2020年膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的应用参照模板可编辑
富氧气体在工业锅炉中应用的可行性分析报告
富氧气体在工业锅炉中应用的可行性分析报告现阶段国家正在开发西部市场，根据资料介绍海拔每提高1000m含氧量下降1%，锅炉供氧量不足，造成锅炉出力不足、效率下降，现推荐一种先进的富氧技术，以保证锅炉出力和提高效率、促进环保。
请各位予以关注。
富氧燃烧是一种最新节能环保技术，近几十年来，随着环保要求的不断提高以及节约能源的需要，富氧燃烧作为一种新兴的燃烧技术在世界各国蓬勃发展，有的国家要求全部新增工业窑炉、工业锅炉不得用普通空气助燃，均采用富氧空气助燃。
例如日本政府决定从1990年起，全部工业炉窑、包括大型锅炉、工业用中型锅炉、取暖用锅炉、船舶动力装置的锅炉均不得用普通空气助燃，均采用富氧空气助燃。
目前，国内很多人士均把目光聚集到富氧燃烧技术开拓上来。
随着国家提出的构建节能型社会战略方针，使用富氧燃烧技术在提高产能、设备的热效率和节约能源方面有着十分重要的意义。
由于燃料充分燃烧，显著改善燃烧工况和环境状况，用增氧助燃技术后，烟气排放全部低于国家环保标准，富氧燃烧技术的节能机理及优点1.提高火焰温度使用富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，火焰温度增加辐度较少，而制氧投资则猛增，经济效益不合理。
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。
使用富氧燃烧技术增氧助燃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℃，所以采用增氧助燃能提高火焰强度和增加释放热量等。
膜法富氧用于工业锅炉助燃的安全性分析
膜法富氧用于工业锅炉助燃的安全性分析随着工业化进程的不断加快，工业锅炉作为工业生产中必不可少的设备已经得到广泛应用。
然而，锅炉燃烧过程中产生的废气排放不仅会直接影响环境质量，同时还会导致能量的大量浪费。
为了解决这个问题，许多厂家研发出了各种各样的锅炉附属设备，其中富氧助燃器也成为了一种常见的选择。
本文将就膜法富氧在工业锅炉助燃过程中的安全性问题进行分析。
膜法富氧技术简介膜法富氧技术是现代化工生产中最为成熟的新型化学工艺之一，其主要原理是利用高压透氧膜分离技术将技术氧气分离出来，将其应用于燃烧过程中。
利用膜法富氧技术助燃，可以提高锅炉燃烧效率，减少氮氧化物排放量，同时还能节约能源。
此外，膜法富氧技术还能实现燃料适应性强，使用方便等诸多优点。
膜法富氧技术的优势在工业生产中使用膜法富氧技术，具有以下几个优势：燃烧效率高膜法富氧技术能够提高燃烧氧气的浓度，使得燃烧过程中的氧与燃料反应更加完全，从而有效提升了燃烧效率。
降低氮氧化物排放量由于燃烧过程中氧的浓度提高了，所以每个燃料分子反应时所需要的氧气就更少了，从而减少了燃烧产生的氮氧化物的排放。
节约能源使用膜法富氧技术可以提高燃烧效率，减少了废气中的残余氧气浓度，从而降低了冷凝水的排放量。
燃料适应性强膜法富氧技术可以适应多种燃料，包括天然气、工业尾气、煤炭等不同的燃料，具有广泛的适应性。
无污染膜法富氧技术在使用过程中，仅仅是把氧气从空气中分离出来，而没有其它有害气体排放，对于环境是非常友好的技术。
膜法富氧技术在工业锅炉助燃中的应用膜法富氧技术在锅炉中的应用主要是通过安装富氧助燃器的方式实现的。
与传统的助燃器相比，富氧助燃器能够提供更高浓度的氧气，进一步提高锅炉的燃烧效率和节约能源，并且污染排放更少。
然而，膜法富氧技术并不是万无一失的。
在实际应用中，如果出现漏氧现象，就存在一定的安全隐患：打火、爆燃如果富氧助燃器中氧气泄漏，当氧气与燃料直接接触时，就会产生打火和爆燃的危险。
富氧卷吸燃烧技术在燃煤炉窑上的应用研究
轻柴油和天然气 ， 燃煤工业炉窑采用富氧燃烧技术的
则很少 ， 基本均为传统的空气送粉、 助燃方式。
少， 氮气在燃料燃烧过程 中吸收的热量也少 ， 温度高
了， 就可以增加加热、 融化金属或矿石、 废物焚烧 的速
２ 富氧
Ｌ Ｕ Ｙｕ，ＺＯＵ Ｘｕ ｅ － ｌ ｉ ａ ｎ ｇ
（ Ｘ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃ ｏ ｍ ｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｘ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ２ ２ １ ０ ０ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第３ ２ 期 ４ 卷
有 色 冶 金 设 计 与 研 究
２ ０ １ ３ 笠
４ 月
富氧卷吸燃烧技术在燃煤炉窑上的应用研究
陆 羽， 邹学 良
（ 徐州 燃控科 技股 份有 限公 司 ， 江 苏徐州 ２ ２ １ ０ ０ ４ ）
［ 摘 要］ 简要 介 绍 了富氧卷 吸 燃烧 技 术在 燃煤 工 业 炉窑上 的应 用， 分析 了富氧 燃烧技 术的机 理 ， 以及 助
源价格的不断上涨 ， 富氧燃烧技术越来越受到人们的 关注。 早在 ２ ０ 世纪 ７ ０ 年代 ， 美国已 设计研究出了富氧
