富氧燃烧的节能特性及其对环境的影响
富氧燃烧技术及其对环境的影响研究综述
富氧燃烧技术是指用高浓度的氧气来进行燃烧，以达到更高的燃烧效率和减少固体废弃物的目的。
但是，这种技术会对环境产生一定的影响。
首先，富氧燃烧技术能够显著减少二氧化碳的排放。
由于燃烧过程中使用的氧气浓度高达90%以上，燃料燃烧的热量和功率都会大幅度提高，减少了燃料的消耗，从而有效地减少了二氧化碳的释放。
这样就有助于环境保护和减少全球变暖的问题。
其次，富氧燃烧技术还能够减少污染物排放。
燃料燃烧产生的一些有害气体，如硫化物、氮氧化物等，通常在燃烧过程中难以被完全燃烧，而且会被冷凝成为颗粒物，从而产生污染。
富氧燃烧技术可以提高燃烧温度和氧气浓度，从而使得这些污染物更容易被完全燃烧，降低了环境压力。
然而，富氧燃烧技术也存在一些弊端。
首先，大量使用氧气会增加运输和存储成本。
其次，在富氧燃烧的过程中，燃烧产生的高温气体对燃烧装置和管道容易造成损坏。
此外，富氧燃烧对燃料的适应性较差，只有一些特殊的燃料才能适用，这样就限制了其应用范围。
最后，在使用富氧燃烧技术时，需要进行定期的维护和检修，以保证其正常运行和长期使用。
同时，针对燃烧后产生的废弃物的处理也需要谨慎考虑。
总的来说，虽然富氧燃烧技术有着显著的环境保护和节能效果，但由于其成本和使用上的一些限制，需要在实际应用中进行谨慎考虑和权衡。
在未来的发展中，富氧燃烧技术还需要进一步完善和优化，以适应更广泛的应用需求。
富氧燃烧技术简介
富氧燃烧(OEC)技术综述及展望
3、富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用情况 3.4 在中国的应用情况
1998年,我国中科院大连化物所在江苏阜宁化肥厂的 WGC20/3.82- 1型燃煤蒸汽锅炉安装了一台富氧膜法装置 进行助燃，通过检测部门的检测发现，富氧设备性能稳定， 炉膛温度提高90℃，平均节能大于11%，最高达16.2%。
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富氧燃烧(OEC)技术综述及展望
2、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响
2.1 理论空气量
目前的锅炉理论空气计算是以空气中氧量20.93%作为前提的，在富氧条 件下，一般含氧量会升高到27%～30%。理论计算表明：当富氧空气中氧含 量到27%时，理论空气量减少到原来的78%。
2.2 过量空气系数
在富氧条件下，由于氧气浓度的升高，在其他条件相同的情况下，同样 的锅炉空气系数对于燃烧的作用不同，后者会激化燃烧过程，所以可以采用 较低的锅炉空气系数。
6.富氧燃烧技术在电站锅炉的发展展望 6.2 将在稳定燃烧、提高锅炉效率方面发挥重要 作用
富氧燃烧技术在点火阶段的应用只是该技术的初级阶 段，该技术完全可以在以下领域发挥更大的作用
(1)在锅炉低负荷稳燃方面 对于煤质较差而且煤源不稳定，煤的配比缺乏科学手 段造成燃烧不稳定的问题，也可以通过富氧局部助燃技术 得到弥补，满足稳定燃烧的要求。 如果将锅炉B、C、D某层或者某两层主燃烧器改造为 富氧燃烧器，将可以在锅炉燃烧不稳定时，起到快速稳燃 的作用。其投入稳燃的速度比等离子点火、微油点火都快 速得多。只需打开富氧燃烧器前的阀门即可稳燃。
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富氧燃烧(OEC)技术综述及展望
3、富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用情况 3.4 在中国的应用情况
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富氧燃烧(OEC)技术综述及展望
富氧燃烧技术的应用及优势
富氧燃烧技术的应用及优势富氧燃烧技术是指在燃烧过程中引入额外的富氧气体，以提高燃烧效率，并同时减少废气中的有害物质的技术。
它被广泛应用于工业生产中，特别是在煤炭、石油、化工、钢铁、电力等领域的燃烧过程中。
富氧燃烧技术的应用主要包括以下几个方面：1.煤炭燃烧：富氧燃烧技术可以提高煤炭的燃烧效率，减少燃烧产生的二氧化碳排放和烟尘排放。
同时，富氧燃烧还可以降低燃煤发电厂的水耗量，提高发电效率。
2.石油燃烧：在石油燃烧过程中引入富氧气体，可以提高燃烧效率，并减少有害物质的排放。
此外，富氧燃烧还可以提高炼油厂的产物质量，降低废气中二氧化硫和氮氧化物的含量。
3.化工燃烧：在化工生产中，富氧燃烧技术可用于燃烧反应中的氧化剂，提高反应效率，减少副产物的生成和能源消耗。
例如，在炼油和化肥生产过程中，富氧燃烧技术可以提高反应器的利用率，降低原料和催化剂的消耗。
4.钢铁燃烧：在钢铁冶炼过程中，富氧燃烧技术可以提高炉温，加快燃烧过程，提高炉效率。
同时，富氧燃烧还可以减少燃烧废气中的硫氧化物排放，改善环境质量。
5.电力燃烧：在发电过程中使用富氧燃烧技术可以提高热效率，降低煤炭消耗，减少二氧化碳和氮氧化物的排放。
此外，富氧燃烧还可以减少锅炉内的氮氧化物生成，降低锅炉氮氧化物排放。
富氧燃烧技术的优势主要体现在以下几个方面：1.提高燃烧效率：富氧燃烧技术可以增加燃烧反应中的氧浓度，提高燃烧效率。
燃烧效率的提高意味着更少的能量损失和燃料消耗，从而可以节约能源和降低生产成本。
2.减少污染物排放：引入富氧气体可以改变燃烧反应的条件，使污染物的生成和排放得到抑制。
富氧燃烧技术可以减少烟尘、二氧化碳、氮氧化物等有害物质的排放，对改善大气环境质量具有积极意义。
3.提高产品质量：在一些工业生产过程中，富氧燃烧技术可以提高产品质量。
例如，富氧煤炭燃烧可以降低燃烧废气中的硫氧化物含量，减少煤炭中的硫分和灰分对产品质量的影响，提高煤制气的气体质量。
生物质富氧燃烧
生物质富氧燃烧生物质富氧燃烧技术是指采用空气富含氧气的方式来燃烧生物质能源。
