富氧燃烧空分制氧技术研究与应用

(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。

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。

富氧燃烧技术方案解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本篇长文旨在介绍富氧燃烧技术方案。

燃烧过程作为能源利用的核心，其效率对于节能减排至关重要。

传统的燃烧技术在能源利用效率和环境保护方面存在一定局限性，而富氧燃烧技术则被认为是一种有效的解决方案。

它通过提高空气中氧气含量来改善燃烧质量，从而提高能源利用效率和减少污染物排放。

1.2 文章结构本文分为五个部分进行阐述。

首先，在引言部分将对文章进行概括和介绍；其次，详细解释说明了富氧燃烧技术的定义、原理和机制以及与传统燃烧技术的比较；接下来，给出了富氧燃烧技术方案的详细实施步骤，包括富氧供应系统设计和优化、燃料预处理和配比要点以及炉膛结构和关键参数控制；然后，展望了富氧燃烧技术在能源利用领域的应用前景，包括电力行业中的应用前景分析、工业生产过程中的潜在应用价值与挑战分析以及环境保护中富氧燃烧技术的作用分析；最后，总结了全文内容并提出结论。

1.3 目的本文的目的是深入探讨富氧燃烧技术方案，并对其原理、实施步骤和应用前景进行解释说明。

通过本文的阐述，读者将能够全面了解富氧燃烧技术的优势和特点，以及它在能源利用和环境保护领域所带来的重要意义。

2. 富氧燃烧技术方案解释说明2.1 富氧燃烧的定义富氧燃烧是一种先进的燃烧技术，其主要思想是在燃料与空气混合时增加氧气浓度，从而达到更高效、更环保的燃烧过程。

相比于传统的空气燃烧，富氧燃烧可以获得更高的火焰温度和更低的污染排放。

2.2 富氧燃烧的原理和机制富氧燃烧利用高浓度的氧气替代部分空气参与反应，从而实现高温、快速且均匀地将废弃物或能源转化为有用的产品或能源。

通过提供足够的可用氧供给给予反应完全进行，并且减少依赖于彼此之间扩散来增进反应率。

这样可以提高反应速度、改善火焰稳定性并降低排放物生成。

2.3 富氧燃烧与传统空气燃烧行业技术的比较与传统空气预混型和分级专用燃烧器相比，富氧燃烧具有以下优势：a. 高效能：富氧燃烧可以提高功率密度和燃料利用率，通过提升反应速率和热效率来改善能源转化效果。

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。

・12・富氧燃烧用低纯氧空分技术的开发陈彩霞（四川空分设备〔集团〕有限责任公司，四川省简阳市建设中路239号　641400）摘要：分析新型节能低纯氧空分设备在各个开发阶段的技术优势，针对不同用氧纯度的富氧燃烧用空分设备的流程选择给出了建议，介绍了四川空分在新型节能低纯氧空分设备的开发历程。

关键词：空分设备；节能；低纯氧；富氧燃烧中图分类号：TB657.7 文献标识码：BDevelopment of air separation technology of oxygen-enrichedcombustion-purpose low-pure oxygenChen Caixia（Sichuan Air Separation Plant 〔Group 〕 Co.， Ltd.， 239# Middle Jianshe Road ， Jianyang 641400， Sichuan ， P . R. China ）Abstract ：The technical advantages of the novel energy -saving low -pure oxygen air separation plant at each development stage are analyzed， and selection of the technical process is proposed for the oxygen -enriched combustion -purpose air separation plants of different oxygen purities. Here， the development course of Sichuan Air Separation Plant (Group) Co.， Ltd. in the novel energy -saving low -pure oxygen air separation plant is briefed.Keywords ：Air separation plant； Energy -saving； Low -pur oxygen；Oxygen -enriched combustion收稿日期：2016-09-08作者简介：陈彩霞，女，1983年生，工程师，硕士，2008年毕业于华中科技大学制冷及低温工程，现为四川空分设备（集团）有限责任公司技术中心主任。