烧嘴 ， 并于 １ ９ ８ ０ 年 首先 在 宾夕 法尼 亚州 米德 兰坩 埚 公司６ ０ ９ ｍ ｍ棒 材 轧机 间 歇式 加热 炉 上进 行 了工 业 性 试验 。 而 国内对 于富氧燃烧 技术 的研究 和应用 起步 比较晚 ， 应 用富氧燃烧 技术 的工 业炉窑燃 料也基 本为
ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｅ ｎ ｒ ｉ ｃ ｈ ｅ ｄ ｏ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ； ｃ ｏ ｌ－ ａ ｆ ｉ ｒ ｅ ｄ ； ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ － ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ — ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
膜法富氧局部增氧助燃技术及其在抛煤机锅炉中的应用
２ 富 氧助 燃 技 术 节 能 和 减 少污 染 机 理
２ １ 燃烧速 度 ．
膜法 富氧技术 设备 简单 ， 当得 到 的氧 浓 度在 ３ 左 右 ０， ９ ６ 时 ， 技术 的投资 仅 为深 冷 法 和 Ｐ Ａ 法 的 ２３ ３４ 该 Ｓ ／～ ／， 被称 为资源 的创造 性技 术［ 。 １ ］ 富氧助燃 ， 般分 为整 体富 氧和 局部增 氧 两种 ， 一 前
［ 关键词 ］ 膜 法 富氧 ； 部 增氧助 燃 ； 煤机 锅 炉 ； 局 抛 燃烧 ； 条炉 链
［ 中图分类号＂ Ｋ ２ ． ］ ２ ９６ ２ Ｔ
［ 文献标识码］ Ａ
［ 文章编号２０ ２ ３ ６ （０６ ０ — ０ ９ ０ １０ — ３４ ２０ ２ ０ ４ — ３ Ｊ
链条 炉 、 煤 机 炉 、 粉 炉 、 烧 炉 、 热 炉 和 热 媒 炉 抛 煤 焚 加
ｉ１ ｉｉ ｉ ｉ ｉ ｉ ｉ ； ｉｉ
‘
氧 助燃 能 提高 火焰 强度 ， 使燃 料 释放 热量增 加 ， 能获 并 得 较 好 的热传 导 ， 对热 量 的利用 率会 有所 提高 。 ２ ４ 气体 不 完全 燃烧 损失 和排 烟损 失 ．
进入 炉膛 的冷 空气 量过 多 ， 炉膛 温度要 下 降 ， 当炉
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增 加 而显 著提 高 。
／
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３ 煤燃 点 及热 量利 用 率 ．
燃料 的燃 点 温度 不是 常 数 ， Ｃ 在 空 气 中 的燃 如 Ｏ
点 为 ６ ９℃ ， ０ 而在 纯氧 中 的燃 点 仅 为 ３ ８℃ ， 以用 富 ８ 所
部增 氧助燃 技术 的有 机 结 合 。 目前 ， 该技 术 已应 用 于 各种燃料 和大 多数 炉窑 ， 马蹄焰 窑 、 火焰 窑 、 炉 、 如 横 油
富氧燃烧技术在燃煤电站锅炉中的应用分析
图 １ 风粉射流出口流动工况
３ 富氧条件下煤的燃烧特性的变化
国内外已有多家研究机构对富氧燃烧技术的燃
烧特性进行了研究。
Ｔ．Ｋｉｇａ 等发现， 在微重力燃烧室 Ｏ２／ＣＯ２ 气氛中 煤粉的火焰传播速度随着氧气浓度的增加而提高。
Ｃｒｏｉｓｅｔ 等 在 ＣＡＮＭＥＴＣＥＴＣ 的 ０．３ＭＷ 煤 粉 Ｏ２／ＣＯ２ 燃烧半工业规模试验系统上发现随着送风量含量的
煤是复杂的固体碳氢燃料， 除了水份和矿物质 等惰性杂质外， 煤是由碳、氢、氧、氮和硫这些元素的 有机聚合物组成的。这些有机聚合物就构成了煤的 可燃质。煤在受热时， 颗粒表面上和渗在缝隙中的水 分蒸发出来， 就变成干燥的煤。同时逐渐使最易断 裂的链状和环形烃挥发出来， 也即析出挥发份。若外 界温度较高， 又有一定的氧， 那么挥发出来的气态烃 就会首先达到着火条件而燃烧起来。当温度继续升 高而使煤中较难分解的的烃也析出而挥发掉以后， 剩下的就是焦炭。挥发份在燃烧时， 一方面可以供给 热量将焦炭加热的炽热状态， 另一方面暂时把氧都 抢去燃烧掉了， 所以焦炭要在大部分挥发份烧掉以 后才开始燃烧【２】。
２ 煤粉富氧燃烧技术的原理
降低。如果提高局部的氧气浓度， 则根据化学反应 的质量作用定律， 挥发份的燃烧速度将随氧气浓度 的升高而增大， 使该区域燃烧反应物的放热速率提 高， 从而形成局部高温区。局部的高温区又促使更 多的挥发份析出并将焦炭更快地加热到炽热着火状 态， 使局部反应温度进一步提高， 从而形成一次风射 流边界着火燃烧的良性循环。
膜法富氧技术在煤气炉节能方面的应用
（ ｉｎ ｓ ｏ ｉ ｃ ｐ ｃａ ｕｐ ｅ ｔＳ ｆｔ ｕ ｅ ｖｓｏ ｎ ｐ ｃｉｎ Ｉ ｓｉｕ ｅ Ｊａ ｇ ｕ Ｐｒ ｖｎ ｅＳ ｅ ｉｌ Ｅｑ ｉｍ ｎ ａｅ ｙＳ ｐ ｒ ｉｉｎ Ｉ ｓ ｅ ｔ ｎ ｔ ｔ ｏ ｔ
重要作 用 。
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参考文献 ： 油 化 工 设 备 ，００ ３ （） ８ —７ ２ １ ，９ ４ ：４８ ．
燃 料 的冷凝等 ， 别是 替 换 原 有 大型 蒸 发 器 中 的直 特
