(定)磁能富氧燃烧简介
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
富氧燃烧的资料
一．富氧燃烧的概述通常空气中氧的含量为20.93%，氮为78.1%及少量惰性气体等，人们把含氧量大于20.93%的空气叫做富氧空气，富氧空气参与燃烧给富氧燃烧提供了大量的氧气，使可燃物充分的燃烧，减少了固体不能充分燃烧的排放，减少了氮气和其他气体随烟气带走的热能，将具有明显的节能和环保效应。
二．富氧燃烧分析助燃空气中氧浓度越高，燃料燃烧越安全，但富氧浓度太高，会导致火焰温度太高而降低炉膛受热面的寿命，同时制氧投资等费用增高，综合效益反而下降，因此国内外研究表明，助燃空气富氧浓度一般在26~30%时为最佳。
1.据测试氧含量增加4-5%,火焰温度的升高，促进整个炉膛温度的上升，炉膛受热物质更容易获得热量，热效率大幅度提高。
2.燃料在空气中燃烧与在纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在空气中的燃烧速最大为280cm/s，在纯氧中为1175cm/s，是在空气中的4.2倍，天然气则高达10.7倍，富氧助燃，可以使燃烧强度提高，燃烧速度提高，燃烧速度加快，从而获得较高的热传导，使燃料燃烧的更完全。
3.燃料的燃点温度不是一个常数，它与燃烧状况，受热速度，富氧用量，环境温度等密切相关，如在CO在空气中为609度，在纯氧中仅为388度，所以用富氧助燃能降低燃料燃点，提高火焰强度，减小火焰尺寸，增加释放热量等。
4.用普通空气助燃，约五分之四的氮气不但不参与助燃，还要带走大量的热量。
一般氧浓度增加1%，烟气量约下降2~4.5%，从而能提高燃烧速率。
5.如用普通空气助燃，当炉膛温度约为1300度，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%，热量利用率可增加14%。
6.排烟温度每降低12~15度，可降低排烟热损失约1%，用富氧代替空气助燃，可减少一次风量，降低了空气的过剩系数，减少了排烟量减低了排烟热损失。
三．富氧燃烧的危险性1.氧气的性质氧气不可燃但是支持燃烧，大多数物质在氧气中会猛烈燃烧，有时还会爆炸。
富氧燃烧技术
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2.2 富氧燃烧动力学特性
李庆钊等研究发现煤粉在O2 / CO2 气氛下燃烧反应的动力学参数与空气气氛下燃 烧时有明显不同，随着煤质的提高,反应活化能均明显增加。
唐强等研究发现煤粉燃烧反应低温段的活化能和频率因子较高温段低,反应级数较 小。
但骆仲泱等研究发现CO2 的存在没有构成对煤焦反应动力学的影响。
李庆钊等研究发现提高O2 浓度对O2/CO2 气氛下煤粉的燃烧特性的影响主要表 现在对残焦燃尽过程的改善。 Liu H、Klas A等研究发现将氧体积浓度提高至30%左右可获得与空气气氛下相 当的燃烧特性。
（2）煤粉密度：
吴乐等研究发现在O2/CO2气氛下，随煤粉密度增加，燃尽温度升高，燃尽时间 增加，煤样较难燃尽，提高氧气浓度可降低燃尽温度。
Toshiyuki Suda等认为CO2的体积比热容较N2的高,造成O2/ CO2气氛中煤粉的火焰 传播速度比相同氧含量的O2/N2气氛中下降1/3～1/5左右。
研究发现与空气气氛相同O2浓度的O2/CO2 气氛下煤粉着火及燃尽延迟，燃烧速 率较低，燃尽温度高。
CO2直接取代N2不可行
影响因素： （1）O2浓度：
2）非均相反应。炉内高浓度的CO2 抑制了碳酸钙的分解，导致了碳酸钙的直接脱 硫反应，使得脱硫剂不下，再次生成碳酸钙，具有很好的空隙结构，更容 易脱硫。 4）烟气循环会增加SO2 停留时间，提高SO2的浓度，从而提高了脱硫效率。
3.3 NO的析出特性
3.3.1 NO的析出规律
Kimura N发现O2 / CO2 燃烧方式下NOx的排放大约只有常规燃烧方式下的1/ 3 左右。
