水泥回转窑富氧助燃节能改造项目技术
安徽节源节能科技有限公司二〇一三年五月
一、安徽节源节能科技有限公司概述
1.1公司简介
安徽节源节能科技有限公司成立于2006年5月，注册资金人民币6000万元，专业从事合同能源管理节能项目的实施、节能技术推广、节能诊断、节能评估、能源审计、节能咨询、节能规划等，是安徽省节能协会理事单位，合肥市节能协会副会长单位，安徽省节能减排促进会常务副会长单位。
公司自成立以来一直致力于推广合同能源管理模式的节能改造项目，先后给六十多家用能单位做过节能改造项目，公司已成功实施合同能源管理的节能服务项目主要包括：电机节能改造、工业锅炉（炉窑）节能改造、矿热炉节能改造、路灯及照明工程节能改造、公共建筑节能改造、餐饮服务业清洁生产节能改造、工业余热余压利用、能量系统优化等节能服务等。
随着业务的不断发展，公司已积累了丰富的节能服务经验，建立了一支优秀的专业从事节能技术服务的队伍，目前公司专业从事节能服务的工程技术人员有89人，其中高级工程师18人，涉及专业包括电气自动化、热能、锅炉、暖通、机电一体化、测量、环境、工民建等，为公司的长足发展打下了坚实的基础。公司同时与国内外知名节能设备生产厂家、设计院、科研院（所）、金融公司建立了战略合作关系，能更好地为用能单位提供最优质的节能技术服务。
1.2资质状况
2009年1月获取可用于高压变频器的通用缓冲型高压开关柜、一种可拆卸的高压变频器通风过滤装置、一种具有散热结构的高压变频器功率单元的实用新型专利共3项；
2009年1月获取高压变频器隔离小车式高压开关柜、H桥级联高压变频器功率单元脉冲控制与状态监控装置的发明专利共2项；
2010年6月获取双馈风力发电机主动式CROWBAR的主电路实用新型专利1项；
2010年8月经国家发改委、国家财政部认定，成为安徽省首批13家节能服务企业之一；
2011年5月通过ISO9001质量管理体系和ISO14001环境管理体系认证；
2011年11国家工信部认定安徽省唯一从事合同能源管理的节能服务公司；第四事业部李大琛186********
2011年12月获批企业节能节源能耗分析、节能路灯网络监控管理、工业锅炉（炉窑）控制的软件著作权3项；
2011年12月获批电工测量仪器模型校准方法及系统的国家级发明专利1项。
1.3主要节能领域
目前公司涉及的领域主要包括电力、化工、水泥、钢铁、机械、建筑、照明、智能控制等。
作为以推广合同能源管理经营模式为主的节能服务企业，我公司将至始至终的秉承“合作共赢节源节能服务社会”的理念，加强与各用能单位的全方位合作，为全社会的节能减排工作做出积极贡献。
1.4项目服务步骤
（1）与用能单位接触：我公司与用能单位进行初步接触，就用能单位的产品、所使用的耗能设备类型、所采用的生产工艺等基本情况进行交流，以确定用能单位重点关心的能源问题。向用能单位介绍本公司的基本情况、业务运作模式及可给用能单位带来的利益等。向用能单位指出具有节能潜力的领域，解释合同能源管理节能服务的有关问题，确定本公司可以介入的项目。
（2）用能设备初步调研：通过用能单位的安排，我公司对用能单位拥有的耗能设备及其运行情况进行检测，将设备的额定参数、设备数量、运行状况及操作等记录在案。同时，一定要留意用能单位没有提出的、但可能具有重大节能潜力的环节。
（3）审核能源成本数据，估算节能量：采用用能单位保留的能耗历史记录及其它历史记录，计算潜在的节能量。
（4）提交节能项目建议书：基于上述工作，我公司起草并向用能单位提交一份节能项目建议书或技术方案，描述所建议的节能项目的概况和估算的节能量。我公司与用能单位一起审查项目建议书或技术方案，并回答用能单位提出的关于拟议中的节能项目的各种问题。
（5）用能单位承诺并签署节能项目意向书：到目前为止，用能单位无任何费用支出，也不承担任何义务。我公司将开展上述工作中发生的所有费用支出，计入公司的成本支出。此时，用能单位可以决定是否要继续该节能项目的工作。
我公司就拟议中的节能服务合同条款向用能单位解释，使用能单位完全清楚他们的权利和义务。通常，如果详尽的能耗调研证实了项目建议书中估算的节能量，则应要求用能单位签署一份节能项目意向书，以使他们明确认可这一项目。
（6）详尽的能耗调研：包括我公司对用能单位的耗能设备或生产工艺进行详细的审查，对拟议中的项目的预期节能量进行更加精确的分析计算。另外，我公司应与节能设备供应商联系，确认拟选用的节能设备或节能技术。
（7）合同准备：在与用能单位协商后，就拟议中的节能项目实施准备一份节能服务合同。合同内容包括：项目的节能量，我公司和用能单位双方的责任，节能量的计算以及如何测量节能量等。且我公司还准备一份包括项目工作进度表在内的项目实施计划。
（8）合同被接受或拒绝：如果用能单位对节能服务合同条款无异议，则签订正式的节能服务合同。如果用能单位无法与我公司就合同条款达成一致，或者由于其它原因而最终放弃该项目，而详尽的能耗调研工作证实了项目建议书中预期的节能量，那么我公司在详尽的能耗调研过程中的费用应由用能单位承担。
（9）项目的建设和安装：我公司按照计划进度表及合同条款的要求，实施项目。
（10）项目验收：我公司要确保所有的改造设备按预期目标运行，培训相关人员对新设备进行管理和操作，向用能单位提交记载所作设备变更的参考资料，并提供有关新设备的详细资料。用能单位对新设备的运行状况和节能效果组织验收，并出具验收意见。
（11）项目维护：我公司按照合同的条款，在项目合同期内，向用能单位提供所安装设备的维护服务。此外，我公司应与用能单位保持密切联系，以便对所安装设备可能出现的问题进行快速诊断和处理，同时继续优化和改进所安装设备的运行性能，以提高项目的节能量及其效益。
（12）我公司按合同中的约定方式收回项目资金。
目前，公司在实施的节能改造中需要的设备主要是从技术协作单位和相关设备厂家外购。
二、富氧助燃节能技术概述
2.1富氧助燃节能现状
膜法制氧、富氧助燃节能技术是燃烧领域的二次产业革命。它彻底改变了传统用普通空气助燃的老方法，因空气中只有20.9%氧气参与燃烧，其余79%氮气不参与燃烧，还带走大量热量，造成能源极大的浪费。富氧助燃技术是近代燃烧的新突破，它是使燃料在富氧中充分燃烧，提高火焰温度，加快燃烧速度，热辐射迅速增强的技术。该技术强化燃烧，降低空气过剩系数，降低燃烧后的排气量和粉尘量，降低二氧化碳，提高燃烧效率，使燃料在富氧燃烧中极大的转化成热能，工业炉窑或工业锅炉采用该技术后，一般节能率在5～20%，设备投资当年可回收，经济效益或社会效益是巨大的。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得到应用。特别是日本政府，自1990年起，所有的工业炉窑、工业锅炉不能用空气助燃，必须采用富氧助燃。普及率已达42%。千条江河归大海，富氧助燃节能技术是工业炉窑和工业锅炉节能改造的必由之路。
第四事业部李大琛186********
2.2各种制氧方法的对比
目前常用的空气分离制氧方法有三种：深冷法、PSA吸附分离法、膜分离法。
各种制氧方法投资的对比和各种制氧方法的比较详见（表一）、（表二）。
（表一）各种制氧方法投资的对比
项目
深冷法吸附分离法（分
子筛）
膜分离法高纯低纯
产量/m3·h-1 50～100000 1000～100000 50～4000 25~15000 纯度/% 99.6 95.0 93.0 40.0 压力/MPa 0.02～0.50 0.02～0.50 0.01 0.01 电耗/KW·h·m-30.80～0.45 0.60～0.40 ＜0.40 ＜0.30 启动时间/h 30 28 0.2 0.1 产品成本中略低低最低
设备投资高略低略低低
综合利用有其它产品无无无
操作性复杂较复杂简单简单
设备占地大大中小
（表二）各种制氧方法的比较
当氧浓度达到30%左右，规模小于15000Nm3/h时，膜法制氧投资、维护及操作费用仅为深冷法制氧和PSA法（分子筛）制氧的2/3到3/4，而且规模越小，膜法制氧越经济。在燃烧领域采用富氧助燃技术，膜法制氧是最经济的。
2.3富氧助燃的燃烧机理
富氧助燃节能装置是一种在工业炉窑和工业锅炉上采用增氧燃烧的技术。所增加的氧气是以利用空气中各组分气体透过气体分离膜时的渗透速率不同，在压力差的驱动下使空气中的氧气优先通过气体分离膜而得到的富氧气体，富氧气体的浓度为28～30%。常规燃烧中空气仅有20.9%的氧气参与燃烧过程，而约为78%的氮气吸收大量燃烧反应放出的热量，并作为烟气排放，造成能源浪费。加装膜法制氧、富氧助燃节能装置后，整体助燃空气量减少（相应的氮气量减少），烟气排放量减少，火焰温度随着燃烧空气中的氧气比例增加而提高。采用26%的富氧气体进行增氧助燃是富氧燃烧技术中最为经济的一种方式。
气体透过高分子膜示意图
膜法制氧富氧助燃节能装置主要由空气过滤器、高压通风机、膜法制氧器、真空泵、汽水分离器、富氧稳定罐、预热器、富氧喷嘴、微电脑控制柜等组成。该装置从空气中分离出氧浓度为28～30%。富氧流量范围25m3/h ～50000m3/h。（详见系统流程图）
系统流程图
2.4适用范围
各种锅炉：特别适宜链条炉排锅炉、抛煤机锅炉、煤粉锅炉、燃油燃气锅炉等。
工业炉窑：回转炉窑、玻璃窑、加热炉、焚烧炉、冶炼炉、陶瓷窑等。
2.5局部富氧增氧节能技术
富氧助燃节能技术有全富氧与局部富氧之分，国外基本采用全富氧助燃技术，节煤率一般在25～35%；我国在燃烧领域基本上采用局部增氧助燃节能技术，简称富氧助燃节能技术，节煤率一般在5～15%。本方案不改变炉窑结构，窑头燃烧器采用全富氧助燃技术、分解炉窑采用局部增氧或局部全富氧助燃技术，节能率可达8~12%。
三、膜法制氧、富氧助燃节能装置主要技术性能参数
制氧形式：膜法制氧；
工艺流程：负压流程；
氧气纯度：29±2％；
氧气流量：12000±200Nm3/hr.