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分 析 及应 用 ［］石 油化 工 设 备 ，０ ９ ３ （ ）８ ～０ Ｊ． ２ ０ ，８ ３ ：７９．
接 混合 冷凝 器效 果显 著 ， 节 能 减排 及 经 济 发展 有 对
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业 出版 社 ，９４ ５． １ ９ ；２
ｒ］ ２ Ｋｕ ｒ Ｈ ． Ｃｏ ｄ ｎ ａｉｎ Ｄｕｉｓ ｉ ｌｔ Ｈｅ ｔ Ｅｘ ｍａ ｎ ｅ ｓｔｏ ｔｅ ｎ Ｐ ａｅ ａ —
ｉ ｇ， ９ ３， ４ ４ ： ２ ４ ． ｎ １ ９ １ （ ） ３ — １
量 大 、 构简单 、 凝 和 冷却 传 热 系 数 高 、 结 冷 占地 面 积
小、 污垢 系数低 及清 洗方 便等优 点 ， 可广泛 用 于低 压
膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的应用
膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的应用膜分离富氧技术是一种新型的低氮燃烧技术，它通过利用膜分离原理，将空气分离成两部分氮气和氧气，然后将氧气注入燃烧器中，从而达到增加热值、提高燃烧效率、降低NOx排放的目的。
这种技术在煤炭行业的应用非常广泛，特别是在燃煤锅炉上的应用，已经成为了降低NOx排放的重要手段。
本文将对膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的应用做一些介绍和探讨。
一、膜分离富氧技术的工作原理膜分离富氧技术主要包括两个部分：气体分离和气体传输。
气体分离是指利用膜的分离效果，将空气分离成氮气和氧气两个部分。
传输部分是指将分离后的氧气输送到燃烧器内，从而提高燃烧效率，减少污染物排放。
膜分离的原理是利用了气体分子在不同性质膜上的不同透过程度。
一般来说，对于N2和O2两种气体，由于分子大小和化学性质的不同，它们通过膜的速度会不同。
因此，可以在膜上建立一个压差，通过控制这个压差的大小，来控制气体通过膜的速度和分离精度，从而实现空气分离成氮气和氧气的目的。
二、膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的应用1、增加热值膜分离富氧技术可以将空气中的氧气纯化，从而提高其热值。
这样，燃烧时所释放的热量就会更大。
同时，在燃烧效率不变的情况下，热值的提高也会使燃烧器的出力得到提升，从而提高锅炉的效率。
2、提高燃烧效率通过调节膜的分离效果和传输的氧气量，可以控制燃烧过程中的氧浓度。
这样不仅可以保证燃烧的稳定性，还可以避免因空气中氧气含量过高而导致燃烧不完全的问题。
同时，在保证燃烧效率的情况下，还可以减少过量空气的使用，从而节约燃料。
3、降低NOx排放NOx是煤炭燃烧后产生的一种污染物，它对大气有很大的危害。
因此，降低NOx的排放是一个重要的环保需求。
膜分离富氧技术能够减少过量空气的使用，从而减少NOx的形成。
三、膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的优势1、低能耗膜分离富氧技术不需要使用额外的化学物质，也不需要过量的空气，因此能够节约能源。
2、高效清洁膜分离富氧技术能够有效地减少污染物排放，对环境有着良好的保护作用。
膜分离富氧技术在抛煤机炉上的应用
DALIAN PURICLE PRODUCTS CO., LTD.DALIAN PURICLE PRODUCTS CO., LTD. 膜分离富氧技术在抛煤机膜分离富氧技术在抛煤机膜分离富氧技术在抛煤机炉上的应用炉上的应用炉上的应用膜分离富氧技术在抛煤机炉上的应用李卓（大连普瑞科尔制造有限公司，辽宁 大连 ）摘 要：本文对膜法富氧助燃技术的节能机理作了简要阐述，并介绍了膜法富氧技术及装置在抛煤机炉的运行情况，实际应用表明，抛煤机炉使用膜法富氧技术将助燃空气含氧量提高后，排烟的林格曼黑度达到1级以下，节煤率达到10.14%，获得显著的综合效益，半年即可收回投资。
关键词：膜法富氧；富氧助燃；抛煤机炉；林格曼黑度 ；节煤率Application of Membrane Oxygen-enriched Combustion Technologyin cast coal stoveLI Zhuo（Dalian Puricle Products Co.Ltd. Dalian 116025, China ）Abstract : Introducing membrane’s principle of making oxygen-enriched air,osmotic membrane and oxygen-enriched technology is used in cast coal stove, developing the enriched-oxygen burning technology. Industrial application show that when the oxygen content of air has been increased with the osmoticmembrane and enriched-oxygen technology Ringelmann numbers have been below one grade , the saving coal ratio has been reached 10.14% and the investments has been taken back only in half a year.DALIAN PURICLE PRODUCTS CO., LTD.DALIAN PURICLE PRODUCTS CO., LTD. 