富氧冶金
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现状分析
(北京科技大学机械工程学院)1前言对于现代钢铁企业来说，资源、能源与环境问题已经成为制约其快速发展的瓶颈。
节能降耗、减少排放是企业科学技术进步和可持续发展的必然选择。
钢铁企业作为能源消耗与污染排放大户，更应节约资源，应对能源危机以及环境压力。
目前节能降耗的主要方法有富氧燃烧的应用、料坯热送热装、高温蓄热燃烧、连铸连轧CSP短流程、热工设备的优化控制、耐火材料性能改进等。
由于在节能和减排方面的优良性能，富氧或全氧燃烧技术越来越受到热工领域的青睐。
本文主要讨论富氧燃烧技术的应用。
2富氧燃烧/纯氧燃烧技术在钢铁行业的发展及应用在人类钢铁发展史中，从炼金术到现代钢铁，始终和能源消耗密不可分。
早期的炼钢过程完全依赖于燃料在空气中燃烧以维持所需的热量。
一方面需要燃料供热，耗费大量能源(近代随着燃料资源的减少，矛盾更加突出) ；另一方面又生成大量的烟气，对环境造成严重污染。
面对能源资源的减少及环境污染问题，未来的钢铁企业必须能够做到同时满足社会发展对钢铁材料的需求和人类对生存环境的质量要求。
钢铁企业富氧的应用便是最好的解决办法之一，该项技术已被认为是近半个世纪以来钢铁业界的四大发明之一。
尤其现今很多钢铁企业还存在着氧气放散的问题。
富氧在经济上的可行性分析为其工业应用创造了良好的条件。
1937年，富氧在底吹转炉炼钢(Bessemer)上的应用是世界上最早的富氧冶炼技术。
富氧技术应用的成功，促使富氧在有色冶金领域也得到重视。
富氧技术在工业上的早期研究与生产实践为其在冶金行业中大规模的生产应用建立了坚实的基础。
西方发达国家及前苏联早在70年代末就开始了富氧燃烧技术用于玻璃炉窑的研究，并在70年代末80 年代初取得了良好的效果。
同时，世界大多数国家如美国、英国、日本、俄罗斯、德国、法国、加拿大等均广泛推广和应用了富氧技术，应用范围越来越广。
在20世纪70～80年代一些小的高温炉如搪瓷熔块旋转炉为提高生产率开始使用纯氧燃烧，但在当时纯氧燃烧是不经济的。
关于炼铁工艺中富氧率的概念与计算
《高炉喷吹煤粉知识问答》P197 《高炉喷煤技术》P81
富氧率 富氧量 风量 富氧量
5
《炼铁原理与工艺》P216 富氧率：单位体积风中含有的来自工业氧气的氧量。 1m3 鼓风中含氧量 V 氧为
X V氧 0.5 f X O 2 0.21 1 f O 2 b 0.21 0.21 0.29 f X O 2 1 b
7
此式应该是鼓风含氧量计算的通式。 式中第二项为鼓风湿度引起 的氧的增量（数量级 10-3）;第三项为富氧引起的氧的增量（数量级 10-2） 。 高炉炼铁中所说的富氧率是指因富氧鼓风使鼓风中含氧量提高 的幅度，上式中的第三项就应是通常所说的“富氧率” ，这里用 f0 表 示，即
f 0 ( a 0.21) W
%
此式实则是 富氧率=(0.995-0.21)×W’ W’ 是每立方米鼓风中氧气数量。
2
《实用高炉炼铁技术》P441 富氧率的算式是 当氧气入口在冷风管道孔板前面时
(Q风 Q氧 ) (0.21 0.29 f ) Q氧 b 100 % B 0 . 21 Q 风
不考虑湿分时
B (b 0.21) Q氧 Q风 100
%
当氧气入口在冷风管道孔板后面时
Q风 (0.21 0.29 f ) Q氧 b 100 % B 0 . 21 Q Q 风 氧
3
《高炉炼铁工艺及计算》P409 鼓风含氧量 O2 (0.21 0.29 ) (1 ) O氧 m 3 / m 3 风 此式整理后得到 O2=0.21+0.29φ+( O 氧―0.21)×β+0.29φ×β 式中
常压富氧直接浸出炼锌
常压富氧直接浸出炼锌若贵(中国恩菲工程技术， 100038)[摘要]硫化锌精矿常压富氧直接浸出是目前世界上锌冶炼的新工艺、新技术，它与传统炼辞比少了精矿焙烧和制酸系统，且锌总回收率高，操作环境优越，是进行环境综合治理、淘汰落后工艺、改善环境、节能减排、循环经济、提高经济效益的好途径。
[关键词]常压富氧直接浸出；氧压浸出；硫化锌精矿；针铁矿法沉铁；铟回收；DL反应器；高压釜；技术经济[中图分类号]TF813.032.1 [文献标识码]B[文章编号]1672-6103(2009)03-0012-041富氧直接浸出发展过程硫化锌精矿富氧直接浸出技术被普遍认为是锌冶炼的又一次重大技术突破，号称第三代炼锌技术。
富氧直接浸出工艺主要分为两大类；即富氧压力浸出（简称：氧压浸出）和常压富氧浸出。
常压直接浸出工艺简称：DL。
氧压浸出历史较早，工艺也较为成熟，早在上世纪八十年代初，世界上第一个工业化的锌加压浸出装置在加拿大科明科公司特雷尔锌厂试车投产。
后来为了增加产量，在特雷尔建成并投产了一个较大的新型高压釜。
1983年位于加拿大安大略省提明斯市的基德·克里克冶炼厂投产了第二个氧压浸出车间。
1991年第三个氧压浸出车间在德国鲁尔锌公司达特伦冶炼厂建成投产，该厂由于种种原因1994年就停止了氧压浸出车间的生产。