陈传敏等研究发现O2 /CO2 气氛下NOx 的生成量均小于空气气氛下，原因如下： 1）避免了热力型NOx 和快速型NOx 的生成 2）燃料N向NO的转化率降低 3）还原气氛下已生成的NOx 被还原为N2 ；另一方面，由于再循环烟气致使 NOx的停留时间大为增加
富氧燃烧技术及工业应用
一．富氧简介及方式富氧是应用物理或化学方法将空气中的氧气进行收集，使收集后气体中的富氧含量≥21%。
现有的富氧方式主要有：(1)增压增氧方式增压增氧主要用在飞机上,通过增加机舱内的压力,使空气密度增加,由于空气中含氧量的比例是一定的(氧在空气中的体积比为20 95%),空气密度增加后,空气中氧的绝对质量也增加,从而达到增加氧的目的。
(2)制氧机制氧方式制氧机制氧广泛用在各个领域,制氧机有3大类:第一是利用空气为原料,通过物理的方法,把氧气从空气里分离出来。
在1个大气压下,液态氧的沸点是-183℃,而液态氮的沸点是-196℃,当控制液态空气的沸点在-183℃以下高于-196℃时,液态氮首先蒸发,留下来的是液态氧,这种方法可制得纯度很高的氧气,再用很大的压力(一般150个大气压)压入钢瓶贮存起来,供工厂、医院使用,贮存在钢瓶的氧气还可向氧气袋充氧,供个人或旅行者使用。
平时我们所见的氧气瓶供氧、氧气袋供氧都是使用这种方法制出的氧气。
第二种是常压(或叫低压)制氧方法,所需压缩空气的压力在1ＭＰａ以内,这是近十几年发展起来的制氧方法,也叫膜制氧方法。
膜制氧方法的原理可参见文献。
第三种是ＰＳＡ分子筛制氧方法,ＰＳＡ分子筛制氧是使用一种变压吸附制氧设备,这种设备主要由空气净化系统,ＰＳＡ氧氮分离系统,氧气缓冲、检测系统等组成。
(3)化学制氧方式化学制氧是利用含氧化合物为原料,通过与催化剂的反应,制出氧气。
使用的含氧化合物必须具备两个条件:一是这种含氧化合物是较不稳定的,在加热时容易分解放出氧气;二是这种含氧化合物里含氧的百分比是比较高的,能分解放出较多的氧气。
一般用氯酸钾(分子式是ＫＣｌＯ3),它含氧的百分比达40%,在氯酸钾里加入少量黑色的二氧化锰(ＭｎＯ2)粉末,氯酸钾会迅速分解,有多量的氧气放出。
氯酸钾分解放出的氧气常用“排水集气法”收集,供试验、呼吸等使用。
氧立得就是利用这种原理制氧的。
二．富氧燃烧用比通常空气（含氧21%）含氧浓度高的富氧空气进行燃烧，称为富氧燃烧。
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技术（oxygen enriched combustion）简称OEC，以助燃空气中氧含量超过常规值直至使用纯氧（氧体积含量高于21%的富氧空气或纯氧代替空气作为助燃气体）的一种高效强化燃烧技术。
最初主要是运用在冶金、玻璃制备等工业窑炉上。
富氧燃烧技术能够降低燃料的燃点，可加快燃烧反应速度，扩宽燃烧极限，提高窑炉的燃烧温度，把空气中的氧气从21%富化至35%，获得相当于空气预热到530℃的效果，在燃烧过程中只有空气中的氧参与了燃烧反应，氮气作为稀释剂可吸收大量的燃烧生成热，促进燃烧完全，减少燃烧后的烟气量，从而提高热量利用率和降低过量空气系数。
在自然状态下空气中的氧含量为20.9%，普通燃烧器所用的助燃空气均在自然状态下。
如果用比自然状态下含氧量高的空气作助燃空气，则该燃烧称富氧燃烧。
相反，称贫氧燃烧。
富氧燃烧的极限状态是纯氧燃烧。
对高温工业炉采用富氧燃烧，不仅可达到需要温度，而且节约能源。
富氧燃烧或纯氧燃烧火焰与普通燃烧火焰相比有如下特点。
①理论空气需要量少。
随着富氧空气中含氧量的增加，理论空气量减少，从而改变了燃烧特性。
②火焰温度高。
火焰温度随富氧空气中含氧量增加而升高。
当含氧浓度小于30%时，火焰温度上升快，大于30%时，温度上升缓慢，因此，一般含氧浓度控制在28%以下为宜，如下图。
③排烟量减少。
富氧空气含氧量由21%增至27%时，在理论空气量的情况下，湿烟气量可减少20%，从而减少了排烟热损失。