膜分离富氧技术在抛煤机膜分离富氧技术在抛煤机膜分离富氧技术在抛煤机炉上的应用炉上的应用炉上的应用Key words : osmotic membrane and oxygen-enriched; oxygen-enriched burning technology; cast coal stove; Ringelmann numbers ; saving coal ratio1、概述膜富氧技术是国际上七十年代兴起的用高分子膜将浓度为20.9%的空气制成氧浓度较高的富氧空气的新技术。
浅析富氧燃烧在燃煤气锅炉中的应用
技术研发TECHNOLOGY AND MARKETV〇1.24，N〇.7,2017浅析富氧燃烧在燃煤气锅炉中的应用王冬，黄科义，虞侠锋(华西能源工业股份有限公司，四川自贡643000)摘要：富氧燃烧是一项高效节能的燃烧技术，不仅能提高燃料利用率，又能够有效降低燃烧后各种排放物的有害程度。
将富氧燃烧技术应用在燃煤气锅炉中，可以提高燃料的利用率，使有限的钢厂煤气转化为更多的电能。
同时，富氧燃烧 技术的应用，可以缩减企业投资成本。
关键词：富氧燃烧；煤气锅炉d o i：10.3969/j.is s n.1006- 8554.2017.07.0461富氧燃烧简介富氧燃烧的概念在181年由H o m e和S te in b u r g首次提出，并得到美国阿贡国家实验室的验证。
简单来讲，富氧燃烧是指采用含氧浓度比常规空气(含氧21% )更高的富氧空气或纯氧作为助燃气体，是一项高效节能的燃烧技术。
鉴于我国能源利用量及污染物排放年年攀升，深人研究能源高效洁净化利用，开发高效、洁净的燃烧发电技术，是保障国民经济持续健康快速发展和保护环境的迫切需要。
富氧燃烧不仅能提高燃料利用率，又能够有效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。
与用普通空气燃烧相比，富氧燃烧主要有以下优点。
1提高火焰温度和黑度，降低燃料的燃点温度，促进燃烧完全。
2) 降低过量空气系数，减少燃烧后的烟气量。
3) 有效降低N t^的生成量。
4 )有效减少烟气量，简化了烟气处理系统。
5)既适合新建锅炉，又适合旧锅炉的改造。
2富氧燃烧在燃煤气锅炉中的应用研究近几年，小容量高参数的煤气发电项目在全国各地大小钢厂中如雨后春笋般出现，煤气发电本身就是对钢厂在各生产工艺流程中的废气进行回收利用，如果能将富氧燃烧技术应用于燃煤气锅炉，对于能源的再利用将起到锦上添花的效果。
本文以我公司在国外某钢厂的8台115M W机组作为研究对象，分析采用富氧燃烧对现有锅炉的影响（有限改造）。
膜法富氧局部助燃技术在煤粉锅炉上的应用研究
Ｃ ａ ｇｈ １０ ３， ｈｎ ） ｈｎ ｓａ ０ ８ Ｃ ｉａ ４
维普资讯
４
文章编号 ：０４８ ７ （０ ７ ｏ ４ １０ —７ ４ ２０ ） ４
工
业
锅
炉
２０ ０７年第 ４期 （ 总第 １４期 ） ０
膜法富氧局部助燃技术在煤粉锅炉 上 的应 用研 究
黄忠 朗 ， 孑民 张家元 周 ，
（． １ 中铝 公司河 南分 公 司热力 厂 ， 州 ４０４ ； 郑 ５０ １ ２ 中南大 学能 源科学 与 动力工 程学 院 ， 沙 ４０ ８ ） ． 长 １０ ３
ＨＵ Ｇ ｈ ｎ ． ｎ Ｚ ＡＮ Ｚ ｏ ｇ１ ｇ ， ＨＯＵ Ｊｅ ｒｉ Ｚ ａ ｉ． ｎ ， ＨＡＮＧ Ｊａｙ ａ ａ ｉ．ｕ ｎ （ ． ｈ ｒ ｌ ｏ ｅ ｌｎ ， ｅ ａ ｒｎ ｈｏ ｈ ｌ ，Ｚ ｅ ｇｈｕ４ ０ ４ ， ｈｎ ； １ Ｔ ｅｍａ Ｐ ｗ ｒ ａ ｔ Ｈ ｎｎＢ ａｃ ｆ ａｃ ｈ ｎ ｚｏ ５ ０ Ｃ ｉ Ｐ Ｃ ｏ １ ａ
Ｏ 前 言
四角切圆煤粉燃烧方式 以其在燃烧组织上的优
点， 已成为 了我 国煤 粉锅 炉 普 遍 采用 的一 种 燃 烧方
粉锅 炉 急需解决 以下 几 方面 的问题 ：
式， 随着 浓淡燃 烧 、 分级 燃烧及 富氧燃烧 等先进 技术
摘 要 ： 对 １０ｔｈ煤粉动力锅炉 ， 用膜法 富氧技术 ， 针 ５ ／ 利 首次进 行 了局部 增氧 助燃技术 应 第 一 作 者 ： 忠 朗 黄
富氧燃烧技术在油田燃气锅炉的应用
富氧燃烧技术在油田燃气锅炉的应用作者：胡鑫斌来源：《科技创新导报》 2011年第13期胡鑫斌（长江大学机械工程学院湖北荆州 434023）摘要：膜法富氧助燃技术的应用非常广泛，本文主要介绍一下该技术在青海油田燃气锅炉节能改造上的应用效果。
关键词：燃气锅炉膜法富氧节能环保中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2011)05(a)-0000-001 前言青海油田地处平均海拔3000米的青藏高原，空气中氧含量仅为16%左右，其锅炉效率远低于国内油田平均值，能耗情况严重。