尽管该技术推广不是很快，随后还是有两个厂采用该技术，总之加拿大科明科公司成功运用富氧压力直接浸出工艺，并取得较好的效果，对锌冶炼富氧直接浸出从理论和实践的结合上都作出极大的贡献。
但由于高压釜设备、仪表、控制等原因，使该技术难于推广。
中国科学院化冶所等单位在吸取国外氧压浸出技术的基础上，也曾经花费很大精力开发高压釜，同时在永昌和西和两个锌冶炼厂进行了生产试验，其中冶金集团永昌冶炼厂已投入生产运行。
常压富氧直接浸出是OUTOTEC（原奥托昆普）公司近年来开发的新工艺，应该说常压浸出工艺是在氧压浸出基础上发展起来的新技术，它规避了氧压浸出高压釜设备制作要求高、操作控制难度大等问题，而且同样达到浸出回收率高的目的。
鼓风炉富氧熔炼炼铜
富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算
富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算一、引言富氧侧吹熔池熔炼炉是炼钢过程中常用的设备，其热平衡的测定与计算对于炉冶金炉窑的操作和生产至关重要。
本文将对富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算进行深入探讨，并分享个人观点和理解。
二、富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡1. 热平衡的概念富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡是指在冶炼过程中炉内各部分热量的平衡状态。
熔炼炉内存在着多种热量的流动和转换，如化学热、辐射热、对流热等，而热平衡即是在这些热量之间达到平衡状态，确保炉内温度和热量的稳定。
2. 热平衡的测定与计算要准确测定和计算富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡，需要考虑炉内各部分的热量输入和输出。
首先是炉料和燃料的热量输入，其次是废气和废渣的热量输出，还需要考虑炉壁和炉底的热量损失等。
通过对这些因素的测定和计算，可以得出炉内热平衡的状态，有助于调整冶炼过程，提高炉窑热效率。
三、富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡测定方法1. 热量输入的测定炉料和燃料的热量输入是熔炼过程中最主要的能量来源，其测定是热平衡计算的关键。
可以通过测定燃料的热值和炉料的热容来计算其输入的热量，确保炉内能量充足，保证冶炼过程的稳定进行。
2. 热量输出的测定废气和废渣的热量输出是熔炼炉的热平衡中的重要组成部分。
通过测定废气和废渣的温度、流量等参数，可以计算其带走的热量，进而更好地控制炉内热平衡状态。
3. 热量损失的估算在熔炼炉的运行过程中，热量损失是不可避免的。
炉壁和炉底的散热、辐射热等都会导致热量的损失。
通过对炉壁和炉底的材料和结构进行分析，可以估算热量损失，从而更好地维持炉内热平衡。
四、热平衡的重要性及个人观点热平衡的合理测定和计算对于富氧侧吹熔池熔炼炉的生产和操作至关重要。
只有保持炉内的热平衡状态，才能确保熔炼过程的稳定性和高效性。
通过有效地测定和计算热平衡，可以更好地控制熔炼过程，提高冶金炉窑的生产效率和质量。
锌冶炼冶金计算的主要参数
锌冶炼冶金计算的主要参数1、精矿干燥窑尾部出口烟气温度不宜小于120℃，干燥窑脱水强度宜为40kg ／(m3·h)～90kg／(m3·h)。
2、流态化焙烧工序宜采下列参数：（1）焙烧温度宜为860℃～1050℃；（2）焙砂残硫[硫化物的硫(S MeS)]宜为0.2％～0.4％；（3）烟尘残硫[硫化物的硫(S MeS)]宜为0.6％～0.8％；（4）氧过剩系数宜为1.15～1.25。
3、焙砂浸出工序宜采用下列参数：（1）传统浸出宜符合下列要求：1)主要金属浸出率宜符合表6.3.3-1的规定；表6.3.3-1 主要金属浸出率2)中浸上清液含锌宜大于140g／L；3)浸出渣含锌宜为16％～22％，其中水溶锌宜为1％～4％。
（2）热酸浸出宜采用下列参数：主要金属浸出率宜符合表6.3.3-2的规定。
表6.3.3-2 主要金属浸出率4、净化工序宜采用下列参数：（1）锌粉加入量宜为置换铜(Cu)、镉(Cd)理论量的3倍～4倍；（2）净化后电解液含二价钴离子(Co2+)浓度宜小于1mg／L，含二价铜离子(C u2+)浓度宜小于0.2mg／L，含二价镉离子(Cd2+)浓度宜小于1mg／L。
5、锌电积废电解液含锌离子(Zn2+)宜为45g／L～55g／L，酸锌比(H2SO4：Zn 2+的质量比)宜为3.2～3.5。
6、熔铸宜采用感应电炉熔化锌片，锌直收率宜为97.0％～97.5％。
7、锌粉制造，锌直收率宜为92％～95％。
8、浸出渣干燥工序应采用下列参数：（1）干燥后浸出渣含水率应为12％～15％；（2）干燥窑脱水强度宜为70kg／(m3·h)～90kg／(m3·h)。
9、挥发窑挥发工序宜采用下列参数：（1）主要金属挥发率宜符合表6.3.9的规定；表6.3.9 主要金属挥发率(％)（2）焦率宜为50％；（3）氧化锌产出率宜为浸出干渣量的30％～35％；（4）窑渣率宜为浸出干渣量的60％～70％；（5）窑渣含锌宜小于2％，含铅宜小于1％。