负压系统压力：-0.060～-0.070Mpa;
设备装机总功率：1789.5kW；
设备实际运行功率：1100kW；
真空泵循环水量：≈80t/h；
起动时间：10min；
工作制式：24小时连续运行，可随时开停机，全年运行330天以上；
控制水平：自动控制、智能报警、远传接口；
占地面积：29m ×11m ×7m 。
四、膜法制氧、富氧助燃节能装置主要配置设备、装置及功能
4.1 原料空气进风系统
原料空气进风系统由组合式自洁空气过滤器、连接风筒、高压鼓风同步后流风机、通风管道等部件组成，作用在环境气体粉尘较多时将原料空气经过三级过滤净化后，向膜组件连续输送纯净新鲜的原料空气。
采用PLC自动控制，过滤器的滤芯使用寿命为1～2年，空气过滤器共为2台套。
SZHGG型高压鼓风同步后流风机，共为1台。
原料空气进风系统作用是将原料空气经过自洁式空气过滤器过滤净化后，经高压鼓风同步后流风机、通风管道向膜组件连续输送新鲜的原料空气。
原料空气进风系统中设有压力传感器，当系统压力过低时，说明过滤器过滤棉堵塞严重，控制系统会报警提示，需要进行过滤棉更换。
4.2膜组件
膜法制氧、富氧助燃节能装置的核心是膜组件，本系统配置的是大型集成化膜组件。膜组件配置有标准的富氧气体接口，可方便的模块化连接安装，整体连接后仅需将富氧气体接口可靠的连接到真空泵入口即可抽取富氧气体。为了保证膜法制氧、富氧助燃节能装置的使用寿命和不产生膜组件性能衰减现象，富氧气体分离膜片采用进口产品，膜组件的使用寿命为10年。
4.3 真空泵
真空泵为分离系统提供足够的分离动力，建立膜组件两侧——原料空气与渗透气（氧气）之间的分离压力比，因膜两侧有一定的分离动力（压力比），渗透
能力快的氧气首先透过膜在渗透侧富集而得到富氧空气，并经真空泵不断抽走而连续不断的得到产品气——富氧气体。
真空泵选型为2BEY1型水环式真空泵，该种真空泵具有抽气量大，真空度高的优点，真空泵共为2台。
4.4 真空泵供水系统
真空泵供水系统由ISG型立式管道泵、手动阀、电磁阀、沉降式过滤器、管路等附件组成，作用是向水环式真空泵提供适量的冷却循环水，并将冷却循环水排出，系统中设有电动控制阀门，真空泵供水系统共为2台套。
4.5真空泵供水制冷系统
为保证水环真空泵循环水的工作温度和水系统的洁净，本系统配备一套闭路冷却塔，形成干净的密闭循环。
4.6负压吸附管路系统
负压吸附管路系统由膜组件接口管、负压吸附总管组成，作用是将膜组件富氧气体接口集束后连接于真空泵吸气口，以便连续不断制取富氧气体。负压吸附管路系统中设有负压压力传感器，以便显示负压吸附系统的真空度，通过观察负压吸附系统的真空度数值的高低确定设备运行是否正常，负压吸附管路系统共为2台套。
4.7 汽水分离器
汽水分离器一密闭的容器，内部设有汽水分离装置。作用是将水环式真空泵抽取的富氧气体中的水分分离出来。汽水分离器中设有水位控制器和液位计，当罐内的分离水量达到一定的高度时由水位控制器控制电磁阀启动将罐内存水自动排出，维持水位在一定的高度上，并通过液位计直接观察到液位情况，汽水分离器共为2台套。
4.8 脱湿器
脱湿器一密闭的容器，内部设有脱湿装置。作用是将水环式真空泵抽取的富氧气体中的水分经汽水分离器分离后进行二次脱湿。脱湿器中设有水位控制器，当罐内的分离水量达到一定的高度时由水位控制器控制电磁阀启动将罐内存水自动排出，维持水位在一定的高度上，脱湿器器共为2台套。
4.9 电气控制系统及监测仪表
控制系统具有自动操作和手动操作两种操作运行方式，具有连锁保护功能，并能直观的在线显示送风压力、负压系统真空度、富氧浓度、富氧瞬时流量、富氧累计流量、一级富氧输送压力、二级富氧输送压力、设备运行工况及运行数据。控制柜上设有12〞触摸屏，便于自动操作，另设有1套手动操作按钮，便于设备调试或检修时使用，电控系统安装于设备主机附近。另外有一路远传自动操作系统，采用计算机显示，安装于炉窑主控室内。电气控制系统由2台真空泵高压启动柜、2台变频器柜、1台控制柜、1台远传操作微机组成。
4.10 主机外部钢结构外壳
膜法制氧、富氧助燃节能装置的主机设备（膜组件、真空泵、真空泵供水系统、负压吸附管路系统、汽水分离器、脱湿器）安装于钢结构外壳内，其他的设备（高压鼓风同步后流风机、组合式自洁空气过滤器、一级富氧气体输送管路、富氧气体缓冲储罐、增压风机、二级富氧气体输送管路）安装于主机附近。安装主机设备的外壳采用钢结构型式，壳体内墙板上设有轴流式风机，用以将壳体内高氮废气排到室外。
4.11一级富氧气体输送管路
一级富氧气体输送管路由汽水分离器、脱湿器输送至富氧气体缓冲储罐。管路中设有氧浓度变送器、压力变送器、涡街式空气流量计，用以测定富氧气体的氧气浓度、一级富氧气体输送管路中的富氧气体压力、富氧气体流量，一级富氧气体输送管路数量为1套。
4.12 富氧气体缓冲储罐
富氧气体缓冲储罐的作用是进一步脱除富氧气体中的水分，平衡整个系统压力，减轻后级系统的气流脉动。富氧气体缓冲储罐中还设有放空管路?，管路中设有电动蝶阀，用以在真空泵制取富氧气体后在没有向炉窑输送富氧气体时，将富氧气体放空。富氧气体缓冲储罐数量为1台套。
4.13 增压设备
增压风机采用罗茨鼓风机，作用是将制取的富氧气体增压至炉窑燃烧所需风压向炉窑内输送，增压风机数量为2台，可把原有的燃烧器罗茨风机替代，原有窑尾罗茨可降使用40%（需带变频）性能参数分别为回转窑增压风机：型号：RM-350 风量141.5Nm3/ /min 风压39.2KPa 功率132kW；分解炉增压风机：型
号：3RE-200风量65.9Nm3//min，风压68.8KPa 功率110kW。
4.14二级富氧气体输送管路
二级富氧气体输送管路是从增压风机经富氧气体空气预热器连接至煤粉燃烧器，管路中设有压力变送器，用以测定二级富氧气体输送管路中的富氧气体压力。二级富氧气体输送管路数量为1套。
4.15 富氧气体空气预热器
富氧气体空气预热器采用材质为304不锈钢管制成，采取排列管型安装于炉窑窑头前小门窑烟气室内，利用窑头烟气温度将增压后的富氧气体温度预热至60~120℃，然后输送至指定位置强化燃料的燃烧，作用是提高燃料的节约效率，富氧气体空气预热器数量为1套。
4.16 200m3/h复合流闭式冷却塔
用于水循环真空泵、罗茨风机循环水冷却。
五、系统安装要求
1．安装现场应清洁、平整，吊车或叉车容易到达进行安装。
2. 安装现场环境温度为0～40℃，相对湿度35～90%。
3. 安装现场周围空气应干净、无油雾、无腐蚀性气体，通风良好。
4. 有必要的电缆沟、排水沟。
5. 380V/50Hz电源到制氧系统界区内1m处。
6. 10000V高压电源到制氧系统界区内1m处。
7. 循环水源到制氧系统界区内1m处，且需保证水温不超过30度。
8. 有可靠的防漏电接地网，有必要的车间照明和必要的卫生装备。
六、系统运行主要技术经济指标
序号项目相关要求
1 设计环境温度与海拔室内运行，最高温度≤40℃，最低温度≥-10℃；海拔≤500m
2 其它大气要求/空气质量参照JB/T 6427-2001，符合QB/M 1580-2001的要求，机械杂质≤30mg/m3，CnHm≤30ppm，含油量≤0.01ppm，酸性物质总和≤8ppm
3 电源要求参照JB/T 6427-2001，符合QB/M 1580-2001的要求：10000伏高压电源，50Hz±1％
4 仪表空气符合GB/T4830的要求
