水泥行业双碳体系下全氧燃烧碳减排技术装备研发及示范应用

分析了水泥工业碳排放的来源及特点,介绍了实现水泥工业碳减排的主要技术路径,对比了全氧燃烧、钙循环、燃烧后捕集等典型碳捕集纯化技术特点,结果表明,采用全氧燃烧技术综合成本较低,碳减排效率较高。通过全氧燃烧关键核心技术装备攻关,研发了“强旋流全氧预燃烧炉+富集提浓组合式分解炉”专利技术,建立了O_(2)/CO_(2)介质的燃烧模型和高CO_(2)浓度下的生料分解模型,进行了全氧耦合无焰燃烧技术开发和热态模拟中试试验,建成了国内外水泥行业规模最大的年捕集20万吨CO_(2)工业级示范线。实践表明,利用全氧燃烧技术,可将水泥厂废气中的CO_(2)浓度提高至80%以上,经过变压吸附和低温蒸馏后,CO_(2)纯度>99%。

甲烷-烟气流量比对全氧燃烧玻璃窑炉热化学重整过程的影响

甲烷-烟气流量比显著影响着全氧燃烧玻璃窑炉热化学重整反应的进行。采用常压管式炉对不同甲烷-烟气流量比条件下的甲烷-烟气热化学重整反应进行了实验研究,分析了不同甲烷-烟气流量比对热化学重整反应性能的影响。结果表明:甲烷-烟气流量比显著影响着热化学重整反应有效气产量和重整过程各伴随反应占比;在相同反应时间和气体总流量条件下,当甲烷-烟气流量比为2∶1、测试温度为1 000~1 400℃时,热化学重整反应有效气产量和主反应占比最大;过高的甲烷-烟气流量比容易导致甲烷-烟气重整反应过程中甲烷干重整和甲烷蒸气重整反应占比降低,甲烷裂解反应占比增加;甲烷反应速率随甲烷-烟气流量比值的增大而增大,随烟气流量的增加而减小。

顶烧/侧烧燃烧方式对全氧燃烧玻纤窑炉温度场流场影响的数值模拟研究

为优化全氧玻纤窑炉燃烧系统,提高窑炉传热效率,本文采用数值模拟方法探究了全氧燃烧玻纤窑炉顶烧与侧烧两种燃烧方式对燃烧空间温度场、烟气流场、玻璃液温度场和传热效率的影响。结果表明:顶烧窑炉火焰聚集,燃烧空间温度差异明显,侧烧窑炉火焰在窑长方向上均匀分布,燃烧空间整体温度高于顶烧窑炉;侧烧方式对大碹和胸墙耐火材料高温侵蚀程度更高的可能性更大;侧烧窑炉高温烟气在燃烧空间中停留时间延长有利于烟气与燃烧空间内气流和耐火材料进行热交换,统计得到侧烧窑炉出口烟气平均温度更低;侧烧窑炉玻璃液沿窑宽方向上温度分布较均匀,顶烧玻璃液平均温度为1531℃,高于侧烧玻璃液平均温度1523℃;顶烧窑炉传热效率为52.3%,侧烧窑炉传热效率为51.9%,顶烧窑炉和侧烧窑炉采用相同天然气供应量、电助熔功率、玻璃液熔化量条件下,顶烧窑炉中喷枪火焰直接作用到玻璃液和配合料层,传热效率更高。

全氧燃烧玻璃窑用耐火材料抗碱蒸气侵蚀性研究

采用坩埚法对全氧燃烧玻璃窑用优质硅砖、零膨胀硅砖、熔铸锆刚玉砖(AZS33)、α-β刚玉砖于1600℃保温24 h进行了抗碱蒸气侵蚀性对比试验,并对侵蚀后试样进行了显微结构分析。结果表明:1)优质硅砖和零膨胀硅砖显气孔率较高,在高温碱蒸气条件下,硅砖中的钙硅氧化物和玻璃相不断析出滴落,持续溶解SiO_(2)颗粒,抗碱蒸气侵蚀性差;2)熔铸锆刚玉砖在碱蒸气的作用下,产生较多的玻璃相,玻璃相滴落后留下气孔,但熔铸锆刚玉砖显气孔率低,碱蒸气侵蚀渗透慢,抗碱蒸气侵蚀性优良;3)α-β刚玉砖的玻璃相含量低,显气孔率低,碱蒸气侵蚀后骨架结构保持完整,抗碱蒸气侵蚀性更优;4)4种砖抗碱蒸气侵蚀性能的优劣顺序为:α-β刚玉砖>熔铸锆刚玉砖>零膨胀硅砖>优质硅砖。

