Hiệu quả tiết kiệm năng lượng của quá trình đốt cháy bằng oxy tinh khiết trong sản xuất sợi thủy tinh dùng trong ngành điện tử

1. Đặc điểm của công nghệ đốt cháy bằng oxy tinh khiết

Ở cấp độ điện tửsản xuất sợi thủy tinhCông nghệ đốt bằng oxy tinh khiết sử dụng oxy có độ tinh khiết ít nhất 90% làm chất oxy hóa, được trộn theo tỷ lệ thích hợp với các nhiên liệu như khí tự nhiên hoặc khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) để đốt cháy. Nghiên cứu về quá trình đốt bằng oxy tinh khiết trong lò nung bể sợi thủy tinh cho thấy, cứ mỗi 1% tăng nồng độ oxy trong chất oxy hóa, nhiệt độ ngọn lửa của quá trình đốt khí tự nhiên tăng 70°C, hiệu suất truyền nhiệt được cải thiện 12%, và tốc độ đốt trong oxy tinh khiết nhanh hơn 10,7 lần so với trong không khí. So với phương pháp đốt bằng không khí truyền thống, đốt bằng oxy tinh khiết mang lại những ưu điểm như nhiệt độ ngọn lửa cao hơn, truyền nhiệt nhanh hơn, hiệu suất đốt cháy được cải thiện và giảm lượng khí thải, chứng tỏ khả năng tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường vượt trội. Công nghệ này không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất mà còn giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng và ô nhiễm môi trường, trở thành yếu tố then chốt thúc đẩy sản xuất xanh.

Trong sản xuất thực tế, khí tự nhiên và oxy được cung cấp đến xưởng lò bể sau khi đáp ứng các yêu cầu quy trình cụ thể. Sau khi lọc và điều chỉnh áp suất, chúng được phân phối đến các đầu đốt ở cả hai phía của lò theo nhu cầu của quá trình đốt cháy. Bên trong các đầu đốt, khí được trộn lẫn và cháy hoàn toàn. Lưu lượng khí được liên kết với các điểm điều khiển nhiệt độ trong không gian ngọn lửa của lò. Khi nhiệt độ dao động, các van điều khiển lưu lượng chính xác sẽ tự động điều chỉnh lượng khí cung cấp cho mỗi đầu đốt đồng thời điều chỉnh lưu lượng oxy theo tỷ lệ để đảm bảo quá trình đốt cháy hoàn toàn. Để đảm bảo cung cấp khí an toàn, ổn định và tính toàn vẹn của quá trình đốt cháy, hệ thống phải bao gồm các thành phần chính như lưu lượng kế, van điều chỉnh áp suất, van ngắt nhanh, van điều khiển lưu lượng chính xác và bộ truyền tín hiệu tham số.

2. Tăng hiệu quả đốt cháy và giảm tiêu thụ năng lượng

Quá trình đốt bằng không khí truyền thống dựa vào hàm lượng oxy 21% trong không khí, trong khi 78% nitơ còn lại phản ứng với oxy ở nhiệt độ cao, tạo ra các oxit nitơ có hại (ví dụ: NO và NO₂) và lãng phí nhiệt. Ngược lại, quá trình đốt bằng oxy tinh khiết giảm thiểu hàm lượng nitơ, làm giảm đáng kể thể tích khí thải, lượng khí thải dạng hạt và lượng nhiệt thất thoát từ khí thải. Nồng độ oxy cao hơn cho phép quá trình đốt cháy nhiên liệu hoàn toàn hơn, dẫn đến ngọn lửa sẫm màu hơn (độ phát xạ cao hơn), tốc độ lan truyền ngọn lửa nhanh hơn, nhiệt độ cao hơn và tăng cường truyền nhiệt bức xạ đến thủy tinh nóng chảy. Do đó, quá trình đốt bằng oxy tinh khiết cải thiện đáng kể hiệu suất nhiên liệu, tăng tốc độ nóng chảy thủy tinh, giảm tiêu thụ nhiên liệu và giảm chi phí năng lượng.

3. Cải thiện chất lượng sản phẩm

Ở cấp độ điện tửsản xuất sợi thủy tinhQuá trình đốt cháy bằng oxy tinh khiết tạo ra môi trường nhiệt độ cao ổn định, đồng đều cho các quá trình nấu chảy và tạo hình, nâng cao chất lượng và tính nhất quán của sợi thủy tinh. Thể tích khí thải giảm làm dịch chuyển điểm nóng của ngọn lửa trong lò về phía cửa cấp liệu, đẩy nhanh quá trình nấu chảy nguyên liệu thô. Bước sóng ngọn lửa được tạo ra bởi quá trình đốt cháy bằng oxy tinh khiết gần với ánh sáng xanh hơn, cho phép xuyên thấu tốt hơn vào thủy tinh điện tử. Điều này tạo ra độ chênh lệch nhiệt độ nhỏ hơn dọc theo chiều sâu của bể, cải thiện tốc độ nấu chảy, tăng cường độ trong và đồng nhất của thủy tinh nóng chảy, và cuối cùng là nâng cao cả sản lượng và chất lượng sản phẩm.

4. Giảm lượng khí thải gây ô nhiễm

Bằng cách thay thế không khí giàu nitơ bằng oxy gần như tinh khiết, quá trình đốt cháy bằng oxy tinh khiết đạt được sự đốt cháy hoàn toàn hơn, làm giảm đáng kể lượng khí thải độc hại như carbon monoxide (CO) và oxit nitơ (NOₓ). Thêm vào đó, các tạp chất như lưu huỳnh trong nhiên liệu ít có khả năng phản ứng với nitơ trong môi trường giàu oxy, càng làm hạn chế sự phát sinh chất gây ô nhiễm. Công nghệ này giảm lượng khí thải dạng hạt khoảng 80% và khí thải sulfur dioxide (SO₂) khoảng 30%. Thúc đẩy quá trình đốt cháy bằng oxy tinh khiết không chỉ làm giảm lượng khí thải nhà kính mà còn giảm nguy cơ mưa axit và khói quang hóa, nhấn mạnh vai trò quan trọng của nó trong bảo vệ môi trường.

Bằng cách tích hợp công nghệ đốt cháy oxy tinh khiết, vật liệu cấp điện tử được sản xuất.ngành công nghiệp sợi thủy tinhĐạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng đáng kể, chất lượng sản phẩm cao hơn và giảm tác động đến môi trường, phù hợp với các mục tiêu phát triển bền vững toàn cầu.