5 运行工作制本设备按年工作时间≥360天设计，可每天24小时连续工作，可
随时开停机
6 装机功率装机功率1789.5kW
7 冷却水消耗与要求T/hr 冷却水应符合行业标准 JB/T 6427-2001的要求
8 起动时间min ≤10
9 噪音dB(A) 按照GB/T 4980检测，并符合GB 12348的要求
10 系统功能水环真空泵配防气蚀装置系统配置汽水分离器
氧气纯度在线监测
七、技术参数
7.1水泥回转窑主要技术性能参数
炉窑直径：Φ4.8m；
炉窑长度：72m；
炉窑设计单位：南京凯胜国际工程有限公司
炉窑产地：上海新建重型机械有限公司
燃烧器规格型号：HP15
炉窑平均转数： 4.0~4.2r/min
炉窑实际转数： 4.0~4.2r/min
低位发热值：4735kcl/kg；
设计日产料能力：4500t/d；(实际值约5900t/d)
日耗煤量：920t/d；
窑头火焰温度：1100±30℃
窑尾火焰温度：1200±30℃
窑头负压：-50~-150Pa；
窑尾实际负压：-4000~-5000Pa；
年耗煤量：27.6万吨
年最低产料能力：150万吨
吨料耗煤量：155kg/t;
吨料耗标煤：105.3kg/t;
年运行天数：300~330天（按最低运行300天计算）
原煤价格：620元/吨
电价：0.61元/kWh；
高压电源：1万伏
采用何种固体流量计量
1. 生料：固体流量计
2. 煤粉：菲斯特转子秤
3. 熟料：地磅和皮带秤
燃烧器罗茨风机：型号：RM-350风量141.5Nm3/ /min 风压39.2Kpa 功率132kW；有变频
分解炉煤风罗茨风机：型号：3RE-200 风量65.9Nm3//min，风压68.8KPa功率110kW；有变频
7.2水泥回转窑运行使用现状及改造目的
1. Φ4.8×72m水泥回转窑运行使用现状
水泥回转炉窑日产水泥4500t/d，年运行天数300天计算，年平均耗煤量27.6万吨。
2.Φ4.8×72m水泥回转窑应用富氧助燃节能装置节能改造目的
○1.改善炉膛内的燃烧工况，提高火焰温度，节约燃煤，降低能耗；提高燃烧效率；
○2.可以燃用低质煤、降低运行成本；
○3.提高产品产量和产品品质；
○4降低烟气和二氧化碳的排放量。
八、节能改造实施方案
1.本实施方案采用局部全富氧助燃节能技术，氧浓度为29±2%，富氧流量为12000m3/h，富氧管路一路安装在窑头，富氧流量为8000~9000 m3/h，另一路安装在分解炉窑，富氧流量为4000~5000 m3/h。窑头富氧风预热温度为150℃，预热器安装在窑头或篦冷机室内，加装富氧助燃节能装置不改变炉窑结构，只是在安装富氧预热器需停炉3~4天或在炉窑停窑检修时间加装。
2.进空气过滤器前的空气在冬天运行需加预热装置，主要依据回转窑表面热量假装预热器。
九、实施可行性、安全性和可靠性分析
1．实施可行性分析
经过国内科研中心多年的不断创新、完善和数十家工业炉窑和工业锅炉用户的实际应用证明，其技术已经成熟、可行，而且现场实施改造和运行是比较简单的，仅需在回转窑附近增设一套膜法富氧助燃系统即可，对炉窑无任何副作用。
2．实施安全性分析
关于富氧使用的安全性，包括两部分：一是现场安装过程中的安全性，另一是使用过程中的安全性。事实上，只要富氧浓度低于30%，现场安装过程和使用过程均不会出现任何不安全隐。
我们根据回转窑的使用要求在富氧助燃节能设备安装前制定了现场安装原则，并要求现场施工人员严格按现场安装原则执行，关键部位强调如下：○1水、电连接严格按有关要求并要有专业人员指导；
○2对于富氧喷嘴和富氧预热器的安装比较简单，仅需在煤粉燃烧器进风管路上安装三通管路连接富氧气体管路、压力传感器调节阀即可，不会出现任何不安全的因素。
3．实施可靠性分析
富氧助燃由最初的理论研究到最终的实际应用，遇到很多困难，经过不断努力，现已完全成熟，并成功推向市场。目前我们主要进行了如下方面的完善：○1增加了控制和报警系统
本系统对每一个环节均增加了控制和报警系统，确保系统运行万无一失。而且操作可以手动，也可以全自动。
○2系统运行管理更加规范
我们根据回转窑的使用要求制定了《膜法富氧燃烧系统简介及用于回转窑的技术操作规程、设备维护保养及安全制度》。由于整个系统操作比较简单，仅通风机、真空泵、罗茨风机和管道泵需日常维护，其它均免维护，而且整个系统均处于监控之中，出现问题会立刻报警。所以只要司炉工严格按使用说明书操作，整个系统会连续正常运行。
十、经济效益分析
10.1节煤指标的计算与认定
(1)基准单位煤耗
此为设备改造前上一年度吨熟料煤耗标准（单位：kgce/t）。或双方改造前共同认定的常规生产状态下的吨熟料煤耗（单位：kgce/t）。
（2）改造后实际单位煤耗
为设备改造后富氧工况下的吨熟料耗煤数据（折标煤kgce/t）。投资方认定使用方水泥窑上的煤粉计量系统作为结算依据，并以使用方当期报表上的煤耗数据作为结算依据。
公式：
实际单位煤耗= 实际煤耗
当期产量
×100%
公式中：实际煤耗及当期产量均为使用方方报表中数据。
（3）节煤率
为使用方设备改造前后，吨熟料单耗中基准单位煤耗与实际单位煤耗之间的变化率。
公式：
节煤率= 基准单位煤耗－实际单位煤耗
基准单位煤耗
×100%
（4）浄节能率
为使用方设备改造后，节煤收益减去富氧设备电耗成本后的净收益，与当期非富氧工况下预计的耗煤成本之间的变化率。
公式：
净节煤率= 当期节煤效益－当期实际电耗成本
当期预计耗煤成本
×100%
（5）节煤收益
此项中单位煤耗标准折算为使用方当期实际使用原煤规格计算费用。根据当期原煤规格，适用分段计算原则，按合同约定的能源单位计算。
公式：
节煤效益=（基准单位煤耗-实际单位煤耗）×当期产量×煤价（6）节能收益
为本项目所达成的浄收益。
公式：
节能收益=节煤效益-电耗成本
10.2膜法制氧-富氧助燃节能装置节煤指标的试验程序及方法
（1）整机无负荷测试
在各部件测试完成后，进行整机无负荷测试，达到正确运行状态。
（2）效果试验
整机无负荷测试完成后，进行无富氧和有富氧火焰温度测试，时间为1-2
小时，分别记录火焰温度，运行30分钟后每5分钟测试一次，看火焰温度是否提高150-200℃。达到上述指标后再进行节能效果试验。
（3）节煤效果试验
节煤效果试验时间为72小时应连续运行做有富氧运行，主要调整富氧设备在最佳工况上运行。在此阶段要调整供氧量并记录相关数据，使之达到最佳运行状态。同时让用户熟悉富氧设备的正确操作方法。并进行满负荷有富氧操作运行。看有富氧运行的节煤效果。
（4）节煤率运行试验
在效果试验完成后，我方负责培训操作人员，水泥企业修改制定富氧煅烧工艺进行节煤率运行试验。此次试验由水泥企业为主进行操作，时间为10-15天，节煤方式是提高窑炉转数增加产量或减煤的方式由用户决定，运行试验的目的主要看节煤率是否能达到8%。此操作过程由水泥企业负责，供方配合。
10.3经济效益分析
本次进行技术改造的Φ4.8×72m水泥回转窑，配备的膜法制氧富氧助燃节能装置规格为MZYR-12000型，工程改造完工后节煤率可达8-12%，按节煤率8%计，每年按耗27.6万吨煤计算，可节原煤22080吨，折合每年可节标准煤15771吨。
整个系统改造后，应用富氧燃烧助燃技术后在节约电量的同时也增加了设备的电耗，具体计算如下：