生物质能源作为一种绿色、可再生、清洁的能源，已经成为工业和居民日常生活的重要能源来源。
生物质能源的利用能够有效解决能源短缺和环境污染的问题，因此生物质能源的富氧燃烧技术得到了广泛关注和应用。
生物质富氧燃烧技术的原理是：空气中的氧气与生物质中的碳、氢、氧等元素发生化学反应，生成二氧化碳、水和热能。
与传统燃烧方式相比，生物质富氧燃烧技术具有以下优点：1、高效能：生物质富氧燃烧技术可以在较低的温度下燃烧生物质能源，充分利用生物质能源的热量和能量。
2、节能环保：生物质富氧燃烧技术能够减少能源的消耗，同时产生的废气排放量小、无臭味、无污染物，使得环境污染得到有效控制。
3、经济性好：生物质富氧燃烧技术具有减少成本和提高收益的效果。
在能源出口、燃料税、税收减免等方面，政策给予政策支持和优惠，使得生物质富氧燃烧技术在经济层面上获益较为可观。
虽然生物质富氧燃烧技术有诸多优点，但也存在一些挑战，如：1、控制燃烧过程：生物质燃烧时产生的热量易造成火灾，因此需要对富氧燃烧的温度、氧气含量、燃料质量等进行控制和管理。
2、处理灰渣：生物质燃烧后会产生灰烬等固体物质，需要对其进行处理和回收。
3、开发新设备：生物质富氧燃烧技术需要相应的设备进行实现，因此需要在技术和经济等方面进行持续改进和优化。
为了解决这些挑战，需要进行进一步的研究、开发和推广。
在技术方面，可以通过改进燃烧设备、控制燃烧过程等方式来提高生物质富氧燃烧技术的应用效果。
在政策方面，可以给予生物质富氧燃烧技术适当的政策支持和激励，鼓励企业和个人在使用生物质能源时采用富氧燃烧技术。
总的来说，生物质富氧燃烧技术是一种利用生物质能源的绿色、可持续、经济的方式，具有重要的应用前景。
在未来的能源利用中，生物质富氧燃烧技术将会得到更加广泛的应用和推广。
富氧燃烧的节能特性及其对环境的影响
基金项目:湛江市2004年重大科技攻关项目(项目编号:2004-3)富氧燃烧的节能特性及其对环境的影响郑晓峰,冯耀勋,贾明生(广东海洋大学工程学院,广东湛江524088)摘要:本文从富氧燃烧的节能特性及其对环境的影响两方面来探讨富氧燃烧。
随着氧气制备技术的低成本化,采用富氧燃烧对于当前来讲可以很好地提高燃烧效率从而达到节能的效果,同时也要注意其对环境的影响。
关键词:富氧燃烧;节能;环境中图分类号:T K16 文献标识码:B 文章编号:1004-7948(2006)07-0026-031引言迄今为止,人类消费能源的80%是通过燃烧的途径得到的,而燃烧过程的排放物也是造成环境污染的主要原因。
围绕如何提高资源的利用率并在利用的同时尽可能地降低对环境造成的影响,各种高效率、低污染燃烧技术的开发非常活跃,高温空气燃烧、催化燃烧、富氧燃烧等技术已显示了其广阔的应用前景。
富氧燃烧采用比空气中氧含量高的空气来助燃,富氧的极限就是使用纯氧。
富氧燃烧可以显著提高燃烧效率和火焰温度,长久以来主要是应用在玻璃熔窑和金属冶炼等需要高温操作的行业。
随着膜法制氧技术、变压吸附PSA 法(Pressure Swing Adsorption )等新型制氧技术的成熟和利用,富氧成本将会不断降低,使得富氧燃烧技术的应用领域不断扩大,在燃气发电系统、工业锅炉、生物质能和废弃物能的利用等多方面都具有应用前景。
2富氧燃烧节能特性富氧燃烧具有节能特性主要是由其燃烧特点来决定的,其主要特点如下[1～5]:(1)火焰温度大幅度提高,以甲烷燃烧为例(见图1):30%富氧空气时的绝热火焰温度为2500K ,比通常空气燃烧提高近300K;氧浓度大于80%时的火焰温度接近3000K ,层流燃烧速度增大到近3m/s ,而普通空气的层流燃烧速度仅为0145m/s 。
通过富氧助燃可以提高燃烧强度,加快燃烧速度,获得较好的热传导,同时温度提高有利于燃烧反应;(2)由于惰性成分的氮气浓度大大降低,无谓的能源消耗大幅度降低,30%～40%的富氧空气燃烧图1 氧气质量浓度对最高温度、火焰传播速度的影响就可以降低燃料消费20%～30%,提高了热效率;(3)烟气量大幅度减低,纯氧燃烧时的烟气体积只有普通空气燃烧的1/4,烟气中的CO 2浓度增加,有利于回收CO 2综合利用或封存,实现清洁生产;烟气中高辐射率的CO 2和水蒸气浓度增加,可促进炉内的辐射传热;(4)设备尺寸缩小,燃烧系统的设备投资成本和维护费用降低。
富氧燃烧的节能机理
富氧燃烧的节能机理富氧燃烧指的是在燃烧过程中提供比常规空气中更高氧气浓度的燃烧方法。
与常规空气燃烧相比，富氧燃烧可以显著提高燃烧效率、降低燃料消耗和减少污染物排放。
在工业领域，富氧燃烧被广泛应用于炼油、钢铁、化工、锅炉等领域。
富氧燃烧的节能机理可以从以下几个方面来进行解析。
1.氧气浓度增加：通过增加空气中的氧气浓度，可使燃烧过程中的燃料充分燃烧，从而提高燃烧效率。
在常规空气中，氮气占空气的主要成分，且对燃烧没有直接参与。
而富氧燃烧可以通过减少氮气的存在，使得更多的氧气参与燃烧反应，提高燃料的利用率。
2.温度升高：富氧燃烧可以使燃烧反应的温度升高。
燃烧反应的速率与温度成正相关，因此提高燃烧反应的温度可以加快燃烧过程，提高燃烧效率。
3.减少初始排烟温度：富氧燃烧可以减少燃料燃烧时的初始排烟温度。
在常规燃烧过程中，初始排烟温度较高，导致热量的丢失较为严重。
而富氧燃烧中，由于氧气浓度较高，燃烧温度较高，使得初始排烟温度较低，减少热量的损失。
4.燃烧产物减少：富氧燃烧可以减少燃烧过程中生成的废气和污染物。
在常规空气中，氮氧化物是一个主要的污染物，而富氧燃烧中氮氧化物的生成量大大降低。
这是由于氧气浓度高，氮气的稀释效应减少，使得氮氧化物的生成量减少。
5.可实现高效燃烧：富氧燃烧可以使燃料在较短时间内达到较高温度，从而可以实现高效燃烧。
高效燃烧不仅可以提高热效率，节约能源，还能减少温室气体和有害物质的排放。
总结来说，富氧燃烧的节能机理是通过提高氧气浓度、增加燃烧温度、减少初始排烟温度和降低燃烧产物的生成量等方式来达到节能效果。
富氧燃烧不仅可以提高能源利用效率，降低燃料消耗，还可以减少污染物的排放，对环境保护具有重要意义。
