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玻纤行业纯氧燃烧的关键问题分析 唐宇，唐秀凤 （中材科技股份有限公司，南京210000） 摘 要：介绍了纯氧燃烧技术在玻纤池窑上的应用，通过理论分析研究来阐述纯氧燃烧技 术的先进性，通过实际应用案例来验证该技术良好的经济性和社会效益性。指出纯氧燃烧技 术是先进的玻璃熔化技术，能够广泛应用于熔制各种成分玻璃配合料，使玻纤生产能够实现 高质量、低排放、降能耗的目标。 关键字：纯氧燃烧；玻璃纤维；单元窑；节能减排 1.概述 纯氧燃烧是一种氧化反应，即燃料（天然气、液化气、柴油、重油等）与氧气在高温 下发生剧烈的氧化反应而发光发热。任何燃烧过程都包括三个要素——燃料、氧气及高温， 传统空气燃烧就是利用空气中21%的氧气来进行助燃，但是空气中约79%的氮气在高温下也 会部分与氧气发生氧化反应产生大量有害物质 NOx，空气燃烧产生的烟气量较大，79%的氮 [1] 气也会加热至高温，带走部分热量，因此空气燃烧的热效率较低，且浪费能源污染大气 。 由此可见提高助燃气体中氧气的浓度是提高燃烧效率的关键措施。随着工业化的技术进步， 从空气中分离氧气的技术日渐成熟，不但制得氧气的浓度越来越高，而且制氧的成本也在不 断降低，这就为纯氧燃烧创造了有利的工业化基础。使用纯度大于91%的氧气，按照一定的 氧/燃比与燃料混合燃烧，产生低动量火焰的纯氧燃烧技术应运而生。相比空气助燃技术， 纯氧燃烧技术具有火焰温度高、热量传导快、燃烧效率高、废气排放少等节能环保的优良特 点。 随着工业化的持续高速发展，我国对燃料的需求越来越多，同时随着环境污染导致的问 题不断恶化，对环保的要求也越来越高，因此高耗能低排放的玻纤生产线采用纯氧燃烧技术 成为了一种必然的趋势。我国工信部在2012 年8 月1 日起宣布开始实施的新玻璃纤维行业 准入条件中，明确指出新建玻璃纤维池窑拉丝生产线必须采用纯氧燃烧技术，这将大大推动 我国纯氧燃烧技术的发展，同时也将为我国的节能减排事业做出巨大的贡献。 2.纯氧燃烧在玻纤池窑上的应用 随着环保要求的不断提高，玻纤生产尾气中的硼酸及氟化物的污染问题也日渐突出，同 时由于硼钙石与硼镁石价格较高，减少硼含量也是玻纤降低成本的一个有效途径，因此出现 了不含硼和氟的无碱料方，其熔制温度以及成型温度也相应提高了，所以要求玻璃纤维的熔 制技术也需要随之提高，纯氧燃烧技术的出现既满足了玻璃对熔制温度的要求，又满足了节 [2] 能减排的环保要求 。同时在中碱与普通无碱玻纤窑炉上采用纯氧燃烧技术，可提高玻璃液 的温度使澄清均化效果更佳，这样可以进一步提高玻璃纤维的质量，并能一定程度扩大窑炉 的生产能力。 2.1 玻纤纯氧燃烧的特点 根据纯氧燃烧技术的发展和实际应用情况，玻璃纤维池窑上纯氧燃烧一般值采用纯度≥ 91%的氧气为助燃介质的燃烧，它相对于传统空气助燃主要有以下燃烧特点： 2.1.1 热效率高，提高熔化率 纯氧燃烧因氮气含量少，比空气助燃时烟气的黑度大得多，且火焰传播速度快，火焰温 度高（焰芯温度可达2800℃），辐射系数大，对玻璃液辐射加强，对玻璃液的传热量增加， [3] 热效率高，熔化率增大 。 由于烟气量的减少，窑炉火焰空间热点向投料口方向移动，可以加速配合料熔化。同时 纯氧燃烧火焰波长短，对E 玻璃的穿透性很好，池深方向温度梯度小，可提高窑炉熔化率， 加强玻璃液的澄清均化，提高玻璃液的产量和质量，最大可提高窑炉熔化能力20%左右。 2.1.2 烟气量小，节能减排 纯氧燃烧废气排放量减少60%以上，既减少了氮气进入的动力，又大大减少了废气带出 的热量。废气中NOx 也下降80%～90%，相应减少了原料挥发，所以SO 和F 排量可下降20%， 2 2 粉尘含量也可降低50%以上，减少了原料的飞扬，节省了配合料。 同时由于烟气量大幅减少，燃烧产生的烟气在窑炉中停留的时间也有所增加，这就延长 了热交换的时间，提高了热传导的效率，因此纯氧燃烧带来了明显的节能减排的效果。 2.2 纯氧燃烧应用实例 以采