锅炉的节能须从两个方面解决：一是燃烧效率，二是传热效率。
富富氧助燃技术因其具有提高火焰温度、延长炉窑寿命、提高燃烧效率、清洁生产等优点，近年来在国内外得到了广泛应用。
2 工作原理膜法富氧技术是根据高分子复合膜渗透的原理，利用空气中各组分的渗透速率不同，使空气中氧和氮分子在压力差驱动下透过富氧膜，由于富氧膜的特性是氧分子比氮分子透过率大，在膜低压一侧收集富氧空气，收集后气体中的富氧含量为25%－30%。
富氧燃烧技术具有以下几个优势：1)提高火焰强度及温度：燃烧时氧气浓度加大，可使燃烧速度加快、火焰强度提高，增强了火焰辐射传热和对流传热，使热量利用率增加，从而提高系统效率。
图1 天然气燃烧温度随氧浓度的变化曲2)降低燃料的燃点温度，增大了燃料选择范围：燃料的燃点温度不是常数,富氧燃烧显著降低了燃料燃点温度，变宽了燃料的选择范围。
3)减少烟气排放量，降低空气过剩系数，减轻了环境污染：富氧燃烧减少了助燃气体中的N2等不可助燃气体的量，从而减少了烟气排放量和NOx的排放，降低了过剩空气系数，减少了有害气体的排放，利于环境保护。
4)延长锅炉使用寿命：加入富氧空气可减少燃料消耗，因而降低了散热损失,并能延长锅炉的寿命。
3 安全性与经济效益分析安全性分析具体实施方案是要改炉而不是改锅，增氧助燃是强化燃烧而不是改动受热面，所以该工艺的安装不改变锅炉的原有结构和工作状态，仅预热系统和氧气喷嘴与锅炉接触，对锅炉的性能和安全无任何影响。
富氧燃烧设备在锅炉上应用技术
富氧燃烧设备在锅炉上的应用富氧助燃用于工业锅炉和电厂锅炉节能和环保据不完全统计，目前国内有各种大小锅炉50-60万台，其中工业锅炉40万台左右，大多每小时产蒸汽量在4-35吨或产热在3-25MW之间，热效率普遍偏低，一般在60-80%之间，大部分锅炉的燃料燃烧不完全。
存在冒黑烟现象。
既浪费能源，又严重污染环境等。
由于锅炉类型众多，如链条炉、往复炉、抛煤机锅炉、煤粉炉、循环流化床锅炉、沸腾炉、加热炉、热媒炉、燃油炉、燃气炉、快装炉等，同时每种炉又有许多型号如链条炉又分五种，即WNL卧式内燃链条炉、KZL卧式快装水火管链条炉、DZL单锅筒纵置式链条炉、SZL双锅筒纵置式链条炉和SHL双锅筒横置式链条炉等，而且应用面非常广，几乎涉及所有工业门类。
虽然目前出现不少节能和环保新技术如分层燃烧、重油乳化等，但它们仅适用于某一类型锅炉，如分层燃烧仅适用于链条炉等。
中国科学院大连化学物理研究所膜中心，即目前的天邦膜技术国家工程研究中心有限责任公司的有关科研人员根据所有燃料燃烧均需要氧气这一共同特点，并结合各种锅自身炉燃烧的不同特性，经过十多年的不断探索和创新，终于开发成功一系列适用于各种锅炉和燃料的局部增氧助燃综合集成技术。
锅炉和玻璃窑炉的差别非常大。
对于锅炉是利用局部增氧助燃技术来强化原有锅炉的火焰特性，既要使燃料在炉膛的停留时间更长，又要使燃料在尽可能少的助燃风下更充分、更完全地燃烧。
根据作者十多年的研究和推广获得的经验，目前局部增氧助燃技术只能在180吨以下的锅炉上推广应用，对于180吨以上的锅炉，一是锅炉的运行管理均十分严格，热效率都在90%以上；二是富氧助燃投资相对比较大，投资回收期比较长。
下面分别介绍局部增氧助燃技术用于典型锅炉的特点及典型应用实例。
6.7.1 富氧助燃用于燃油或燃气锅炉局部增氧助燃技术用于燃油或燃气锅炉，其特点差不多，一般均采用对称燃烧技术。
每支油枪或气枪对称配2 、4、6或8支富氧喷嘴。
膜法富氧用于工业锅炉助燃的安全性分析
膜法富氧用于工业锅炉助燃的安全性分析随着社会的发展，能源问题愈加重要。
工业锅炉作为广泛应用于工业领域的一种能源设备，其安全性问题也变得越来越重要。
而膜法富氧技术作为一种新型的工业锅炉助燃技术，其在使用过程中的安全性也迫切需要得到关注。
膜法富氧技术是一种利用高膜通量膜技术进行氧气富集的技术，该技术可以极大地提高氧气的浓度并降低空气中的惰性气体含量，从而提高燃烧效率，并降低排放物的产生。
在工业锅炉中，膜法富氧技术可以用于助燃，以提高炉膛内的氧气浓度，进而提高燃烧效率，降低污染物的产生。
从膜法富氧技术本身来看，其技术原理具有一定的安全性。
首先，膜法富氧技术是利用高分子材料进行区分分子大小和分子极性的分离，其技术过程是以膜的物理孔道为传输介质，不涉及化学反应，因此在使用过程中不会产生危险的化学反应和副产物。
其次，膜法富氧技术的氧气富集过程在氧气含量达到一定浓度时就会自动停止工作，从而防止产生任何超出安全范围的 gas。
然而，从实际应用角度来看，膜法富氧技术在工业锅炉中的使用仍需注意一定的安全问题。
首先，在使用过程中，需要保持膜法富氧技术设备本身的运作稳定性，避免膜的损伤和漏氧的发生。
其次，在技术系统安装和维护时，需要严格按照技术要求进行操作，并定期检测设备的完好性和安全性，确保设备能够正常运转。
另外，在助燃、燃烧和废气排放阶段，也需要对膜法富氧技术在工业锅炉中的应用进行全面的安全分析。
例如，在膜法富氧技术应用的过程中需要对富氧气体的压力、流量以及富氧后废气中的氧气浓度、温度、浓度等参数进行严格监控，确保膜法富氧技术操作符合安全规范。
在使用膜法富氧技术的同时，还应该注意将技术和其他技术结合，采用综合技术手段来保证工业锅炉的安全和高效能运行。
例如，在使用膜法富氧技术的同时，还需结合炉膛温度调节技术、废气处理技术等其他技术，保障整个系统的安全性。
