主要设备有重油喷枪、蒸汽加热器、电加热器、过滤器、流量计、流量调节阀、换向阀等,全部采用国产优质设备及材料,整套系统大约需210万;因要考虑到重油的储存及输送,需要配套建设油站,油站的设备及材料费约为240万。4燃天然气与燃重油排放的烟气量及排放限值600t/d浮法玻璃熔窑燃天然气时产生的烟气量约为72300Nm3/h,烟气温度为485℃,燃重油时产生的烟气量约为67500Nm3/h,烟气温度为455℃。由此可见,燃天然气产生的烟气量比燃重油产生的烟气量增加约7.1%,烟气温度也要高30～60℃,致使燃天然气熔窑烟气中的热量损失相比燃重油的熔窑要高2%～7%。燃天然气与燃重油产生的烟气成分体积百分含量详见表4。由燃重油产生的烟气量及烟气成分含量可以算出,烟气未经脱硫前,SO2的含量约为5714mg/Nm3,约等于2253mg/m3,远远大于《平板玻璃工业大气污染物排放标准》GB26453—2011中规定的现有企业SO2排放限值为600mg/m3,新建企业SO2排放限值为400mg/m3。因此,燃重油的熔窑烟气必须进行脱硫处理。而天然气因本身不含硫,燃烧后几乎不产生SO2,因此可以省去脱硫装置的建设。5天然气燃烧系统建设的局限性重油燃烧系统和天然气燃烧系统各项费用比较如表4。由于重油的组成和性能决定了重油燃烧系统需配套建设油站、余热锅炉系统、烟气脱硫系统。同时,因重油燃烧系统的装机功率比天然气燃烧系统多约850kW,还相应增加了变压器等的投资费用。而天然气燃烧系统虽工艺简单,但输送管道直径比重油要大,造成浮法联合车间内的工艺设备费比重油要高。同时,天然气由于可能会造成输送中断,往往需要考虑备用燃料,如增加液化石油气混空站的建设,但天然气燃烧系统整体费用还是远远低