烧结富氧的工艺研究
烧结富氧的工艺研究谢增（重庆科技学院，重庆中国 401331）摘要:通过改变天然气流量和氧气过剩系数以及氧气和空气的配比,在实验室进行了一系列点火烧结试验研究,重点考查富氧对烧结点火的影响。
研究表明,富氧烧结点火能够降低烧结点火能耗和减少CO2的排放量,同时点火温度上升,烧结料层表面固体燃料的利用率提高,并可获得良好的烧结矿产量、质量指标。
当天然气流量为2 m3.h-1,点火时间为1.5 min,助燃风为50%氧气+50%空气(体积分数),氧气过剩系数为1.9的情况下,烧结点火能耗为30.32 MJ.m-2,点火烟气中氧的体积分数为14.28%,所获得的烧结矿成品率和转鼓强度分别为72.32%和65.30%。
与助燃风为空气,其它条件不变的情况比较,烟气中氧的体积分数提高了5.17%,烧结矿成品率和转鼓强度分别提高了10.59%和1.97%。
关键词: 烧结富氧工艺烧结工艺法是在烧结生产过程中,将含有一定浓度的空气吹入烧结机上方,通过增加空气中的氧含量,进行富氧烧结的连续性生产,达到提高烧结矿产质量,降低固体燃耗的目的。
一种新型的烧结工艺生产方法,能够提高料层厚度,改善烧结矿粒度组成,降低固体燃耗,促使硫的顺利脱除。
富氧烧结工艺法是有效提高烧结矿产质量的新工艺、新方法。
富氧能改善烧结矿强度和粒度组成,降低返矿率且有利于烧结过程脱硫。
富氧浓度为21%~23%时,烧结矿的物理化学性能及产量指标最好。
烧结是一种氧化和还原的物理化学反应过程，烧结过程中的气氛是影响烧结指标和烧结矿质量的重要因素之一。
为了获得高质量的烧结矿，并提高烧结矿的产量，降低烧结过程的消耗，进行了铁矿石富氧烧结的试验研究。
众所周知，铁酸钙是烧结矿中理想的粘结相，具有良好的强度和还原性。
而要形成以铁酸钙为粘结相的烧结矿需要一定的客观条件，生成针状铁酸钙的最佳条件为：①比较高的碱度(CaO／SiO2一1．8～2．2)，只有在高碱度条件下，CaO与Fe2O3的结合力才能比CaO与SiO2的结合力强；②比较低的烧结温度(磁铁矿原料1230～1250℃，赤铁矿1250～1270℃)；③较高的高温保持时间，约2—3min；④适宜的Al2O3含量，可以促进SFCA的生成；⑤良好的氧化气氛，促进氧化，有利于SFCA形成。
连续富氧侧吹冶炼炉
连续富氧侧吹冶炼炉冶炼工艺:火法冶炼种类:平炉加工定制:是炉衬类型:根据原料确型号:大中小适用对象:金属高温冶炼定规格:国标品牌:株洲矿冶用途:高温冶炼富氧反射炉:连续富氧侧吹冶作业方式:连续生产外形尺寸:5m--20m(mm) 炼炉种类:连续侧吹富氧冶炼炉窑形状:长方形温度范围:1000-1650(?) 炉燃料种类:油.气煤等多加工定制:是材质:耐火材料种重量:30-1000(t)适用对象:多种金属冶物料输送方式:皮带输品牌:株洲矿冶电机功率:7.5-245(Kw) 送生产能力:10-100(t/h) 属性:属性值种类:连续侧吹炼富适用对象:铜、铅、锡、铋、锑工艺类型:机械化氧反射炉等多种金属冶炼物料输送方式:人工和皮带炉窑形状:长方形燃料种类:煤.油.气都行输送等多种品牌:株洲矿冶设备型号:大、中、小温度范围:500-1600(?) 材质:耐火材料及钢生产能力:1.5(t/h) 窑体直径:3000×6000(mm) 材窑体长度:8000(mm) 窑体斜度:平转速:2900(r/min) 电机功率:11(Kw) 重量:30(t)本公司研制连续吹炼反射炉的优点及性能，由于设备简单，投资少，建设速度快，不要焙烧脱硫,可采用侧吹氧脱硫,现已用于多家中、小型铜冶炼厂。
本设备技2术指标:炉床处理铜锍能力为5.6,,7t/m?d;鼓风压力为0.3,0.6MPa;铜锍浓度7,,10,;粗铜品位98.5,;渣含铜0.6,,0.3,以下;金属直收率88.5,,98,。
连续富氧侧吹冶炼炉的应用吹炼作业是火法炼铜工序中不可缺少的作业，将55-75%的氧气鼓入铜锍熔体并与铜锍熔体中的铁、硫进行氧化反应放出热量(铜不氧化)，维持自热吹炼，经过造渣期和造铜期操作，生成粗铜。
吹炼所产生的烟气送硫酸厂制酸。
大中型铜冶炼厂的吹炼作业是由转炉来实现的，由于转炉机械设备复杂，而且风口区炉衬寿命短。
如果一台转炉在生产，最低限度必须另有一台转炉在检修待用，即2台互为备用方能维持生产的连续性，这对地主中.小型炼铜厂显然是不适应的;针对这种情况，我株洲冶炼厂研制成连续富氧侧吹炼冶炉，连续吹炼炉类似一台在侧墙上设有吹风管的固定式反射炉，工作方式为两侧连续吹氧，间断加入铜原料，定时从炉内排出炉渣和粗铜。
富氢碳循环氧气高炉低碳冶金技术
富氢碳循环氧气高炉低碳冶金技术
富氢碳循环氧气高炉低碳冶金技术，是指利用氢气和氧气的循环利用，使高炉冶炼过程中燃料的燃烧产生的二氧化碳转化为一氧化碳，进而降低二氧化碳排放量，实现低碳冶金。
这项技术的主要步骤包括：
1. 在高炉燃烧区域内掺入富氢气体，如富氢煤气或富氢焦炉煤气，以提高燃烧温度和燃烧效率。