膜法富氧技术作为一种新型的助燃技术，其本身具备一定的安全性。
然而，在具体的应用过程中仍需要全面考虑其安全问题，并采取相应的安全措施进行有效的管控。
浮法玻璃生产中富氧燃烧技术在煤气发生炉上的应用
外 ，还 将 排 出氧 含 量 为 ３ ％－ ６ ０ ３ ％的 １ ０ － ５ ０ ／ ４ ０ １ ０ ｍ３ ｈ
浮法 玻 璃 生 产企 业 制 氮 排 放 的 富氧 气 体 经 收 集 后 可通 过两 种途 径 应用 于 浮法 玻璃 生产 ， 到 富氧 助 达
燃作 用 。一 种是 直 接应 用 于玻 璃 窑 炉上 直 接 进 行 助
煤 的燃 烧 反应 ， 使煤 气 炉 氧 化层 氧 化加 剧 ， 层 能 够 煤
比
研发 性实 验 ， 也可 以说将 富 氧助 燃整 体应 用 于浮 法玻 璃 大 型横 火焰 熔窑技 术仍 处在 开 发 阶段 ， 主要 有 三个
难题 尚待解 决 。 一是 通 常使用 方式 为制 氮排 出的富氧
气 体 经过 收集 、 通过 管路 输送 从小 炉 下引 支管 由蓄热
室进 入 窑 炉 助燃 ，主 要 问题 是 容 易形 成 火 焰下 部 缺 氧， 火焰 上 部 富 氧从 而 使 窑 炉碹 顶 温度 增 强 ， 强 对 加
机 加压 后通 过管 路送 到煤 气发 生炉 风机 进 风 口， 氧 富
富氧气体 。这 些 气体 经 回收 储存 后 ， 是 富氧助 燃技 将
术 应用 于浮 法玻 璃 生产 的最 良好 低 成本 的气 体来 源 。 ３２ 富氧气体 应 用 的两种 途径 ．
气 体 和空气 在此 混 合后 设计 指标 为含 氧 量 ２ ％－ ６ ５ ２ ％ 送 入煤 气 炉 内。富氧 空气 通入 后 ， 自上 而下 改变 煤 将 气 炉 内空气 层 、 氧化 层 、 原层 的气 氛 ， 而有利 用 于 还 从
浮法玻璃生产中富氧燃烧技术在煤气发生炉上的应用
第１ 期
总第２ ２ ３ 期
通过管 路输 送从小 炉下 引支 管 由蓄热 室进入 窑炉 助
体 的情况下 ，燃烧 所需 空气量 减少 ，不助 燃 的氮气
量相应 减少 ，燃 料 燃烧更 加完 全 ， 自然排 出的废 气 减少 ，废气带走 的热量将大幅度下降 ，见图２ 。 （ ５）富 氧燃 烧可 以增加 热 量 利用 率 。实 验 表 明 ，在 含 氧 量 ２ ％的空 气 中燃 烧 ，在 加 热 温 度 为 １ １０ ０℃时 ，其 可利用 的热量为４ ％，而在 氧含量 为 ３ ２
为。
赠
速度 对 比情 况
空气 中的燃烧速度／ ・ ｅ ｓ ｍ
燃 料
高浓度 氧中的燃烧速度／ｍ・ ｅ ｓ
范围
８０ ０ ９ ￣１９ １
范围
氢 气 ２ ０ ３０ ５～６
最 大可 能
２０ ８
最 大可能
ｌ７ １５
天燃气
丙 烷
丁 烷
３—４ ３４
４～７ ０４
３－６ ７４
设 计 生产 经 验
浮法玻璃生产中富氧燃烧技术在煤气发生炉上的应用
王 伟
（ 安徽方 兴科技股份 有 限公 司
摘 要
蚌 埠市
２３ ５ ） ３０ ４
浮 法玻璃 生产行 业是 高耗能 行业 ，且 当前多数 浮法 玻璃生 产企业 制氮均 使用小 型空 分机组 ，存在 着大量 富氧气体 放
空现象 ，在 当前 提倡低 碳经 济环境 下 ，实 现富 氧气体 的 回收利用将 是浮 法玻璃 生产节 能降耗 的一条 有效途径 。 关键 词 浮法 玻 璃 富氧 燃 烧 技术 回收 利 用
中国 分 类号 ：Ｉ ７ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ０ ＇ Ｑ１ １ ０ ３—１ ８ ２ １ ０ — ０ １ ０ ９ ７（ ０ １】 １ ０ ４ — ３
一种燃煤锅炉尾气膜过滤富氧循环利用装置及使用方法[发明专利]
![一种燃煤锅炉尾气膜过滤富氧循环利用装置及使用方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/66e0b8f6a76e58fafbb00305.png)
专利名称：一种燃煤锅炉尾气膜过滤富氧循环利用装置及使用方法
专利类型：发明专利
发明人：任冠华
申请号：CN202011590635.3
申请日：20201229
公开号：CN112682816A
公开日：
20210420
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种燃煤锅炉尾气膜过滤富氧循环利用装置及使用方法，包括锅炉、膜过滤装置、热交换缸和烟气过滤箱，锅炉的顶部安装有膜过滤装置，膜过滤装置的顶部安装有排气管和回流管，排气管的一端连接有热交换缸，热交换缸的顶部安装有烟气过滤箱，烟气过滤箱的顶部安装有烟囱，热交换缸的一端设有连接头，连接头的上部设有进气槽，连接头的下部设有出气槽，该装置可以将锅炉尾气通过膜过滤并将具有富氧的空气回收再利用，增加锅炉的燃烧效率，让锅炉燃烧的时候有更多的氧气，让燃烧更加充分，还能将废气中的热量回收再利用，避免造成热量流失，降低对全球温室效应的影响，从而保护环境。
申请人：连云港虹洋热电有限公司
地址：222000 江苏省连云港市徐圩新区综合会馆208室
国籍：CN
代理机构：北京和联顺知识产权代理有限公司
代理人：穆小燕