在未来的工业发展中，富氧燃烧将成为一种重要的节能技术。
富氧燃烧技术及其经济性分析
富氧燃烧技术及其经济性分析富氧燃烧技术是一种利用富氧气体取代空气进行燃烧过程的新型技术，相对于传统的空气燃烧技术，富氧燃烧技术具有更高的燃烧温度、更高的燃烧效率和更低的污染排放。
因此，富氧燃烧技术被广泛应用于多个领域，包括石油化工、能源和环保等。
首先，富氧燃烧技术可以提高燃烧效率。
空气燃烧过程中，由于氧气只占空气中的21%，其余部分是氮气等惰性气体，因此在燃烧过程中需要耗费大量的热量将惰性气体加热到反应温度。
而富氧燃烧技术利用富氧气体取代空气，可以大大减少惰性气体占据的体积，并提高氧气浓度，从而减少了惰性气体对燃烧反应的影响，提高了燃烧效率。
其次，富氧燃烧技术可以降低污染物排放。
在空气燃烧过程中，氧气和氮气反应生成氮氧化物(NOx)是一种主要的大气污染物。
而富氧燃烧技术可以减少氮氧化物的生成，因为富氧燃烧过程中氮气的含量大大降低，从而减少氮氧化物的生成。
此外，富氧燃烧技术还可以减少颗粒物(PM)的排放，因为在富氧气氛中，燃料燃烧更充分，减少了不完全燃烧产生的颗粒物。
再次，富氧燃烧技术可以提高产能。
由于富氧燃烧技术提升了燃烧效率，并且完成了更完全的燃烧过程，可以使得单位燃料发生更多的燃烧反应，从而提高了产能。
这对于一些高产能、高能耗的行业来说具有重要意义，可以降低单位产品的能源消耗，提高经济效益。
然而，富氧燃烧技术在应用中也面临一些挑战。
首先，富氧燃烧技术需要配套的富氧设备和氧气供应系统，这增加了设备投资成本。
其次，富氧燃烧技术对燃料的选择有一定要求，需要具备适应富氧环境的燃烧特性。
此外，富氧燃烧技术还需要进行细致的工艺控制和运行管理，以保证燃烧效率和安全性，增加了运营成本和风险。
总体来说，富氧燃烧技术在提高燃烧效率、降低污染物排放和提高产能方面具有显著的优势。
尽管在应用中面临一些挑战，但通过合理的经济性分析和技术调整，可以降低技术成本，提高经济效益。
因此，富氧燃烧技术在各个领域中的应用前景广阔。
富氧浓度对节能效果、热利用率及燃烧气氛的影响
富氧浓度对节能效果、热利用率及燃烧气氛的影响
富氧浓度是指燃烧过程中氧气的浓度高于空气中的氧气浓度。
富氧燃烧技术是一种通过提高燃烧过程中氧气浓度来改善燃烧效果和提高能源利用效率的技术。
富氧浓度对节能效果、热利用率及燃烧气氛有以下影响：
1. 节能效果：富氧燃烧技术可以提高燃烧效率，减少燃料的消耗量。
由于氧气浓度增加，燃料可以更充分地与氧气反应，燃烧过程更完全，能量利用效率更高。
因此，富氧燃烧技术可以实现节能效果。
2. 热利用率：富氧燃烧技术可以提高热利用率，即将燃烧产生的热能更有效地转化为有用的热能。
由于燃烧过程更充分，燃料的热值可以更充分地释放，烟气中的热能损失减少，热利用效率提高。
3. 燃烧气氛：富氧燃烧技术可以改善燃烧气氛，使燃烧过程更稳定、均匀。
由于氧气浓度增加，燃料可以更充分地与氧气反应，燃烧过程更稳定，燃烧产物的生成更完全。
同时，富氧燃烧技术可以减少燃烧产生的一氧化碳和有害气体的生成，改善燃烧气氛，降低环境污染。
需要注意的是，富氧燃烧技术也存在一些挑战和限制，如富氧设备的
成本较高、氧气的供应和储存等。
因此，在具体应用中需要综合考虑经济性、安全性和环保性等因素。
总之，富氧浓度对节能效果、热利用率及燃烧气氛有明显的影响。
富氧燃烧技术可以提高燃烧效率、热利用效率和燃烧气氛，具有重要的应用价值。
富氧燃烧技术及其对环境的影响概述
富氧燃烧技术及其对环境的影响概述摘要：本文简要介绍了富氧燃烧技术的基础知识，阐述了富氧技术关键因素之一是富氧空气的制取方法，并对运用富氧技术对环境造成的影响作了简要分析，得出富氧燃烧技术是一项非常有效的降低CO2排放的技术路径。
最后我们对富氧技术提出了新的问题，即如何降低氧气制备和CO2回收处理技术的成本。
关键词：富氧燃烧；CO2排放；环境保护Abstract：This paper briefly introduces the basic knowledge of oxygen-enriched combustion technology，elaborates that one of the decisive factors of oxygen-enriched combustion technology is the preparation method for oxygen-enriched air, and simply analyzes the impact on environment if we applied the oxygen-enrichment technology,drawing the conclusion that the oxygen-enriched combustion technology is a very effective way to reduce the emission of CO2．Additionally, we puts forward some new questions：how to reduce the cost of oxygen preparation and CO2recycling technology．Keywords: oxygen-enriched combustion；CO2 emissions；environmental protection1.前言燃烧是能源利用的一种主要形式。
煤富氧燃烧对节能与环境的影响分析
前言
我国能源构成以煤为主，燃煤造成的环境污染已十
分严重。
据资料估算，燃煤排放的主要大气污染物，如
粉尘，SO 2，NO X ，CO 2等，总量约占整个燃料燃烧排放
量的96%。
其中，燃煤排放的SO 2占各类污染源总排放
量的87%，排放的粉尘占总排放量的60%，排放的NO X
占总排放量的67%，排放的CO 2占总排放量的71%。
SO 2
和NO X 使酸雨的形成更加严重，CO 2使温室效应加剧。
因此，世界各国都在采取切实有效的措施控制SO 2，NO X ，