2. 在高炉底部安装富氧燃烧设备，将一部分高炉煤气与富氢气混合后燃烧生成高温一氧化碳气体，用于还原生铁矿石。
3. 将高炉燃烧后的煤气中所含的二氧化碳气体经过冷却、净化等处理后，转化为纯一氧化碳气体，然后循环利用于高炉燃烧过程中。
4. 通过富氢碳循环氧气高炉低碳冶金技术，可以将二氧化碳排放量大大降低，从而减少对环境的负面影响，并实现绿色、低碳的冶金过程。
富氢碳循环氧气高炉低碳冶金技术具有以下优点：
1. 通过利用氢气循环利用，有效降低了二氧化碳排放量，减少了温室气体的排放。
2. 富氢气体的使用可以提高高炉燃烧效率，降低燃料消耗量，提高冶炼效率和生产能力。
3. 制取纯一氧化碳气体进行循环利用，避免了其他排放物质的产生和排放，降低了大气污染程度。
4. 该技术在冶金行业的推广应用，能够有效降低碳排放，推动绿色、低碳冶金的发展，对于缓解气候变化、保护环境具有积极意义。
需要注意的是，富氢碳循环氧气高炉低碳冶金技术的实施需要考虑设备材料耐高温、耐腐蚀、耐磨等性能，以及与传统高炉工艺的兼容性等问题。
同时，技术的推广和应用还需要充分考虑经济和成本因素，确保其具备可行性和可持续性。
富氧燃烧技术与污染物排放
富氧燃烧技术与污染物排放富氧燃烧是一种新兴的燃烧技术。
富氧燃烧能够显著提高燃烧效率和火焰温度，但由于制氧成本较高的问题，在上世纪80年代经历黄金成长期之后，发展速度放缓。
而后随着制氧方法的进步，尤其是富氧膜技术的进展，富氧燃烧技术近20年来逐渐推广。
而且，富氧燃烧也便于在现有锅炉设备上改造实现，具有可预期的良好发展前景。
与普通的空气燃烧相比，富氧燃烧技术可以显著节约能源，其对环境的影响方面也具有不同特点。
其中既有有利的一面，也有不利的一面。
本文主要从较为常见的碳排放、粉尘污染、二氧化硫和氮氧化物的排放四个方面来讨论富氧燃烧对环境的影响。
1 富氧燃烧对碳排放的影响在对CO2排放限制越发严苛的当代社会，节能减排是全社会关注的焦点。
常规的燃烧方式都存在着不足之处，局部缺氧会产生不完全燃烧，火焰温度偏低也会产生不完全燃烧，浪费燃料，而作为粉尘排放的未燃烧燃料也会造成大气污染。
富氧燃烧针对缺氧区，局部增氧，可使燃料燃点降低，燃烧速度增快，燃料燃烧更彻底，而火焰温度则会提高。
根据维恩位移定律，辐射强度与温度的四次方成正比，可使热能的利用率大幅提升。
同时，富氧燃烧可以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，即减少了热能的流失，并且由于风量的下降，可以使用功率更小的风机。
假设燃料完全燃烧，空气含氧量φ=21%，理论氧气量为V o，过量空气系数a=1.2，实际空气量为Va，则Va=a根据以上公式，设某工况理论氧气量为1 m3/s，可列表1。
对某煤种燃烧的分析，当助燃空气含氧率从21%升高至30%时，理论空气量减少30.0%，理论烟气量减少28.8%，损失减少16.3%。
据介绍，日本将23%的富氧用于化铁炉，节能高达26.7%；美国在铸造炉上使用23%～24%的富氧，平均节能44%；国内的武汉钢厂采用富氧，每年平均节省焦炭42万吨。
深冷法制氧和真空变压吸附制氧在富氧炼铜中的应用对比
更糟糕的是 ,由于乙炔检测分析仪器的可靠性 差 ,有的制氧站连该类检测分析仪器都没有安装 ,造 成了严重的不安全隐患 。 115 案例分析
制氧机的产品是氧气 ,消耗的是电能 。为了衡 量制氧机的经济性 ,用生产每 1m 3 氧气需消耗多少
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有 色 冶 金 节 能 □工艺节能
千瓦时电来表示制氧机的能耗 。 决定其能耗的一个重要因素是流程压力 。目
前 ,大型 、特大型空分装置通常采用全低压流程 ,能 耗较低 ;而中 、小型空分设备则采用带膨胀的中压和 高压流程 ,能耗很高[3] ,见表 1 。
位 ,高工 ,长期从事有色冶金工作 。
的深冷法制氧 。
1 深冷空气分离法
111 原理 深冷法是是先将空气压缩、冷却 ,并使空气液
化 ,利用氧 、氮组分的沸点的不同 (在大气压下氧沸 点为 90K, 氮沸点为 77K ) ,在精馏塔板上使气 、液 接触 ,进行质 、热交换 ,高沸点的氧组分不断从蒸气 中冷凝成液体 ,低沸点的氮组分不断地转入蒸气之 中 ,使上升的蒸气中含氮量不断地提高 ,而下流液体 中氧量越来越高 ,从而使氧 、氮分离 ,这就是空气精 馏 。此法无论是空气液化或是精馏 ,都是在 120K 以下的温度条件下进行的 ,故又称为低温法空气分 离 。深冷制氧法特点是生产量大 ,氧气纯度高 (大于 9916%O 2) ,在大型 、特大型用氧场合具有优势[2] 。 112 能耗
高炉富氧时风口前燃烧1kg碳所需风量
【概述】高炉是炼铁的重要设备，其燃烧室内的风口前燃烧碳的风量是高炉富氧时的关键参数之一。
研究高炉富氧时风口前燃烧1kg碳所需风量，对于高炉的正常运行和优化设计具有重要意义。
【方法】为了研究高炉富氧时风口前燃烧1kg碳所需风量，我们将以高炉炼铁的实际情况为基础，根据物质平衡和能量平衡的原理进行分析和计算。
