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    玻璃鋼化過程中氣體余熱回收利用
    來源: | 發布時間:2020-9-1 12:11:45 | 瀏覽次數:

      1玻璃鋼化過程中的余熱資源特點和能耗分析

      余熱資源屬于二次能源,是一次能源或可燃物轉換后的產物,或是燃料燃燒過程中所發出的熱量在完成某一工藝過程后剩余的熱量,這些低品位的能量仍有被利用的價值。按照溫度高低分類,工業余熱一般分為600 ℃以上的高溫余熱,230~600 ℃的中溫余熱和230 ℃以下的低溫余熱3種;按照來源,工業余熱又可分為煙氣余熱、冷卻介質余熱、廢汽廢水余熱、化學反應熱、高溫產品和爐渣余熱,以及可燃廢氣、廢料余熱。在玻璃鋼化爐中,一般有95%的熱量被玻璃帶走,有3%左右的熱量通過鋼化爐頂部的排氣口排出,其余的熱量通過鋼化爐爐體散失到大氣環境中。然而玻璃帶走的熱量在玻璃急速均勻冷卻的時候由冷風快速帶走,這部分余熱溫度相對較低,屬于低溫余熱,余熱利用難度很大。因此,大部分企業都將冷卻玻璃的氣體直接排入大氣。以厚度為1mm、長寬為1m的玻璃為例,將玻璃加熱到玻璃鋼化需要的溫度630 ℃,1mm厚的玻璃單位面積需要的熱量為1248kJ,若玻璃鋼化爐的加熱效率為95%,則鋼化爐耗能為1313.68kJ。然而,物理鋼化玻璃方法要求玻璃厚度最薄都在3mm以上,那么1m2的鋼化玻璃最少消耗3941kJ的熱量(約為1.1kW/h),由玻璃帶到冷卻區的能量為1kW/h。據有關數據統計,2013年1至10月,全國鋼化玻璃的產量為2.6億m2。2012年1至11月,全國鋼化玻璃的產量達2.71億m2?梢,我國每年用于生產鋼化玻璃的電能為一座中大型火電廠一年的發電量,并且鋼化玻璃的需求量還在逐年增加,給我國的電力生產帶來巨大壓力。

      2 玻璃鋼化過程中余熱回收利用的方法

      根據能量守恒定律,玻璃鋼化過程中所消耗的能量最終全部被轉移到大氣中,如果能回收利用其中的一小部分,則不僅可以節約能源,而且對環境保護也將起到很大的作用。針對余熱資源的特點,目前可以將工業余熱利用技術分為熱交換技術、熱功轉換技術、余熱制冷制熱技術。玻璃鋼化過程中產生的余熱大部分為低溫空氣余熱,與煙氣相比,這樣的余熱具有干凈、清潔無腐蝕等優點,完全可以用來生產生活熱水、余熱制冷制熱、干燥等。從鋼化爐頂部排氣口排出的高溫氣體可以用來預熱玻璃,提高了玻璃的初始溫度,減少玻璃鋼化爐的能耗。就目前國內的余熱回收技術而言,玻璃鋼化過程中產生的余熱用途需求有限,是不能完全回收利用全部的低溫余熱資源。

      2.1余熱空氣干燥

      傳統的物理鋼化玻璃方法普遍采用空氣冷卻加熱后的玻璃。針對不同厚度的玻璃,相應的風速和風壓都控制在不同范圍,在玻璃鋼化冷卻過程中,由于產生的熱風非常潔凈,可以用來干燥物料而不需要更多的能量轉化和動力補充。對于廢棄熱風,一方面可以用來快速風干清洗過的玻璃,在節約能源的同時,縮短玻璃干燥的時間,提高生產效率;另一方面可以將冷卻玻璃時放出的熱空氣收集起來,用做物料干燥,例如農產品、藥材、木材、煙葉等等及需要干燥的物品,不僅回收熱量簡單,對廢熱的回收也更加有效,進一步提高能量回收率和能量利用率。

      2.2余熱氣體制取生活和生產熱水

      在玻璃鋼化之前需要將玻璃清洗干凈,因為玻璃表面是否干凈將直接影響鋼化玻璃的質量,熱水清洗的效果明顯比冷水清洗的效果好。因此,鋼化玻璃廠就需要更多的熱水,可以通過回收余熱方法給鋼化玻璃生產企業提供更多的熱水,這必將節約大量的能源。方法是將余熱氣體引入余熱鍋爐,將氣體熱能轉化為水蒸氣熱能,產出的熱水可以用做清洗玻璃、沐浴用水及其企業和周邊居民的生活熱水。

      2.3余熱氣體制冷

      在炎熱的夏季,企業的辦公場所都需要冷氣,玻璃鋼化企業可以通過低溫余熱制冷技術利用平時無用的余熱氣體制取冷量。這樣不僅可以節約電能,還減少了企業對環境的熱污染。余熱制冷技術是采用吸收式或吸附式制冷系統消耗熱能來實現制冷的,工質為流動性良好的溴化鋰水溶液,一般可以利用80~250 ℃的低溫余熱。其方法是,將玻璃玻璃鋼化爐釋放的高溫氣體和冷卻玻璃時產生的溫度較高的氣體引入余熱回收設備中制備熱水,然后利用吸收式制冷機制取0 ℃或5 ℃以上的冷凍水。吸收式制冷一般采用溴化鋰的水溶液作為吸收劑,以相變的形式進行換熱,從制冷循環中可以看出,系統的主要用電設備是溶液泵,減少了大功率耗電設備,從而節約了大量的電能。

     
     
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