CO 2的排放，其中最重要的是煤的高效低污染燃烧技术。
煤的富氧燃烧具有明显的节能与环保效益，是煤的高效
低污染燃烧技术之一。
2
Effects Analyses of Coal Oxygen-rich Combustion to Energy Saving and Environment
Abstract:
Key words:。
从节能减排角度谈富氧燃烧
度高出 １ ５ ． １ ％， 同时烟气量减少 了 ０ ． ３ Ｌ ｎ使炉子带走的废 气 热量 减 少 ， 综 观 以上 ， 利 用 富氧 燃 烧 ， 一 些 以前 无 法 进
行 的加 热工 艺 ， 现在 可 以实 现 ， 同时 节 约 了大 量 能源 。
１ 富氧燃烧对节能的影响
【 １ ］张炜， 樊瑛． 德 国节能减排的经验及启示【 Ｊ １ ． 国际经济合
作， ２ ０ ０ ８ ， ｆ ３ ） ．
即实 际所 需 空 气 量 为 ｎ Ｌ ０ ， 则
作者简介 ： 陈廷 山 ， 东北 大 学 热能 工 程 专 业 。
８ ４
时理论 燃烧 温度 及 烟气 量随 着氧 气舍量 的 变化 函数 。
关 键词 ： 富 氧燃烧 ； 理 论燃 烧 温度 ； 烟 气量 ； 节能 减排
中图 分 类号 ： Ｔ Ｋ ２ ２ ９ ． ６
文 献标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ６ — ８ ９ ３ ７ （ ２ ０ ０ ９ ） １ ８ — ０ ０ ８ ４ — ０ １
高新 论 坛
企 业 技 术 开 发
ＴＥＣＨＮＯＬ ０ＧＩ ＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ０Ｆ ＥＮＴＥＲＰＲＩ Ｓ Ｅ
２ ０ ０ ９年 ９月
Ｓ ｅ ｐ ｔ ． ２ ０ ０９
从 节能减排 角度谈 富氧 燃烧
陈廷 山 ， 曲长 亮
（ 东北 大学 ， 辽宁 沈阳 ｌ １ ０ ０ ０ ４ ）
富氧燃 烧 提 高氧 气 含量 ， 降低燃 料 燃 烧 的燃 点 温度 ， 提 高 理论 燃 烧 温 度 ， 加快燃烧速度 ， 提氧燃烧对节能的影响
由于 富 氧 燃 烧 ， 提高燃烧温度 ， 燃烧更加完全 ， 减 少 了因局 部 缺 氧而 导 致 的不 完 全 燃烧 ，同 时 富氧 燃烧 能 够
富氧燃烧技术
富氧燃烧技术富氧燃烧技术简介富氧燃烧技术是一种能够提高燃烧效率、降低燃烧产物排放的先进技术。
它通过在燃烧过程中供应额外的氧气，改善了燃料的燃烧质量，减少了污染物的生成，提高了能源利用效率。
富氧燃烧技术在工业领域的应用日益广泛，为实现清洁低碳发展做出了重要贡献。
富氧燃烧技术的原理富氧燃烧技术的原理是在传统的空气燃烧过程中加入含有高浓度氧气的氧化氮（NOx）和氧气混合物，通过调节氧气的浓度和进气速度来实现理想的燃烧效果。
在传统空气燃烧中，燃烧产生的氮氧化物会对环境产生严重的污染，而富氧燃烧技术能够有效地降低氮氧化物的生成，减少对环境的影响。
富氧燃烧技术的优势1. 提高燃烧效率：富氧燃烧技术可以增加燃料的燃烧速率，使燃料充分燃烧，提高燃烧效率，减少能源的浪费。
2. 降低污染物排放：富氧燃烧技术能够有效地降低氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO2）和颗粒物等有害物质的排放，对改善空气质量有很大的作用。
3. 减少能耗：富氧燃烧技术消耗的能量较少，可以降低能源的消耗，减少对环境的影响。
4. 适应性强：富氧燃烧技术适用于不同类型的燃料，包括固体燃料、液体燃料和气体燃料，具有很好的适应性。
富氧燃烧技术的应用领域1. 火力发电：富氧燃烧技术在火力发电中的应用能够提高发电效率，降低对环境的影响，推动清洁能源的开发和利用。
2. 钢铁行业：钢铁生产过程中需要大量能源，富氧燃烧技术的应用能够提高燃烧效率，降低能耗和污染物排放。
3. 化工工业：在化工过程中，富氧燃烧技术能够优化燃烧过程，降低燃料消耗，减少污染物的生成。
4. 垃圾处理：富氧燃烧技术在垃圾焚烧过程中的应用能够提高燃烧效率，减少有害气体的排放，降低对环境的影响。
富氧燃烧技术的发展前景随着能源需求的不断增长和环境污染的严重程度，富氧燃烧技术在未来有着广阔的应用前景。
随着技术的不断进步和成本的降低，富氧燃烧技术将更加普及和推广，为实现清洁低碳发展做出重要贡献。
总结富氧燃烧技术是一种能够提高燃烧效率、降低排放的先进技术。
富氧燃烧-专业文档
富氧燃烧富氧燃烧是一种高效的燃烧方式，它通过提高燃烧过程中的氧气含量来提高燃烧速度和效率。
在传统的空气中燃烧时，由于氧气含量只有约21%，其余大部分是氮气和二氧化碳等不可燃气体，因此火焰传播速度较慢，燃烧不充分。
而通过富氧燃烧，可以提高氧气浓度，使火焰传播速度加快，提高燃烧效率，同时降低烟气排放中的有害物质含量。
富氧燃烧的原理是利用氧气和氮气的沸点不同，在工业生产中通过分离空气制取出高纯度的氧气，将氧气和燃料在高温下进行燃烧。
由于氧气含量高，燃料能够更充分地燃烧，释放出更多的热量。
同时，由于氧气浓度高，火焰的温度也会相应提高，从而加快了燃烧速度。
富氧燃烧的优点主要包括：1.提高燃烧效率：由于富氧燃烧提供了更高浓度的氧气，使得燃料能够更充分地燃烧，提高了燃烧效率。
2.降低有害物质排放：由于富氧燃烧能够使燃料更充分地燃烧，因此可以降低烟气中一氧化碳、氮氧化物等有害物质的含量。
3.减少温室气体排放：富氧燃烧可以减少二氧化碳的排放量，因为高浓度的氧气可以使燃料燃烧得更完全，从而减少了碳排放。
4.提高火焰传播速度：由于富氧燃烧提供了更高浓度的氧气，火焰传播速度会加快，提高了燃烧速度。
富氧燃烧的应用领域非常广泛，包括钢铁、有色金属、陶瓷、化工等高能耗行业。
在这些行业中，富氧燃烧技术可以通过提高能源利用率和减少环境污染来降低生产成本和提高产品质量。
此外，富氧燃烧技术还可以用于锅炉改造、工业窑炉等领域，以提高热效率和减少环境污染。
在钢铁行业中，富氧燃烧技术可以提高冶炼效率和产品质量。
