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浮法玻璃工厂全氧燃烧熔窑制氧装备的选择

添加时间:2014-08-13 00:16 浏览次数:
浮法玻璃熔窑随着技术的不断进步,生产规模也随之扩大,现在已有近1000t/d的熔窑在运行。随着规模的扩大,对助燃空气的需求量也越来越大。我们知道空气中仅含20.9%的氧气,而燃烧只需要空气中的氧份,空气中的氮气和其他组份随产生的废气排入大气中,不仅带走了大量的显热(废气温度通常~400℃),而且还有部分N2在燃烧中产生NOX,这不仅浪费了大量能源,也污染了环境。与政府倡导的“环境友好型社会和可持续发展”的理念是相悖的。因此,浮法玻璃熔窑全氧燃烧技术的研发和应用越来越受到重视,但氧气制备也是需要成本的,我们就工业氧气制备用的工艺简单分析其特点。
一、VPSA工作原理
VPSA变压吸附制氧设备是利用气体在吸附剂中压力下吸附、真空解吸的原理,将空气中氧气分离提纯的装置。以空气为原料,以沸石分子筛为吸附剂,利用压缩空气中的氧气、氮气在分子筛孔隙中扩散速率不同而达到分离空气的目的。
VPSA变压吸附制氧设备一般由2个填满沸石分子筛的吸附塔、鼓风机、真空泵组成,(简易流程见图1)。在常温条件下,空气经过过滤用鼓风机鼓入吸附塔,在吸附塔内空气中的氮气等被分子筛所吸附,而使氧气在气相中得到富集,从出口流出储存在氧气缓冲灌中,而在另一个塔已完成吸附的分子筛被迅速降压,真空解析出已吸附的成分,两塔交替循环,即可得到纯度为≧90%的廉价氧气。
二、VPSA的特点
VPSA20世纪50年代末才工业化应用的制氧方法,作为一种新型的制氧方法,变压吸附法具有一次性投资较少、流程简单、操作方便、自动化程度高、劳动定员少、能耗低(折合为纯度的电耗为0.32-0.40kWh/Nm3)、开停车方便、可快速便捷获得氧且占地面积小等优点。制氧规模已不限制,可做到2000-6000Nm3/h,由于设备切换工作频繁,致使该工艺对切换阀门的质量要求非常高,阀门质量的好坏将直接影响到出氧能力。
三、玻璃熔窑氧气制备的选择
玻璃熔窑燃烧所需要的氧气纯度只要大于92%就可以,这正是VPSA制氧装置的特点所在,有数据和实例证明:在氧气纯度要求不高于95%制氧有优势。在目前的情况下,以205t/d的规模为界限。以随着技术的发展,这个界限存在继续上移的可能。
启动迅速。VPSA装置随时开机即可制氧,装置的启动时间一般只有10-30min,因此一旦开动装置后,可以很快得到氧气。但低温制氧装置在热启动状态下(如产氧量在205t/d以下)的启动时间为20H左右,即使在低温装置冷启动的时候,启动时间也在1-5H左右。
基于以上原因,对于熔化量为200t/d的全氧浮法玻璃熔窑,需要的氧气的量仅140t/d(~4000Nm3/h)左右,纯度在92%95%之间,对这个产量和纯度,VPSA不论是在初次投资和运行成本上都具有优势。
四、总结
随着国家的能源政策以及对环境的保护,浮法玻璃窑的全氧改造是势在必行的。VPSA制氧将是不错的选择。