富氧空气中含氧量越高，排烟损失所占比例小，节能效果越好。
④分解热增加。
随着烟气温度升高，分解热增加，当遇到低温表面时，将放出大量分解热，这也是富氧燃烧火焰具有较大传热能力的原因之一。
⑤节约能源。
由于富氧燃烧火焰温度高，炉内温压增大，辐射换热量增强，提高了炉内有效利用热。
同时，由于排烟量减少，排烟热损失减小，故设备热效率提高，从而节约了燃料消耗量。
上图是陶瓷炉采用富氧空气燃烧的节能实验曲线。
富氧燃烧是国家支持的节能技术
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富氧燃烧是国家支持的节能技术
◆ 国家发改委2008年5月文《国家重点节能技术推广目录（第一批）》第27项的推广技术是富氧燃烧技术，建材行业工业窑炉采用富氧代替空气助燃，可取得改善产品质量、降低能耗、减少污染的效果；
◆ 国家发改委、科技部联合印发（发改高技［2005］275号）的国家重大技术装备研制和重大产业技术开发专项规划，3、节能和新能源关键技术提出：工业炉窑节能新技术将重点开发不同产品工业炉窑的纯氧或富氧燃烧节能技术；
◆ 发改办环资[2011]1668号文，将建材行业富氧（全氧）燃烧改造列入 2011年节能技术改造财政奖励项目 ；
◆ 国务院关于进一步加强节油节电工作的通知，国发[2008]23 号要求“大力采用窑炉保温、富氧燃烧、余热回收等新技术、新工艺，降低燃料消耗”，中央预算内投资和中央财政资金将加大对节约和替代石油项目的支持力度；
◆ 国务院在《关于加强节能工作的决定》中提出“加快推行合同能源管理，推进企业节能技术改造”。
富氧燃烧
一、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H2与CO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。
富氧燃烧和脉动燃烧
A-B点火燃烧
D-A压缩重新点火
B-C气体膨胀
图1脉动燃烧器工作循环示意图
C-D吸入可燃物
A-B
B-C
进入燃烧室的 可燃物由电火花 点火,燃烧室内的 温度和压力开始 升高,燃烧区膨胀, 燃烧产物向两端 排出,工作点由A 到达B。
D-A
该过程中气体 膨胀向外流出,燃 烧室压力由点B开 始下降,由于气流 的惯性,使得燃烧 室压力降到大气压 以下（点C）,燃烧 室内形成负压。
优点
1）燃烧效率高。 2）燃烧强度大。 3）热效率高。 4）传热系数大。 5）排烟污染小。 6）燃烧器结构简单 和体积小。 7）有自吸、自燃及正压 排气的特点。
缺点
1）噪声大。 2）脉动燃烧器内的压力 脉动，会诱发系统组 件的振动。 3）只有在一定的热负荷 内，才能保证良好的 运行稳定性。
脉动燃烧的应用
图2 脉动燃烧在燃气涡轮中的 应用(a:燃气涡轮工作原理示意 图b:增压脉动燃烧燃气涡轮机 构)
3.烘干
脉动气流可 提高烘干效率。 运用特制的脉 动烘干装置,脉 动烘干可广泛 用于烘干食品、 粮食、沙石、 木材、药物、 褐煤、废料等 物品。
4.打井
利用脉动燃 烧所产生的高 温脉冲射流,可 以打井或打洞。 尤其是在偏远、 交通不便的地 区,这种装置体 积小、重量轻, 携带和使用都 很方便。
烧器其关键部 件的研制开发。
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安徽理工大学
第三小组
提高热效率，减少燃烧过程能耗
ห้องสมุดไป่ตู้
减少了NOx的排放量 减少了余热回收设备的容量 提高了加热设备的生产能力
富氧燃烧系统制取富氧空气的方法
PSA(Pre ssureSw ingAdso rption) 法
富氧燃烧
富氧燃烧————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ富氧燃烧技术综述1. 富氧燃烧发展背景及意义燃烧目前仍然是人类利用能源获取能量的主要方式。