1. 炉窑按年运行天数300天计算，年耗煤量27.6万吨，应用MZYR-12000 型膜法制氧富氧助燃节能装置后节煤率达8%-12%，按节煤率8%计算，年可节约原煤22080吨，折合每年可节约标准煤15771吨（原煤与标准煤换算：5000÷7000×22080=15771）。原煤价格为620元/吨，折合标准煤价格为620×1.4=868
元/吨，则年可节约费用为：15771吨×868元/吨=13689228元。
2. 加装MZYR-12000型膜法制氧、富氧助燃节能装置后，富氧设备总功率为1789.5kW，实际运行功率约1342kW（由于加装变频装置电的利用率按75%计），加装富氧可以替代原炉窑的燃烧器罗茨风机（节省电耗132kW），替代原有分解炉煤风罗茨风机（节省电耗110kW）,实际耗电1100kW，年实际耗电7920000kWh，折合标准煤为265
3.2吨。电价为0.61元/kWh，则年需电费为：7920000kWh×0.61元/kWh=4831200元
3. 设备日常维修费用：
MZYR-12000型富氧助燃节能装置的膜组件、汽水分离器、脱湿器、富氧气体缓冲储罐等在整个设备所使用年限中不需要进行维修。
水环式真空泵日常维修只需定期更换填料密封的填料和充填润滑脂，离心式通风机、罗茨鼓风机日常维修费为机油的定期更换，该费用较低可以省略不计。
组合式自洁空气过滤器每年需要更换滤筒。
综上所述：Φ4.8×72m水泥回转窑应用富氧助燃燃用烟煤节能改造工程后，年可节约标准煤为 13117.8吨。
序号项目
年节约标准煤量
（吨）年节约费用（元）
1 安装富氧燃烧节能装置后15771 13689228
2 增加富氧设备后-2653.2 -4831200
合计13117.8 8858028
十一、合作模式建议——合同能源管理
本项目拟采用合同能源管理模式之节能效益分享型。
合同能源管理是一种新型的市场化节能机制。其实质就是以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能业务方式。
合同能源管理模式给企业带来的效益主要体现在以下几个方面：
1.能耗企业不用资金投入，即可完成节能技术改造；
2.节能工程施工完毕，就可分享项目的部分节能效益；
3.在合同期内，能耗企业的客户支付全部来自项目效益，现金流始终为正值；
4.合同结束后，节能设备和全部节能效益归能耗企业；
5.节能服务公司为能耗企业承担技术风险和经济风险；
6.根据《关于促进节能服务产业发展增值税、营业税和企业所得税政策问题的通知》（财税〔2010〕110号）规定，用能企业在税收方面享受一定的优惠政策。
节能服务公司为能耗企业提供能源审计诊断评估、改善方案规划、改善工程设计、工程施工、监理，到资金筹集的财务计划及投资回收保证的等全面性服务；采用适当的方法或程序验证评价节能效益，为能源用户提供节能绩效保证，再以项目自偿方式由节约的能源费用偿还节能改善工程所需的投资费用。
本项目采用分享型合同能源管理模式，即所有的节能改造投入由安徽节源节能科技有限公司承担，业主方公司不需要任何投入、不承担节能改造风险，包括设备采购、安装调试，改造完成后，双方共同验收确认节能量，最后节能收益由双方按约定比例共享。安徽节源节能科技有限公司以此来收回投资，合同支付期完成后，所有改造投入设备所有权归于业主方公司。
全氧燃烧技术 我们日常生活中，随处可见药用玻璃瓶的身影。无论是饮料、药品，还是化妆品等等，药用玻璃瓶都是它们的好伙伴。这些玻璃包装的容器，因其透明的美感，化学稳定性好，对内容物无污染，可以高温加热，旧瓶可回收再生利用等优点，一直被认为是最好的包装材料。尽管如此，为了与金属罐、塑料瓶等包装材料竞争，药用玻璃瓶也在不断地提高其生产技术， 使产品质量更好、外观更美、成本更低。 在蓄热式玻璃窑的建造技术之后，玻璃熔化技术迎来了第二次革命，这就是全氧燃烧技术。在过去十年里，世界各国在玻璃熔窑上进行该技术改造的实践表明，全氧燃烧技术具有低投资、低能耗、低污染物排放等显著的优越性。在美国、欧洲，轻量化的瓶罐已是玻璃瓶罐的主导产品，小口压吹技术（ＮＮＰＢ）、瓶罐的冷热端喷涂技术等，都是轻量化生产的先进技术。德国公司已能生产出１公升的浓缩果汁瓶，仅重２９５克，瓶壁表面涂覆了有机树脂，可提高瓶子压力强度２０％。在现代工厂里，生产玻璃瓶可不是容易的事，有很多的科学难题需要解决。 全氧燃烧技术在玻璃熔炉的应用 一、概论： 改革开放以来, 国民经济迅速发展举世瞩目。玻璃工业(平板玻璃、电子玻璃、玻璃纤维、日用玻璃、光学玻璃等)相应得到迅速发展，仅以浮法玻璃为例，截止2004年底，已建成投产126条浮法线（总产量已达到3亿重量箱，日熔量52930T），还有51条线在建、拟建。熔化玻璃采用煤、煤焦油、重油、烊黄 ⒒虻?少量)作燃料。目前我国熔化一公斤玻璃液（平板玻璃）平均指标在1500-1800大卡。按此单位能耗测算，玻璃工业无疑是重要能耗大户之一。当今世界石油价格上涨，我国进口石油逐年增加（中国生产力发展研究报告研究表明；中国石油进口率测算到2010、2015和2020年进口率下限将分别达到55.4%、57.4%、59.7%。大大超过30%理论上控制指标，按国际能源组织今年预测2030年中国石油对外依存度将达到74%的进口率）。玻璃熔窑大部分采用重油做燃料，因此，对于玻璃工业的总量控制，尤其是高能耗玻璃熔窑的能耗限制，从节能、成本考虑采用新燃烧技术已是当务之急。2005年2月16日“京都协议书”生效、2005年7月27日美国、澳大利亚、中国、印度、韩国在万象签订了亚太地区清洁能源开发及气候变化研究伙伴关系的协议“万象协议”，都在呼吁保护全球环境。目前中国的温室气体排放量已高居世界第二，并预计将会超过美国升至第一（美国纽约时报10月30日文章：中国下一个剧增的可能是污染空气）。根据粗略统计，中国有1/3的地区受到酸雨侵蚀。中国政府现在必须认识到，在环境方面，它既有国内责任，也有国际责任。党和国家提出的“十一五”规划纲要，已将节能、环保列为“十一五”规划着重解决的课题。严格控制大气污染、降低温室气体排放的新法规、新技术已是既定方针。随着玻璃工业的发展，人们对产品质量要求的不断提高，燃料成本的不断增加，使得科技工作者对玻璃生产的核心
富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用 一、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，在昆明地区空气中氧的含量约为20.8％,在燃烧过程中只占有空气总量的1／5左右的氧参与燃烧，而占空气总量约4／5的氮和其他惰性气体非但不助燃，反而将随烟气带走大量的热能。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燃烧提供了足够的氧气，使可燃物充分燃烧，减少了固体不完全燃烧的排放，减少了氮和其他惰性气体随烟气带走的热能。将具有明显的节能和环保效应。 目前富氧可以通过深冷分离法、变压吸附法及膜分离法获得。膜法富氧技术是近年发展的非常适合各种锅炉、窖炉做助燃用途的高新技术，它具有流程简单、体积小、自身能耗低、使用寿命长、投资较少等特点，被工业发达国家称之为“资源的创造性技术”。 二、膜法富氧原理 膜法富氧是利用空气中各组分透过富氧膜时的渗透速率不同，在压力差驱使下，使空气中的氧气优先通过而得到富氧空气。膜法富氧助燃系统包括空气过滤器、鼓风机、富氧膜组件、水环真空泵、真空表、调节阀、气水分离器、除湿增压电控系统、富氧预热器和喷嘴。 