全球水泥行业全氧燃烧耦合碳捕集技术领域规模最大项目试运行

1月9日,青州中联年产20万t二氧化碳全氧燃烧富集提纯示范项目顺利点火;1月12日,该示范项目举行试生产运行庆祝仪式,标志着该示范项目全面进入试生产运行阶段。据悉,该示范项目是目前全球水泥行业全氧燃烧耦合碳捕集技术领域规模最大、山东省内首套、中国建材集团水泥版块第一个碳捕集利用项目,已列入首批全国建材行业重点科技攻关“揭榜挂帅”项目。该示范项目由天津水泥院和上海凯盛节能联合攻关,青州中联投资建设。

铝圆形熔炼炉全氧燃烧技术的应用

文章介绍了铝行业熔炼炉全氧燃烧技术及其在铝熔炼行业的创新性应用,通过设备及工艺参数的设计,对天然气吨耗、燃烧效率、铝液烧损、烟气排放等方面做管控,提高上述各项指标,从而证明全氧燃烧技术是可以应用于铝行业,并达到全方位提高铝熔炼炉燃烧效率及优化成本的效果。

全氧窑炉大碹引起的节瘤缺陷及解决方案

0引言全氧窑炉采用氧气助燃,燃烧过程中基本没有氮气的引入,使得全氧燃烧反应产物中水汽的浓度可达50%以上,窑炉内碱挥发物与高温水汽结合后形成的碱蒸气体积浓度是传统空气助燃窑炉的3~6倍,高浓度的碱蒸气对硅砖侵蚀严重形成低温共融物,不仅缩短熔窑的使用寿命,低温共融物滴落玻璃液内形成的硅质结石对生产质量造成较大影响,因此传统的硅砖大碹结构已经不适用于全氧窑炉。

玻璃熔窑全氧燃烧技术现状及发展趋势

全氧燃烧技术因其在高效熔化、节能、减排等方面的优势,在玻璃生产线上的应用场景越来越多,通过分析全氧燃烧技术的特点、燃烧方式变化,提出了全氧窑炉的燃烧器、控制系统、氧气供应和耐火材料是全氧燃烧技术发展的重要节点,并对全氧燃烧技术的发展提出了研发方向。

全氧燃烧技术及窑炉耐火材料

0引言玻璃制造业是能源密集型产业,节能减排降碳协同增效一直是该产业的主要课题。自1991年首次对大型容器玻璃窑炉进行全氧燃料转换以来,全球玻璃制造业就不断探讨完善玻璃全氧燃烧技术。随着全氧燃烧工艺在玻璃窑炉上的应用越来越广泛,对其窑体耐火材料的研究也越来越深入。

全氧燃烧玻璃料方的设计

太阳能玻璃因其作为光伏产业的关键材料,其生产过程中的能效提升和节能环保成为研究的重点。通过分析全氧燃烧窑炉泡沫层较厚问题,结合行业标准JC/T2001-2009《太阳电池用玻璃》规定,提出一种太阳能玻璃料方设计,提供参考和借鉴。

全氧燃烧玻璃窑炉的施工技术研究

1概述.1.1全氧燃烧技术在玻璃工业的应用与发展.传统的玻璃熔化,提供助燃的是空气中的氧气。众所周知,空气的组成是20.9%氧、78.1%氮、0.939%稀有气体、0.031%二氧化碳、0.03%其他气体和杂质。所以在使用空气助燃的时候,有效成分只有大约20.9%的氧气在起作用,超过78%的氮气和其它成分不仅不能产生热量,反而会在燃烧过程中消耗和带走大量的热量。全氧燃烧(又称为纯氧燃烧)技术的燃烧模式为燃料+氧气,摒弃了空气助燃技术中氮气带来的能耗过高、氮氧化物(NOx)污染因素的环节。随着制氧技术的发展及电力成本的降低,由氧气+燃料组成的纯氧燃烧技术在玻璃熔窑中成为取代由空气、燃料组成常规燃烧方式的更好的选择方案,这是因为纯氧燃烧在环保、节能、产量、质量、减少设备投资和节省厂房场地等诸多方面均有得天独厚的优势。

全氧燃烧技术在大型玻璃熔窑上的应用研究

0引言《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出:“2030年前碳排放达峰行动方案,锚定努力争取2060年前实现碳中和”。随着中国“双碳”1+N政策体系的逐步建立,各个行业均在积极践行绿色低碳转型、扎实开展节能降碳工作。为进一步促进碳达峰、碳中和目标的实现,生态环境部征集并筛选出了一批先进低碳技术,编制了《国家重点推广的低碳技术目录(第四批)》,“全氧燃烧玻璃窑炉工艺及产业化”列入其中。2023年12月27日,国家发展改革委修订发布了《产业结构调整指导目录(2024年本)》,玻璃行业中大型玻璃熔窑采用全氧/富氧燃烧技术仍列入2024年鼓励类项目。

