# الأكسجين لأفران الزجاج (الاحتراق بالأكسجين والوقود)

تقول ورقة صادرة عام 2001 عن US Department of Energy و Energetics إن أفران الزجاج العاملة بالأكسجين والوقود، التي تحرق الوقود بالأكسجين بدلًا من الهواء، تخفض بدرجة كبيرة انبعاثات NOx واستهلاك الوقود لكل طن من الزجاج، وتذكر محطات الامتزاز في الموقع، والأكسجين السائل المورَّد، والإنتاج بالتبريد العميق بوصفها الطرق الرئيسية الثلاث لتوريد الأكسجين.

## ما الذي يغيّره الإحراق بالأكسجين والوقود

تشير ورقة عام 2001، المنشورة في وقائع مؤتمر ACEEE لذلك العام، إلى أن أفران الزجاج كانت تحرق تقليديًا الغاز الطبيعي أو الزيت مع هواء مسخَّن مسبقًا. ويستبدل فرن الأكسجين والوقود الهواء بالأكسجين في عملية الاحتراق، ما يخفض بدرجة كبيرة انبعاثات NOx واستهلاك الوقود اللازم لكل طن من الزجاج المنتج، ويخفض أيضًا غازات العادم الأخرى. وتنص ورقة قُدمت عام 2007 في الدراسة الصيفية لـ ACEEE حول كفاءة الطاقة في الصناعة، أعدها D. Paul Mehta و Amol Nayak من Bradley University، على أنه مع التصميم السليم للفرن واختيار المواقد يمكن تحقيق خفض في NOx بنسبة 50 إلى 70% مقارنة بفرن بمجدِّد حراري.

## اختيار مصدر الأكسجين

تذكر ورقة عام 2001 ثلاث طرق رئيسية لتوريد الأكسجين إلى أفران الزجاج: أنظمة الامتزاز، وتوريد الأكسجين السائل التجاري، والإنتاج بالتبريد العميق. ويتوقف الاختيار على التكاليف الرأسمالية والتشغيلية الخاصة بكل تركيب، بما فيها حجم الاستهلاك وتكاليف الكهرباء والقرب من محطات إنتاج الأكسجين القائمة. ونتائجها، كما كانت في 2001:

- يتيح الإنتاج بالتبريد العميق نقاءً أعلى لكنه كثيف المعدات، ويحتاج عمومًا إلى رأس مال أكبر من أن يكون مجديًا من حيث التكلفة ما لم ينتج الفرن أكثر من 200 طن من الزجاج يوميًا (TPD)؛ وفوق 200 TPD، تكون محطات التبريد العميق الصغيرة التي طُرحت تجاريًا حديثًا الخيار الأفضل في الغالب.
- بالنسبة إلى متطلبات نقاء الأكسجين في صناعة الزجاج، يكون الامتزاز بتأرجح الضغط والتفريغ (VPSA) عمومًا الخيار منخفض التكلفة حتى نطاق 120 TPD.
- توريد الأكسجين السائل التجاري غير اقتصادي للأفران التي تنتج 10 TPD على الأقل، وهي بحسب الورقة الغالبية العظمى من مصانع الزجاج.
- تقنية VPSA، التي ظهرت عام 1991، إمداد عند نقطة الاستخدام يجعل الأكسجين بنقاء 90 إلى 95% أكثر اقتصادًا وملاءمة. وقد رُكّبت أول محطة VPSA تجارية لتوريد الأكسجين في الموقع، بدلًا من الأكسجين السائل الذي كان يُورَّد لبدء تشغيل فرن تجريبي مبكر وتشغيله.
- من بين أنظمة الامتزاز الثلاثة، قيّمت الورقة VPSA بأنه الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة والأكثر جدوى من حيث التكلفة مقارنة بالامتزاز بتأرجح التفريغ (VSA) والامتزاز بتأرجح الضغط (PSA).

## ULTRAOX VSA

تدرج النشرة الفنية لـ ULTRAOX VSA الأفران الصناعية ضمن تطبيقات محطة الأكسجين الصناعية هذه من Ultra Controlo؛ ولا تذكر أفران الزجاج تحديدًا. وتزوّد ULTRAOX VSA أكسجينًا بنقاء من 75% إلى 95% بضغط 50 kPa، وتبلغ ضغوطًا أعلى بمعزز ضغط إضافي للأكسجين يُورَّد عند الطلب، وتُورَّد على هيكل حامل أو في حاوية، ويمكنها الحلول محل أنظمة التبريد العميق ذات خزانات الأكسجين السائل أو العمل مصدرًا رئيسيًا للإمداد. وتزوّد طرازاتها السبعة من 18 إلى 240 m³/h بنقاء 93%، ومن 22 إلى 288 m³/h بنقاء 90%.

### ما نقاء الأكسجين الذي تستخدمه أفران الزجاج العاملة بالأكسجين والوقود؟

تصف ورقة DOE لعام 2001 تقنية VPSA بأنها إمداد عند نقطة الاستخدام يجعل الأكسجين بنقاء 90 إلى 95% أكثر اقتصادًا وملاءمة لأفران الزجاج، في حين يتيح الإنتاج بالتبريد العميق نقاءً أعلى.

## المصادر

- [E. Levine (US Department of Energy) و K. Jamison (Energetics)، Oxy-Fuel Firing for the Glass Industry: An Update، وقائع ACEEE (2001)](https://www.aceee.org/files/proceedings/2001/data/papers/SS01_Panel1_Paper33.pdf)
- [D. P. Mehta و A. Nayak (Bradley University)، Recent Trends in Oxy-Fuel, Air-Fuel and Hybrid Combustion Technologies، ACEEE Summer Study on Energy Efficiency in Industry (2007)](https://www.aceee.org/files/proceedings/2007/data/papers/15_2_146.pdf)
- [النشرة الفنية لـ ULTRAOX VSA، ص. 2 و ص. 3](https://www.ultracontrolo.com/products/ultraox-vsa)

تمت المراجعة: 2026-10-22. فريق الهندسة في Ultra Controlo. https://library.ultracontrolo.com/ar/industry/oxygen-for-glass-furnaces/