三、富氧燃烧分析 助燃空气中氧浓度越高，燃料燃烧越完全，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，因此国内外研究均表明，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%，火焰温度可升高200－300℃。火焰温度的升高，促进整个炉膛温度的上升，炉堂受热物质更容易获得热量，热效率大幅提高。 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度最大为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、燃烧速度加快，从而获得较好的热传导，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CO在空气中为609℃，在纯氧中仅388℃，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。一般氧浓度每增加1%，烟气量约下降2～4.5%，从而能提
富氧燃烧技术在生物质锅炉的应用的探讨摘要： 根据生物质锅炉燃烧特点、燃料特性，结合富氧燃烧技术特点，阐述了对生物质锅炉利用富氧燃烧技术解决飞灰含碳量高、炉膛负压不稳定、燃烧过程空气需求量大、排烟量大等瓶颈问题，提出见解和分析。 前言： 在世界能源消费中，生物质能源约占16％左右，而在欠发达地区则占63％以上。全球大概有25亿人生活所用的能源90％以上都是生物质能源。中国是人口最多的国家，同时又处在一个经济的快速发展的时期，能源的需求和消费尤为巨大。日益短缺的化石燃料资源，以及燃烧化石燃料造成大气污染，已成为人们关注和忧虑的焦点。 21世纪，中国将会面对环境保护和经济增长的双重压力。因此，转变能源生产和消费结构的模式，开发和利用生物质能和其他可再生能源和清洁能源，建立新的可持续发展的能源利用体系，为保障和促进可持续发展和环境保护有着深远的意义。
生物质能是人类在远古时代就开始利用的能源，中东战争所造成的世界能源危机使人们开始关注和重视开发和利用可再生能源。人们清醒的认识到石油和煤等化石燃料不可再生和所造成的环境等一系列问题使人类的可持续发展遇到了前所未有的重大问题。使用化石燃料会产生“酸雨”，“臭氧耗破坏”，“温室效应”和其他环境问题，人类的生存和发展正面临着巨大的挑战。而为了解决因为使用化石能源所造成的一系列问题，人类正积极探索和研究可再生清洁能源以替代化石燃料。2014年4月18日李克强主持召开新一届国家能源委员会首次会议，明确了国家能源发展战略： “节约、清洁、安全”三大能源战略方针。 “节能优先、绿色低碳、立足国内、创新驱动”四大能源战略。加快构建低碳、高效、可持续的现代能源体系。 二、生物质锅炉运行分析； 据统计，现在生物质能消费占世界总能耗的16％左右，位于煤，石油，天然气之后，位居第四。其中，发展中国家占总生物质能的生物能源的使用量的75％，发达国家占25％左右，部分国家生物能源的使用量甚至占能源使用总量的60%。
中国干燥技术现状及发展趋势 摘要: 对中国干燥技术、干燥理论研究及技术创新的发展现状作了评述; 对干燥技术在各行业的应用现状作了全面介绍; 对干燥技术的可持续发展道路与发展趋势作了分析与探讨。 关键词: 干燥技术; 理论研究; 技术创新; 应用现状; 发展道路 1 干燥技术现状 第一届全国干燥会议于1975 年6 月23 日至30 日在南京召开, 至今已30 年了。 30 多年来, 我国干燥技术研究队伍不断壮大。目前我国从事干燥技术研究的大专院校、科研院所大约有50 多家, 领域涉及化工、医药、染料、轻工、 林业、食品、粮食、造纸、硅酸盐、水产等行业。全国共有设备制造厂600 多家, 企业自身也已拥有一支强有力的干燥科研开发队伍。通过广泛开展干燥技术基础研究、工艺研究及工业化应用研究, 使得我国干燥技术正在走近国际先进水平, 而在某些技术领域已经达到国际先进水平。30 多年来, 我国干燥技术学术交流活跃。中国化工学会化学工程委员会干燥技术专业组主办的全国干燥技术会议已举办10 届, 共发表论文665篇。这是我国规模最大、涉及行业最广的干燥技术交流盛会。除此之外, 中国农业机械学会加工机械分会干燥技术专业委员会举办过农产品干燥技术研讨会9 届; 中国林学会木材工业分会木材干燥学组举办过全国木材干燥学术讨论会10 届, 共发表论文537 篇; 中国制冷学会举办过全国真空冷冻学术讨论会10 届, 冻干技术交流活跃; 全国微波能应用学术会议由中国电子学会微波分会、中国电子学会真空电子学分会主办, 也已达10 届, 微波干燥是会议内容之一。 30 年来, 中国的许多干燥技术已得到了工业化应用, 主要有喷雾干燥、流态化干燥( 普通流化床,振动流化床, 内加热流化床, 流化床喷雾造粒干燥) 、蒸汽回转干燥、气流干燥、回转圆筒干燥、旋转快速干燥、圆盘干燥、带式干燥、双锥回转真空干燥、桨叶式干燥、冷冻干燥、微波及远红外干燥、粮食干燥等。常规干燥设备基本可以满足生产需要,有部分机型已达到国际当代水平并出口到国外。干燥单元的重要性不仅在于它对产品生产过程的效率和总能耗有较大的影响, 还在于它往往是生产过程的最后工序, 操作的好坏直接影响产品质量, 从而影响市场竞争力和经济效益。我国有许多产品, 就纯度而言已经达到甚至超过国外产品, 只是因为干燥技术不如国外, 堆积密度、粒度、色泽等物性指标上不去, 在国际市场竞争中处于劣势, 有的售价仅为国外同类产品的三分之一。目前我国某些大型石化干燥装备还依赖进口。椐估计, 我国生产的干燥设备种类仅为国外的30%～40% 。由此可见, 我国干
富氧燃烧技术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 __，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Vo，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
摘要及摘要附图 本实用新型公开一种全氧燃烧控制系统烧枪，包括本体，其特征在于，在本体的左侧设有扁平状的天燃气出口、氧气出口和辅氧出口，其中所述天燃气出口、氧气出口位于上部，所述辅氧出口位于下部，所述氧气出口套接于所述天燃气出口的外部。本烧枪的设计，不仅实现了天然气的充分燃烧，还能杜绝氮化物排放。随着全氧燃烧控制系统的普及应用，本烧枪将进一步加以推广到玻璃窑炉、冶金、锻造等行业。
权利要求书 1．一种全氧燃燃烧控制系统烧枪，包括本体，其特征在于，在本体的左侧设有扁平状的天然气出口、氧气出口和辅氧出口，其中所述天然气出口、氧气出口位于上部，所述辅氧出口位于下部，所述氧气出口套接于所述天燃气出口的外部。 2．一种全氧燃烧控制系统烧枪，其氧气入口特征在于，氧气入口在烧枪右侧一分为二，同时接入烧枪的氧气出口。 3.一种全氧燃烧控制系统烧枪，固定方式在烧枪中部设置了卡扣，卡扣分别在设在中部的上方和下方，保证烧枪正常工作时是稳定的。 4．如权利要求1所述的全氧燃烧控制系统烧枪，其特征在于，天燃气出口、氧气出口和辅氧出口呈扁平状 5.如权利要求1所述的全氧燃烧控制系统烧枪，其特征在于，天燃气出口在氧气出口的内测，天燃气出口被氧气出口包围，且氧气出口比天燃气出口要长。 6.如权利要求1所述的全氧燃烧控制系统烧枪，其特征在于，辅氧出口在位于天燃气和氧气出口的下部，且辅氧出口的要比氧气出口宽。 7.如权利要求1所述的全氧燃烧控制系统烧枪，其特征在于，烧枪设有上下氧气比例调节旋钮，能够调节辅氧出口与氧气出口中氧气的比例。