第1篇一、实验目的1. 了解富氧燃烧的概念和原理。

2. 掌握富氧燃烧实验的操作方法。

3. 观察富氧燃烧现象，分析实验结果。

二、实验原理富氧燃烧是指在氧气浓度高于空气中的氧气浓度（约21%）的条件下进行的燃烧。

富氧燃烧可以提高燃烧效率，降低有害气体的排放。

实验中，我们采用高锰酸钾加热分解的方法制取氧气，利用氧气作为助燃剂，使燃料在富氧条件下燃烧。

三、实验仪器与药品1. 实验仪器：集气瓶、酒精灯、高锰酸钾、试管、玻璃片、铁丝、坩埚钳、水、细砂。

2. 实验药品：酒精、高锰酸钾、铁丝。

四、实验步骤1. 制取氧气：取适量高锰酸钾放入试管中，加热分解，将生成的氧气收集在集气瓶中。

2. 准备燃料：取一根细铁丝，用砂纸将表面打磨光滑，去除铁锈。

3. 点燃火柴：用酒精灯将火柴点燃，待火柴快燃尽时，将细铁丝的一端系上火柴梗。

4. 实验操作：将集气瓶口朝上，用坩埚钳夹住细铁丝，将细铁丝缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中。

5. 观察现象：仔细观察铁丝在氧气中的燃烧现象，记录实验结果。

五、实验现象1. 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体熔化而溅落瓶底。

2. 实验过程中，集气瓶内氧气浓度逐渐降低，燃烧速度减慢。

六、实验结果与分析1. 富氧燃烧实验表明，在氧气浓度高于空气中的氧气浓度条件下，燃料的燃烧速度明显加快，燃烧更加剧烈。

2. 铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体，该固体为四氧化三铁。

3. 富氧燃烧有助于提高燃烧效率，降低有害气体的排放。

七、实验总结通过本次富氧燃烧实验，我们了解了富氧燃烧的概念和原理，掌握了富氧燃烧实验的操作方法，观察到了实验现象，并分析了实验结果。

实验结果表明，富氧燃烧可以提高燃烧效率，降低有害气体的排放，具有实际应用价值。

八、注意事项1. 实验过程中，注意安全，防止火灾发生。

2. 实验结束后，及时清理实验器材，保持实验室卫生。

九、实验报告实验名称：富氧燃烧实验实验时间：2023年10月26日实验地点：化学实验室实验人员：XXX实验仪器：集气瓶、酒精灯、高锰酸钾、试管、玻璃片、铁丝、坩埚钳、水、细砂实验药品：酒精、高锰酸钾、铁丝实验结果：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体熔化而溅落瓶底。

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。

2021年第2期No.22021新世他水泥导报Cement Guide for New Epoch中图分类号：TQ172.625文献标识码：B文章编号：1008-0473(2021)02-0034-02DOI编码：10.16008/ki.1008-0473.2021.02.006水泥窑富氧燃烧技术的应用及分析李乐意1轩红钟2刘守信彳1.安徽海螺水泥股份有限公司，安徽芜湖241000;2•安徽海螺建材设计研究院有限责任公司，安徽芜湖241002摘要在5000t/d熟料生产线实践富氧燃烧技术，取得了较好的节能降耗效果：烧成系统热效率提高，用风量减少，系统阻力降低；烧成系统煤耗降低约5.0kg.ce/t.cl；因制氧系统需要电能，熟料综合电耗升高约1.5〜2kWh/t.cl o关键词水泥窑富氧燃烧节能降耗0引言富氧燃烧是一种高效燃烧技术⑴，通过使用高于空气氧含量的助燃剂，能够有效缩短燃煤燃烧时间，提高燃烧效率和燃烧温度。

近年膜法制氧技术得到发展和利用，富氧燃烧技术成本大大降低，应用范围也随之扩大。

各研究机构和水泥企业陆续开展窑内富氧燃烧技术的研究和实践。

中国建筑材料科学研究院王俊杰等⑵通过理论计算和实验研究分析了窑内富氧燃烧技术效果，发现煤粉燃烧温度取决于煤粉颗粒周围的氧浓度。

廖斌等⑶采用数值模拟分析研究水泥窑富氧燃烧技术，发现将窑内富氧燃烧用于熟料生产线，可以节约燃料，达到节能减排增效的作用。

可见，窑内富氧燃烧技术在水泥窑节能降耗理论研究中取得较多成果4役本文以CZ 海螺某5000t/d熟料生产线实践窑内富氧燃烧技术为研究对象，研究窑内富氧燃烧技术对熟料生产过程的影响及效果。