我们将确定高炉富氧时风口前燃烧1kg碳所需的氧气量，然后根据理论空气与理论氧气的量比计算所需的风量。
【分析】1. 确定高炉富氧时风口前燃烧1kg碳所需的氧气量。
碳燃烧的化学反应式为C + O2 → CO2，根据化学计量法则，1mol的碳需要1mol的氧气，即在标准状态下，12g的碳需要32g的氧气。
根据物质的摩尔质量和反应的化学计量关系可以计算出燃烧1kg碳需要的氧气量。
2. 计算所需的风量。
理论空气与理论氧气的量比为4.76:1，即理论空气中氧气的体积分数为21，因此可以根据所需的氧气量计算出所需的风量。
【结果】经过计算，得出高炉富氧时风口前燃烧1kg碳所需风量为XXX立方米/小时。
【讨论】高炉富氧时风口前燃烧1kg碳所需风量的研究对于优化高炉运行和设备设计具有重要意义。
根据计算结果，可以合理调整高炉的进风系统，确保炉内燃烧过程的充分和稳定，从而提高炼铁效率和产品质量。
还可以通过对高炉富氧过程的优化设计，降低能耗和环境污染，实现节能减排的目标。
【结论】高炉富氧时风口前燃烧1kg碳所需风量是高炉炼铁过程中的重要参数，通过理论分析和计算可以得出合理的数值。
研究表明，优化高炉富氧时的进风系统和燃烧过程对于提高炼铁效率、产品质量和节能减排具有重要意义。
【致谢】感谢所有支持和帮助我们开展本论文研究的人员和单位。
【扩展内容】高炉是冶金工业中使用最广泛的设备之一。
在高炉内，原料经过一系列的化学反应和物理变化，最终得到熔融铁和废渣。
高炉的运行状态对于炼铁工艺的稳定性和效率有着至关重要的影响。
而高炉富氧时风口前燃烧1kg碳所需风量则是高炉正常运行的关键参数之一。
汉钢1080ｍ3高炉大富氧冶炼实践??
汉钢1080ｍ3高炉大富氧冶炼实践摘要：汉钢1080高炉实施大富氧操作，通过合理的冶炼参数匹配调整维持了炉况的稳定和顺行，严格的操作、生产及设备管理为大富氧操作创造了稳定的外围保障，使大富氧操作取得了增产节焦的理想效果。
关键词：富氧；参数；调整；系统；管理；增产1前言汉钢公司两组制氧机，氧气生产能力为分别为19500ｍ3／ｈ、28500ｍ3／ｈ共48000ｍ3／ｈ，除满足炼钢及其它用户外，还有23000ｍ3／ｈ左右的氧气富余，可全部供给高炉富氧，高炉如果不提高富氧率，必将导致氧气排空，造成能源浪费使钢成本升高，同时也是在新形势下提高产量和喷煤量以提升综合经济效益的重要措施。
2使用大富氧的可行性分析（1）现富氧率仅为2.0％，全部用完公司分配的富余氧气富氧率才达到4.06％，与理论高炉富氧率上限7％还有3.94％的潜力空间。
（2）高炉采用的是鼓风机后加入的富氧方式，富氧输送管道设计能力为11000ｍ3／ｈ，完全能够满足大富氧要求。
（3）高炉炉型合理，炉况顺行，具备提高冶强的条件。
（4）上料系统设计能力能够满足提高冶强后的上料需求。
3大富氧操作3.1参数调整原则是Ｔ理2250＿2280°Ｃ，料速7批／ｈ来匹配其他参数。
根据经验，富氧1％送风面积缩小1－4％，以获取合理的初始煤气分布，利用检修机会逐步将5＃、8＃及18＃风口由直径120调整为直径115，送风面积由0.2187ｍ2缩至0．2150m2，缩幅1．29％。
第一阶段，将富氧率由2.0％提高到2.91％冶炼参数的匹配调整过程，表1。
参数调整后，料速加快，间断的出现8批／ｈ，连续两小时15批，为保证每小时综合负荷稳定促进炉温稳定，扩矿批由35ｔ／批至37.5ｔ／批，使每小时料速稳定，炉顶温度由179．64°Ｃ下降至128．11Ｃ，系统水温差由2°Ｃ升高到3．2°Ｃ，炉身各点温度有所升高，东北方向个别温度上升较快，此区有炉壳发红现象，被迫架外喷水强制冷却，随即将布料矩阵由第二阶段，将富氧率由2.91％提高到3.39％冶炼参数的匹配调整过程，表2。
082富氧反应
金隆闪速炉97年4月8日开始工业性生产试验，同年11 月试验结束转入正式生产。一年内，生产能力和主要 技术经济指标达到或超过预期水平。充分显示了冷风 富氧闪速熔炼生产能力大、能耗低、环保好的优点。 熔炼系统生产能力已超过计划能力20%。
提出“常温富氧送风节能”新概念，攻克常温送风 下生料技术关键，实现常温送风闪速炼铜。
11 富氧与富氧反应
学习目的与要求： 掌握冶金中富氧反应的特点。 结合冶金中富氧反应的实例，了解富氧在冶金中运用的
意义。 掌握气体变压吸附制氧技术。了解典型变压吸附设备的
结构及工作原理。了解变压吸附的特点。 掌握深冷蒸馏法制氧技术。了解深冷蒸馏法制氧设备的
结构及工作原理。了解深冷蒸馏法制氧的特点。
11.1 冶金中的富氧反应
q=
p RT
p
q=R·T·ln(Po/P)
Dubinin-Raduskeich方程
吸附特性曲线——Brunauer吸附等温线
11.3.2 吸附动力学和传递
吸附机理： 吸附质从流体主体通过分子扩散与对流扩散
穿过边界层到吸附剂表面(外扩散)； 吸附质通过孔扩散从吸附剂的外表面传递到
微孔的内表面(内扩散)； 吸附质沿孔表面扩散； 吸附质被吸附在孔表面。
11.3.3 吸附设备
进口浓度与出口浓度比C/Co
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 0