一种全氧燃烧控制烧枪 技术领域 本实用新型是一种全氧燃烧控制系统烧枪，是专门为全氧燃烧控制系统而制作的一种新型燃烧工具。 背景技术 我国建材、轻工行业的玻璃熔窑,除个别外资企业生产高档产品的窑炉采用全氧助燃 之外,几乎都采用空气助燃熔炉,现实存在的高能耗、高污染、低水平、急功近利、等问题是相当严重的。就玻璃工业而言,资源的匮乏、严峻的环境污染现状和国家可能采取的更为严厉地节能举措、环境保护法规以及市场竞争对产品质量越来越高的要求,因此寻求应用新技术进行改造。这就更需要深入研究“玻璃熔窑的全氧燃烧”技术。 全氧燃烧烧枪作为全氧燃烧控制中的核心部分，它的综合性能的稳定性对于窑炉燃烧控制是非常重要的。 实用新型内容 为了克服传统的空气和天燃气混合燃烧方式的弊端，本实用新型专利是专为纯氧和天燃气的燃烧方式提供的一种全氧燃烧烧枪。 本实用新型的目的通过以下技术方案来具体实现： 一种全氧燃烧烧枪，包括本体，在本体的左侧设有扁平状的天燃气出口、氧气出口和辅氧出口，其中所述天燃气出口和氧气出口位于上部，所述辅氧出口位于下部，所述氧气出口套接于所述天燃气出口的外部。 在所述氧气入口特征在于，氧气入口在烧枪右侧一分为二，同时接入烧枪的氧气出口。烧枪的天燃气入口是天燃气外部管道直接接入。 天燃气出口是扁平状的，且其出口在内侧；并且氧气出口也是扁平状的，环绕在天燃气出口的外侧。当天燃气和氧气从烧抢的出口喷出时，氧气对石油焦粉能够形成一个“包围之势”，使二者能够充分混合。 烧枪设有上下氧气比例调节旋钮，能够调节辅氧出口与氧气出口中氧气的比例。在初步点火时，辅氧出口调整的氧气量要比氧气出口的氧气量要小。当窑炉正常运转时，辅氧出口的氧气要大于氧气出口的氧气。调节氧气出口和辅氧出口的氧气量都是通过比例调节旋钮来实现的。 所述辅氧出口在下部，并且也是扁平状的，其作用是调节上下两个氧气出口的氧气比例，
一．膜法富氧燃烧技术简介 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。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与用普通空气燃烧有以下优点： 1.高火焰温度和黑度 2.加快燃烧速度，促进燃烧安全。 3.降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间。 4.降低过量空气系数，减少燃烧后的烟气量。 富氧燃烧: oxygen enriched combustion 变压吸附制氧设备在富氧助燃特点: ①节能效果显著 应用于各个燃烧领域均能大幅提高燃烧热效率，如在玻璃行业中平均节油（气）为20%-40%，在工业锅炉、加热炉、炼铁断和水泥厂机立窑等应用节能量为20%-50%，显著提高热能使用效率。
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)07-0026-03 1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)
与用普通空气燃烧相比，富氧燃烧有以下优点： 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。
生产技术经验 文章编号:1000-2871(2000)02-0026-04 富氧燃烧技术的应用Ξ 戴树业,韩建国,李 宏 (华北制药股份有限公司玻璃分公司,河北 石家庄050041) 摘要:介绍富氧燃烧在燃油玻璃窑炉上的应用及改进经验。 关键词:玻璃窑炉;燃油;富氧燃烧 中图分类号:T Q171.6+25.3 文献标识码:B Application of Oxyboosted Burning T echnology DAI ShuΟye,H AN JianΟguo,LI Hong 1 概述 富氧燃烧就是采用比空气中含氧量高的空气来进行助燃。两方发达国家及前苏联早在70年代就开始这项技术的研究,并在70年代末80年代初取得了良好的效果。象日本松下电气产业公司和大阪煤气公司开发的富氧装置,其所用的膜材料是聚硅氧烷与聚对羟基苯乙烯的交联共聚体,能生产含氧量为28%的富氧空气。美国通用电气公司UOP公司制造的富氧发生器可生产30%浓度的富氧空气。我国80年代中期开始此项技术的研究,中科院大连化物所自1986年起一直从事国家“七五”和“八五”科技攻关项目:卷式富氧膜、组件、装置及其应用和开发的研究,并且研制成功“LT V-PS富氧膜、<100×1000mm卷式组件及装置Ⅰ型”。 我公司现有4台马蹄焰蓄热室窑炉,面积在23～28m2之间,主要生产药用玻璃管,对玻璃的熔制质量要求较高,熔化率低,能耗高。随着市场经济竞争日趋激烈,能源价格上涨,成本不断提高。节能挖潜、降低成本对于耗能大户玻璃行业来说至关重要,而采用新技术是最佳途径。我公司1992年就开始对富氧燃烧进行调研工作,但当时富氧膜成本高,使用周期短,工艺设备不成熟,故障率高,一些厂家的使用效果不理想。以后几年我们一直在关注该技术的发展。随着时间的推移,技术的成熟,我公司于1996年上马富氧燃烧项目。 2 膜法富氧制取技术 众所周知,空气中的主要成分是氧占20.94%,氮占78.09%。而氧气、氮气在特制的高分子膜中的溶解度大小和扩散速率不同。膜法富氧就是利用空气中各组分透过高分子富氧 Ξ收稿日期:1999-09-16
火焰长度与喷嘴的配风以及燃烧室技术 一般燃烧器或喷嘴内的火焰长短、大小都受制于燃烧室(或炉膛)空间尺寸，特别是火焰长度对燃烧室后部构件的安全、可靠上作至关重要，如燃气轮机的涡轮部件、工业炉窑及锅炉的炉壁等。在工业炉及锅炉燃烧器上调整火焰尺寸和形状是为满足不同用户要求必须解决的问题。在高性能航空发动机上长期来开发的短环形燃烧室，实际上就是以短的燃烧室达到增大推重比。为此，人们对火焰长度的研究极为重视．只是它与太多因素有关．至今尚无准确的理论公式来决定火焰长度(特别是强制供风的喷嘴)，已有的研究结论是在各种型式和形状的喷嘴(包括喷嘴)的燃烧试验基础，归纳出经验公式。由这些经验关系式可以揭示影响火焰长度的主要因素，提供了调整火焰长度的主要措施。 1、不同燃料与喷嘴的火焰长度经验关系式我们摘录了部分文献中的强制供风(即流动气流)时，采用不同燃料与烧嘴(或喷嘴)在燃烧时的火焰长度的试验关系式度结果。由表可见，影响火焰长度的主要因素是： 1)燃料流量(或压力)或输出功率越大，火焰越长； 2)过量夺气系数A越小，火焰越长； 3)助燃空气旋流有利丁缩短火焰长度； 4)喷嘴喷雾角增大，火焰缩短； 5)内混式喷嘴的火焰长度比外混式的短； 6)气体燃料比燃油的火焰短，重质燃油比轻油的火焰长，煤粉火焰更长。 2、调整火焰长度的方法 一般火焰长度调整是在燃烧器输出功率(或燃料供给应量)及燃料种类不变的条件下，以及空气过量系数也不变(特别是有燃气气氛要求的)的前提下，进行火焰尺寸的调整。根据已有经验，以下方法是行之有效的。 (1)喷嘴方面 1)燃气喷嘴(或烧嘴)的助燃空气旋流比直流时的火焰短；经多扎喷头喷出燃气比单股射流的火焰短；燃料气与助燃空气都经过旋流的火焰更短。