介 紹
對于很多現存的窯爐來說，當初并沒有為NOx的減排而做專門的設計。而在接下來的幾年里，它們正面臨著NOx減排的新要求：降到800，600甚至500mg/Nm3。為此它們需要而完全重新設計嗎，或者有沒有一種基于最初設計的現實機會能夠滿足低NOx排放的要求呢？對這個問題的一般回答是“是的，有可能”。表l顯示了不同燃料和窯爐類型的NOx可能排放值。
毫無疑問，窯爐的設計、類型可以對NOx排放和能耗產生很大影響。然而，在絕對沒有必要讓傳統的橫焰窯和馬蹄焰窯淘汰的前提下，使它們能夠滿足NOx排放的目標值還是有可能的。與此同時，使用天然氣和重油的結果也會基本相同。
玻璃池窯中氮氧化物的形成，一般來說由兩種情況引起：局部高溫和爐膛中氮、氧氣的局部濃度過高，后者主要是由爐膛漏風或過早燃燒的所造成的。
局部高溫和漏風，通常由進入窯爐的燃油、燃氣和助燃空氣的不恰當流入特性而引起，兩者均為生產高質量玻璃的不必要因素。此外，爐溫、燃油燃氣和助燃空氣的不充分控制，以及燃燒器、小爐口、蓄熱室和窯爐本身的不充分設計也會導致局部高溫和漏風。
DeNOx技術
SGT的DeNOx技術是一種用來減少NOx形成和降低能耗的典型一次措施。
DeNOx技術基于兩點思想之上：
1．對過剩氧氣的低量保持和較好的控制；
2．改善熱量從火焰到玻璃和配合料的傳導情況
其效果是：
降低了火焰和窯爐的溫度，使玻璃溫度保持在一個最佳水平
較低的火焰溫度減少了NOx形成和煙氣熱損失。
燃燒噴槍技術
燃燒噴槍技術是DeNOx技術中最必不可少的關鍵部分，其主要目標是：
避免過早點燃：最好能有一個可控的延遲來調節燃料與助燃空氣的混合
·產生一道長而平順的火焰，其與玻璃和配合料之間具有寬泛的熱交換區域。同時，在提供相同或更有效能量傳導的情況下，該火焰的溫度更低。
燃油噴槍
利用較窄的霧化粒度分布，SGT DeNOx的重油燃燒噴槍可以達到以上所述目標。切斷成較小尺寸的油滴可以幫助避免過早燃燒。與此同時，切斷成較大油滴可以避免火焰過長，并允許在有效區域內形成范圍較大的火焰，以覆蓋整個玻璃表面。該種噴槍所具備的功率是0.22至6.5 MW，并利用壓縮空氣或者天然氣來霧化重油。圖1、2、3分別為噴槍的裝配圖、噴槍實體照片和霧化粒度窄范圍分布曲線。這種粒度分布特性得益于噴嘴元件的精確中心化安裝，同時這也具備了另外一個好的副作用。…… 這套系統已經良好運行了數年并積累很好的客戶口碑。
圖1 STG燃油霧化器 典型的小爐下方位置安裝
圖2 噴槍實體照片
圖3 霧化粒度范圍分布曲線
圖4顯示的是一座6對小爐的橫焰平板玻璃窯爐一年多的NOx排放結果。運用SGT DeNOx技術之前，其排放水平在l200mg/Nm3以上。在引進SGT DeNOx燃油噴槍和SGT Lambda控制系統之后，如圖所示，其NOx排放水平穩定的保持在700mg/Nm3左右。
圖4 一座燃油六對小爐的橫焰平板窯一年的NOx排放量
燃氣噴槍
通過形成接近于自由氣體噴射狀的氣流，SGT DeNOx天然氣噴槍可以產生低湍流燃氣火焰，這就避免了燃氣和空氣在火焰根部區域內的過早混合。這道發光強烈的天然氣火焰形成了一塊自增碳燃燒區域，顯著提升了火焰的熱輻射傳導，自然而然地降低了火焰溫度、NOx含量和煙氣攜帶的熱損失。典型的燃燒噴槍安裝圖如圖5所示。
圖5 典型的燃燒噴槍安裝圖
過去的一些否定性的經驗已經說明，低湍流燃氣不應該與耐火燒嘴磚直接接觸，滲碳、低溫燃燒端與排熱端的熱震變化都能導致耐火磚的損壞。因此，噴槍本身被做成氣筒形，而且噴槍末端正好與噴嘴磚的玻璃液接觸面對齊。這就要求噴嘴磚需要專門的設計，以至于在現有的窯爐上安裝噴槍時，只需要更換相應的噴嘴磚即可。噴槍的位置需要完全按照圖5的示意來安放，并且有空氣冷卻和水冷噴嘴環來保護槍體。
該種噴槍具有四種型號可用：如圖6和表2所示，功率范圍為0.2至8.7MW，并且使NOx的排放低至800-500mg/Nm3，如果窯爐的設計和操作得當，此數據還可以更低。
圖6 四種規格的噴槍
SGT DeNOx燃燒噴槍是為在小爐下方安裝所設計，從而獲得最好的應用結果。只有在小爐下方安裝才能調整燃料流體（油、氣）與助燃空氣形成的夾角，以實現前文所述的混合延遲、低溫的火焰根部以及火焰至熔融玻璃的最大熱傳導率。因此，小爐的安裝為SGT DeNOx在現有窯爐上的實施提供了最佳條件。
圖7所示的是在小爐側面安裝燃燒器的解決方案，利用的是額外安裝的火焰根部遮擋隔斷。這些耐火部件在燃氣輸入點附近形成了低湍流區域，通過類似于自增碳或燃料裂化的效應來改善火焰到熔融玻璃的熱傳導，如同在小爐下方安裝時所描述一樣。然而，在全面運行下的現有小爐中安裝此遮擋隔斷，是一項極為艱苦的工作。其使用結果雖然改善了NOx的排放（達到l400～l000mg/Nm3范圍內），但是永遠不會好于在小爐下方安裝所取得的效果。
圖7 小爐側面安裝燃燒器
至于傳統的小爐通底安裝，SGT DeNOx還沒有解決方案，這種安裝設計基于恰好相反的目標一一盡早達到燃料和空氣的強化混合，根據SGT的經驗，這正好與低NOx燃燒的要求完全相矛盾。
