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富氧助燃设备

2020年05月01日 11:19:06   分类: 制氧机

富氧燃烧是指用氧含量超过21%的富氧空气作为助燃气体,这种燃烧方式成为富氧燃烧。富氧燃烧的原理是:空气中的氧含量高,燃料燃烧更加充分、燃料分子在富氧状态下会更加活跃,燃料分子与氧气分子结合的更加完全,从而释放更多的热量。同时富氧燃烧能够有效的降低燃烧后各种排放物的有害程度,对于节能减排有很好的应用前景。


富氧燃烧节能技术在实际应用中,通常是使用26%--30%的富氧空气,超过这个比例会使得制造富氧空气的成本变得较高,但是节能效果并不等比例的提高。这个中间有个边界效应。


富氧燃烧节能技术在国外的发展应用很早,在20世纪七八十年代苏联和美国都有少量应用,在这些年,国外的新建电厂和其他的燃烧工业普遍采用富氧燃烧技术。刚开始阶段是将氧气混合在空气中应用。现阶段富氧燃烧节能技术在使用上已经发展成全富氧和局部富氧等多种方式。富氧浓度在应用中从26--纯氧。在部分特殊行业中,会应用到纯氧的燃烧。富氧燃烧节能技术在中国的应用也只是这几年的事情。


近几年中国大力提倡节能减排工作,一共公布了四批国家注册的合同能源管理公司。这四批公司中涉及富氧燃烧节能领域的共计49家,另外还有一些涉及到具体的锅炉底吹技术。富氧燃烧节能领域这几年发展快速。


富氧燃烧节能技术的节能效果毋庸置疑,目前的市场应用也是越来越多,有不少高校系统性深入性的研究研究富氧燃烧节能中的各种量的变化和各种条件改造而造成的影响,其中华中科技大学走在这些高校的前列 ,它的富氧研究实验室处于国内领先水平。


富氧燃烧节能技术中制造富氧空气是关键。富氧空气的制造常用方法有深冷法、膜法富氧、分子筛变压吸附、磁法富氧等技术。


这其中深冷法富氧设备造价高,产氧量大,主要用于纯氧气制造,在一般的实际应用中应用不起。

膜法富氧是市场主流的富氧方式,膜法富氧主要核心部件是富氧膜。富氧膜国外品牌主要是德国和美国品牌。德国品牌有gkss等,美国生产商有通用等。国产的富氧膜生产厂家有大连普瑞科尔、江苏无锡飞马、上海奕材材料等。国外的富氧膜技术高价格高,国产的富氧膜价格低,质量上不如国外进口。膜法富氧设备主要是由空气过滤装置、鼓风机、富氧膜、真空泵、水气过滤装置、平衡装置、预热循环装置等构成。


分子筛变压吸附是利用氧气和氮气通过分子筛速率不同,用低压和长压状态下通过变压技术提取空气中的氧气,从而得到富氧空气,朋友们可以在网上找找资料。也是一项主要的技术,目前市场前景比较广阔,将来也会得到广泛的利用。分子筛在实际中的主要是需要解决分子筛中毒的问题。


磁法富氧节能技术是一项最新的富氧空气制造方式。在二十世纪八十年代提出理论,九十年代处于实验室阶段。目前磁法富氧已经处于市场推广应用阶段。磁法富氧的原理是利用氧分子和氮分子的不同的顺磁性和逆磁性,使得两种气体分子经过高磁磁场发生不同方向的偏转从而得到富氧空气和富氮空气,排出富氮空气,剩下的就是我们所需要的富氧空气。目前磁法富氧技术是富氧燃烧节能技术制备富氧空气的最先进技术,处于世界先进水平。它的优点是应用范围广、使用年限长,本身耗能低、富氧空气造价低,几乎接近于无限量供应、富氧机供气规模没有上限。磁法富氧技术在未来3-5年会成为市场的主流技术,应该在富氧空气制备方式中占有绝大部分的市场。