0.95
C/Co在0.05 到0.95之间
为传质区
MTZ
0.05
2
4
6
8
10
柱床/无因次时间
(1) 固定床吸附过程
固定床吸附过程穿透曲线ຫໍສະໝຸດ qq1T1
富氧燃烧技术及其在钢铁生产中的应用
富氧燃烧技术及其在钢铁生产中的应用作者：谢华昆来源：《中国科技博览》2017年第17期[摘要]在工业污染严重、生产能耗极高的情况下，有必要对节能减排生产技术进行深入研究，提高资源利用率，减轻环境负荷。
本文主要通过对节能减排的-富氧燃烧技术在钢铁生产中的应用进行了分析，得到在钢铁冶炼生产中，具体通过富氧烧结工艺、富氧燃烧技术烘烤钢包、DFI 氧燃技术在带钢处理线中的应用，达到提升炼钢生产的处理能力，降低燃耗和污染物排放量，缩短加热时间，节约生产成本的目的。
[关键词]钢铁生产；热风炉；富氧燃烧技术；应用中图分类号：TP54.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0047-01在人类社会活动的扩展过程中，造成了工业污染、生产的高能耗，最终造成了当下社会环境资源和能源的匮乏，加重了环境负荷。
由此，必须要通过采取节约能源、减少污染物排放的措施，减少环境中的污染物，让资源能够得到有效利用。
本文所述的富氧燃烧技术正好是节能减排工业措施的一个良好方案，能够在重工业行业的燃烧中提高能源利用效率，并降低工业生产所排放的污染物的量，有利于工业生产中的燃料消耗的降低。
1 富氧燃烧技术在平常的空气燃烧中，一般氧气、氮气的含量分别是21%和78%，空气中另外的1%为其它不助燃的惰性气体，氧气、氮气在空气燃烧中的比例约为1：4。
空气中的氮气和其它惰性气体还能留存在燃烧烟气中，损耗燃烧热量。
而富氧燃烧技术则是通过增加燃烧过程中氧气的体积分数，以此达到助燃的目的。
由于空气中同样为1%的氧气和氮气所占的空间大小不同，其中1%的氧气所需空间为4%的氮气所需的空间。
由此，增加空气中的氧气能够减少4倍的氮气，以此加快燃烧速度，使得燃料提高燃烧效率，并减少用气量，帮助工业生产达到节能减排的目的。
当下世界各国均在广泛推广和应用富氧燃烧技术，这一技术最先在黑色冶金、有色冶金和玻璃制造业中得到应用，随着该技术的推广应用，国内的宝钢、济钢、韶钢等均采用了该技术。
富氧底吹熔炼处理复杂铜精矿过程中杂质元素的分布与走向
底吹熔炼与其他几种主要炼铜工艺杂质分布对
比见表３。
占总量的２０．７８％、１０．１７％、３．６６％和２７．５８％；Ｎｉ 主要富集于冰铜中，占总量的７０．６５％，此外还有部
表３
几种铜熔炼工艺杂质分布
％
分Ｎｉ分布于熔炼渣、余热锅炉灰、熔炼电尘灰和烟 气中，分别占总量的２６．４４％、０．２１％、０．５５％和
ＰｂＯ（ｓ）＋ＦｅＳ—ＰｂＳ（１）＋ＦｅＯ（Ｉ）
（１）
因此，在造锍过程中，ＰｂＳ很难被氧化造渣除 去，大部分溶解于冰铜中，有少量的溶解于熔炼渣 中，由于ＰｂＳ的沸点较低，在熔炼过程中会有部分直 表３中，诺兰达炉的富氧浓度仅为４２％，冰铜 品位为７０％；澳斯麦特炉冰铜品位为５０％～ ６０％‘４。，富氧浓度为４０％～５０％；闪速炉冰铜品位 ５０％～６０％，富氧浓度７０％～８０％；底吹熔炼炉冰 铜品位４５％一５０％，富氧浓度７０％～７５％。这几种 工艺在冰铜品位、富氧浓度以及精矿杂质含量等方 面都有较大的差别。在影响杂质分布的这些因素 中，互相之间存在影响，但冰铜品位相近时，底吹熔 炼脱除杂质的能力最为显著。 接挥发进入气相中。 富氧底吹熔炼过程中约４％的Ａｓ进入冰铜中， 约９６％的Ａｓ进入熔炼渣、烟尘和烟气中。由于底 吹熔炼炉使用氧枪自炉体底部送风的特点，氧气与 熔锍有良好的接触，再加上配以适量的块煤，防止了 高价砷氧化物的生成，使Ａｓ绝大部分以三价砷迅速 挥发进入烟气，少量被氧化造渣脱除。 Ｓｂ主要为辉锑矿和复杂的含锑硫化矿，在熔炼 温度下，被氧化成的Ｓｂ：Ｏ，与Ｓｂ：Ｓ，均有一定的蒸气 压，部分挥发进入烟气，但在底吹熔炼过程，由于富
Ｂｉ２Ｓ３＋２Ｂｉ２０，＝＝６Ｂｉ＋３Ｓ０２
熔炼渣中；Ａｓ主要分布于烟气中，部分Ａｓ进入熔炼 渣和电尘灰中；Ｓｂ主要分布于熔炼渣中，部分Ｓｂ进 入冰铜和烟气中，Ｂｉ主要分布于电尘灰中，部分Ｂｉ 进人烟气和冰铜中。 （２）由于底吹熔炼的特性，Ａｓ主要以Ａｓ：Ｏ，形 态挥发进入烟气，底吹炉脱砷能力优于闪速熔炼炉 及其他熔池熔炼炉；Ｓｂ、Ｂｉ及其化合物均易挥发进 入气相，但由于底吹炉富氧浓度高达７３％，导致Ｓｂ 主要以氧化态进入熔炼渣中，Ｂｉ发生交互反应后溶 解于冰铜中。 （３）Ｐｂ、Ｎｉ主要溶解进入冰铜，但Ｐｂ及其化合 物易挥发，在熔炼过程中部分Ｐｂ会直接挥发进入气 相中。 ［参考文献］
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富氧在冶金中的应用和发展①昆明冶金研究院徐凤琼2摘要阐述了富氧用于冶金的节能依据, 富氧技术在冶金中的应用和发展, 并对其现状与未来作了综述。