与传统的空气燃烧相比，富氧燃烧能够提供更高的氧气浓度和更高的火焰温度，使钢铁冶炼过程中的反应更加迅速和充分。
同时，由于氧气浓度的提高可以减少煤炭的使用量，因此可以降低钢铁生产过程中的成本。
此外，富氧燃烧还可以减少钢铁生产过程中的废气排放量，减少环境污染。
在陶瓷行业中，富氧燃烧技术可以提高烧成效率和产品质量。
在传统的空气烧成中，由于火焰传播速度较慢，烧成时间较长且温度分布不均匀。
富氧燃烧的基本原理及特点
富氧燃烧的基本原理及特点富氧燃烧是指在燃烧过程中，通过增加氧气的含量，使燃烧反应更加充分，提高燃烧效率和热值，降低燃烧产物中的有害物质排放。
以下是富氧燃烧的基本原理和特点。
一、基本原理富氧燃烧是在标准空气燃烧基础上进行的一种改良，主要原理包括以下几个方面：1.增加氧气含量：正常情况下，空气中氧气的含量约为21%，而富氧燃烧则在供氧时增加氧气的含量，以提高燃烧效率。
2.调整供气比例：富氧燃烧通过控制供气比例，让氧气与燃料的配比更加合理，以使燃烧反应更充分。
3.控制燃烧温度：富氧燃烧时可以通过调整供气比例和燃烧时间等控制燃烧温度，使燃料燃烧过程中的温度不超过最低燃烧温度，从而防止产生可燃物质，并提高燃烧效果。
二、特点1.燃烧效率高：富氧燃烧在增加氧气含量的基础上，通过调整供气比例和燃烧温度等因素，使燃烧反应更加充分，从而提高燃烧效率。
相比传统空气燃烧，富氧燃烧的热值可以提高20%以上。
2.减少污染物排放：富氧燃烧使燃料更加充分燃烧，减少了未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳等有害物质的产生，有效降低了氮氧化物和颗粒物的排放。
3.节能环保：富氧燃烧通过提高燃烧效率和降低污染物排放，可以实现节能和减少环境污染的效果。
4.适用范围广：富氧燃烧技术可以适用于各种燃料，包括固体、液体和气体燃料，并且适用于各种燃烧设备。
无论是工业锅炉、炉窑，还是发电机组、车辆等都可以应用富氧燃烧技术。
5.操作简单：富氧燃烧技术相对于其他改进燃烧技术来说，操作较为简单，不需要进行大幅度的改造和投资，可以方便地在现有设备上应用。
三、应用领域富氧燃烧技术已经在许多领域得到了广泛的应用，包括以下几个方面：1.工业燃烧：富氧燃烧技术在工业锅炉、炉窑等设备上的应用可以提高燃烧效率，减少燃料消耗，降低污染物排放。
2.电力发电：富氧燃烧技术在发电机组中的应用可以提高燃料的利用率，减少二氧化碳等温室气体的排放，达到节能减排的目的。
3.交通运输：富氧燃烧技术在车辆燃烧系统中的应用可以提高燃料的燃烧效率，减少尾气排放，改善空气质量。
富氧燃烧的分类、基本特点及对锅炉性能和结构的影响
富氧燃烧的分类、基本特点及对锅炉性能和结构的影响富氧燃烧的分类及基本特点目前，富氧燃烧的形式大致可分为：微富氧燃烧、氧气喷枪、纯氧燃烧、空-氧燃烧4大类。
微富氧燃烧是直接将氧气和空气先混合，使之呈现微富氧状态，之后再送入炉膛燃烧。
氧气喷枪利用氧气喷枪在燃烧室内局部注入氧气。
纯氧燃烧是利用氧气直接取代空气。
空-氧燃烧是空气和氧气同时供应燃烧器燃烧。
不论是上述哪种方式，富氧燃烧与普通燃烧相比都存在以下特点：.理论空气量少：随着富氧空气中含氧量的增加，理论空气需要量减少，当含氧量从21%提高到28%时，理论空气量可降低25%左右，相应的烟气量也减少。
.火焰温度高：随着氧浓度的增加，理论火焰温度相应升高，但提升幅度逐渐减小。
一般富氧浓度在26%-31%时最佳。
.加快燃烧速度：燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差甚大，几种气体燃料在空气中和纯氧中的燃烧速度对比情况见表1。
故用富氧空气助燃后，不仅提高燃烧强度，加快燃烧速度，同时温度提高有利于燃烧反应完全。
.降低污染排放：由于富氧燃烧烟气量减少，可降低包含CO、CO2等污染物的排放总量。
此外，由于使用的空气中N2降低，使燃烧废气中的CO、CO2、SOx、NOx浓度增加，可使CO2捕捉、排烟脱硝等废气处理更有效率。
.富氧燃烧对电站锅炉性能及结构的影响锅炉内部基本的过程包括锅内过程和炉内过程。
炉内过程的基础物质就是空气和燃料。
锅炉是以空气为燃烧介质，如果空气的成分发生变化，那么对于锅炉内部的燃烧、传热和其他过程的影响是根本性的，从而也影响了锅炉的各项性能。
理论空气量和过量空气系数、燃烧产物和焓值、炉膛出口温度和理论燃烧温度等方面会发生变化。
经初步计算，富氧30%比正常空气条件下理论燃烧温度提高超过500℃，炉膛算术平均温度提高约250℃。
相应的，炉内传热变化也很明显，在假定燃料量、热风温度、沾污等不变的情况下，炉膛吸热量增加大约26%，这是由于炉内平均温度升高，炉内辐射传热量增加。
富氧燃烧技术的能效提升作用
富氧燃烧技术的能效提升作用引言在当前全球能源需求不断增长的背景下，提高能源的利用效率成为各个行业持续关注的问题。
燃烧技术作为能源利用的重要方式之一，在提高能源效率和减少环境污染方面具有重要作用。
富氧燃烧技术作为一种新型的燃烧方式，具有很高的燃烧效率和减排能力，对于能效提升有着重要的作用。
1. 富氧燃烧技术的基本原理富氧燃烧技术是指在燃烧过程中加入额外的氧气，增加氧浓度，使得燃料燃烧过程中的氧浓度大于空气中氧气的浓度。
通过增加氧浓度，可以达到更完全的燃烧，提高燃烧效率。
富氧燃烧技术的基本原理可以归纳为以下几个方面：1.1 提高燃料燃烧效率富氧燃烧技术通过增加氧浓度，提供更多的氧气供给燃料燃烧，使得燃烧反应更加充分，燃料的利用率大大提高。
相比传统的空气燃烧，富氧燃烧技术可以达到更高的燃烧效率，从而提高能源利用效率。
1.2 减少燃料消耗量富氧燃烧技术在提高燃料燃烧效率的同时，由于燃烧反应更充分，可以实现更少的燃料消耗。
这不仅可以减少对燃料的需求，降低能源成本，还能减少对环境的影响。
1.3 降低排放物释放富氧燃烧技术的燃烧过程更完全，减少了燃料残留物和有害气体的产生。
相比传统的燃烧方式，富氧燃烧技术能够有效限制氮氧化物、一氧化碳、颗粒物等有害物质的排放，降低环境污染。
