荷蘭從15世紀開始生產玻璃、制鏡和吹制玻璃。1713年生產靠前個瓶子,1756年開始生產晶質玻璃,1900年生產平板玻璃,1963年采用匹茲堡法,1984年改用浮法。
1989至1999年,年產量平均每年增長4%,1999年產量達到136萬噸,包括浮法玻璃、玻璃纖維、保溫棉、餐具玻璃、容器玻璃、玻璃管和水玻璃。人口1660萬,人均年產玻璃82千克,為世界之較。從業人員4500～5000人,年銷售額6億歐元。按5000人計,人均產量2720噸,人均銷售額12萬歐元。荷蘭共有11個大的玻璃生產企業,均屬于全部大玻璃公司,連續運行29個玻璃熔窯,其中有5個全氧燃燒熔窯、11個蓄熱室熔窯和13個換熱器窯。1999年,荷蘭各類玻璃產量占其總產量的比例是:浮法玻璃11.9%、容器玻璃74.0%、玻璃纖維8.0%、照明玻璃1.9%、水玻璃3.7%、特種玻璃0.5%。
荷蘭成立有玻璃制造協會(UNG),其功能在于從事研究和教育。另外,還成立有荷蘭玻璃工業國家委員會(NCNG),負責籌備和管理玻璃技術的研究開發課題。荷蘭玻璃工業國家委員會在選題方面還同德國玻璃工業研究協會(HVG)進行合作,交換信息。
1989～1999年荷蘭玻璃工業推廣應用的玻璃新技術、新工藝
1989～1999年荷蘭玻璃工業推廣應用的玻璃新技術、新工藝有:
輕量容器玻璃生產技術
煙氣余熱的利用技術,預熱配合料和驅動透平機
排放氣體的高溫傳感器和燃燒控制技術
煙氣的半干法凈化技術
全氧燃燒玻璃熔窯
低NOx熔窯設計
把煙氣污染物排放的控制綜合于過程控制
新的玻璃成型工藝
在這10年中,荷蘭玻璃工業每公斤玻璃的能耗降低了15%,也大幅度地降低了煙氣污染物的排放,如NOx降低了50%。1972年以來,籌備玻璃制品的更新利用,2000年容器玻璃的更新利用率已達85%。平板玻璃、照明玻璃和TV玻璃的更新利用將是今后10年的重要課題。
在過去30年中,基于對生產中化學和物理過程的認識,荷蘭的玻璃生產,已從經驗型平穩地轉變為科技型。
2001～2012年研究開發的課題
2001～2012年間,荷蘭玻璃工業將借助世界上較好的技術,使能源效率上個新臺階。此外,還將致力于進一步提高玻璃質量、輕量化、鍍膜、綜合過程檢驗、降低污染物排放和更有效地燃燒。
目前,荷蘭玻璃工業國家委員會確定了8個非常大的研究開發課題,并獲得荷蘭國家能源環保部的資金支持。研究開發的主要課題包括:
開發燃燒煙氣中CO傳感器
減少玻璃熔化過程中的揮發和泡沫
評估高溫玻璃熔體的光譜
降低一次NOx的技術(1995-2010年間,要降低50%)
配合料的優化
硫酸鹽化學和硫酸鹽澄清
上部耐火材料的侵蝕機理和動力學
比選玻璃著色和澄清用原料
以模型為基礎的,玻璃熔窯預測控制(MPC)
玻璃熔體和料滴的輻射傳熱
此外,每年約有10多名博士研究生,研究玻璃熔化、廢料的玻璃化、玻璃熔化用傳感器、新的熔化技術和玻璃熔體性質,向玻璃工業提供研究成果。
全氧燃燒
用空氣作玻璃熔窯助燃介質時,有效助燃的僅是空氣中20%左右的氧氣,其余80%絕大部分是氮氣,氮氣不僅不能助燃,反而帶走大量的熱量,降低熔窯的熱效率,而且在高溫下N2會生成污染環境的NOX。用純氧代替空氣,不僅可提高熔窯的生產能力,改善玻璃質量,提高熱效率,降低燃料消耗,降低成本和減少熔窯投入資金,更可減少污染物的排放,有利環保。