关键词能源消耗燃料富氧冶炼技术钢铁冶炼有色冶金Application and Development of Oxygen -Enriched Air in MetallurgyXU FengQiong(Kunming Metallurgy Research Institute , Kunming 650031)ABSTRACT The basis of energy -saving metallurgy with oxygen -enriched technique is described.Applica- tion and development history of this technique and its current situation and future in meta lurgy are reviewed .KEY WORDS energy-saving fuel consumption oxygen -enriched metallurgy iron and steel smelting nonferrous metallurgy1 前言在人类冶金发展史中,从炼金术到现代冶金,始终和能源消耗密不可分,冶金离不开燃料与空气。
早期的冶金过程完全依赖于燃料在自然的空气中燃烧以维持所需的热量。
由矿物中提取金属就在此状况下进行,从而为人类提供各种所需的金属材料,对人类文明作出了重要的贡献。
早期的冶金都是利用空气,火法冶金更是如此。
一方面需要燃料供热,耗费大量能源(近代随着燃料资源的减少,矛盾更加突出);另一方面又产出大量的燃烧炉气,有时炉气中含有价成分,如SO2、As2O3等,若不回收利用,其又对环境造成严重污染。
近代工业生产的环境污染遍及世界各地,充分说明了这一点。
面对能源资源的减少及环境污染,未来的冶金必须做出较大的技术改进,以同时满足社会发展对冶金材料的需求和人类对生存环境的质量要求。
冶金上富氧的应用便是一个最好的解决办法之一,该项技术已被认为是近半个世纪以来冶金界的四大发明之一〔1〕。
①1998—03—16收稿②昆明市6500312 富氧在冶金中的节能依据冶金过程中,特别是火法冶金,各高耗能单元过程如反射炉熔炼、鼓风炉熔炼、转炉吹炼等,其热平衡可表述如下:∑Q损=∑Q化+∑Q料-∑Q固产-∑Q气产-∑Q料温(1)∑Q料=∑Q料固+∑Q料气(2)∑Q料温=∑Q料气温+∑Q料固温(3)式中:∑Q损为熔炼或精炼的冶金单元过程热损失的总和,就一定环境及过程条件而言,可以认其为定数;∑Q化为燃料等可燃物质在燃烧时所释放的能量,在给定的单元过程中,其配料一定,因而也为定数;∑Q料为冶炼过程时各组分物料所带入的能量,∑Q固产、∑Q气产分别为冶炼过程固体产物及气体排放时所携带的能量,∑Q料温为所配物料包括固体物料和气体组分在冶炼升温时吸收的热量。
对一定的冶金单元过程,当配料固定,唯有气体组分的成分可变动时,式(1)和(2)、(3)中∑Q损、∑Q化、∑Q料固、∑Q固产、∑Q料固温等均为定数,将(2)、(3)式代入(1)式,则式(1)变为:∑Q料气-∑Q气产-∑Q料气温=-k-∑Q化(4)上式中k为>0的常数当采用富氧时,∑Q气产、∑Q料气、∑Q料气温因气体量减小而变小∑Q料气-∑Q气产-∑Q料气温减少,从而k+∑Q化减少,由于k为定数,∑Q化就必须减小以满足(4)式。
∑Q化的减小即燃料减少,能源消耗减少。
当烟气量减小后,冶金过程中产出的分散于气相中的物质其浓度相应增大。
这就有利于烟气治理,减少有害物质排放量,改善其对环境的污染〔2,3,4〕。
表1列出国内某厂在鼓风炉炼铜工艺中采用富氧前后的技术经济指标〔3〕,由这些数据可知,富氧用于冶金,明显降低能耗,充分利用矿物本身所携带的能源〔3,6〕,包括可燃烧的化学能和潜在热能,强化冶金过程,增大处理能力,提高烟气中组分的含量,有利于烟气处理,从而明显改善企业的经济效益〔6～9〕,并可间接地节省投资费用〔8〕。
表 1 鼓风炉炼铜采用富氧前后的指标对比Tab .1 Metallurgical contrast between copper blast smelting before and after usingoxygen -enriched air at a domestic plant3富氧在冶金中的应用现状空气含氧气20.95%,其余为N2。
只有氧气参与冶金过程,而N2气无任何有益的作用。
它的存在,一方面随烟气带走大量加热至高温的能源,增大了烟气的处理量,另一方面在炉型设计时必须考虑燃烧时N2的膨胀所占用的空间。
富氧的采用,即是提高助燃空气中氧的含量。
工业富氧含氧量为25%～99%。
一般将用于冶金的气体中之氧气含量为35%～80%的冶炼过程称为富氧冶炼〔10〕。
采用的富氧有的氧含量仅24%,而有的则高达90%以上,这都与冶金过程的特殊性有关。
如果采用的炉型结构好,冶炼矿物中可燃物如硫含量高,又采用高浓度富氧进行冶炼,则不配加任何燃料都会因燃烧热量过剩,使炉温升高,而无法维持正常的冶炼;反之冶炼炉型结构不好,热损耗大,即令采用高浓度富氧,冶炼过程能量依然不平衡,便需补充部分燃料方能维持正常冶炼。
合适的富氧浓度由工艺过程、炉型、矿物形态等所决定。
3.1富氧技术在冶金中应用的发展自从英国学者HerryBessemer发明了底吹转炉炼钢后,因能耗高,而令许多冶金学家致力于节能的研究。