2. 富氧燃烧技术在不同行业中的应用富氧燃烧技术在各个行业中都有广泛的应用，其中包括能源、石化、冶金、化工、环保等领域。
以下将分别介绍富氧燃烧技术在不同行业中的应用情况。
2.1 能源行业在能源行业，富氧燃烧技术可以应用于发电厂、锅炉等燃烧设备中。
通过使用富氧燃烧技术，可以提高电厂的发电效率，减少煤耗，降低二氧化碳排放量。
同时，富氧燃烧技术还可以应用于燃气轮机和燃气锅炉中，提高燃烧效率，降低能耗。
2.2 石化行业在石化行业，富氧燃烧技术可以应用于裂解炉、加热炉等燃烧设备中。
富氧燃烧技术可以提高石化过程中的燃料利用率，减少废气排放，降低环境污染。
富氧助燃技术的节能机理
富氧助燃技术的节能机理
富氧助燃技术主要是通过增加燃烧过程中的氧气含量来提高燃烧效率，实现节能减排的目的。
其节能机理主要有以下几个方面：
1. 提高燃烧温度：富氧助燃技术使用高纯度氧气替代空气参与燃烧反应，由于氧气的高纯度和高温燃烧特性，能够提高燃烧温度，使燃烧反应更加充分，减少未燃烧物质的排放。
2. 加快燃烧速率：富氧助燃技术提供了更多的氧气供应，增加了燃烧反应的速率，使燃料在较短的时间内充分燃烧，减少了不完全燃烧产生的废气和烟气。
3. 降低燃料消耗量：由于富氧助燃技术提供了更多的氧气，使燃料能够被更充分地利用，燃烧反应更高效，因此能够在相同的燃料供给量下实现更大的燃烧功率，降低燃料消耗量。
4. 减少污染物排放：富氧助燃技术在燃烧过程中能够使燃料更完全地燃烧，减少了不完全燃烧产生的一氧化碳和氮氧化物等污染物的排放，从而减少对环境的污染。
综上所述，富氧助燃技术通过提高燃烧温度、加快燃烧速率、降低燃料消耗量和减少污染物排放等方式，实现了节能减排的效果。
富氧燃烧的基本原理及特点
富氧燃烧的基本原理及特点
富氧燃烧是一种通过将燃料与预热的富氧气体混合来改善燃烧效率和减少污染物生成的燃烧技术。
它的基本原理是在燃烧过程中提供大量的氧气来增强燃料的氧化反应，并且这些氧气在燃烧过程中可以预热并加热燃料，从而提高燃烧温度。
1.提高燃烧效率：由于富氧燃烧过程中氧气的充足供应，可以使燃料得到充分氧化，从而提高燃烧效率，减少未完全燃烧产物的生成。
此外，富氧燃烧还能提高燃料的燃烧速率，增强燃料的燃尽性能。
2.降低烟气排放：富氧燃烧能够有效减少污染物的生成和排放。
由于燃料得到充分氧化，可以提高煤粉、石油焦等固体燃料的煤烟燃烧率，从而减少燃烧过程中产生的煤尘和燃烧产物。
同时，由于氧气的过剩，减少了燃烧过程中产生的一氧化氮（NOx）等有害气体的生成，降低了对环境的影响。
3.减少燃料消耗：与常规燃烧技术相比，富氧燃烧可以减少燃料的消耗。
由于燃料与富氧气体的充分接触，可以提高燃料的燃烧效率，减少热损失，使燃料的利用率提高。
此外，富氧燃烧还可以减少燃料的使用量，降低能源的消耗。
4.适应性广泛：富氧燃烧技术适用于多种不同类型的燃料，包括固体燃料、液体燃料和气体燃料等。
它能够适应各种燃烧设备，如燃煤锅炉、工业炉、热处理炉等。
因此，富氧燃烧技术具有很高的适应性，可以广泛应用于各个行业的燃烧领域。
总之，富氧燃烧技术通过提供充足的氧气来改善燃烧效率和减少污染物的生成。
它具有提高燃烧效率、降低烟气排放、减少燃料消耗和广泛适
应性等特点。
富氧燃烧技术在工业生产和能源利用方面具有重要的应用价值，可以有效减少能源的消耗和环境污染，提高资源的利用效率。
富氧燃烧的节能机理
富氧燃烧的节能机理
富氧燃烧是指在燃烧过程中提供更多的氧气，以增加燃烧效率，从而实现节能的一种技术方法。
富氧燃烧的节能机理主要包括以下几个方面：
1. 提高燃烧温度：富氧燃烧可以提供更多的氧气，使燃料更充分地与氧气反应，从而提高反应速率和燃烧温度。
较高的燃烧温度可以提高燃料的燃烧效率，减少燃料的消耗。
2. 减少不完全燃烧：在传统燃烧过程中，由于氧气不足，会导致部分燃料无法完全燃烧。
而富氧燃烧可以提供更多的氧气，使燃料得到更充分的燃烧，减少不完全燃烧产物的生成，提高燃料利用率。
3. 减少污染物排放：富氧燃烧可以减少燃烧过程中产生的一些有害物质的生成。
由于富氧燃烧可以提供更多的氧气，使燃料得到更充分的燃烧，可有效降低一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）等污染物的排放。
4. 提高燃烧效率：富氧燃烧能够提高燃料的燃烧效率，使能量更充分地转化为热能。
较高的燃烧效率可以减少燃料的消耗，从而实现节能的目的。
综上所述，富氧燃烧通过提供更多的氧气，可以提高燃料的燃烧温度和燃烧效率，减少不完全燃烧和污染物的排放，从而实现节能的效果。
富氧燃烧的主要环境影响因素概述
表１ 鼓风炉炼铜采用富氧前后的指标对比
指标
单位 富氧熔炼
空气熔炼
富氧浓度
％
２７．６３
２１
精矿含铜
％
１７．２５
２２．３
焦率
％
６．０８
１０．２
粗铜产量
％
６０．７
５６．８
脱硫率
％
５５．３
４３
烟气 ＳＯ 浓度
％
７．５３
３．７９
２
硫酸产量
％
２０１
１５４
表２ 使用富氧强化各种冶炼过程的结果
冶炼方法
富氧 浓度 ％
３１．６ ３２．３
５３
前苏联高硫铜镍矿沸腾焙烧 ２６
７６
前苏联锌精矿沸腾焙烧
３１
３７．１
５５
澳大利亚铅鼓风炉熔炼
２３
２８．３
平均
３０．５
４３．５ ２００．６
４２．６
