球90%的工業燃料來自于石化燃料，據專家估計這種情況在20年內將不會有大的改變。
一、前言
目前，全球90%的工業燃料來自于石化燃料（石油、天然氣、煤炭），據專家估計這種情況在20年內將不會有大的改變。而石油和天然氣的儲量主要集中在中東地區。一些經濟發達國家清楚地認識到，其經濟發展在極大程度上依賴于能源，為了減少在能源上對別國的依賴，節能作為一項切實可行的技術措施，受到各國**的普遍重視，同時，降低燃料消耗及有害氣體的排放，是保護環境，實現可持續發展的必然要求。
根據我國目前還有很多玻璃制造設備停留在坩堝方爐和簡陋的半煤氣池爐結構，不僅能耗大（每噸玻璃耗7000大卡的高熱值煤一噸左右），而且生產方式落后、生產效率低。該熱工設備每天只有五、六小時可生產利用，該爐型設計結構原始，燃燒原理是直接采用風火爐方式將煤炭燃燒的熱量輻射傳導給耐火材料坩堝，然后由坩堝將熱量傳導給玻璃物料。這一過程中，不僅熔制時間長，能源浪費十分驚人，而且大量的一氧化碳未完全燃燒直接進入煙囪排放在空氣中，造成濃煙滾滾，污染周邊環境。
鑒于很多民營企業，規模小，資金投入有限等特點，可選擇新型結構的半煤氣池爐作為制造玻璃的主要熱工設備，該設備投資不是太大，又具有國內玻璃熔爐的先進性：煤氣中的一氧化碳能充分完全燃燒，煙囪無黑煙排放；單耗較低，生產每噸玻璃大約消耗400-500公斤煤炭，而且對煤質要求不是特別高，塊煤、碎煤均能使用。因此，把風火式坩堝方爐和簡陋的池爐改造為結構先進的半煤氣池爐，將玻璃制造生產方式由間歇式生產改為連續式生產，走創新、高效、節能環保之路勢在必行。
二、半煤氣池爐的先進性和特點
1、 半煤氣池爐的工作原理
半煤氣發生爐采用空氣和水蒸氣混合燃燒，用溫度來控制空氣中含有的水蒸氣的量。水蒸氣送入爐內后，在氧化層內被加熱，從而降低了氧化區的溫度，而過熱的水蒸氣到還原區后，與灼熱的碳反應生成氫氣和一氧化碳等***組分，由煤氣壓力和幾何動力直接將它們送入煤氣通道，經煤氣通道的沉降后，將煤氣中的固定懸浮塵粒降至沉降室，然后純凈的可燃氣體進入池爐匯同經預熱至1000℃左右的熱空氣混合燃燒，產生1500℃以上的高溫火焰，直接輻射給池爐里的玻璃配合料，熔制合格的玻璃液。
2、 余熱設備
該池爐在結構設計上采用了耐火材料密閉式換熱器，利用燃燒廢氣的溫度，將很多根耐火材料矩形筒體加熱，然后讓冷空氣經過加熱的筒體內部，在熱幾何壓頭的作用下，將常溫的冷空氣預熱成1000℃左右的熱空氣，同發生爐煤氣完全燃燒產生強烈的高溫火焰輻射給玻璃配合料。這一過程利用了熱工學中的輻射、對流、傳導和熱動力學原理，使直接幫助煤氣燃燒的冷空氣變成了高溫熱空氣。同時高溫熱空氣的量也可根據煤氣中***是否完全燃燒進行調節，使煤氣中的***達到完全燃燒放熱至玻璃物料有效利用，這樣就形成了煤氣完全燃燒的過程，致使排放煙囪的廢氣是淡淡的白煙，起到了環保節能的效果。
供給煤氣發生爐的蒸汽，在設計上也采取了廢熱利用，將一個2.5立方的鐵容器放至熔爐換熱器廢氣通道上，利用排向煙囪的廢熱氣體直接輻射傳導給鐵容器，使鐵容器里的水在高溫狀態下產生4公斤左右壓力的蒸汽直接供給發生爐生產使用，確保發生爐產煤氣所需蒸汽量。此余熱鍋爐余熱利用每天可節煤一噸左右，而且減少了2-3名司爐工人的工資成本。這一創新不僅節能降耗，而且去掉了專用鍋爐產生的濃煙對環境的污染。
3、 沉降設備
為了避免煤氣中的固體塵粒污染池爐內的玻璃液，專門設計了煤氣沉降室，凡是發生爐產好的煤氣，都必須經過沉降室才能進入料池內與熱空氣預混燃燒，此裝置在煤氣凈化處理上既起到了凈化煤氣的作用，又便于維修清掃。確保了玻璃的熔制清潔度，提高了玻璃的質量。
4、 半煤氣池爐熔制玻璃的科學性
該池爐是把充分燃燒的高溫火焰快速直接輻射給玻璃物料，加快了火焰和玻璃配合料的接觸時間，增大了火焰和玻璃配合料的接觸面積，最大限度地將熱能充分利用。同時因為玻璃配合料在高溫反應中的堿蒸汽的Na2O和SO2反應生成Na2SO4隨廢氣帶入換熱器清掃孔，起到了消除廢氣中SO2對環境的污染。避免了坩堝爐間接傳熱的熱損失和對環境的污染。因此，該池爐在節能和環保上都獨具科學性。
5、 池爐保溫
據有關權威部門對玻璃熱工設備測試數據報告，熱工設備的耐火材料熱散失占總熱量的30%-40%左右。因此，在該爐型的設計上特別對換熱器、爐蓋、胸墻、池墻、池底等部位加強了保溫，使熱損失降到了最底限度，起到了節能降耗的效果。
6、 生產方式的先進性
池爐避免了坩堝爐間隙生產的缺點，可以連續24小時進行玻璃生產，同時在產量增大的情況下能耗相對地降低，既保證了生產規模的擴大，同時又降低了生產成本。例如，同樣大小規格品種相同的一個玻璃制品，池爐的生產成本僅有坩堝爐生產成本的70%左右。因此，池爐生產玻璃制品的先進性是坩堝爐無法比擬的。
三、半煤氣池爐和坩堝爐比較（環保、能耗）
|
爐型 |
能耗
（噸煤/噸玻璃） |
環保
（煙囪） |
玻璃質量 |
作業方式 |
|
半煤氣池爐 |
0.5 |
淡白煙 |
較好 |
連續 |
|
坩堝爐 |
1 |
濃黑煙 |
一般 |
間隙 |
四、結論
縱觀我國玻璃制造熱工設備，如果坩堝爐要確保煙囪不冒黑煙，燃料采用燒油或天然氣可以解決，但坩堝爐燒油，每噸玻璃大約需要一噸油左右，這樣產品售價還不夠能耗成本開支；燒天然氣很多地方又不具備天然氣資源，因此不現實；建造全煤氣爐，設備一次性投資比半煤氣池爐多一倍，而且全煤氣池爐對煤質要求特別高（7000大卡以上的優質塊煤），對操作工人技術要求也特別高，全煤氣在使用過程中稍有疏忽，很容易引起安全事故。而半煤氣池爐既有投資小，產出規模大，煤種要求不高，安全性好的特點，又符合環保要求。
綜上所述，中小企業選用半煤氣池爐生產玻璃制品既符合投資小，見效快，又符合節能環保的要求，此一舉兩得的好事何樂而不為呢？