目前化石燃料的大量使用给环境带来了很多不利的影响（例如排放出大量温室气体、氮氧化合物、硫化物等）。
同时,石油煤炭等化石燃料的储量毕竟有限，但现代工业的发展使得能源消耗的速度剧增,因此迫切需要一种节能燃烧技术。
富氧燃烧就是这样一种既能提高燃烧效率,又能降低污染物排放的燃烧技术。
富氧燃烧在上世纪50年代被提出用于炼钢，高氧浓度助燃气体能提高火焰温度同时更好的将铁中的碳氧化分离。
后又被运用于玻璃熔炉，来提高熔化玻璃的能力。
而在21世纪初国内高校开始了对电站燃煤锅炉富氧燃烧的实验。
2. 富氧燃烧简介使用比普通空气含氧浓度(2１%)高的富氧空气进行燃烧，称为富氧燃烧（oxyg ｅｎ e ｎr ｉc ｈed combustion ）,简称OE Ｃ。
助燃空气中氧气的浓度可以从22%直到使用纯氧助燃。
在实际运用中,一般将氧气与再循环的烟气混合进行燃烧防止火焰的温度过高。
燃烧过程示意图如图 1所示 [1］3. 制氧方法简介富氧燃烧技术的前提是氧气的制取。
目前，氧气的制取主要有三种方法。
错误!未定义书签。
精馏（深冷)法：即利用空气所含组分沸点的区别,将净化空气 氮气 氧气燃料锅炉烟气烟气再循图 1 燃烧过程示意图的空气压缩、冷却、液化,再多次蒸发、多次冷凝，精馏分离得到氧气。
这种方法需要将空气低温冷冻，工业上称为深度冷冻,因此又称深冷法。
这种方法因为设备费用大，边际成本低，适用于大规模生产氧气，得到的氧气纯度高（可达９9%)。
错误!变压吸附（PSA)法：这种方法利用了吸附剂对不同气体的吸附和脱吸附能力不同的特点,将空气加压吸附于吸附剂上，再在不同压强下将空气中不同组分脱吸附出来。
富氧燃烧技术介绍_2023年学习资料
二、富氧燃烧技术概况-2、富氧燃烧技术-↓富氧燃烧技术，又称为空气分离/烟气再循环技术或氧燃料燃烧技-不。 采用烟气再循环的方式使燃烧炉内CO,浓度提高。O,与烟-气中CO,以一定比例混合作为燃烧的氧化剂，使燃料燃 可-保持燃烧温度最终得到了与空气燃烧方式一样的热能。
二、富氧燃烧技术概况-富氧燃烧技术主要由3个基本步骤组成：空气分离、-02-C02燃烧和烟气压缩与脱水。气，氩气-70%的C02-95%以上-其余为水-二氧化碳-氧气-水蒸汽-空气分离器-燃烧室-冷凝处理-烟气 环-CO,concentration:95%-70%~-凝水-75%烟-高纯度-SO2 removal b limestone:40%-90%-Thermal efficiency increase:3%-NOx reduction:30%-70%
二、-富氧燃烧技术概况-5、富氧燃烧技术的应用及优势-1燃烧效率高；锅炉效率也提高了。-2燃烧产物中C0, 含量将达到95%左右，回收的费用更低。-3在液化处理以CO,为主的烟气时，SO2同时也被液化回收-可省去烟 脱硫设备。-4在02/C02的气氛下，SOx、NOx的生成将会减少，如果再-合低NOx燃烧技术，则有可能不 或少用脱氨设备。-5采用02/CO2燃烧技术减少了烟气量，简化了烟气处理系统。-燃烧温度可以由再循环的烟气 来控制。-当前最容易为工业界所接受的C02减排技术
二、富氧燃烧技术概况-富氧燃烧定义-燃烧是空气中的氧参与燃料氧化并同时发出光和热的过程。-富氧燃烧是指助燃 的氧化剂中的氧浓度高于空气中的氧浓度-根据实际情况可采用局部富氧和整体富氧，直至纯氧燃烧。-富氧燃烧对所有 料（包括气体、液体和固体和工业锅炉均适用，-既能提高劣质燃料的应用范围，又能充分发挥优质燃料的性能，广-义 讲凡是用空气参与反应的均可用富氧代替。
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。
富氧燃烧技术在钢铁企业中的应用