富氧燃烧的应用范围目前为止越来越广泛,水泥窑、火力电厂、玻璃窑、合成氨、各种化工行业。目前有高校利用富氧空气进行发动机在富氧条件下的使用状态,取得了比较良好的结果。阜阳发动机能够使hcco排放减少,而no排放增加,并且在相同条件下对于发动机的功率、怠速、油耗等都有明显影响。大连理工大学拥有中国很先进的富氧空气发动机系统检测平台。


我们做富氧燃烧节能改造也是需要经过长期试验的。当工业改造富氧燃烧时,燃烧温度会有所增加,各种变量都会有相应的改变。这个时候需要根据方方面面来进行各种参数的调节,比如说下调燃料供应量,下调燃烧温度、或者增大工业产量等。在富氧燃烧节能改造中,需要根据不同厂家的不同情况建立新的各种平衡,再建一种富氧燃烧下的生产和运转、节能的系统,这是一个调试的过程,也是一个厂方和方案提供者互相配合的过程。一旦改造完成,那么就会建立起一套节能模式下的生产运转和燃烧模式,或者是进入一个稳定的节能服务合同能源管理模式。


国家节能减排目前有很多类别的减排项目,比如说led灯、空气泵、余热发电、中央空调、跑冒滴漏、水煤浆利用、玻璃窑炉水泥窑节能改造等。其中富氧燃烧节能技术作为一个涉及面比较广、效果比较明显、前景比较广阔的节能技术,必定会在未来十年内在节能减排领域得到更好更快的发展。


一、富氧燃烧技术优势:

 1、用最低的投资,最高的效率,最新的技术从空气中分离出富氧气体,富氧膜是引进技术。

    2、制取1NM3浓度32%富氧耗电0.11度。

    3、用充分燃烧和增强热幅射的高新技术,提高热效率与根除烟尘排放。

    4、燃烧工况较好的窑炉,热效率可以提高10-20%,燃烧差的窑炉,热效率可以成倍增加,在燃油炉使用富氧,节能效益更好。

用在燃气发生炉的提高热值与提高热效率指标:

    1、煤气热值从4000KJ/M3提高到7000-9000KJ/M3

    2、吨煤产生H2CO的总发热量可以增加50-100%。嘿嘿   

    3、鼓风空气量减少30-60%

    富氧燃烧是近代燃烧技术的新突破,它是:燃料在注入富氧中充分燃烧,热辐射迅速增强的技术。产生节能潜力巨大,烟尘在富氧中转化成热能,由于燃烧效果令人乐观,促进了生产率的发展、产品质量的提高。


    发达国家称该技术为“资源的创造性技术”并已经在燃烧的各个领域开始应用。

1、充分燃烧,合理燃烧。

    常规的燃烧过程都存在着不足之处,局部缺氧。产生不完全燃烧,火焰温度偏低也会产生不完全燃烧,可燃物质变成烟尘排掉,浪费能源,造成大气污染。富氧燃烧针对缺氧区,局部增氧,使燃烧充分,火焰温度提高,辐射强度大幅提升,从而使热能的利用率大幅提升。

    例如:1、锅炉前后拱是缺氧区,前后拱上部是锅炉水管吸热区,富氧喷嘴在缺氧区注入富氧,不仅可以充分燃烧,同时可以拉高火焰,提高火焰的温度,在吸热区再次形成高温,增强热辐射。2、在隧道窑炉中富氧喷射在喷油枪的下方,在中下部缺氧区形成高温层,有利于被加热的产品获得热能,可燃物质被充分燃烧。总之,可以根据不同窑炉的燃烧要求,优选到最佳方案。

2、氧浓度提高,燃料的燃点温度下降。

    燃料的燃点温度随氧浓度的增加而下降。提高空气中的氧浓度,可使燃料更加容易着火燃烧,同时炉温上升,燃料也更容易燃尽,使燃烧充分。烟尘在富氧中转化成热能。

3、氧浓度提高,火焰温度上升,燃烧过程稳定,热效率大幅度提高。

    富氧可以使火焰温度提高,燃烧反应过程稳定。火焰温度与节能效率密切相关,火焰温度提高,促进整个燃烧体(炉膛)温度上升。受热物质主要靠热辐射获得热能,辐射强度与温度的四次方成正比,炉膛温度上升虽不大,但热辐射强度大幅提升,受热物质更容易获得热量,热效率大幅提高。

