低碳经济是以低能耗_低碳技术与低碳经济

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低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，低碳经济实质上是能源高效利用，清洁能源开发，追求绿色GDP的问题，核心是能源技术和减排技术的创新，产业结构和制

度的创新。

近年来，我国的日用玻璃上业发展迅速，年产鼍从20世纪50年代的10万t，增加到80年代的164．万t，到2008年规模以上企业1 472家，从业人员31万人，产量已达到1 445．69万t，产值865亿元，产量占世界第一，2009产量增加到l 546．08万t，与上年同期相比，增长率为6．94％?。日用玻璃资源、能源消耗多，污染严蘑，劳动强度大，附加值少，与低碳经济要求有较大差距。

用玻璃如何适应全球绿色增长和低碳经济，从资源、能源消耗型模式转变为节能、环保型模式，是众所关心的问题，为此本文对此进行探讨。1 玻璃瓶罐单重能耗并非最高，有降低潜力日用玻璃中产量最大的是玻璃瓶罐，约占总产量的80％，目前面临着金属、高分子材料的竞争。如广泛应用于饮料和啤酒包装瓶的聚乙二醇对苯二甲酸酯(简称PET)瓶子，脆性小、重量轻，注塑成形温度为—2800C，模具温度为120℃左右；而玻璃瓶罐熔制温度为1 480～1 5500C，料滴温度为1 070～1 1000C，初型模内壁温度为300～500。C，外壁为140—220℃，成形模内壁温度450—5800C，外壁为200—3000C。

两者对比，似乎玻璃瓶罐能耗远远高于PET。但PET是以石油为原料，而玻璃瓶罐原料中石英砂(硅砂)、石灰石、长石等岩石矿物原料占85％左右。根据Banerjee。的数据，1．9 k|r石油原料约制造1 kg的，这一过程需消耗84 MJ能量。我国玻璃瓶罐根据生产规模大小综合标准煤能为300～320 g ce／kg，折合能耗为8．8—9．4 MJ。由于PET的密度为1．33 g／am¨引，瓶罐玻璃的密度为2．498～2．507 g／cm3，PET较玻璃轻47％左右，同样重量的PET比玻璃能生产出更多的瓶子，具体的数据则_}|a据瓶罐的重容比来决定。

因此减轻玻璃瓶罐重量为节能减排的首要任务。

玻璃瓶罐重量降低1 g即可减少l g CO：排放，轻量化是必由之路轻量化是一个老生常谈的课题，20世纪70年代即进行了减轻瓶罐重量的试验，如英国0．57 L牛奶瓶，年代为622 g，70年代末降到187 g；德国Heye的0．3 L瓶仅莺77 g。国外轻重}瓶的重容比一般为0．4—．8 g／mL，德国最低达到0．33 g／mL。笔者在1978年参与大连市研制的果酱瓶也达到0．44～0．46 g／mL。

年国外生产出重容比为0．27 s／mL的超轻量瓶。2l世纪以来，各国一直在进行轻量化工作，国外废弃物再生行动组织要求啤酒瓶重量减少34％，英国Norforlk啤酒厂500mL啤酒瓶重量320 g，重容比0．64 g／mL。法国葡萄酒瓶250 mL重160 g，重容比0．64 g／mL；英国Rockware威士忌洒瓶700 mL重，重容比0．43 g／mL；西班牙白兰地酒瓶重量也减少了16．7％。我国也在继续开展轻量化，如山东用小口压吹十组双滴料行列机生产出霞容比小于0．7 g／mL的啤酒瓶，广西用S—10回转式制瓶机生产出重容比为．65 g／mL的啤酒瓶，山东还生产过重容比在0．4 g／mL以下的罐头瓶。玻璃瓶罐轻量化后，节能减排效果显着，英国学者计算每个玻璃容器减轻10％，英国每年少用25万t玻璃和减少18万t气体排放量，另有学者认为酒瓶每减轻l g，即减少lg CO：排放。

玻璃瓶罐轻量化推行缓慢的原因在于担心影响强度，而近年来瓶罐的破碎与自爆造成了

很大的损失。

英国每年发生8 700起与玻璃啤酒瓶和啤酒杯有关的事故，经济损失1亿英镑。我国媒体也常有啤酒瓶爆炸伤人的报导，2009年某牌号啤酒瓶破碎率达8％之巨。玻璃瓶罐的破损和爆炸是不争的事实，但原因是多方面的，不仅是玻璃制造企业的责任，而且酒厂及中间商也责无旁贷，特别是国内啤酒厂超期和超次使用回收瓶，运输过程中啤酒瓶用捆扎包装，使用时在日光下爆晒以及撞击，均可造成自爆。而这些瓶罐并非轻量化瓶。只要设计合理的瓶型和擘厚分布，采用合适的成分和成型方法与工艺制度，若再用多种途径的表面增强，特别是纳米增强涂层的应用，轻量化町不致造成强度下降按相平衡原理选择新反应程序对瓶罐玻璃常用的钠钙玻璃来讲，按传统反应程序，Na：CO，和CaCO，最先生成低共熔物，然

后与SiO：

反应形成玻璃，而此低共熔物易流失，剩余石英颗粒通过扩散溶解在高黏度硅酸盐中需

很长时间，从而增加能源消耗。

41则用预反应方法，将Na：CO，和相应所需一部分SiO：配合后粒化，同时将CaCO，和相应所需另一部分SiO：配合并粒化，然后分别进行加热预反应，各自生成反应中间物，如硅灰石、钠硅酸盐，再将上述反应中间物合起来与余下的石英颗粒机械混合后送人熔窑反应，这样高温熔化时间大为缩短。此方法可以避免最初牛成易熔成分的偏析，而剩下难熔的石英颗粒，从而解决熔化时间过长的fⅡ题。对铝镁成分和其他复杂成分系统也可采用类似此法处理。当石英颗粒直径为350卜m，采用传统反应程序，石英砂消失时间为240 min，采用新反应程序，石英砂消失时间为125 rain，熔融时间缩短了近50％。各预反应过程加热均可利用熔窑废热，不必另外增加能源。新反应程序节约能耗20％一30％，还降低了易挥发原料的挥发损失，同时延长熔窑寿命，减少环境污染，降低总成本5％～10％。

加入活性原料，加速玻璃熔化活性原料的引入可起很多作用，如加速硅酸盐形成反应，起催化作用；低温时出现液相，促进固相反应，起矿化剂作用；降低玻璃熔体黏度和表面张

力；加速玻璃澄清和均匀化∞1。

文献上早已介绍了许多活性原料，国外瓶罐玻璃中大量应用的活性高炉渣(ealumite)，引入10％矿渣，可降低熔化温度20～30℃，节约纯碱1．O％～2．O％。锂辉石、锂云母、锂长石、锂瓷石等含锂矿石，已成为市场商品，引入0．13％一0．26％Li：O，熔化温度降低20—30℃，节油9．3％，节碱19．3％。硼钙石、硼镁石等含硼矿物，也是一种活性原料，用硼镁石代替白云石，比其他瓶罐配方的玻璃形成热降低4％～6％。磷矿石是平板玻璃广泛用的添加剂，生产中加入P：O，0．35％，熔化能力提高6．4％，每重量箱玻璃标准煤耗降低6％，对瓶罐玻璃也可应用。笔者在钠钙玻璃中引入含WO，的钨尾矿，降低了硅酸盐形成温度，加速了玻璃形成和澄清，减少了玻璃中砂粒和气泡数目，既降低能耗，又是对价廉废弃物的综合利用一1。

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