富氧燃烧技术在钢铁企业中的应用张利军【摘要】介绍了富氧燃烧的特性以及该技术在太钢高炉热风炉系统的成功应用案例,对国内钢铁行业推广富氧燃烧技术具有示范作用.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】4页(P21-24)【关键词】富氧燃烧;热风炉;仿真;控制【作者】张利军【作者单位】太原钢铁(集团)有限公司能源环保部,山西太原 030003【正文语种】中文【中图分类】TF544引言富氧燃烧（简称OEC，Oxygen-Enriched Combustion）技术是以氧含量高于2l%的富氧气体作为助燃气体的一种高效强化燃烧技术。
其特点是助燃空气量和燃烧废气量都有所减少，燃烧反应速度加快，局部火焰温度提高，可有效提高炉窑的热效率。
1 富氧燃烧的特性1.1 点火温度可燃气体在空气和氧气两种助燃剂状态下的点火温度变化如表1所示，可以看出同一种可燃气体在氧气中的点火温度明显低于空气中的点火温度。
表1 可燃气体在空气和氧气中的点火温度℃?图1给出了可燃气体的点火温度随着氧浓度的升高而逐步降低的变化趋势。
图1 不同氧浓度下点火能量和火焰传播速度的变化曲线[1]表1和图1的数据显示，富氧状态下燃料更有利于燃烧。
在实际应用中可利用这一特性用低热值燃料代替高热值燃料，提高低热值燃料的利用价值，从而达到降低能源成本的目的。
1.2 理论燃烧温度用氧气代替空气助燃，因氮气含量明显减少，火焰温度显著升高。
采用富氧燃烧可以提高燃烧温度增强换热，让燃料燃烧得更充分，而且减少排烟中的氮气含量，减少排烟热损失，从而使火焰温度大大提高。
图2表明从空气助燃到纯氧助燃，理论燃烧温度从1852℃升高到2700℃，且助燃剂中氧含量从21%增加到约55%之间时，火焰温度升高较快，而后当氧气浓度进一步提高时，火焰温度上升速度趋于变缓。
图2 不同氧浓度下的理论燃烧温度[1]1.3 燃烧火焰图3给出了从常规空气助燃到纯氧燃烧四种燃烧模式时的火焰变化情况，随着助燃氧含量的逐步提高，火焰长度逐步缩短。
富氧燃烧技术简介
2019年第2期铝镁通讯•46••环境保护•富氧燃烧技术简介李啥饪(中铝郑州有色金属研究院有限公司，河南郑州450041)摘要：富氧燃烧是指用氧含量超过21%鈴富氧空气作为助燃气体，其最主要的优势是能从炉窑炉烟气中直接捕集CO：将其压缩液化并埋存，它是一种能够综合控制沪窑污染物排放的新型洁净节能技术。
关键词：富氧燃烧；工艺简单；降低污■染Brief introduction of oxygen—enriched combustion technologyLi Hanyu(Zhengzhou Non-ferrous Metals Research Institute Co.,Ltd.,CHALCO,Zhengzhou450041)Abstract：Oxygen combustion refers to the use of oxygen-rich air with an oxygen content of more than21%as a flammable gas.Its main advantage is that it can directly capture C02from the furnace flue gas to compress and liquefy it and bury it.It is a new clean and energy-saving technology that can control the emission of pollutants from furnace kiln.Key words:oxygen enriched combustion;simple process;reducing pollution1前言近年来，随着雾霾天气的频繁出现，人类的生存环境受到严重威胁，大气的污染治理越来越成为人们关注的焦点，特别是大气污染物中的氮氧化物(NOx)0降低炉窑生产造成的资源浪费和环境污染问题是我国政府近年来对工业化生产道路改革和探究的重点问题之一，在工业生产领域大力推广节能环保改造项目已经成为了破解工业生产和环境之间紧张关系的主要途径。
