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玻璃窑炉的发展前景

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玻璃窑炉的发展前景

发布日期:2017-12-26 作者:http://www.bsglass.cn/佰盛窑炉工程有限公司 点击:

窑炉技术问题的解析!

随着陶瓷工业生产的向前发展,窑炉建修量的增大,对窑炉施工在技术和效果上将提出更高的要求,促使施工技术的提高和改进。当然施工技术的发展有赖于窑炉设计,耐火材料和施工设备的进步。

  1、从近期初级阶段看:适当的使砖大型化,这样可减少灰缝,增加整体强度,提高脚筑效率;逐步的增加散状耐火材料(如耐火混凝土)的应用,这样可以实现机械化代替手工,加快施工进度,随着散状耐火材料生产技术的进步、质量的提高,扩大其使用范围;结合实际情况推广应用其它部门的施工方法和工具备,象运料的传送带,用泵输送火泥,切砖用金刚石切割机等,以便减轻劳动强度,提高工作效率。

        2、从远期高级阶段看:随着耐火料和高级隔热材料的发展,窑体砌筑也象建筑业上将古老的秦砖汉瓦改为工厂成批生产的予制构件所替代那样;象建造摩天大楼实现搭积木似的迅速建成那样,窑炉(特别是隧道窑之类)砌筑改为予制装配式的施工方法,使窑炉砌筑实现机化、产品化,从而大幅度降低成本,提质量。因此这就要求窑体逐步实现标准化、系列化。

现代陶瓷窑炉燃料的选择

  由于环境保护的需要,现代陶瓷窑炉在选择燃料方面应着重考虑用清洁燃料。

  清洁燃料包括:柴油、煤油、天然气、液化石油气。焦炉煤气、水煤气及发生炉冷煤气。

  1、柴油及煤油

  A、柴油用作清洁燃料其优点是:运输及贮存比较简便,设备投资少,热值高而稳定,粘度较小,较易雾化,发热温度高达2080~2100℃。

  缺点是:价格高,凝点较高的柴油在较冷的环境中使用时需要加热。在选用柴油时应注意其含硫量,如含硫量过高,将会影响陶瓷产品品质并腐蚀设备及管道、污染环境。

  B、煤油用作清洁燃料其优点是:低位热值比轻柴油稍高约42.8~43.5MJ/kg。它是清洁燃料中的上品,不凝固,粘度比轻柴油更小,更易雾化。 

  缺点是:闪点不低于40℃,否则使用不安全,另外价格太高。

  2、天然气及液化石油气

  A、天然气作为燃料其燃烧特性如下:

  (1)因其主要成分为甲烷,所以燃烧特性取决于甲烷。甲烷与空气混合物的着火浓度范围很窄,在5%~15%。因此,在燃烧过程中对缺氧很敏感,同时也减少了回火的危险性。

  (2)甲烷的火焰传播速度很小。其常温、常压下可见火焰传播速度不到1.0m/s。因而燃烧较为缓慢。天燃气属于低火焰传播速度的燃气。比较容易发生脱水。

  (3)天燃气的发热温度约2000~2040℃,对于各种陶瓷产品几乎都可满足要求的烧成温度,即使用常温空气。 

  (4)天燃气与空气混合良好时其火焰黑度很小,为液化石油气的二分之一弱,比液体燃料的黑度更低得多。然而对于现代陶瓷窑炉来说,火焰辐射传热不占重要地位。一般都使用高速烧嘴,为无焰燃烧,几乎没有火焰。

  (5)天燃气的理论空气量大,约为7.8~11.2Nm3/Nm3,因此对烧嘴混合性能要求高,也就是说1Nm3,天然气要能很好地与多于7.8~11.2Nm3的空气混合。

  (6)天燃气的碳/氢质量比(3.0~3.2)比液体燃料(6.0~7.4)或固体燃料(10~30)低得多。因此燃烧产物中含H2O较多。

  B、液化石油气作为燃料有如下几个特点:

  (1)热值很高,是气体燃料中高的。

  (2)理论空气量高达24~30Nm3/Nm3,因此,助燃空气与之混合完全比天燃气更为困难。可以用空气或烟气先冲稀液化石油气,然后使用。但用空气稀释时,不得在着火浓度范围内以防爆炸。通常规定液化石油气体积浓度必须高于着火浓度范围上限的1.5倍。

  (3)火焰传播速度低,燃烧缓慢,但较天燃气快一些。

  (4)纯净。一般含硫少,是烧制高档陶瓷产品的优质燃料。

  (5)密度较大,约为同温度及压力下的空气的1.5~2.0倍,泄漏时往下沉,易与空气混合达到着火浓度范围内,遇火发生爆炸。 

  (6)一般液化石油气蒸气压较高。在37.8℃时约为0.9~1.5Mpa。这作为气体燃料是有利的。但在使用中必须要求气化站减压阀良好,以保证安全。

  3、焦炉煤气、水煤气及发生炉煤气

  焦炉煤气、水煤气及发生炉煤气这些人造气体燃料是由煤炭气化制成,又统称为煤制气。

  A、焦炉煤气

  焦炉煤气的平均组成为:

  H2 46%~61% CO 4.0%~8.5% CH4 21%~30% CmHn 1.5%~3.0%

  CO2 1.0%~4.0% N2 3.6%~26% O2 0.3%~1.7%

  干煤气的低热值为13.2~19.2MJ/Nm3,属于中热值燃气,其发热温度高约为2100~2130℃。由于含氢高,故火焰传播速度比天然气和液化石油气大,其常温、常压下火焰传播速度约为1.5m/s。焦炉煤气的着火范围也较大,下限约为6%,上限约为31%。焦炉煤气能够满足现代陶瓷窑炉各种烧成温度的要求,而且燃烧快,不易脱水,但回火的爆炸危险较大一些。

  B、水煤气

  水煤气是将水蒸气与赤热焦炭中的碳产生下列反应而生成的燃气

  H2O C=CO H2 2H2O C=CO2 2H2 

  生成的CO、CO2又产生下列反应 

  CO H2O=CO2 H2 CO2 C=2CO

  由反应式可以看出,水蒸气被碳还原后生成的CO和H2的分子数是相等的,因此,水煤气的理论组成是:CO 50% ,H2 50%,理论低热值是11.78MJ/Nm3,水煤气也属中热值燃气,其发热温度高达2200℃左右。

  C、发生炉煤气 

  我国在现阶段,常压固定床发生炉冷煤气很适合陶瓷窑炉使用,因为这种煤制气虽然属于低热值燃气,但对于一般烧成温度不太高的陶瓷产品烧成,还是完全能够满足的。

  常压固定床发生炉煤气属于低热值燃气,冷煤气热值一般在4.49~7.62MJ/Nm3范围内,其发热温度为1650℃~1750℃,如果取空气系数为1.10,高温系数取0.83,则可得到助燃空气温度与实际燃烧温度之间的关系,对烧成温度为1280℃的陶瓷产品来说,实际燃烧温度约高于烧成温度50~100℃,约为1350℃,当使用热值为5.70MJ/Nm3的冷煤气,助燃空气只需要常温即可。如烧成温度1300~1350℃,实际燃烧温度需要达到约1400℃,则助燃空气温度需要200℃左右,这对于一般隧道窑,辊道窑及带有换热器的间歇窑炉是不难做到的。对于烧成温度较低的1100~1200℃陶瓷产品,更可以使用发生炉煤气。


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