３ 富氧燃烧对氮氧化物排放的影响 烟气中的氮氧化物一般是指 ＮＯ 和 ＮＯ２，统称 ＮＯＸ， 其中 ＮＯ 是无色无臭的，而 ＮＯ２是有刺激性气味的红棕 色气体。燃烧过程中产生的 ＮＯＸ主要是 ＮＯ，在大气中 它和 Ｏ３（１０～１００ｐｐｂ）反应，很快被氧化为 ＮＯ２。ＮＯ２ 可 以和空气中的水蒸气反应形成酸雨，破坏环境。在城市 地区，环境中的ＮＯ２浓度即使很低（１０～１００ｐｐｂ），也会危 害人体。因为对 ＮＯＸ的危害认识不足，直到近些年才逐 渐 开 始 限 制 其 排 放 。日 本 、欧 美 等 国 在 上 个 世 纪 ７０ 年 代开始对ＮＯＸ排放进行限制，之后又陆续颁布了更为严 格的排放标准。中国于 １９９９ 年颁布的《锅炉大气污染 物排放标准 ＧＢＰＢ３－１９９９》也首次对锅炉的 ＮＯＸ 排放 进行了限制。可以预计ＮＯＸ的产生和排放问题将受到工 矿企业和研究机构越来越大的重视。 热工设备中因燃料燃烧而产生并排向大气的氮氧化 物一般按下式计算： Ｑ ＝［ＮＯ χ］× Ｖｙ × １０ （３） －６ ＮＯ χ——烟气中氮氧化物的浓度，ｍｇ／Ｎｍ３； Ｖｙ ——排放的烟气量，Ｎｍ３／ｈ。 由于富氧燃烧的节能效果，在能源需求量不变的条 件下，因为燃料消耗量降低而导致氮氧化物的减排；其 次由于烟气量的减少也可以减少氮氧化物的排放。 另一方面，由于富氧燃烧的火焰温度高，导致火焰 中热力型氮氧化物产生量大量增加。据介绍，对于甲烷 燃料来说，氧气浓度３０％时燃烧产生的氮氧化物浓度是 普通空气燃烧的３倍，而氧气浓度８０％时产生的氮氧化 物浓度则为普通空气燃烧的１００倍，即使氧气浓度达到 ９９％时燃烧产物中的氮氧化物浓度也是普通空气燃烧的 ７倍，而即使不考虑过量空气，烟气量最多只能降低为 普 通 空 气 燃 烧 的 １／４ 左 右 。因 此 根 据 式（ ３），从 总体来 看，在工业窑炉上采用富氧燃烧技术，排放的氮氧化物 总量是成倍增加的。 为了控制富氧燃烧过程产生的ＮＯＸ排放，目前主要 从两个方面着手进行研究。一方面是考虑如何从烟气中
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基金项目:湛江市2004年重大科技攻关项目(项目编号:2004-3)富氧燃烧的节能特性及其对环境的影响郑晓峰,冯耀勋,贾明生(广东海洋大学工程学院,广东湛江524088)摘要:本文从富氧燃烧的节能特性及其对环境的影响两方面来探讨富氧燃烧。
随着氧气制备技术的低成本化,采用富氧燃烧对于当前来讲可以很好地提高燃烧效率从而达到节能的效果,同时也要注意其对环境的影响。
关键词:富氧燃烧;节能;环境中图分类号:T K16 文献标识码:B 文章编号:1004-7948(2006)07-0026-031引言迄今为止,人类消费能源的80%是通过燃烧的途径得到的,而燃烧过程的排放物也是造成环境污染的主要原因。
围绕如何提高资源的利用率并在利用的同时尽可能地降低对环境造成的影响,各种高效率、低污染燃烧技术的开发非常活跃,高温空气燃烧、催化燃烧、富氧燃烧等技术已显示了其广阔的应用前景。
富氧燃烧采用比空气中氧含量高的空气来助燃,富氧的极限就是使用纯氧。
富氧燃烧可以显著提高燃烧效率和火焰温度,长久以来主要是应用在玻璃熔窑和金属冶炼等需要高温操作的行业。
随着膜法制氧技术、变压吸附PSA 法(Pressure Swing Adsorption )等新型制氧技术的成熟和利用,富氧成本将会不断降低,使得富氧燃烧技术的应用领域不断扩大,在燃气发电系统、工业锅炉、生物质能和废弃物能的利用等多方面都具有应用前景。
2富氧燃烧节能特性富氧燃烧具有节能特性主要是由其燃烧特点来决定的,其主要特点如下[1～5]:(1)火焰温度大幅度提高,以甲烷燃烧为例(见图1):30%富氧空气时的绝热火焰温度为2500K ,比通常空气燃烧提高近300K;氧浓度大于80%时的火焰温度接近3000K ,层流燃烧速度增大到近3m/s ,而普通空气的层流燃烧速度仅为0145m/s 。
通过富氧助燃可以提高燃烧强度,加快燃烧速度,获得较好的热传导,同时温度提高有利于燃烧反应;(2)由于惰性成分的氮气浓度大大降低,无谓的能源消耗大幅度降低,30%～40%的富氧空气燃烧图1 氧气质量浓度对最高温度、火焰传播速度的影响就可以降低燃料消费20%～30%,提高了热效率;(3)烟气量大幅度减低,纯氧燃烧时的烟气体积只有普通空气燃烧的1/4,烟气中的CO 2浓度增加,有利于回收CO 2综合利用或封存,实现清洁生产;烟气中高辐射率的CO 2和水蒸气浓度增加,可促进炉内的辐射传热;(4)设备尺寸缩小,燃烧系统的设备投资成本和维护费用降低。
3富氧燃烧应用现状由上述特点可知富氧燃烧作为一项具有良好开发前景的高效节能技术具有很广阔的市场前景。
目前在冶金、建材等需要高温工况的行业已有应用,低热值的生物质燃料以及固体废弃物的富氧燃烧也是最近发展的热点。
311富氧燃烧技术在金属冶炼中的应用目前世界富氧消耗中,钢铁占50%以上[6],各个大型钢铁厂基本上采用了富氧鼓风。
现代的钢、铁联合企业都自建有配套的氧气厂,富氧鼓风可以增大处理能力,降低热消耗水平,提高高炉煤气质量[7]。
炼钢过程中,由于炼钢方法不一样,富氧使用情况也不同。
对于转炉或平炉炼钢法,采用的是—62— 节 能EN ER GY CONSERVA TION 2006年第7期(总第288期)上世纪30年代一直沿用至今的技术,已经是极成熟和普遍采用的工艺。
由表1可知[8],在有色金属冶炼过程中采用富氧空气代替普通空气助燃,是强化生产、降低能耗、治理环境污染、提高技术水平和增加经济效益的重大技术措施。
目前国内外在改造老冶炼厂的传统工艺和开发新工艺方面都普遍利用到富氧。
美国早在1984年将膜法富氧技术用于铜煅烧炉,节能率大于30%。
国内于1980年首次在白银有色金属公司冶炼厂使用了富氧,达到了节约能源、强化熔炼和根治污染的目的,使我国冰铜生产工艺的富氧熔炼获得完全成功[6]。
表1 使用富氧强化各种冶炼过程的结果 冶炼方法富氧浓度/%节能率/%生产能力提高/%SO 2浓度提高/%前苏联铜鼓风熔炼炉2713281837154前苏联镍鼓风熔炼炉241517102213诺兰达炼钢法熔炼30157217674219日本足尾闪速炼炉熔炼41851525187前苏联生精矿铜反射炉熔炼4024151413720中国白银炼铜法31163213536217前苏联高硫铜镍矿沸腾焙烧2676前苏联锌精矿沸腾焙烧31553711澳大利亚铅鼓风熔炼炉232813平 均30154315421620016312富氧燃烧技术在玻璃窑炉中的应用[9]富氧助燃技术在玻璃工业也有不少应用,其节能降耗的效果给玻璃工业带来了一定的经济效益和社会效益。