总之，促使燃气与宰气尽快均匀混合，有利于缩短火焰长度。 2)燃油喷嘴方面又有如下措施： a．增大喷雾锥角是缩短火焰常用方法，如锅炉用全自动燃油燃烧器采用的压力雾化喷嘴的喷雾角由45°增至60~～90度，则可缩火焰100，200mm。但是必须注意燃油不可碰壁，否则产生严重冒烟和燃烧不完全。 b．采用宅气(蒸汽)雾化喷嘴比压力雾化喷嘴有利于缩短火焰长度。为发展高推重比的航空燃气轮机，所研制的短环形燃烧室采取了许多措施来缩短燃烧室长度，其中法国的三代燃烧室上采用了不同供油喷嘴，即由压力雾化喷嘴改为蒸发管和空气雾化喷嘴，对缩短燃烧室长度足很有效的。当然燃烧室的容积大幅度缩小，还与它们的容热强度提高有关，即燃烧室温度与压力增加，为此还必须在燃烧室火焰筒的冷却技术上采取相应的有力措施。 c．采用内混式比外混式空气(蒸汽)雾化喷嘴的火焰短，约为80％。b和c项的作用是减少燃烧准备的混合和蒸发过程所需要的空间和时间，因此改善喷嘴雾化质量(减小雾滴及煤粉直径)尤为重要。 (2)配风方面 1)增大一次风量，一般可使火焰变短。特别是对于挥发分少的煤燃料，以及重质燃油，增大一次风量是十分必要的。但是燃料喷雾喷嘴的根部风不可太大，或者煤粉与一次风混合物喷出速度要小。文献是在大型燃油燃烧器由烧柴油和烧重油时，将稳焰器上的中心孔结构及盘
全氧燃烧、纯氧助燃及富氧燃烧节能技术比较 玻璃熔窑的节能降耗一直是业内关注的重大课题，在能源危机日益加重的今天，玻璃熔窑对高品质能源的过度依赖已经制约了玻璃行业的发展。玻璃熔窑燃烧过程中，空气成分中占78％的氮气不参加燃烧反应，大量的氮气被无谓地加热，在高温下排入大气，造成大量的热量损失，氮气在高温下还与氧气反应生成NOx，NOx气体排入大气层极易形成酸雨造成环境污染。另一方面随着高科技和经济社会的发展，要求制造各种低成本、高质量的玻璃，而全氧燃烧技术正是解决节能、环保和高熔化质量这几大问题的有效手段，被誉为玻璃熔制技术的第二次革命。纯氧燃烧技术最早主要被应用于增产、延长窑炉使用寿命以及减少NOx排放，但随着制氧技术的发展以及电力成本的相对稳定，纯氧燃烧技术正在成为取代常规空气助燃的更好选择，这得益于纯氧燃烧技术在节能、环保、质量、投资等方面的优势。 氧气燃烧的应用分为整个熔化部使用纯氧燃烧的全氧燃烧技术、纯氧辅助燃烧技术以及局部增氧富氧燃烧技术等几种方式。 1、全氧燃烧技术的优点 1)玻璃熔化质量好。全氧燃烧时玻璃粘度降低，火焰稳定，无换向，燃烧气体在窑内停留时间长，窑内压力稳定，有利于玻璃的熔化、澄清，减少玻璃的气泡及条纹。 2)节能降耗。全氧燃烧时废气带走的热量和窑体散热同时下降。研究和实践表明，熔制普通钠钙硅平板玻璃熔窑可节能约30％以上。3)减少NOx排放。全氧燃烧时熔窑废气中NOx排放量从2200mg／Nm3降低到500mg／Nm3以下，粉尘排放减少约80％，SO2排放量减少30％。 4)改善了燃烧，提高了熔窑熔化能力，可使熔窑产量得以提高。玻璃熔窑采用全氧燃烧时，燃料燃烧完全，火焰温度高，配合料熔融速度加快，可提高熔化率10％以上。 5)熔窑建设费用低。全氧燃烧窑结构近似于单元窑，无金属换热器及小炉、蓄热室。窑体呈一个熔化部单体结构，占地小，建窑投资费用低。
富氧燃烧技术 一、富氧燃烧可以提高燃烧区的火焰温度。 研究表明，火焰温度随着燃烧空气中氧气比例增加而显著提高，详见图1。富氧燃烧可明显提高火焰温度，提高火焰对配合料和玻璃液的加热效果。燃烧过程是空气中的氧参与燃料氧化，并同时发出光和热的过程。热的传递一般通过辐射、传导和对流三种形式进行。这三种形式何种作用最大主要取决于：火焰类型和形状、加入空气中的含氧量及燃烧设备周围的情况等。由于热传递速率与温度的四次方成正比，所以提高燃烧温度将会大大增加热辐射。 火焰温度与氧浓度的关系图 由火焰温度与氧浓度的关系图可知：A)火焰温度随富氧空气氧浓度的提高而增高；B)随氧浓度的继续提高，火焰温度的增加幅度逐渐下降。为有效利用富氧空气，氧浓度不宜选得过高，一般按空气过剩系数m＝1～1.5组织火焰时，富氧空气浓度取23～27％为宜，其中空气含氧量从21％增加到23％时，效果最明显；C)空气过剩系数不宜过大，否则，同样浓度的富氧空气助燃，火馅温度较低。通常在组织燃烧时，控制在1.05～1.1，以达到既能获得较高火焰温度又能燃烧完全的效果。 火焰温度与氧浓度的关系图所示的是理论火焰温度值，实际值要低得多。因为普通燃料燃烧后的最终产物都是二氧化碳和水，它们加热到1500℃时会分解为一氧化碳、氧和氢。也就是说，任何碳氢化合物燃料的高温火焰混合物都将出现CO2、
CO、H2、H2O、O2、CH。由于CO2和H2O高温分解反应是吸热反应，所以实际火焰温度比理论火焰温度要低得多。 (2)富氧燃烧改变了燃料与助燃气体的接触方式,降低燃料的燃点温度，可明显缩短火焰根部的黑区，增大有效传热面积。当用重油作燃料时，它先蒸发成气体，主要是氢气和一氧化碳，其燃点温度为500～600℃，当富氧空气参与助燃时，其燃烧条件得到改善，从而降低重油的燃点温度，使火焰变短，火焰强度提高，释放热量增加。尤其是玻璃熔窑燃料燃烧时，通常将燃料喷枪置于助燃空气的下方，由于不能及时混合，在火焰根部常有低温区存在，形成所谓的黑区。黑区的存在减小了火焰在熔窑内的覆盖区域，降低了传热效果。 (3)富氧燃烧可以加快燃烧速度，改善燃料的燃烧条件，使得燃烧在窑内充分完成，减少了在蓄热室内的残余燃烧，因而能充分地利用燃料。下表中示出各种燃料应用空气和氧气助燃的燃烧速度比较情况，由表可见，各种气体燃料在纯氧中的燃烧速度大大加快。由于加入氧气后提高了火焰温度，因此增加了燃烧速度。燃烧速度实际上是一种定性的说法。如乙炔是一种燃烧速度快的燃料，其火焰短而密实；天然气是一种比乙炔燃烧速度相对慢的燃料，其火焰较长，但只要燃烧完全，都可放出很大热量。因此，要使燃料达到完全燃烧，必须使燃料和空气混合均匀或充分接触。富氧空气参与助燃后，能加快燃烧速度，提高燃烧强度、使火焰变短，获得较好的热传导，同时由于提高了燃烧温度，所以有利于燃烧反应完全。另外，因为1摩尔C在不完全燃烧的情况下比完全燃烧时少释放出约70％左右的热量。排出尾气中的CO含量增加，热损失呈直线增加。CO热损失增加，单位蒸汽的热耗也近似直线增加。所以说富氧燃烧促进燃料燃烧完全，是节约热能的重要原因。 (4)富氧燃烧使燃烧所需空气量减少，废气带走的热量下降。排出废气的容积比与燃烧空气中氧浓度(％)的关系如下图所示。通常的燃烧只有占空气总量1／5的氧气参与燃烧，其余约占4／5的氮气非但不助燃，反而要带走燃烧产生的大量热量，从烟气中排出。使用富氧空气的情况下，燃料燃烧完全，自然排出废气减少，排烟热损失也相应减少从而节能。