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膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的应用方寿奇（江苏省阜宁化肥厂）[内容摘要]本文介绍了膜分离富氧助燃技术及装置首次用于燃煤蒸汽锅炉的运行情况，对该技术的节能机理作了简要阐述，并介绍了该技术的工艺流程及设备、安装及调试情况，并对节能效果作了分析。
气体膜分离技术是利用渗透的原理，即分子通过膜向化学势降低的方向运动。
首先运动至膜的外表层上，并溶解于膜中，然后在膜的内部扩散至膜的内表面层解吸。
其推动力为膜两侧的该气体分压差。
由于混合气体中不同组分的气体通过薄膜的速度不同，从而达到气体分离，回收提纯气体的目的。
目前，国内已成功地将膜分离富氧助燃节能技术应用于有色金属冶炼、玻璃池炉节能、化铁炉和铸造炉节能等方面，并取得了提高产品质量、节约能源、改善环境的效果。
其节能率一般在10-16％。
一、膜分离富氧技术的节能机理㈠、提高火焰温度因氮气量减少，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，但富氧浓度不宜过高，国内外的研究均表明，氧气的体积分数在28％左右时最佳。
因为氧浓度增加时火焰温度增加较少，而制氧投资则猛增。
㈡、加快燃烧速度，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N2 在纯氧中的燃烧速度是在空气中的4.2倍，用富氧助燃，不仅提高燃烧强度，加快燃烧速度，获得较好的热传导，同时，温度提高后，有利于燃烧反应。
㈢、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℃，在纯氧中的燃点为388℃，所以用富氧助燃能提高火焰强度，增加释放热量等。
㈣、减少燃烧后的排气量用普通空气助燃，占体积4/5的N2 不参加助燃，且带走大量热能。
如用富氧助燃，燃烧后的排气量减少，从而提高了燃烧效率。
㈤、增加热量利用率富氧助燃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％的富氧空气助燃时，可利用热量为56％，且氧浓度越高，加热温度越高，所增加的比例越大，因此节能效果越好。
㈥、降低空气过剩系数富氧助燃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。
二、工艺流程及主要设备㈠、工艺流程（见图）膜分离富氧助燃装置工艺流程简图空气经空气净化器除去>10μm的灰尘后由鼓风机送至富氧发生器，形成含氧量28-30％的富氧空气，由水环式真空泵抽取后经汽水分离器、汽水分离罐、增压分离罐，脱除气体中的水分，由增压风机将富氧空气增压至3000-4500Pa后进入富氧预热器（安装于锅炉空预器和省煤器之间的烟道内），加热至大于80℃后分为两路：一路通入炉排下面的二、三风区由导风器、富氧均化喷头在横向均匀地高速喷入炉内煤层进入炉膛，使该燃烧区内的火焰温度升高，并增强火焰刚性；另一路富氧空气由后拱前端，通过具有扩散角的“富氧高温喷嘴”，喷入火焰上部，使火焰中的未完全燃烧物完全燃烧，可获得消烟除尘，提高火焰温度的效果。
上述两路富氧空气均由阀门加以适当控制。
㈡、技术指标和参数富氧浓度：28-30％富氧流量：150-200m3 /h循环水量：<50L/min系统阻力：<800Pa电耗：0.07-0.12KWh/标方富氧空气㈢、主要设备１、空气净化器：Φ500除去>10μm的灰尘阻力<300Pa２、鼓风机：型号：DWT-5.2A风量：2800m3 /h风压：4900Pa转速：2900r/min电机型号：Y132S1 -2功率：5.5KW３、膜装置：型号：LTV-PS富氧膜结构：Φ100mm×Φ1000mm卷式组件由空气均配箱，卷式膜组件，真空均分器和外壳等组成。
４、水环式真空泵型号：SK-12最大气量：720m3 /h极限真空：8×103 Pa转速：970r/min电机型号：Ｙ200L1 -6功率：18.5KW５、增压风机型号：DWT-4.9A 风量：200m3 /h 风压：4606Pa转速：2840r/min 电机型号：Ｙ90s-2 功率：1.5KW ６、富氧预热器直径：500mm厚度：50mm共六组三、锅炉简介㈠、本次膜分离富氧助燃节能装置应用于我厂WGC20/3.82-Ⅰ型燃煤蒸汽锅炉，其结构系SHL型双锅筒横置式，采用自然循环，上下锅筒之间布置锅炉管束，炉膛出口与管束之间布置过热器，尾部竖井布置省煤器和空气预热器，燃烧设备采用加煤斗配正转的鳞式炉篦。
其主要参数如下：额定蒸发量：20t/h出口压力：3.82MPa出口温度：450℃燃烧方式：加煤斗链条炉使用燃料：烟煤燃料低位发热量：19904KJ/Kg(4754大卡/Kg) 给水温度：104℃空气预热温度：116℃炉篦有效面积：24.5m2燃烧室容积：88.2m3费斯顿管：17.5m2水冷壁管：82m2过热器换热面积：216m2省煤器换热面积：243m2空预器换热面积：343m2水压试验压力：5.4MPa排烟温度：158℃效率：80％㈡、辅机规范１、鼓风机：型号：G4-73-11 9D风量：24000-32900m3 /h风压：2619-2472Pa转速：1450r/min电机型号：Y200L-4功率：30KW２、引风机：型号：Y4-73-11 11D风量：60100-81800m3 /h风压：2344-1716Pa转速：1450r/min电机型号：Y280S-4功率：75KW３、给水泵：型号：DG25-50×11流量：25m3 /h扬程：550M转速：2900r/min电机型号：Y280M-2功率：90KW四、安装调试㈠、富氧发生站安装富氧发生站由鼓风机、富氧发生器、真空泵、汽水分离器组成，鼓风机和真空泵装在混凝土基础上，静止设备可安装于18＃槽钢制作的支架，使整个发生站形成双层布置，达到结构紧凑的效果，同时也便于维护、检修。