在日本,先后有近20家公司推出富氧装置。
通过在以气、油、煤为燃料的不同场合进行富氧应用试验,得到了如下结论:用23%的富氧助燃可节能10%～25%;用25%的富氧助燃可节能20%～40%;用27%的富氧助燃可节能30%～50%等。
用富氧助燃后,烟尘排放全部达标。
在德国一座马蹄型蓄炉上用27%的富氧试验,使熔化率增加了5612%,能耗下降20%,熔化温度提高了100℃,环境污染明显改善。
在美国一玻璃厂仅用23%富氧助燃,产量增加1213%,节能约9%,且成品率提高3%～10%,灰泡数量下降40%,炉龄延长了5～6个月,烟尘排放大大减少。
德国、英国、法国、捷克等国都有应用。
随着膜法富氧制备技术在我国的逐步发展,富氧燃烧在我国的玻璃窑中也得到不少应用。
1989年中科院大连物理化学研究所和北京玻璃集团合作,开发出“局部增氧”和“梯度燃烧”等高新技术应用于玻璃池炉,所用富氧空气量仅有二次风量的1%左右,而进风量和引风量均下降了1/4～1/2左右。
玻璃质量以及利用率均有明显的提高,延长了池炉的寿命,改善了火焰结构,减少了烟尘排放量,节能、增产和环保效益显著。
313富氧燃烧技术在其他装置上的利用富氧助燃技术除了在工业冶炼、玻璃熔窑中得到应用外,也在工业锅炉、陶瓷炉以及柴油机、汽油机上得到了应用。
国外曾有在陶瓷烧成炉上用28%的富氧助燃,节能达2417%,而且烟尘排放达标。
我国也有这方面的研究应用,1998年,中科院大连化物所在江苏阜宁化肥厂的W GC20/3182-1型燃煤蒸汽锅炉安装了一台富氧膜法装置进行助燃[10],通过检测部门的检测发现,富氧设备性能稳定,炉膛温度提高90℃,平均节能大于11%,最高达1612%。
综上所述,富氧燃烧技术的节能效果显著。
面对我国严峻的能源需求形势,以及我国的能源加工、转换、贮运和终端利用的效率要比发达国家低约10个百分点的局面,富氧燃烧技术不仅在传统应用方面实现了节能降耗,在一般的工业窑炉、加热炉上也会带来可观的节能效果。
4富氧燃烧对环境的影响富氧燃烧除了具有显著的节能特点以外还会对环境产生一定的影响,其中有利有弊,本文分别从富氧燃烧的产物NO x 、SO 2和CO 2进行分析。
411富氧燃烧对NO x 生成的影响NO x 是NO 和NO 2的通称,它们和燃烧过程产生的SO 2是酸雨形成的主要原因,而大气中氮氧化物在阳光紫外线的作用下,发生光化学和热化学反应,产生以臭氧为主(90%以上)的氧化剂,与颗粒物混合发生光化学反应后生成的烟雾对环境造成的污染要远远大于酸雨。
因而控制氮氧化物排放是一个不容忽视的问题。
在日本等发达国家,NO x 排放受到严格的控制。
我国煤资源丰富,到目前为止对SO 2污染治理的重视程度要高过NO x ,但是随着能源结构的调整以及煤气化、煤液化研究的进步,氮氧化物的污染将会更加显露出来。
由图1可知随着助燃空气中含氧量的增加导致火焰温度的急剧升高,富氧燃烧的这个显著特点将—72— 2006年第7期(总第288期) 节 能EN ER GY CONSERVA TION 导致热力型NO x 大量增加,最终导致NO x 的增加,这是严重制约富氧燃烧技术进入更多领域的因素之一。
目前,国内外学者就如何降低NO x 排放技术做了大量的研究工作,赵黛青、冯耀勋等人[11～14]在燃烧计算中使用了GRI -M ECH 310基元反应动力学模型,该模型考虑了53种物质和包括氮氧化物生成在内的325组基元反应,用化学动力学的方法对富氧燃烧进行研究,从机理上分析了富氧燃烧中NO x 的生成情况并在理论上探讨了在富氧燃烧中降低NO x 的途径和方法,其结果如图2、图3所示,图2中的氧质量浓度为018。
图2 氧气浓度对NO x生成量的影响图3 速度梯度对NO x 生成的影响由图2可知30%～40%的富氧空气时,NO x 的生成比空气燃烧增加约4倍。
纯氧燃烧理论上是零NO x 排放,但实际的燃烧设备不可能做到完全封闭,氧浓度在99%时NO x 的排放也是普通空气燃烧的近6倍。
在此基础上,他们改变燃烧过程中的速度梯度发现随着速度梯度的增大,热力型NO x 急剧下降,因此总的NO x 也随之下降。
这说明在提高速度梯度的情况下可以有效降低NO x 的生成,主要原因是随着速度拉伸率的加大,减少了反应物在高温区的停留时间,从而降低了热力型NO x 的生成量。
由富氧燃烧的特点可知,在保证高温、高效率火焰的基础上开发一种减少NO x 生成的技术是推动富氧燃烧的关键。
目前在实际应用中也有一些方法,主要有[15]:(1)降低助燃氧中氮含量,但是提高氧气的纯度是有限的,因此限制了NO x 浓度的降低;(2)充分利用NO x 的形成机理,尽可能地不给NO x 提供生成的环境,如分级燃烧技术等;(3)采用无催化选择性还原NO x 技术;(4)提高流动速度也可适当降低NO x 的形成。
当燃烧空气高速喷射时,卷吸的气体到火焰带中,促进炉内气体再循环,限制炉内高温区的生成也可降低热力型NO x 的形成。
但总的来说效果还不是很理想,因此要求我们对富氧燃烧中NO x 形成机理和抑制机理深入地研究,同时将采用合适的手段将这些方法应用到实际的工业应用中,促进富氧燃烧在更多的领域发展,从而达到节能的目的。
412富氧燃烧对SO 2、CO 2生成的影响在采用传统的火法炼金进行有色金属冶炼时,如果采用空气冶炼硫化精矿时,将会产生大量的难以经济回收的低浓度SO 2,一般情况下如果直接放空排至大气的话,它将和NO x 一起导致酸雨的形成,从而进一步破坏环境。
从表1可知[8],如果采用富氧空气作为助燃空气进行冶炼,此时SO 2浓度可以大大提高,烟气中SO 2的浓度平均提高了两倍,从而可以比较经济地得到回收,一方面减少SO 2对环境的污染,另一方面将回收的SO 2制酸,进一步地利用好资源。
除了在金属冶炼中可以采用富氧燃烧以外,在普通的工业窑炉中大多使用煤,不少煤的含硫量不低,也可以采用富氧空气进行助燃,除了能够提高炉温进而提高热效率实现节能外,还可以提高排放的SO 2浓度从而进行回收。