输送热煤气作为玻璃制品退火燃料的探讨
中国中轻国际工程有限公司 李茹
摘要：在国内一些玻璃企业纷纷改用发生炉煤气为窑炉燃料的同时，为了进一步降低生产成本，希望将热煤气用于玻璃制品的退火炉，本文针对此问题，从煤气专业角度提出输送热煤气的可能性及设计方法，并建议和介绍了采用两段式煤气炉用于玻璃退火的方案。
前言：近年来，随着我国日用玻璃行业的发展及能源结构的变化，日用玻璃行业所采用的燃料种类呈现多样化的态势，主要使用的燃料有天然气、液化石油气、发生炉煤气、焦炉煤气、重油、柴油、煤焦油等。由于玻璃窑炉及玻璃制品的生产属于高能耗行业，目前燃料的成本已占玻璃制造总成本的30％以上。随着国际石油价格持续上涨，特别是今年石油价格再创新高，给玻璃生产企业带来巨大的生产成本上升的压力，严重的影响和制约了玻璃行业的快速发展。企业为了降低生产成本，在不断采取各种节能措施的同时，燃料的选择就变得尤为重要和迫切。
发生炉煤气是玻璃行业使用最早的燃料，也是常用燃料中成本较低的，所以一些玻璃生产企业纷纷改用发生炉煤气作为玻璃生产燃料，在保证产品质量的前提下，最大限度的降低生产成本，以提高企业的经济效益。
1．发生炉热煤气
发生炉煤气是以煤碳为原料，以空气和水蒸汽为气化剂制取的煤气。发生炉煤气按其净化程度，可分为热煤气和冷煤气，按其气化炉型分类，又可分为一段式煤气炉和两段式煤气炉。玻璃厂多用一段式煤气炉，其热值为(1400～1450)×4.186kJ／m2，煤气出口温度约500～600℃，出口压力约200～300Pa，并经粗除尘器除尘后，直接送往用户。这种只经过简单除尘且温度较高的发生炉煤气简称为热煤气。
玻璃行业为了获取较高的窑炉熔化温度，在采用发生炉煤气作燃料时，大多选择热值相对较高的烟煤制取的热煤气。一段炉的热煤气，在生产过程中不可避免的含有大量煤粉尘、灰尘与重质焦油，在输送过程中极易堵塞管道。在工程中为克服管道的堵塞，需要设计较粗的管径，较大的落灰斗，并设有许多吹扫孔与掏灰水封槽。由于易堵和煤气压力较低，限制了输送距离，煤气站设计时会尽量靠近熔制车间窑炉端部。下图为玻璃厂近年常用的布置方式：
玻璃厂近年常用布置示意图
2．玻璃制品退火燃料的现状
玻璃瓶罐、器皿等在生产过程中需要在退火炉中进行退火处理，用以消除制品在急速冷却过程中所产生的内应力，以稳定玻璃制品内部结构。
2.1退火炉常用燃料
目前退火炉燃料有：电、柴油、天然气、液化石油气、发生炉（冷）煤气等。一般常用的退火炉为：电退火炉，柴油、发生炉（冷）煤气为燃料的退火炉。
2.2冷煤气用于玻璃退火问题
我国80年代前，大型玻璃厂一般建有两种类型煤气站，一种为烟煤生产气化的热煤气站，供窑炉燃烧；一种为无烟煤生产气化的冷煤气站，供全厂退火炉使用。冷煤气站是将出口温度为500~600℃的煤气经除尘、洗涤冷却、加压后送往各退火炉，煤气温度约为35℃。由于此煤气比较洁净，通称冷煤气。但冷煤气在洗涤过程中，会产生大量含酚、焦油及杂质的污水，造成严重的环境污染问题。因此，国内一段式冷煤气站已基本不再采用。但仍有部分厂为节约成本，自行将热煤气管道中的热煤气，抽出一小部分，就近洗涤冷却后加压输送至本窑炉所带退火炉使用，这就造成一个窑配有一处洗涤冷煤气系统，导致全厂有了多处污染源，加剧了环境污染。同时，又来了更多的安全问题，由于煤气加压机的抽气作用，煤气净化设备总处于负压状态下，系统极易吸入空气，导致发生安全事故的危险性增大。另外，大量消耗水资源，增加循环水系统，生产环境较差。
3．热煤气输送中应采取的设计措施
由于抽取部分热煤气就地制取冷煤气的作法，存在环保问题和安全隐患，国内有的玻璃企业尝试将热煤气加压后作为玻璃退火炉的燃料，以实现降低生产成本又能减少环境污染的目的。
热煤气作为退火炉加热的燃料，与抽取部分热煤气制备冷煤气系统相比，除需煤气增压以提高输送压力之外，此系统具备工艺流程简单、节省资金、无需循环水系统、安全性提高等优势。但在具体实施中还应根据热煤气的特点，注意解决以下两个问题。
3.1选择合适的煤气加压机
近年来国内已经开发研制出新型热煤气离心式加压机。RMZ型热煤气加压机就是针对发生炉煤气设计制造的。该机叶轮与机壳内壁采用不锈钢材质，具有较好的防尘、耐温、防腐性能。密封与传动装置也根据煤气的性质采用有特殊技术。风机内外壁之间设有保温，并在机壳上配有蒸汽与排污接管，电机为防爆电机。因此目前已具备热煤气输送设备选型的条件。但在加压机选型时还应注意以下几点：流量标态与工况的换算：电机功率选择适当加大，防止焦油、冷凝液、杂质增多时，电机负荷过大以至烧坏；加压机为两台，一用一备：加压机宜选择0° |
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