全氧燃烧玻璃窑炉热化学再生技术实验研究

玻璃窑炉热化学再生技术相较于传统全氧燃烧技术和空气燃烧技术,节能效果显著,是未来高耗能玻璃工业绿色低碳发展的前沿、颠覆性技术。采用常压管式炉对玻璃窑炉热化学再生技术进行了实验研究,分析了不同实验条件对甲烷-烟气热化学重整反应性能的影响。结果表明,甲烷-烟气在高温、无催化剂条件下可以自发进行热化学重整。当重整反应温度低于900℃时,甲烷-烟气不发生热化学重整反应,1200℃的反应温度和10 s以上的反应时间能够保证重整反应充分进行。重整反应气中甲烷、二氧化碳含量的升高分别有利于合成气中氢气和一氧化碳产率的增加。

全氧燃烧玻璃窑炉的特点及施工和烤窑方法

基于全氧燃烧技术在玻璃行业应用过程的技术特点,根据笔者十多年的全氧燃烧技术从业经验,对窑炉砌筑、安装、烤窑、热保等技术进行经验总结和探索性研究,并结合当前的前沿技术对行业未来的发展进行了展望。

变压吸附制氧(VPSA)技术在日用玻璃全氧燃烧窑炉中的应用

玻璃熔窑全氧燃烧具有提高产量和质量、节省燃料、提高窑炉寿命、降低排放的优点。介绍了日用玻璃行业的全氧燃烧技术和变压吸附制氧(VPSA)装置的工艺原理及特点,分析了VPSA制氧装置在日用玻璃企业的应用案例及相应经济性能。与使用液氧运行方式相比,采用VPSA制氧装置的运行成本和经济效益具有显著优势,不但极大地降低了企业的用氧成本,而且显著增强了日用玻璃企业的市场竞争力。

全氧燃烧特点及消泡的应用

全氧燃烧所产生的烟气主要为CO_(2)和H_(2)O,与空气助燃相比能大幅减少NO_(X)的排放,但其液面的结构水分含量较大,极易产生泡沫影响熔化质量,消泡是提高全氧燃烧窑炉熔化质量的一项重要技术。通过研究全氧燃烧的特点及泡沫产生的原因,在不影响玻璃液料性的前提下采用化学反应的方式破坏泡沫表面张力,以达到消泡的效果,有效解决泡界线不明显、澄清区镜面不明显等问题,不影响生产工艺的同时提高窑炉的熔化质量。

全氧燃烧玻璃窑炉泡沫层消泡工艺研究

对全氧燃烧玻璃窑炉的泡沫层采取一种新的消泡处理工艺,大幅提高了玻璃质量。该工艺利用低表面张力的消泡剂分子在气液界面间不断扩散和渗透,使泡沫层膜壁迅速变薄,泡沫同时受到周围表面张力大的膜层强力牵引而致使泡沫周围应力失衡导致“破泡”,从而达到消除泡沫的目的。该工艺能为企业降低生产能耗,节约生产成本,可为同行提供有益的借鉴。

硅镇静钢全氧的控制技术的开发与应用

为降低硅镇静钢全氧含量,采取优化转炉高拉碳工艺、开发转炉出钢碳脱氧工艺、开发硅镇静钢脱氧用渣料、优化LF精炼渣系和连铸机保护浇注等措施,实现了硅镇静钢成品W([TO])≤35×10^(-6)。

大型全氧燃烧超白玻璃窑的设计要点和应用

在各类工业生产中,玻璃生产是碳排放高耗能行业之一,玻璃熔窑是我国玻璃工业中碳排放主要来源,迄今玻璃熔窑采用全氧燃烧在平板玻璃工业中仍占有比例很小。多年来实践证明,在超白玻璃行业采用全氧燃烧技术节约降耗、降低碳排放将是当今时代及未来的发展趋势。

全氧燃烧窑炉池壁砖新型热修技术探讨

在全氧燃烧窑炉中,由于全氧燃烧的特点,反应物中水蒸气浓度达到60%以上,导致池壁砖的侵蚀速度加快,直接影响窑炉使用寿命。减缓池壁砖的侵蚀速度、延长窑炉使用寿命成为玻璃生产中的重中之重。通过分析池壁砖的侵蚀机理,在热态维修过程中采取新方式和相应的工艺调整,延长了窑炉寿命,确保窑炉的安全运行。