项目编号2008-014-俄罗斯坦博夫国立技术大学-002 项目有效期2009-12-17 所属国家俄罗斯 所属领域电气机械及器材制造业 项目名称（中文）脉动燃烧发热机 项目名称（外文） 项目内容用途及应用领域： 脉动燃烧发热机用于用于制取有很高热技术特性的热气体，可在固定条件或移动状态也制取热载体。脉动燃烧发热机的主要应用领域： ·在工业及辅助场地对气体进行快速加热 ·干燥热稳性建筑及装饰材料（砂、土、砾石及碎石） ·对各种表面及结构进行加热以进行进一步加工，例如焊接前、准备沥青面层等 ·冬季在打基础前对基坑及壕沟进行加热 ·接触加热及汽化液体 ·熔炼易熔金属 脉动燃烧发热机的应用领域也可以在热载体温度降低的情况下通过将加热体与周围空气混合而得到扩展。这主要是通过脉动加热机特殊构造外壳的喷射效果 达到的。在这种情况下脉动加热机的主要应用领域是：烘干农产品和食品，锯材 此外，它还作为发热机，在各种工艺过程中使用。 工作原理 脉动燃烧发热机的作功是通过燃料燃烧形成脉动工作状态来实现的，燃烧发热机的独特构造保障了这种脉动状态。脉动加热机的主要参数变化在加热过程中 表现出明显的周期性，可大大强化热物质交换，从而降低燃料消耗，避免不充分 燃烧产品的出现。此外，该机器依靠脉动气流作功、强化声音掁动和颤动的作用 确实能够提高工艺处理效率。 脉动燃烧发热机构造简单，主要由圆柱形燃烧室组成。燃烧室内的端部有燃料递送装置和截管式空气动力阀。谐振管切向连接到燃烧室内。 脉动燃烧发热机的循环工作情况如下。起动时，利用外部通风装置经空气动力阀将燃料和空气混合送进燃烧室，借助电火花塞将其点燃，使燃烧室内压力骤 然增加，室内气体高速从谐振管排出，燃烧物的惯性溢出使燃烧室内压力减小， 这又使新气体通过空气动力阀进入，而新送入的混合物燃料会因燃烧室壁加热或 残留燃烧物而再次燃烧。这样，机器就会不断地循环工作。当想停止脉动发热机 的稳定脉动加热状态时，切断火塞电源和外部气门既可。 脉动燃烧发热机在工作状态下完全能够保障燃烧加热所需的空气供应。该机器使用和维护简单，体积小。 技术特点 以下为已经研制、试验并通过试用的改进型脉动加热设备。 20千瓦功率的脉动燃烧发热机 技术性能规格数值 外形尺寸米0.95×0.15× 0.25 重量千克6 柴油燃料消耗量升/小时2-2.2
第39卷第1期2008年1月 锅 炉 技 术 BOIL ER T ECH NO L OGY Vol.39,No.1 Jan.,2008 收稿日期:2007-08-08 作者简介:牛天况(1940-),男,工学博士,教授级高级工程师。 文章编号: CN31-1508(2008)01-0025-07 富氧燃烧锅炉初探 牛天况 (上海锅炉厂有限公司,上海200245) 关键词: 富氧;膜法富氧;富氧燃烧;锅炉 摘 要: 介绍了不同目的的锅炉富氧燃烧技术,重点分析了膜法富氧对于锅炉性能所带来的影响,对于进一步发展膜法富氧锅炉技术和扩大应用提出了建议。中图分类号: T K 227.1 文献标识码: B 1 前 言 近年来,富氧燃烧出现在各类刊物的场合逐渐增多。可是时至今日,国内主流的专业刊物还是缺少由锅炉专业的视角来分析探讨这个新出现的技术。笔者根据近几年以来所接触的有关信息,在这里做个初步的探讨,希望能起抛砖引玉的作用。 2 富氧燃烧的分类 根据富氧燃烧的目的不同,大体可以分作以下3类: 2.1捕获CO 2为目的的富氧燃烧 现在气候变暖、降低CO 2的排放已经成为家喻户晓的国际性的重大课题。解决方案中的一个措施是,将锅炉排出的含有CO 2的烟气深埋在地下。普通锅炉采用空气为介质进行燃烧,其中大量的是氮气,这样对于深埋的方案来说,必须先除去氮气。目前,国外正在实施中的300M W 等级的项目中,采用空气分离系统向锅炉供给纯氧。锅炉设有烟气再循环,用燃烧产物(主要是CO 2)来稀释供给锅炉的纯氧,使得用于燃烧气体(O 2+CO 2)中氧的浓度大约在27%上下。使用这类工艺的发电厂示意图见图1。 2.2降低有害气体的排放为目的的富氧燃烧 另外一类富氧燃烧的目的是为了降低有害 物质的排放。 图1 捕获CO 2的富氧燃烧发电厂系统 三菱重工的富氧燃烧垃圾焚烧炉就是一个例子,见图2 。 图2 应用PSA (变压吸附法)富氧装置的垃圾焚烧炉 氧气由PSA(变压吸附法)装置产生,作为一次风送入炉排下面;再循环烟气作为二次风送入
玻璃行业的全氧燃烧与污染减排 国际性油价逼近每桶100美元，无疑对工业能耗大户面临着巨大的压力。节能是当务之急，而减少废气污染的排放，确保环境空气的净化，是各工业企业的重中之重。作为一种高能耗产业的玻璃工业朝着高效率、高质量、低成本、环保化的发展。玻璃熔窑由传统的空气助燃改造（或新增）为全氧助燃就成为其主要的发展方向。 一．全氧助燃与空气助燃的区别： 空气助燃燃烧反应： CH4+２O2+ 8 N2→CO2 + 2 H2O+8 N2 全氧助燃燃烧反应： CH4+２O2→CO2 + 2 H2O 全氧助燃由于氮气的大量减少，在玻璃液上方的燃烧产物中主要是水与二氧化碳，燃烧后的烟气体积比空气助燃烟气减少70-80%，使得熔窑在结构上大大简化。全氧燃烧是玻璃行业节能减排的最佳选择。近年来PSA VPSA新技术的应用大大降低了制氧成本。这是我国玻璃行业未来实现节能减排的最经济、最有效的措施。 二．获取氧气的方法 作为工业气体的氧，主要产品来源于大气，经过空气分离的手段获得。上海空气之星工业气体设备有限公司是专业制氧、制氮设备的厂商。在多年V／PSA制氧设备生产的基础上、引进国外先进的制氧技术、采用cms－p1.3型、vop进口分子筛、进口切换阀门、配以先进的制氧循环流程、在常温的条件下，加压吸附、减压解吸的循环工艺、从大气中提取90-93的氧气。 V/PSA系列制氧机参数
从变压吸附中提取的氧气在玻璃熔窑上进行全氧燃烧其优点是： 1.改造燃烧效率节能25-40%。 2.污染减排显著，ＮＯx排放量降低80%以上，粉尘排放量减少70-80%。 3.投资成本低，窑炉结构简短，筑炉时间短，占地小，维修量少，不需要蓄热室、格子砖、减少了维修费用。
热风炉富氧燃烧特性与操作策略研究 孟凡双金国一 （鞍钢股份有限公司炼铁总厂，辽宁鞍山 114021） 摘要：介绍了富氧燃烧技术的基本特性，根据富氧燃烧的特性，分析了采用单一燃料——高炉煤气燃烧的热风炉，其富氧混合操作、空燃比设定、废气和拱顶温度的变化，及运行效果，对采用富氧燃烧技术热风炉的操作和使用有一定的指导意义。关键词：热风炉富氧燃烧操作 1 前言 燃料燃烧是燃料与助燃剂在一定条件下发生放热和发光的剧烈氧化反应。通常的燃料燃烧都以空气作为助燃剂，而空气中参与燃烧反应的O2含量仅为21%，不参与燃烧反应的N2含量却高达79%，这些N2吸收了大量的燃烧反应热，最终随烟气排人大气中，造成了很大的能源浪费。富氧燃烧就是助燃剂中的O2含量大于21%的燃料燃烧。这种燃烧方式提高了助燃剂中的有用成分O2的含量，降低了助燃剂中的无用成分N2的含量，对于稳定燃烧过程，提高燃烧效率，改善炉内传热具有积极意义。 根据燃料燃烧的基本理论知识，阐述了采用高炉煤气作为燃料，增加助燃空气中含氧量时，燃烧反应速度、空气消耗系数、燃耗产物生成量和理论燃烧温度等，一些燃烧的基本特性；通过燃烧的基本特性分析，针对热风炉的实际操作带来的变化；同时对于同种结构的热风炉，同时采用双预热和富氧燃烧技术，其运行情况进行了分析，提出了富氧燃烧技术对热风炉的适用性，对采用富氧燃烧技术热风炉的操作和使用有一定的指导意义。 2 富氧燃烧特性 2.1燃烧反应速度 应用燃烧反应动力学原理，分析富氧燃烧反应速度。热风炉的主要燃料为高炉煤气，高炉煤气的主要成份为CO，其化学反应计量式为： 2CO+O2→2CO2 其反应速度为[1]： W=PK0m co m o20.25T-2.25exp(-2300/T) （1） W——反应速度，mol/s PK——比例系数，s-1 m co m o2——CO和O2的相对浓度，mol T——混合气体温度，K 由式（1）分析可知，高炉煤气在富氧空气助燃时，在反应物压力、温度不变的条件下，燃烧反应速度