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玻璃钢化过程中气体余热回收利用
来源: | 发布时间:2020-9-1 12:11:45 | 浏览次数:

  1玻璃钢化过程中的余热资源特点和能耗分析

  余热资源属于二次能源,是一次能源或可燃物转换后的产物,或是燃料燃烧过程中所发出的热量在完成某一工艺过程后剩余的热量,这些低品位的能量仍有被利用的价值。按照温度高低分类,工业余热一般分为600 ℃以上的高温余热,230~600 ℃的中温余热和230 ℃以下的低温余热3种;按照来源,工业余热又可分为烟气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、化学反应热、高温产品和炉渣余热,以及可燃废气、废料余热。在玻璃钢化炉中,一般有95%的热量被玻璃带走,有3%左右的热量通过钢化炉顶部的排气口排出,其余的热量通过钢化炉炉体散失到大气环境中。然而玻璃带走的热量在玻璃急速均匀冷却的时候由冷风快速带走,这部分余热温度相对较低,属于低温余热,余热利用难度很大。因此,大部分企业都将冷却玻璃的气体直接排入大气。以厚度为1mm、长宽为1m的玻璃为例,将玻璃加热到玻璃钢化需要的温度630 ℃,1mm厚的玻璃单位面积需要的热量为1248kJ,若玻璃钢化炉的加热效率为95%,则钢化炉耗能为1313.68kJ。然而,物理钢化玻璃方法要求玻璃厚度最薄都在3mm以上,那么1m2的钢化玻璃最少消耗3941kJ的热量(约为1.1kW/h),由玻璃带到冷却区的能量为1kW/h。据有关数据统计,2013年1至10月,全国钢化玻璃的产量为2.6亿m2。2012年1至11月,全国钢化玻璃的产量达2.71亿m2。可见,我国每年用于生产钢化玻璃的电能为一座中大型火电厂一年的发电量,并且钢化玻璃的需求量还在逐年增加,给我国的电力生产带来巨大压力。

  2 玻璃钢化过程中余热回收利用的方法

  根据能量守恒定律,玻璃钢化过程中所消耗的能量最终全部被转移到大气中,如果能回收利用其中的一小部分,则不仅可以节约能源,而且对环境保护也将起到很大的作用。针对余热资源的特点,目前可以将工业余热利用技术分为热交换技术、热功转换技术、余热制冷制热技术。玻璃钢化过程中产生的余热大部分为低温空气余热,与烟气相比,这样的余热具有干净、清洁无腐蚀等优点,完全可以用来生产生活热水、余热制冷制热、干燥等。从钢化炉顶部排气口排出的高温气体可以用来预热玻璃,提高了玻璃的初始温度,减少玻璃钢化炉的能耗。就目前国内的余热回收技术而言,玻璃钢化过程中产生的余热用途需求有限,是不能完全回收利用全部的低温余热资源。

  2.1余热空气干燥

  传统的物理钢化玻璃方法普遍采用空气冷却加热后的玻璃。针对不同厚度的玻璃,相应的风速和风压都控制在不同范围,在玻璃钢化冷却过程中,由于产生的热风非常洁净,可以用来干燥物料而不需要更多的能量转化和动力补充。对于废弃热风,一方面可以用来快速风干清洗过的玻璃,在节约能源的同时,缩短玻璃干燥的时间,提高生产效率;另一方面可以将冷却玻璃时放出的热空气收集起来,用做物料干燥,例如农产品、药材、木材、烟叶等等及需要干燥的物品,不仅回收热量简单,对废热的回收也更加有效,进一步提高能量回收率和能量利用率。

  2.2余热气体制取生活和生产热水

  在玻璃钢化之前需要将玻璃清洗干净,因为玻璃表面是否干净将直接影响钢化玻璃的质量,热水清洗的效果明显比冷水清洗的效果好。因此,钢化玻璃厂就需要更多的热水,可以通过回收余热方法给钢化玻璃生产企业提供更多的热水,这必将节约大量的能源。方法是将余热气体引入余热锅炉,将气体热能转化为水蒸气热能,产出的热水可以用做清洗玻璃、沐浴用水及其企业和周边居民的生活热水。

  2.3余热气体制冷

  在炎热的夏季,企业的办公场所都需要冷气,玻璃钢化企业可以通过低温余热制冷技术利用平时无用的余热气体制取冷量。这样不仅可以节约电能,还减少了企业对环境的热污染。余热制冷技术是采用吸收式或吸附式制冷系统消耗热能来实现制冷的,工质为流动性良好的溴化锂水溶液,一般可以利用80~250 ℃的低温余热。其方法是,将玻璃玻璃钢化炉释放的高温气体和冷却玻璃时产生的温度较高的气体引入余热回收设备中制备热水,然后利用吸收式制冷机制取0 ℃或5 ℃以上的冷冻水。吸收式制冷一般采用溴化锂的水溶液作为吸收剂,以相变的形式进行换热,从制冷循环中可以看出,系统的主要用电设备是溶液泵,减少了大功率耗电设备,从而节约了大量的电能。

 
 
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