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人类还没有能力大规模利用新能源之前，化石燃料的燃烧仍然是目前人们**能量的最主要手段，大约占到全世界总能量消耗的80%以上。
而我国又是一个人均资源匮乏的国家，因此通过合理组织燃烧过程实现节能对于我们来说具有重大意义。
富氧燃烧使用比通常空气含氧浓度高的富氧空气进行燃烧，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。
富氧燃烧技术能够降低燃料的燃点，加快燃烧速度、促进燃烧完全、提高火焰温度、减少燃烧后的烟气量、提高热量利用率和降低过量空气系数，被发达国家称之为“资源创造性技术”。
一、富氧燃烧的特点与使用普通空气助燃的传统燃烧相比，富氧燃烧以下几方面的特点：1、提高火焰温度由于富氧燃烧减少的氮气等不参与燃烧的气体含量，因此他们吸收的热量比普通燃烧时要少，从而使火焰温度较普通燃烧时要高。
燃料在氧气中的火焰温度均比空气中的火焰温度明显提高。
2、提高火焰的辐射能力同样由于富氧空气中氮气浓度的降低，因此燃烧产物中CO2和H2O等3原子气体的浓度增加。
而只有3原子和多原子气体具有辐射能力，因此随着助燃空气中氧气浓度的增加，火焰辐射能力也逐渐增强，有利于强化对工件的传热，缩短加热时间。
3、加快燃料燃烧速度，促进燃烧完全燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差很大，如氢气在纯氧中的燃烧速度是在空气中的4.2倍，天然气则达到10.7倍左右。
故用富氧空气助燃后，不仅使火焰变短，提高燃烧强度，加快燃烧速度，获得较好的热传导，同时由于温度提高了，也有利于燃烧反应完全。
4、降低过量空气系数，减少烟气量用富氧代替空气助燃，可适当降低过量空气系数，减少排烟体积。
在普通空气助燃的情况下，占助燃空气近4/5体积的氮气并没参加燃烧反应，并且在燃烧过程中被同时加热，带走大量的热量。
使用含氧量为27%的富氧空气燃烧与氧浓度为21%的空气燃烧比较，过量空气系数a=1时，则烟气体积减少20%，排烟热损失也相应减少而节能。
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。
富氧燃烧及其热力学特性
Oxygen-Enhanced Combustion and Its Thermodynamic Properties
HU Zhou-hai1, FENG Liang1, YANG Lin1, ZHANG Dong-xia2 （1.College of Mechanical Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China;
富氧燃烧技术介绍ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
三、富氧燃烧技术节能机理
4、降低燃料燃点温度，燃尽时间降低
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
二、富氧燃烧技术概况
富氧燃烧技术主要由3 个基本步骤组成：空气分离、O2/ CO2 燃烧和烟气压缩与脱水。
95%以上
70%的CO2 其余为水
二、富氧燃烧技术概况
CO2利用方式
EOR
BCBM
Ocean Storage
Deep Saline Aquifer
Enhanced Oil Recovery.美国应
用最为广泛， 2003年世界有84 个工程应用项目。
Enhanced Coal Bed Methane.获 取不可开采的煤
层中的天然气。 CBM应用广泛， 而BCBM很少。
四、SOx的析出特性
研究发现：在O2/CO2气氛下，烟煤燃烧的SO2总生成量比在 同等O2 浓度的空气气氛下小。
从已有的实验中，发现在高O2/CO2烟气循环方式下SOx的排 放量比空气助燃要低，燃料中的硫转化为SO2的比率分别是64 ％（O2/CO2)、92％（AIR）