1富氧燃烧技术改造措施窑内富氧燃烧技术改造整体分为烧成系统和制氧供氧系统。

采用新式深冷直送法制取富氧空气（见图1）,通过窑头多通道燃烧器，以一次风形式将富氧空气引入干法水泥回转窑内。

2富氧燃烧技术实施效果2.1富氧燃烧对窑系统影响窑内富氧燃烧是一种高效强化燃烧技术⑹，显著提高煤粉燃烧温度和缩短燃尽时间，将煤粉的热量集中释放。

燃气富氧燃烧技术原理1.燃烧原理：富氧燃烧是以氧化剂和燃料混合反应产生火焰的化学过程。

在传统的燃烧过程中，空气被用作氧化剂，其中氧气只占空气的21%。

采用富氧气体作为氧化剂，可以增加燃烧过程中的氧浓度，提高燃烧效率。

此外，富氧气体具有较高的热容量，能更好地吸收燃料产生的热量，提高燃烧强度和速率。

2.富氧气体制备原理：富氧气体的制备可以通过分离空气中的氧气来实现。

常用的分离方法包括空分设备和压力摩擦吸附法。

空分设备利用分子筛、膜或液化的方法将氧气从空气中分离出来，得到纯氧或高纯度氧气。

而压力摩擦吸附法则是通过将气体在特定的吸附剂上吸附和解吸过程实现氧气的分离。

3.燃气富氧燃烧技术应用原理：富氧燃烧技术可以应用于各种燃烧设备中，包括工业锅炉、炉窑、玻璃窑等。

其主要原理是通过改变氧化剂的氧浓度，调整燃烧过程中的氧量，从而实现燃烧效果、环保效果和能源利用效果的提升。

富氧燃烧技术可以通过增加燃料的氧化速率，提高燃烧效率，降低燃料消耗，减少排放物的形成。

此外，富氧燃烧技术还可以用于各种复杂条件下的燃烧过程，如高海拔地区、低温环境等。

4.富氧燃烧技术的优势：相比传统的空气燃烧技术，富氧燃烧技术具有以下几个优势。

首先，富氧燃烧技术能够提高燃料的有效燃烧利用率，降低燃料消耗；其次，富氧燃烧技术可以减少燃料燃烧时产生的排放物，如氮氧化物、二氧化硫等，实现绿色环保燃烧；此外，富氧燃烧技术还可以提高燃烧设备的稳定性和可靠性，减少对燃烧设备的维护和保养成本。

综上所述，燃气富氧燃烧技术以富氧气体作为氧化剂，通过调整氧浓度，提高燃烧效率、减少排放物的生成以及节约能源。

该技术已被广泛应用于各种燃烧设备中，为实现可持续发展和环保燃烧提供了有效的途径。

富氧燃烧技术研究现状及发展前景公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-富氧燃烧技术研究现状及发展前景摘要:当前锅炉富氧燃烧技术正在逐步发展,其应用的规模和范围正在不断扩大,本文讨论了氧燃烧技术的背景及意义，富氧燃烧可显着减少助燃空气量、烟气生成量，显着节约能源，且有利于减少和控制SO2 、CO2 的排放，同时阐述了富氧燃烧技术的理论基础以及应用,并详细介绍了国内外膜法制氧技术和富氧燃烧技术的发展历程及现状,最后对富氧燃烧技术的未来进行了展望,指出富氧燃烧技术在节能及环保方面将有广阔的前景。

关键词: 富氧燃烧; 应用; 节能；研究; 现状; 发展1 富氧燃烧技术背景及意义富氧燃烧(也称为O2 /CO2 燃烧)利用空气分离获得的纯氧和一部分锅炉排气构成的混合气代替空气做矿物燃料燃烧时的氧化剂,这种燃烧方式可以使烟气CO2 的浓度高达85%以上,可不必分离而将大部分的烟气直接液化回收处理,有利于CO2 的回收,可以有效减少温室气体的排放,此外富氧燃烧还可以有效减少NOX 和SO2等污染物的排放,是一项高效节能的燃烧方式。

为了使燃料充分燃烧, 一般工业燃烧装置中的燃料都应该在富氧燃烧工况下进行。

燃烧是目前人类获取能量的一个最主要的手段,通过燃烧矿物燃料所获取的能量占世界总能量消耗的百分之九十以上。

因此,燃烧过程组织得合理与否在很大程度上影响到能源的利用程度和能耗的降低。

煤在富氧状态下燃烧，燃烧温度大大提高，可强化炉内传热，提高生产率；随着助燃空气中氧气含量的增加，助燃空气量显着减少，空气量的减少导致烟气量的减少，排烟热损失也就大大减少，提高了热效率，节约了能源。

对富氧燃烧的工业应用而言，不同的应用就有不同的节能效果。

2 富氧燃烧技术理论基础燃烧是由于燃料中可燃分子与氧分子之间发生高能碰撞而引起的,所以氧的供给情况决定了燃烧过程完成得是否充分。

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(oxygen enriched combustion) ,简称OEC。

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。

第42卷第1期2011年1月锅 炉 技 术BOIL ER T ECH NO L OGYVol.42,No.1Jan.,2011收稿日期:2010 05 20; 修回日期:2010 08 31作者简介:吴黎明(1987 ),男,在读硕士研究生,主要从事富氧燃烧技术的研究。

