Новые технологии активно внедряются во всех сферах промышленного производства, включая стекольную промышленность. Рост конкуренции и проблемы с энергоснабжением вынуждают компании, занимающиеся изготовлением стекла, искать способы снижения потребления энергоресурсов. Одно из наиболее эффективных направлений – использование в технологическом процессе технических газов (азота, кислорода) в сжиженном или газообразном виде, получаемые посредством разделения атмосферного воздуха. Стекольная промышленность для улучшения эффективности процессов производства стекла использует в больших количествах указанные технические газы, позволяющие не только добиться улучшения экономических показателей, но и снизить выбросы вредных веществ.
Использование азота в стекольной промышленности
Инертные свойства азота активно используются при производстве стекла. Кроме защиты от окисления, самый дешевый инертный газ используется для охлаждения электродов дуговых печей, которые применяются при варке тугоплавких сортов стекол. Основной недостаток таких печей – слишком высокая температура угольных (графических) электродов, которую как раз и удается контролировать с использованием инертной среды.
Смесь азота и водорода используется для защиты олова от окисления (главное условие соблюдения технологического процесса, влияющего на чистоту стекла – недопущение превышения количества кислорода в газовой смеси, размещаемой в ванной расплава под относительно невысоким избыточным давлением, величины 0.0001%).
Кислород в стекольном деле
Не менее важную роль в технологическом процессе производства стекла занимает кислород. Его применяют для повышения температуры в стекловаренных печах, что позволяет улучшить процесс горения и повысить их производительность. Используется кислород и для уменьшения концентрации твердых частиц и окислов азота, что благоприятно сказывается на экологичности стекольного производства.
С помощью кислорода, подаваемого на газовые горелки, стекловары оплавляют кромки стеклянных изделий, отрезают некондиционные участки, полируют струей пламени поверхность изделия для сглаживания микродефектов. Кислород активно используется при выдувке традиционного стекла, при изготовлении лабораторного, медицинского стекла, электрических лампочек.
Технология производства стекла с использованием кислорода
Процесс варки стекла требует больших энергетических затрат. Кислород вводится в топливную смесь различными способами. Наиболее простым методом является общее обогащение кислородом воздуха, подаваемого для сжигания горючего. В этом случае кислород просто добавляется к воздушному потоку непосредственно во время подачи на горелки. Второй способ, названный кислородно-топливным, предусматривает для введения в топливную смесь кислорода использование специальных трубок. Эффект насыщения воздуха кислородом при этом методе заключается в том, что некоторая часть тепловой нагрузки перераспределяется на кислородно-топливные горелки, рассчитанной преимущественно на работу с обычной воздушно-топливной смесью. А поскольку при использовании дополнительной системы обогрева расход топлива уменьшается на 10% от суммарного расхода горючего, используемого на стекловаренном производстве, подобный способ считается весьма эффективным.
Реакция сжигания топлива с высвобождением большого количества тепла.
При горении из воздушно-газовой смеси выделяется азот, нагревание которого приводит к существенным теплопотерям. В связи с этим использование кислорода в жидком виде обычно используется в тех случаях, когда производственный процесс является детерминированным. При длительном использовании горелок более эффективным способом является использование оборудования для генерации кислорода непосредственно на месте варки стекла.
Система дополнительного обогрева печи с использованием кислорода обладает следующими преимуществами:
- повышение производительности печи
- уменьшение расхода топлива
- улучшение качества стекла
- снижение выбросов дымовых газов (твердых микрочастиц, оксидов азота, кремния, углекислоты)
- возможность использования печи с небольшими дефектами (локальное сохранение целостности посредством оптимизации процесса сгорания топливной смеси).
А если учесть постоянно растущую стоимость энергоносителей, для любого стекольного завода, независимо от масштабов производства, повышение энергоэффективности печи является одним из приоритетных задач. Использование системы дополнительного обогрева позволяет существенно снизить ежемесячные расходы на покупку природного газа.
Добиться еще более экономного использования кислородно-топливной системы позволяет современные горелки, предоставляющие возможность существенного роста производительности печей при одновременном увеличении качества стекла.
Улучшение характеристик сжигания топлива достигается за счет дополнительного обогащения воздушно-газовой смеси кислородом, увеличивающим радиационную компоненту теплопередачи. При этом уменьшается деструктивное влияние высокой температуры на верхние части стекловаренной печи посредством снижения количества энергии, попадающей в систему при использовании обычной горелки. Улучшаются также такие характеристики печи, как равномерность покрытия пламенем поверхности бассейна, что улучшает радиационный теплоперенос.
В печах, использующих сжигание топлива в кислородной среде, отмечается уменьшение выбросов оксидов азота на 40% и более, заметное снижение объемов дымовых газов, увеличивается срок эксплуатации печей с рабочими дефектами. Принудительное кислородное дутье существенно снижает потребление топлива и энергии для малых печей. Эффективное удаление азота из атмосферы сгорания позволяет снизить объем дымовых газов более чем вдвое, позволяя снизить энергозатраты, поскольку отпадает потребность в нагревании атмосферного азота до температур, обеспечивающих процесс горения.
Обеспечить бесперебойные поставки кислорода и азота – важная задача для любого стекольного производства. ООО Надёжное оборудование - поставщик технических газов и оборудования для их производства в России. Мы обеспечиваем своей продукцией многие отрасли промышленности, включая предприятия, занимающиеся изготовление стекол различного предназначения.
