對(duì)于很多現(xiàn)存的窯爐來(lái)說，當(dāng)初并沒有為NOx的減排而做專門的設(shè)計(jì)。而在接下來(lái)的幾年里，它們正面臨著NOx減排的新要求：降到800，600甚至500mg/Nm3。為此它們需要而完全重新設(shè)計(jì)嗎，或者有沒有一種基于最初設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)機(jī)會(huì)能夠滿足低NOx排放的要求呢？對(duì)這個(gè)問題的一般回答是“是的，有可能”。表l顯示了不同燃料和窯爐類型的NOx可能排放值。
 

毫無(wú)疑問，窯爐的設(shè)計(jì)、類型可以對(duì)NOx排放和能耗產(chǎn)生很大影響。然而，在絕對(duì)沒有必要讓傳統(tǒng)的橫焰窯和馬蹄焰窯淘汰的前提下，使它們能夠滿足NOx排放的目標(biāo)值還是有可能的。與此同時(shí)，使用天然氣和重油的結(jié)果也會(huì)基本相同。

 

玻璃池窯中氮氧化物的形成，一般來(lái)說由兩種情況引起：局部高溫和爐膛中氮、氧氣的局部濃度過高，后者主要是由爐膛漏風(fēng)或過早燃燒的所造成的。

 

局部高溫和漏風(fēng)，通常由進(jìn)入窯爐的燃油、燃?xì)夂椭伎諝獾牟磺‘?dāng)流入特性而引起，兩者均為生產(chǎn)高質(zhì)量玻璃的不必要因素。此外，爐溫、燃油燃?xì)夂椭伎諝獾牟怀浞挚刂?，以及燃燒器、小爐口、蓄熱室和窯爐本身的不充分設(shè)計(jì)也會(huì)導(dǎo)致局部高溫和漏風(fēng)。
 

SGT的DeNOx技術(shù)是一種用來(lái)減少NOx形成和降低能耗的典型一次措施。

DeNOx技術(shù)基于兩點(diǎn)思想之上：

1．對(duì)過剩氧氣的低量保持和較好的控制；

2．改善熱量從火焰到玻璃和配合料的傳導(dǎo)情況

其效果是：

降低了火焰和窯爐的溫度，使玻璃溫度保持在一個(gè)最佳水平

較低的火焰溫度減少了NOx形成和煙氣熱損失。

燃燒噴槍技術(shù)

燃燒噴槍技術(shù)是DeNOx技術(shù)中最必不可少的關(guān)鍵部分，其主要目標(biāo)是：

避免過早點(diǎn)燃：最好能有一個(gè)可控的延遲來(lái)調(diào)節(jié)燃料與助燃空氣的混合

·產(chǎn)生一道長(zhǎng)而平順的火焰，其與玻璃和配合料之間具有寬泛的熱交換區(qū)域。同時(shí)，在提供相同或更有效能量傳導(dǎo)的情況下，該火焰的溫度更低。
 

利用較窄的霧化粒度分布，SGT DeNOx的重油燃燒噴槍可以達(dá)到以上所述目標(biāo)。切斷成較小尺寸的油滴可以幫助避免過早燃燒。與此同時(shí)，切斷成較大油滴可以避免火焰過長(zhǎng)，并允許在有效區(qū)域內(nèi)形成范圍較大的火焰，以覆蓋整個(gè)玻璃表面。該種噴槍所具備的功率是0.22至6.5 MW，并利用壓縮空氣或者天然氣來(lái)霧化重油。圖1、2、3分別為噴槍的裝配圖、噴槍實(shí)體照片和霧化粒度窄范圍分布曲線。這種粒度分布特性得益于噴嘴元件的精確中心化安裝，同時(shí)這也具備了另外一個(gè)好的副作用。…… 這套系統(tǒng)已經(jīng)良好運(yùn)行了數(shù)年并積累很好的客戶口碑。