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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富氧燃烧节能领域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。
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。
磁法富氧技术是最新科技。
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hc和co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。
罗曼斯纵横节能科技有限公司整合研发研制而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。
磁能富氧燃烧节能系统一、氮气的逆磁性和氧气的顺磁性:空气主要由氮气和氧气组成。
氮气具有逆磁性，氧气具有顺磁性。
氮气的逆磁性是指氮气不能够被磁场所吸引从而感应到各种力的作用。
氧气的顺磁性就是指氧气有类似铁磁性物质一样的特性，能被磁场所吸引。
二、什么是磁能富氧:磁能富氧是指空气进入高磁磁场，空气中的氧原子和氮原子会被磁场的引力的作用下分别发生不同的偏转，从而会形成富氧空气和富氮空气两种不同的气体团，富氧空气被人们利用来进行富氧节能活动。
这种创新的富氧方式被称为磁能富氧或者磁法富氧。
磁法富氧技术是由罗曼斯纵横节能科技有限公司整合研发生产的崔金福工程师经过多年研究发明的，已经申请国家专利，是目前世界上最先进的低成本可实用的富氧节能技术。
它做到了国际领先，填补了国内空白。
三、磁法富氧的原理:磁法富氧的原理是根据空气中的主要成分氧气和氮气对于磁场分别有不同的顺磁性和逆磁性。
高磁磁场对于进入磁场的空气成分自然会发生引力作用，氮气和氧气会形成不同的气体组团，从而产生不同的富氮空气和富氧空气。
磁法富氧技术是一项创新的富氧方式。
四、磁法富氧的优点:磁能富氧技术处于世界先进水平，是一项可广泛应用的先进技术。
它从根本上解决了现阶段膜法富氧法、分子筛变压吸附富氧法在世界应用中的弊病：因使用厂家周边粉尘、污染等环境恶劣，而造成的富氧膜和分子筛的孔眼堵塞。
五、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，。
但目前为止还未见实际应用。
目前由罗曼斯纵横节能科技有限公司整合研发、研制的磁法富氧专利设备已经经过各种检验，各项数据优良，节能效果理想。
六、磁法富氧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，富氧空气供气规模大。
磁法富氧技术在未来3-5年会成为市场的主流技术，会在富氧空气制备方式中占有绝大部分的市场。
七、富氧燃烧技术:当前火电节能减排的技术路线之一就是富氧燃烧，谁能够详细说明一下其原理、效果，以及目前应用情况？用比通常空气（含氧21%）含氧浓度高的富氧空气进行燃烧，称为富氧燃烧。
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。
富氧燃烧的形式大致可分为：微富氧燃烧(Air Enrichment)、氧气喷枪(O2 Lan cing)、纯氧燃烧(Oxygen-fuel Combustion)及空-氧燃烧(Air-oxygen/Fuel Combus tion)四大类。
与用普通空气燃烧有以下优点：1.高火焰温度和黑度:辐射换热是锅炉换热主要的方式之一，按气体辐射特点，只有三原子和多原子气体具有辐射能力，原子气体几乎无辐射能力。
所以在常规空气助燃的情况下，无辐射能力的氮气所占比例很高，因此烟气的黑度很低，影响了烟气对锅炉辐射换热面的传热。