4、减少鼓风机进风量和高温烟气的排放量,可降低热能损失。

   空气中氧气的含量占20.94%,而不助燃的氮气占78.097%在燃烧过程中,氮气带走了大量热量,采用富氧燃烧后可减少进风量20%-35%,即减少了热能的流失,而且排烟温度下降50-100℃。


技术优势:

1、  以空气和水蒸汽为气化剂,产生煤气的热值4000KJ/M3,以富氧和水蒸汽为气化剂,产生煤气的热值为7000-9000KJ/M3。煤气热值高,使用时获得的热效率也高。

2、采用富氧造煤气,吨煤产生H2气与CO的总发热量可以增加50-100%。煤炭的利用率大幅度提高,资源获得创造性的发挥。

3、按用户对煤气质量要求,确定富氧用量,富氧增加,煤气热值提高,鼓风空气减少30%-60%。煤的品种不同,需要富氧量也不同,用户需向供方咨询。


一、煤气炉的作用及存在的问题:

    煤气发生炉的作用把煤转化成COH2,再由COH2去燃烧产品,而煤气中大量的N2CO2是不可燃气体,它不仅阻碍燃烧,而且还要带走大量的热量。

存在的问题主要有二点:1、热值低,即COH2含量低,在燃烧加热产品时,由于煤气热值低,燃烧温度提不高,燃烧时间长,产量上不去,有的燃烧温度偏低影响产品质量。2、煤气炉的炭是转化成热量?还是转化成热值(煤气)?虽说有些煤气炉已经完全燃烧,但由于转化成煤气比例太小,能源浪费你看不到。例如,功率相同的二盏电灯,差的灯发100支光,好的灯发300支光,耗电相同,作用大不同。

    富氧在煤气炉中起到催化剂的作用,提高氧化层温度,稳定还原层的温度,促进COH2气的生成,促CO2还原成CO,减少鼓风机进风量30-60%,吨煤产生H2气与CO的总发热量可以增加50-100%。煤气的热值提高一倍,对由于煤气燃烧炉温偏低而影响生产的窑炉起到关键的作用,由于燃烧温度上升炉温容易控制在理想状态,生产率也得到大幅度提高。


二、富氧制气为什么会产生高热值?

    高温蒸汽H2O裂解成H2CO要大量吸热,CO2还原成CO要大量吸热。提高炉温,需增加鼓风量,增加含量为78%N2。提高煤气热值,与鼓风量的增加是一对主要矛盾,蒸汽量增大,炉子温度要降低,鼓风量增大,N2要大量进炉,要减少风量,又要提高煤气热值,矛盾突出。富氧燃烧既能提高炉温,又大量减少N2(空气)的进风量,一举两得地解决了技术难关。

我国每年要烧掉20亿吨煤,2亿吨油,而且每年在增加。巨大的能耗是发展生产的沉重负担,同时又释放大量的有害烟尘和废气,严重的污染环境,危害人类的身体健康。

    节能与环保是人类生存必须重视的伟大工程。

    1、产品前景好的企业。在节能的同时又可以提高产品质量,提高产品的优质品率,增强市场的竞争力。

    2、在城市、市镇人口稠密的地区企业,使用富氧燃烧既可以节能,又可以根治燃烧烟尘保护环境,两全其美。甚至可以避免大量的技改或搬迁投资。

    3、燃油、燃煤的能耗大户,如热电厂、工业锅炉油田锅炉、煤气发生炉、陶瓷墙地砖燃烧炉、钢锭加热炉、水泥窑炉等使用富氧燃烧技术既节能又增产,效益明显。废气排放达


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