圖1 STG燃油霧化器 典型的小爐下方位置安裝


圖2 噴槍實(shí)體照片


圖3 霧化粒度范圍分布曲線
 

圖4顯示的是一座6對(duì)小爐的橫焰平板玻璃窯爐一年多的NOx排放結(jié)果。運(yùn)用SGT DeNOx技術(shù)之前，其排放水平在l200mg/Nm3以上。在引進(jìn)SGT DeNOx燃油噴槍和SGT Lambda控制系統(tǒng)之后，如圖所示，其NOx排放水平穩(wěn)定的保持在700mg/Nm3左右。

圖4 一座燃油六對(duì)小爐的橫焰平板窯一年的NOx排放量
 

通過形成接近于自由氣體噴射狀的氣流，SGT DeNOx天然氣噴槍可以產(chǎn)生低湍流燃?xì)饣鹧?，這就避免了燃?xì)夂涂諝庠诨鹧娓繀^(qū)域內(nèi)的過早混合。這道發(fā)光強(qiáng)烈的天然氣火焰形成了一塊自增碳燃燒區(qū)域，顯著提升了火焰的熱輻射傳導(dǎo)，自然而然地降低了火焰溫度、NOx含量和煙氣攜帶的熱損失。典型的燃燒噴槍安裝圖如圖5所示。
 

圖5 典型的燃燒噴槍安裝圖

 

過去的一些否定性的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)說明，低湍流燃?xì)獠粦?yīng)該與耐火燒嘴磚直接接觸，滲碳、低溫燃燒端與排熱端的熱震變化都能導(dǎo)致耐火磚的損壞。因此，噴槍本身被做成氣筒形，而且噴槍末端正好與噴嘴磚的玻璃液接觸面對(duì)齊。這就要求噴嘴磚需要專門的設(shè)計(jì)，以至于在現(xiàn)有的窯爐上安裝噴槍時(shí)，只需要更換相應(yīng)的噴嘴磚即可。噴槍的位置需要完全按照?qǐng)D5的示意來(lái)安放，并且有空氣冷卻和水冷噴嘴環(huán)來(lái)保護(hù)槍體。

 

該種噴槍具有四種型號(hào)可用：如圖6和表2所示，功率范圍為0.2至8.7MW，并且使NOx的排放低至800-500mg/Nm3，如果窯爐的設(shè)計(jì)和操作得當(dāng)，此數(shù)據(jù)還可以更低。
 

圖6 四種規(guī)格的噴槍


 

SGT DeNOx燃燒噴槍是為在小爐下方安裝所設(shè)計(jì)，從而獲得最好的應(yīng)用結(jié)果。只有在小爐下方安裝才能調(diào)整燃料流體（油、氣）與助燃空氣形成的夾角，以實(shí)現(xiàn)前文所述的混合延遲、低溫的火焰根部以及火焰至熔融玻璃的最大熱傳導(dǎo)率。因此，小爐的安裝為SGT DeNOx在現(xiàn)有窯爐上的實(shí)施提供了最佳條件。

 

圖7所示的是在小爐側(cè)面安裝燃燒器的解決方案，利用的是額外安裝的火焰根部遮擋隔斷。這些耐火部件在燃?xì)廨斎朦c(diǎn)附近形成了低湍流區(qū)域，通過類似于自增碳或燃料裂化的效應(yīng)來(lái)改善火焰到熔融玻璃的熱傳導(dǎo)，如同在小爐下方安裝時(shí)所描述一樣。然而，在全面運(yùn)行下的現(xiàn)有小爐中安裝此遮擋隔斷，是一項(xiàng)極為艱苦的工作。其使用結(jié)果雖然改善了NOx的排放（達(dá)到l400～l000mg/Nm3范圍內(nèi)），但是永遠(yuǎn)不會(huì)好于在小爐下方安裝所取得的效果。

圖7 小爐側(cè)面安裝燃燒器
 

至于傳統(tǒng)的小爐通底安裝，SGT DeNOx還沒有解決方案，這種安裝設(shè)計(jì)基于恰好相反的目標(biāo)一一盡早達(dá)到燃料和空氣的強(qiáng)化混合，根據(jù)SGT的經(jīng)驗(yàn)，這正好與低NOx燃燒的要求完全相矛盾。