为防止灰尘吸入鼓风机，我们在富氧发生站区域内搞了一个简易建筑，使该系统自成一体。
㈡、增压风机安装增压分离罐和增压风机体积较小，我们将其布置于锅炉二层楼面，靠近富氧预热器，减少压头损头，也便于操作调节。
㈢、富氧预热器安装富氧预热器装于锅炉空预器上方，省煤器下方的烟道内，六组平行竖向布置。
安装时将盘状预热板尽量向里伸出，外面接管留10-15Cm长度，同时对该区间烟道内的积灰进行一次清理。
㈣、富氧喷嘴的安装位于二、三风室的富氧喷嘴装于炉排下方的L60角钢上，其方向为正朝炉排上方，与水平方向成90°角，安装时需注意喷嘴位于炉排正下方，与两端炉墙的距离相等。
位于后拱前端的富氧喷嘴因位于高温区域，故喷嘴伸入炉膛内不得大于15Cm，其分布角与水平方向成30°－40°。
出富氧预热器的管路用厚2-3Cm的保温材料保温。
㈤、试运行该装置于九八年四月开始安装，五月三十日利用小修机会接入系统，六月二十二日开始运行。
由于是膜分离富氧助燃节能装置首次用于燃煤锅炉，我们分别就富氧浓度控制、富氧流量和鼓、引风机风量调节、前拱区和二、三风室富氧空气量分配等十多个参数进行了反复调试，取得了大量第一手资料，在此基础上，制订了该装置达到最佳运行状态的工艺指标，并统一了各班次的操作方法。
试运行到六月二十六日十六时结束，整个装置投入正常运行。
五、运行体会㈠、该装置工艺简单，设备运行平稳可靠，生产中仅两台风机，一台真空泵需正常的维护保养，不必配备专职操作人员。
从投运到现在，该系统尚未出现过设备问题，维修费用几乎为零。
㈡、该工艺的安装不改变锅炉原有结构和工作状态，仅预热系统和富氧喷嘴与锅炉接触，对锅炉的性能和安全无任何影响。
由于提高了燃烧效率，烟气中的烟尘量明显下降，从而大大降低了除尘器的负荷，同时也减少了对环境的污染程度。
㈢、富氧空气加入区，火焰亮度增强，炉温显著上升，一般可使富氧燃烧区的温度升高150℃左右，整个炉膛温度升高50℃左右，促进完全燃烧，使整个炉膛的传热系数，炉膛容积热负荷，炉排热负荷都达到了新的水准，也降低了空气过剩系数。
㈣、膜法富氧助燃节能装置属静态操作，富氧空气量仅在锅炉蒸发量大幅度波动时加以适当调节，正常情况下每四小时根据炉温、压力等参数微调一次即可。
㈤、我厂因规模扩张较快，锅炉负荷一直偏重，以往曾多次发生过因蒸汽不够用而影响生产的情况，而且一旦负荷大于20t/h即需人工搂火，提高炉排转速，出现烟囱冒黑烟、炉膛正压，对锅炉的安全稳定运行威胁很大。
在富氧技术上马后，由于大大改善了炉内燃烧状况，炉子的负荷能力有较大提高，目前我厂20t/h锅炉蒸发量一般在19-23t/h运行，这对保证全厂对蒸汽的需求发挥了重要任用。
六、效益分析经过一年的运行表明，膜分离富氧助燃节能装置起到了提高吨煤产汽量，节煤、节电，提高锅炉出率的效果。
㈠、我厂九八年上半年平均吨煤产汽量为7.38t，下半年平均吨煤产汽量为8.2t。
节能率＝(8.29+7.38)÷8.29×100％＝10.98％按产汽量20t/h计，每天可节煤7.14t，年节煤2142t，年度经济效益达60万元。
（煤价按280元/吨计）㈡、以往锅炉满负荷运行时引风机电流一般为120-130A，鼓风机电流一般为45-50A，该装置投运后引风机电流一般为110A，鼓风机电流一般为40A，节电率大于10％，全年节电7.2万KWh，按我厂平均电价0.44元/KWh计，年效益3.17万元。
㈢、利用富氧技术可提高锅炉出率10％左右，这对稳定全厂生产工况作用显著。
统计表明，全厂因蒸汽波动影响生产台时下半年比上半年减少了186个，多产氨55.8吨，效益11.6万元。
㈣、综上所述，膜法富氧助燃技术在我厂20t/h锅炉上的应用，直接取得了年节电7.2万KWh，节煤2142吨，经济效益74.33万元的效果，扣除运行成本（含维修费1.2万元/年、设备折旧费4万元/年、电费8万元/年）其经济效益61.13万元/年，还具有稳定锅炉工况、减少大气污染，延长锅炉寿命等效果，综合效益十分显著。
[作者简介]方寿奇，男，62年5月生，1987年毕业于江苏省电大机械制造设备与工艺专业，大专学历，工程师，盐城市专利研究会会员。
长期从事化工设备管理和技术改造工作。
曾获得“阜宁县合理化建议和技术改进能手”(96年)、“阜阜宁县十佳青年科技标兵”(92年)、“阜宁县新长征突击手”(92年)等荣誉称号。
参加过万吨合成氨扩建改造，“两改一”、“四改六”等工程，主持实施了吹风气回收，涡轮机用于脱碳泵节能，合成膜分离回收氢气，膜法富氧助燃技术用于20t/h锅炉等节能技改和五十余条小改小革项目。
现代化管理成果获省级三等奖两次，省级二等奖一次。
《关贸总协定与化肥企业产品结构调整对策》获盐城市企业结构调整研讨会三等奖(98年12月)。
论文《用水封代替罗茨鼓风机进口阀》发表于《化肥设计》98年第6期。