富氧助燃技术因氮气量减少，空气量及烟气量均显著减少，故火焰温度和黑度随着燃烧空气中氧气比例的增加而显著提高，进而提高火焰辐射强度和强化辐射传热。
一般富氧浓度在26％～3l％时最佳。
2.加快燃烧速度，促进燃烧安全:燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在纯氧中的燃烧速度是在空气中的4.2倍，天然气则达到10.7倍左右。
故用富氧空气助燃后，不仅使火焰变短，提高燃烧强度，加快燃烧速度，获得较好的热传导，同时由于温度提高了，将有利于燃烧反应完全。
3.降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间:燃料的燃点温度随燃烧条件变化而变化。
燃料的燃点温度不是一个常数，如CO 在空气中为609℃，在纯氧中仅388℃，所以用富氧助燃能提高火焰强度、增加释放热量等。
4.减少燃烧后的烟气量，减小锅炉体积:随着富氧空气中含氧量的增加，理论空气需要量减少，烟气量减少。
采用纯氧燃烧时烟气量减少近80%，故可以采用体积更小的锅炉和辅助设备，减少工程造价。
5.减少污染物排放:富氧燃烧烟气量减少，使燃烧废气中的污染物浓度增加，可使废气处理更有效率。
同时N2减少可减少热力型NOx生成量。
6.有利于CO2的捕获:目前CO2捕获主要有3种技术路径：燃烧前捕捉、富氧燃烧捕捉和燃烧后捕捉。
燃烧前捕捉主要通过IGCC来实现，其原理是通过化学反应将煤或石油残渣等富碳燃料转化为合成气，由于将现有煤粉锅炉改建为IGCC电厂几乎不可能，因此IGCC技术仅适用于新电厂的建设。
富氧燃烧捕捉：富氧燃烧技术的原理是用纯氧燃烧同体燃料，由二氧化碳循环流控制燃烧。
富氧燃烧产生的烟气主要由水和二氧化碳组成，采用水分离技术在后端能比较容易地捕集到二氧化碳。
富氧燃烧技术适用于新机组，也可应用于某些改造机组。
燃烧后捕捉：这种技术目前相对简便，能够适应大型燃煤和燃气机组，通过捕集装置将电厂烟气中的二氧化碳有选择地去除。
因此，富氧燃烧是很有前途的CO2分离方法。
但同时富氧燃烧还面临很多问题：1. 运行方面:由于富氧燃烧，炉膛温度很高，需要采取措施(如烟气再循环)降低炉膛温度。
需要进一步了解富氧燃烧点火，火焰稳定性，耐腐蚀，传热的问题。
2. 污染物控制方面:由于燃烧环境变化，将改变污染物的形成，因此需要更多相关研究。
污染物的变化将影响现有污染物控制装置。
在CO2捕捉与封存之前需要对其他污染物进行脱除。
3. CCS的成本问题:超临界和超超临界机组采用CCS，会使电厂效率降低11%-12%。
氧气的分离和净化需要消耗大量的能量。
在限制碳排放的国际大背景下，如何更高效、稳定和持续地利用有限的能源，是世界各国一直努力研究的课题。
总结富氧燃烧的优缺点:鉴于富氧燃烧降低污染、节约能源及二氧化碳捕集等效益，只要能进一步降低富氧燃烧的成本和相关技术的成熟性，在环境污染问题和温室效应日益严重的未来，富氧燃烧必然会有很好的发展前景。
近年来，富氧燃烧已成为各国积极研究发展之项目之一，根据中油公司研究，富氧燃烧技术未来研发重点如下：1、加热炉与燃烧器的设计开发:使用富氧燃烧所产生的温度极高，需要大量回流烟道器以降低温度避免损害炉体，但也因此增加了操作成本。
目前国外公司已着手研发高性能锅炉，希望耐热温度可达1500℃，无需回流烟道气，并提高发电效率。
2、氧气产生:目前氧气分离技术之成本仍高，不利应用。
3、高浓度CO2烟道气回流及压缩:4、工厂整体热整合操作及安全:截至2009年11月，全球CCS试行与设计包括捕集、封存、捕集及封存共192件，主要分布于北美洲、欧洲以及澳洲。
然而，国内目前尚处于技术研发及封存潜能评估阶段，富氧燃烧技术研究成果相当有限。
由于研究经费庞大，单一单位执行不易，未来还有赖政府主导以整合各单位技术及资源，以收事半功倍之效。
可以做富氧燃烧，主要看目前锅炉运行情况来配置富氧！至于节能效果还是看炉况，煤炉我们做富氧燃烧时节能最高达29.7%，燃气的最高达12%.投资回收期一般在0.5-3年。