文章编号: CN31 1508(2011)01 0036 03富氧燃烧技术的研究进展与分析吴黎明,潘卫国,郭瑞堂,张晓波(上海电力学院能源与环境工程学院,上海200090)关键词: 锅炉;二氧化碳减排;富氧燃烧摘 要: 分别介绍了富氧燃烧的原理、氧气的制取、对运行的影响和产物二氧化碳运输与封存等技术的基础上,进行了比较分析,提出了面对二氧化碳减排的严峻形势,在火力发电厂中应用富氧燃烧技术结合二氧化碳封存等技术是减少二氧化碳排放的一条行之有效的技术路径,具有较好的发展潜力。

中图分类号: T K 16 文献标识码: A0 前 言气候变暖已经成为一项全球性的环境问题,受到了许多国家的关注。

人类活动所释放的二氧化碳是导致全球变暖的最重要的温室气体。

其中火电厂燃用矿物燃料所释放的CO 2,是全球二氧化碳浓度增加的主要原因之一。

国际权威机构预测,如果再不采取有效的措施,50年之后,图瓦卢至少将有60%的国土彻底沉入海中。

因此,降低CO 2排放是我们人类面临的重大课题。

目前降低CO 2排放的主要策略是控制CO 2的产生和回收产生的CO 2。

富氧燃烧(也称为O 2/CO 2燃烧),由于其是利用空气分离获得的纯氧和部分锅炉排气构成的混合气代替空气做矿物燃料燃烧时的氧化剂,可以使锅炉燃烧产生的烟气中CO 2的浓度高达90%以上,进而可不必分离而将大部分的烟气中CO 2直接液化回收处理,可以有效减少温室气体的排放,且同时可以减少NO x 和SO 2等污染物的排放,因此,富氧燃烧技术是一项非常有效的降低CO 2排放的技术路径。

1 富氧燃烧原理富氧燃烧是把含氧量大于21%的气体用于供给锅炉的强化燃烧。

富氧燃烧技术应用关键问题探讨摘要富氧燃烧技术发展至今，已经在多个领域中应用，其中以工业炉如：钢厂、玻璃厂的炉窑应用最为广泛。

富氧燃烧技术在工业炉中应用后显示了其突出的优势特点，对节约能源、提高产量有明显的作用。

本文对富氧燃烧技术概念和应用概况进行介绍，讨论富氧燃烧技术应用的几点关键问题，并对其应用的重要条件提出注意事项。

关键词富氧燃烧技术；工业炉窑；应用；关键问题随着全球经济的飞速发展，燃料的价格不断提高，工业炉窑的燃料成本不断增加，使企业的生产压力不断加大。

尤其在钢厂、玻璃厂等企业，燃料成本的提高使得行业的经济效益受到了极大的影响。

为了在激烈的市场竞争中能够良好的生存和发展，有效的控制生产成本，工业炉窑迫切需要一种燃烧节能的技术，以保证经济效益的获得。

富氧燃烧技术自产生以来，其优势特点受到了工业领域得广泛关注，随着技术的不断发展，在航空和船舶领域也开始应用了富氧燃烧技术。

1 富氧燃烧技术概述1.1 富氧燃烧技术的概念所谓富氧燃烧技术指的是为燃烧用的空气中的含氧量超过20.94%的燃烧。

燃烧离不开空气，空气中含氧量的提高使空气中的惰性气体相应的减少，在理论上燃烧的温度有所提高。

因为空气中氧气量得增加使得燃烧产生的排烟量有所减少，相应的排烟带来的热损失也有所减少，这样不仅提高了燃烧的温度，也起到了节能减排的作用，达到环境保护的目的。

1.2 富氧燃烧技术的应用在美国和日本，工艺富氧燃烧技术的发展已经比较成熟，在航空发动机和船舶燃烧系统中也有了富氧燃烧技术的应用。

国外的工业炉窑大部分都有了富氧燃烧系统的装配，同时在化学领域、石油领域都有富氧燃烧系统的应用，并其都取得了明显的成效。

在我国，富氧燃烧技术已经在炼铁高炉、玻璃熔炉、加热炉上有了成功的应用。

富氧燃烧技术在工业炉窑的应用不断趋于成熟。

在我国的玻璃炉窑中利用氧膜技术和空分法进行氧气的制备使其为富氧燃烧发挥助燃作用，取得了显著的助燃效果。

富氧空气的浓度通常在33%以下，富氧空气的放空量整合与氧浓度的要求相适应。