1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer

Возможности повышения энергоэффективности в стекольной промышленности

Возможности повышения энергоэффективности в стекольной промышленности

Стекольная промышленность - это высокоэнергетическая отрасль. С одной стороны, процесс производства стекла очень прост. Он заключается в плавлении мелкого кварцевого песка и формировании определенной геометрии. Однако, существует широкий спектр технологических и энергетических вариаций, которые могут оказывать большое влияние на энергоэффективность.

Попытки повысить энергоэффективность производства стекла осложняются уникальностью некоторых видов технологического оборудования и процессов, в частности тем, что многие системы производства стекла индивидуальны, единственные в своем роде. Следовательно, затраты, связанные с повышением эффективности, могут быть очень высокими.

Стекло - один из старейших и наиболее важных материалов, известных человеку. Его используют в таких сферах, как строительство, транспорт, связь и многие другие. Стекло – основное сырье для заводов стеклотары или производства осветительного оборудования. Его свойства: низкая стоимость, долговечность, прозрачность, термическая и химическая стойкость, обилие сырья и простота переработки - стимулировали развитие производства множества продуктов, используемых обществом.

Основное сырье и способ изготовления стекла те же, что и 7000 лет назад, когда египтяне плавили и формовали стекло из песка. Сегодня современные технологии обработки стекла позволяют получить материал с неограниченным набором вариантов свойств, таких как форма, прозрачность, цвет, прочность, плотность и т.д. Будь то производство тары, листового стекла или стеклопластика, этапы производства схожи. Существует четыре фазы производства: подготовка шихты, плавка и рафинирование, формование и последующая обработка. Во время подготовки шихты сырье отбирается и смешивается. Основной ингредиент - высококачественный кремнезем (песок), известняк и кальцинированная сода, а также (для стеклотары) полевой шпат и многочисленные добавки. Состав шихты может в значительной степени влиять на конечный продукт с точки зрения его химических, электрических, механических и термических свойств. Поэтому правильное дозирование и смешивание этих материалов имеет решающее значение для характеристик продукта. Для удаления примесей шихту плавят в печи при очень высокой температуре (от 2600 °С до 3100 °С). По мере плавления кристаллического сырья происходят химические реакции, связанные с плавлением, растворением, испарением и окислением-восстановлением, которые превращают его в стекло. Плавка может производиться в печах различного типа и размера. Они работают на разных видах топлива и имеют различные показатели энергоемкости. Это зависит от желаемого конечного продукта. Около 90% производимого стекла плавится в регенеративных печах. Эти печи оснащены электрическими ускорителями, которые увеличивают производительность, снижают расход топлива и выбросы.

Рафинирование - это стадия, на которой из расплавленного стекла удаляются пузырьки, смесь гомогенизируется и нагревается. Этот химический и физический процесс происходит в плавильной камере. Желаемое качество и свойства стекла определяют, насколько сильно производится рафинирование. Плоское и специальное стекло должно иметь меньше дефектов, чем стекло для стеклотары, поэтому оно требует больше времени и энергии. На плавку сырья расходуется около 60-70 процентов всей энергии, используемой для производства стекла. Это очень неэффективный процесс, при котором до 30 процентов энергии теряется в печи и еще 30 процентов в дымовых трубах.

Конечный продукт принимает форму во время формования. При перемещении из плавильного бака в формовочную машину расплавленное горячее стекло выглядит как густой апельсиновый сироп. Формовка должна происходить быстро, так как стекло твердеет по мере охлаждения. В зависимости от конечного продукта, процесс формования может варьироваться в широких пределах. Это может быть выдувание, литье, вытягивание волокон, формование листов или другие процессы.

Повышение энергоэффективности процесса производства стекла может достигаться как совершенствованием традиционных технологий, так и применением новым энергосберегающих технологий и снижением энергоемкости.

Кислородно-топливные печи

Добавляя кислород на определенных этапах плавки, производители могут снизить соотношение количества энергии на тонну продукции либо за счет увеличения производительности, либо за счет уменьшения расхода топлива. Повышенный уровень кислорода обеспечивает более высокую температуру горения. Сообщалось, что при увеличении содержания кислорода в воздухе для горения с 21 до 23 процентов можно добиться увеличения производства стекла на 12 процентов. Этот процесс должен тщательно контролироваться, так как сжигание ненужного кислорода является дорогостоящим, увеличивает содержание NOx и твердых частиц, а также увеличивает износ печи, особенно кремнеземной коронки крыши. Около 20-25 процентов всех стекловаренных печей, используемых сегодня, являются кислородно-топливными печами.

Увеличение использования вторичного сырья

Стеклобой обычно составляет около 20 процентов материалов, которые идут на производство стекла. Большинство производителей стекла используют около десяти процентов "своего" стеклобоя, который перерабатывается в процессе производства. Многие производства, например, завод стеклотары, могут использовать вторичное стекло после потребления. Хотя процесс переработки стеклобоя в стекло менее энергоемкий, чем процесс переработки сырья, существуют экономические и энергетические проблемы, связанные со сбором и транспортировкой восстановленного стекла. Тем не менее, во многих случаях увеличение доли бывшего в употреблении стекла может оказать положительное влияние на потребление энергии заводом и общие затраты, а также на сокращение затрат и выбросов.

Деятельность по управлению использования энергии

Деятельность по управлению энергией может быть направлена на энергоаудит, закупку электроэнергии в рамках специальных программ, таких как снижение пиковой нагрузки, модификации для улучшения приводов машин и улучшения освещения объектов. Улучшение процессов производства стекла и поддержка эффективности использования энергии в масштабах всего завода могут оказать значительное влияние на потребление энергоресурсов.

Препятствия на пути внедрения энергоэффективных технологий

Из-за широкого разнообразия применений стекла и типов производителей стекловаренные печи бывают самых разных размеров и типов. Это затрудняет стандартизацию потенциальных мер экономии энергии на заводах, особенно в печах, которые очень дороги для модернизации. Печи, как правило, не закрываются до тех пор, пока не потребуется серьезная реконструкция, которая может занять до двух лет и стоить миллионы долларов. После ввода в эксплуатацию стекловаренная печь может непрерывно работать до пятнадцати лет.