20世纪20～30年代所进行的广泛研究证明富氧可以节能降耗。
人类从1895年就已经能由空气中制得富氧〔11〕,其浓度完全能满足冶金的要求。
富氧制备技术随冶金工业的发展,不断改进完善,其成本明显降低。
富氧冶金节能降耗所增利润,远比使用富氧所消耗能源的费用多得多,经济上的可行为其工业应用创造了良好的条件。
世界上第一个应用富氧冶炼技术的是在1937年于底吹转炉炼钢(Bessemer)上〔12〕。
由于其应用的成功,促使其在有色冶金领域也得到重视。
1933年Cominco开始于锌沸腾焙烧中进行富氧试验,并在1937年实现工业化应用。
1945年Inco首次在铜精矿熔炼时进行富氧试验研究;1951年日本Hi-tachi熔炼厂对富氧在转炉中的应用进行了试验研究。
同时,世界大规模的富氧顶吹炼钢转炉技术即LD技术在奥地利大获成功,有力地推动了富氧在冶金中的应用,详细情况见表2。
富氧技术在工业上的早期研究与生产实践为其在冶金中大规模的生产应用建立了坚实的基础。
70年代初,富氧在冶金中得到了广泛的应用,遍及炼钢、炼铁与铜、铅、锌、镍、钴、锡等的冶金。
世界大多数国家如美国、英国、日本、俄罗斯、德国、法国、加拿大等均广泛推广和应用了富氧技术,使用范围越来越广。
3.2 富氧在钢铁冶金中的应用现状目前世界富氧消耗中,钢铁占50%以上〔11〕,各大型炼铁(钢)厂基本上都采用富氧鼓风。
现代钢、铁联合企业中,没有例外地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〔13〕。
炼钢过程中,由于炼钢方法不一样,富氧使用情况也不同。
对转炉或平炉炼钢法,采用富氧是30年代开始的重要技术革新,一直沿用至今,已是极成熟和普遍采用的工艺。
3.3富氧在有色冶金中的应用现状富氧在有色金属冶金中的应用及推广比钢铁冶金晚,这可能是因为有色金属的多品种及冶炼处理的复杂性所致。
有色冶金富氧的使用量占总富氧消耗量的6%以上〔14〕。
主要用于熔炼的各种炉型如熔池熔炼炉、反射炉、鼓风炉、闪速熔炼炉及吹炼转炉和精炼过程中的各种炉型(如精炼反射炉)中。
富氧技术按应用而言可分为二类,一类是与矿物中硫燃烧有关的过程即氧化熔炼等过程,另一类是火法冶金中配入燃料燃烧时采用富氧的燃烧炉应用及新型设计的燃烧炉应用。
对铜冶金,世界上已有60%以上的工厂采用了富氧技术。
目前新的技术有荷兰的Autokumpu闪速炉、加拿大的Horne熔炼厂采用的Noranda法、日本Naoschirma熔炼厂用的Mitsubishi法、前苏联Balhash厂中采用的ΠЖВ熔炼法、智利Caletones厂采用的改良转炉熔炼法(CMT)及中国的白银炼铜法〔15〕。
Inco式富氧熔炼法〔16〕是当今节能的新型富氧炼铜法,有逐渐取代传统炼铜方法的趋势。
传统的密闭鼓风炉虽然正在被取代,但在我国仍占有较大比重,正在进行技术改造〔17〕。
各炼铜企业现正为采用新的富氧熔炼技术而进行相应的改造和建设〔13,18,19〕。
炼铅易于炼铜,目前炼铅工业中已采用了比较新的技术。
QSL炼铅法及前苏联КИВЦИT炼铅法、艾萨熔炼法都已采用富氧技术〔11〕。
世界各国正在推广应用这些节能降耗的炼铅新方法。
含铅烟尘的处理中,富氧的使用显得更为重要,它明显节能降耗。
如瑞典Ronnskar 熔炼厂在TBRC炉上采用富氧炼铅〔11〕,即TBRC(卡尔多)法。
世界上60%以上的炼铅企业都采用了富氧技术〔11〕。
表 2 富氧技术在冶金中应用的发展过程Tab.2 Developmenthistory of the application of ox ygen -enriched technique in metallurgy锌冶金厂是最早采用富氧技术的有色冶金工厂,富氧最早应用于锌的沸腾焙烧。
目前锌冶炼主要采用焙烧浸出工艺流程,甚至全湿法流程。
而锌精矿的高压湿法浸出工艺早在1958年就开始应用了富氧〔11〕,80年代Cominco公司的特雷尔厂就采用了富氧浸出的全湿法工艺。
火法炼锌中喷射炼锌法,密闭鼓风炉等都使用了富氧。
目前在锌焙烧、锌渣挥发、锌烧结、锌鼓风炉熔炼中都采用了富氧〔18〕。
处理铅锌混和矿的ISP法也采用富氧技术。
Outokumpu闪速熔炼法是炼镍的常用火法工艺,已经采用富氧技术〔18〕,镍鼓风熔炼法也采用了富氧技术,目前世界上50%以上的镍是采用富氧技术冶炼得到的〔11〕。
总之,富氧技术应用于空气参与的冶金过程,具有明显的益处,在条件可行的工艺过程中都有采用富氧的必要。
4 富氧在冶金中应用展望冶金过程中,特别是火法冶金过程中,由于富氧技术具有节省能源,降低能耗,增大处理能力,降低生产成本,减少炉气量从而有利于炉气的处理等优点,传统的凡属空气参与的冶金过程都可能使用富氧,即在传统工艺中广泛采用富氧技术。
如烟化炉、贫化炉等冶金炉中均有希望采用富氧技术。
未来的火法冶金,即在铜、铅、锌、镍、锡、锑等等有色金属的火法冶金中,凡不采用富氧技术的工艺均将被陶汰。
5 结语(1)未来冶金,特别是火法冶金,富氧技术的广泛采用是大势所趋。