2003年全部玻璃協會巴西年會上,美國Praxair公司H.Kobayashi先生做了一個“全氧燃燒熔化玻璃的技術”報告,比較一體地介紹了全氧燃燒技術的發展歷程、現狀和效果。19世紀70年代開始,為提高生產能力,這家公司已成功地在許多空氣助燃的玻璃熔窯上采用一對全氧噴槍,促進熔化和澄清,可使大部分熔窯提高拉引率10～30%,從中取得了許多玻璃熔窯使用氧氣的經驗,再加上加熱鋼和熔化鋁所用的全氧燃燒技術,為大型玻璃熔窯采用全氧燃燒技術打下了較好的基礎。1988年美國能源部給美國Praxair公司下達任務,要其將真空吸附制氧裝置使用在大型商業玻璃窯上,展示全氧燃燒技術。
Praxair公司在Corning公司的幫助下,1991年對位于加州Modeste的Gallo玻璃公司一座大型容器玻璃窯,熔化能力為350t/d,橫火焰、蓄熱室、燒天然氣,進行全氧燃燒改造。由于該窯窯齡已處于晚期,改造后能耗降低不多,只降低了13.5%。1996年又進行了一次改造,能耗又降低了16.9%,每公斤玻璃液僅耗能800大卡(碎玻璃比例60%),較全氧改造前能耗降低了28.1%。接著,又使用配合料和碎玻璃預熱,能耗又降低了21.9%,熔化每公斤玻璃液的能耗只有625大卡(碎玻璃比例60%),較全氧改造前能耗總共降低了43.8%。
1991年對上述熔窯進行全氧燃燒改造后,不僅省了燃料,也大幅降低了隨煙氣排放的污染物,NOX降低80%,CO減少80%,煙塵降低30%以上。從而發生反應了玻璃工業加快采用全氧燃燒。1996年,全世界已有90座商用玻璃熔窯采用全氧燃燒。2002年北美(包括美國、加拿大和墨西哥),全氧燃燒窯已有136個,占北美玻璃熔窯總數的25%,尤其是有3座大型浮法玻璃窯采用了全氧燃燒技術。北美各類玻璃熔窯已采用全氧燃燒技術的比例如表1所示。
使用全氧燃燒后,如果不調整配合料中的硫酸鹽用量,則隨煙氣排放的SO2會增加。采用全氧燃燒后,由于溶解而進入玻璃液的水分(以羥基形式存在)會大量增加,水分也起澄清作用,因而適當降低配合料中硫酸鹽用量,既可減少SO2的排放,又不會降低玻璃質量。
德國杜塞多夫Gerresheiner玻璃公司的2號蓄熱室橫火焰容器玻璃窯,在1997年冷修時改成全氧燃燒。改造前后的對比見表2。

全氧燃燒玻璃熔窯實際上是個單元窯,沒有火焰換向,但用氧氣替代空氣后,同空氣助燃時相比,玻璃的熔化和澄清會有非常大變化。煙氣量大幅度減少,窯內氣氛中的水分和堿蒸汽濃度大幅增加,從而加劇堿蒸汽對大碹硅磚的侵蝕(“鼠洞”),提高玻璃液的含水量。需要研究開發全氧燃燒窯的設計和噴槍,解決低成本氧的來源和煙氣的余熱利用,配合料和熔化工藝也需要作相應調整。大量的實驗室研究和計算機模擬也是不可少的。
從以上介紹中,我們可以看到,玻璃制造協會在玻璃工業技術進步中發揮著重要作用。他們為鞏固和提高本國玻璃工業的競爭地位,在今后玻璃方面的研究開發工作,主要是圍繞降低成本,提高質量,開發新產品、新用途,和保護環境進行。研究開發污染物排放模型,整合燃燒空間和熔池的數學模型,開發包括控制污染物排放在內的生產過程智能控制系統,優化原料,總結推廣全氧燃燒、配合料和碎玻璃預熱。研究開發低能耗的玻璃成分、非傳統的熔化和澄清技術。同時加強基礎理論研究,研究玻璃成分、結構和性能之間相互關系,研究玻璃表面、表面改性和表面相互作用。對中國平板玻璃生產來說,還有一項重要任務,就是從經驗性轉變為科技型。