9
поэтому меньшую долю брака стекла и лучшее соотношение выхода в годное. Поскольку электроварку осуществляют в непрерывном режиме, обычно ее применение связано с применением автоматического формования. Эти факторы могут обеспечить энергопотребление в рамках 25 ГДж/т продукции. Другие непрерывные методы стекловарения могут обеспечить сходное, но более низкое энергопотребление.
- Применение наилучших доступных технологий повышения энергоэффективности производства сортового и тарного стекла
- Общие положения
Производство стекла — чрезвычайно энергоемкий процесс, поэтому источник энергии, методы нагрева и утилизации теплоты являются определяющими для разработки конструкции печи, энергоэффективности и экономической эффективности процесса. Те же факторы определяют экологическую результативность процесса [4, 5].
Выбор метода стекловарения определяется экономическими и технологическими факторами, основные из которых следующие: требуемая производительность, состав стекла, связанные капитальные и текущие затраты в течение продолжительности кампании печи, в т.ч. цены на топливо, существующая инфраструктура. При этом технологические и экономические требования являются определяющими. Важная часть текущих расходов — энергопотребление, и обычно выбирают наиболее энергоэффективную возможную конструкцию.
- Регенеративные печи
Печиэтого типа обычно более эффективны по сравнению с другими традиционными типами печей, использующих ископаемые топлива, так как система подогрева воздуха для сжигания топлива в регенеративной печи обеспечивает нагрев до 1400 °C. Низкое энергопотребление на тонну стекломассы приводит к снижению удельных выбросов загрязняющих веществ и CO2, но более высокие температуры подогрева воздуха приводят к увеличению образования оксидов азота NOX.
Печи с подковообразным направлением пламени обычно характеризуются лучшей энергоэффективностью и более низкими уровнями выбросов по сравнению с другими регенеративными печами. Их конструкция также несколько дешевле, хотя обеспечивает меньше возможностей управления распределением температур в печи.
Высокие капитальные затраты на регенеративные печи обусловливают экономическую целесообразность их применения для больших объемов производства (обычно более 100 т стекломассы в сутки). Для печей со съемом более 500 т стекломассы в сутки и для всех печей флоат-процесса для того, чтобы обеспечить лучший контроль температур по длине печи, обычно используют поперечное направление пламени.
- Рекуперативные печи
Рекуперация — распространенный метод утилизации теплоты, обычно используемый на малых печах. В рекуперативных печах поступающий воздух нагревается непрямым образом за счет пропускания через металлический (или в исключительных случаях керамический) теплообменник. Поскольку температуры подогрева для металлических рекуператоров ограничены величиной 800 °C, рекуперативные печи менее эффективны с точки зрения использования энергии по сравнению с регенеративными. Тем не менее они позволяют использовать значительную долю теплоты дымовых газов. Повышение энергоэффективности возможно за счет дополнительных мер, например электроподогрева котлов-утилизаторов избыточной теплоты, предварительного подогрева газа, а также шихты и стеклобоя. Более низкие температуры нагрева воздуха позволяют достичь хороших результатов в отношении контроля образования NOX. Одним из следствий применения этого метода является то, что удельная производительность рекуперативных печей ограничена величиной 2 т/м2 • сут, что существенно ниже типичной производительности регенеративных печей, составляющей 3,0—3,3 т/м2 • сут.
Поскольку эксплуатация печи прямого нагрева относительно недорога и ее конструкция позволяет обеспечить очень хорошую управляемость распределением температур в стекловаренном бассейне, такие печи применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую гибкость процесса с минимальными капитальными затратами, в особенности в тех случаях, когда объем производства слишком мал для того, чтобы оправдать применение регенераторов. Он больше подходит для печей малого объема, хотя известны и рекуперативные печи большой производительности (до 400 т/сут).
- Принудительное кислородное дутье
Метод основан на замене воздуха для горения кислородом (чистотой выше 90 %). Удаление основной доли азота из атмосферы горения ведет куменьшению объема дымовых газов на 75%—80% в зависимости от чистоты используемого кислорода. В результате обеспечивается экономия энергии, поскольку нет необходимости в нагревании атмосферного азота до температуры пламени. Масштаб достигаемых результатов зависит от сравниваемых печей и рассмотрен ниже. Естественно, существенно снижается и