词条 | 富氧助燃 |
释义 | 空气(含氧21% )含氧浓度高的富氧空气进行燃烧,称为富氧燃烧(oxygen enriched combustion) ,简称OEC。用90%氧浓度助燃,称为纯氧助燃。它是一项高效节能的燃烧技术,在玻璃工业、冶金工业及热能工程领域均有应用。富氧、纯氧助燃技术又分两 大部分,即整体增氧和局部增氧,整体增氧特点是整个助燃风均用富氧替代,投资大。局部增氧助燃技术所配富氧量仅为所需助燃风量的0.5-15%,正如同好 钢要加在刀刃上一样,而原来助燃风量和排烟量均显著下降。 局部增氧助燃技术包括系列专用富氧喷嘴和“梯度燃烧”、“对称燃烧”、“α型燃烧”、“S型燃烧” 和“四角燃烧”等与窑炉、燃料匹配的高新技术,富氧喷嘴的设计原则是使富氧加在产品最需要的地方。 1)局部增氧助燃技术包括系列专用富氧喷嘴和“梯度燃烧”、“对称燃烧”、“α型燃烧”、“S型燃烧” 和“四角燃烧”等高新技术: 2) 富氧喷嘴是输送带有一定压头富氧空气的专用喷嘴,它的设计原则是将富氧加在炉窑中最需氧的地方,而且不改变原有炉窑的结构,对炉窑的性能和安全更没有影响。 3) 梯度燃烧技术是专门为玻璃窑开发的,它适用于马蹄焰、横火焰、双碹窑和单元窑等。 4) 对称燃烧技术适用于一般工业炉窑,特别适用于助汽炉、加热炉、热媒炉和某些燃煤炉等。 5) α型燃烧、S型燃烧和四角燃烧等高新技术适用于某些煤粉炉、抛煤机炉和链条炉等。 富氧、纯氧局部助燃节能机理: 1.提高火焰温度 使用富氧、纯氧燃烧技术可使氮气量减少,空气量及烟气量均显著减少,故火焰温度随着燃烧空气中氧气比例的增加而显著提高,但氧浓度不宜过高,国内外的研究均表明,氧气的体积分数在26%~30%左右时最佳,而氧浓度在26%~30%之间每提升一个百分点火焰温度提高35℃。当增氧助燃装置产生的气体中氧气的体积分数在28%左右时,可以有效的将炉温整体提高50℃左右。氧含量再增加到30%以上时,火焰温度增加幅度较少,而制氧投资则猛增,经济效益不合算。 2.加快燃烧速度与促进燃烧完全 燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差甚大,如H2在纯氧中的燃烧速度是在空气中的2~4倍,天然气则达10.2倍左右。用富氧、纯氧燃烧技术,不仅能提高燃烧速度,获得较好的热传导,同时温度提高后,有利于燃烧反应,促进燃烧完全,从根本上消除烟尘污染。 3.降低燃料的燃点温度 燃料的燃点温度不是常数,如CO在空气中的燃点为609℃,而在纯氧中的燃点仅为388℃,所以采用富氧、纯氧燃烧能提高火焰强度和增加释放热量等; 4.减少燃烧后的烟气排量 用空气助燃,占体积4/5的N2不参加助燃,且随着燃烧带走大量热能,如用富氧气体助燃,燃烧后的排气量减少,从而提高了燃烧效率; 5.增加热量利用率 富氧、纯氧燃烧技术对热量的利用率有所提高,如用普通空气助燃,当加热温度为1300℃时,其可利用的热量为42%,而用26%的浓氧空气助燃时,可利用 量为56%,氧浓度在21%~30%之间其热量利用率随氧浓度提高而升高的最快,因此在这个氧浓度范围内对提高热量利用率最佳,因此节能效果就越好。 6.降低空气过剩系数 富氧、纯氧燃烧随着氧含量在空气中增加,氮气量下降,可适当降低空气的过剩系数,这样,燃料消耗就相应减少,从而节约能源; 7.辐射定律 由于富氧、纯氧燃烧技术可使碳的燃点降低,燃烧完全而强烈,火焰充满度好,提高炉膛的整体温度,一个物体向周围辐射的热与该物体的绝对温度的四次方成正比,这就是“四次方定律”。 通常空气中氧的体积含量为20.93%、氮为78.1%及其它少量惰性气体等,真正参与燃烧的氧只占空气总量1/5左右,而占空气总量约4/5的氮和其它惰性气体非但不助燃,反而将随着燃烧的进行带走大量的热能。人们把含氧量大于20.93%的空气叫做富氧空气。 富氧空气参与燃烧具有明显的节能和环保效应。在同一温度下,富氧浓度越高,燃烧越完全,排烟黑度越低,节能和环保效果越好。 富氧空气的制取:主要有三种方法,一是深冷法制得纯氧然后与普通空气勾兑而得;二是变压吸附法制得;三是富氧膜法制得。 |
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