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附件2节术能减排与低碳技成果转单化推广清术（第一批）技成果报告科学技术部二〇一四年一月目 录一、能效提高技术 (18)1. 水泥膜法富氧燃烧技术 (18)2. 预烧成窑炉技术 (19)3. 水泥行业能源管理和控制系统 (20)4. 1000兆瓦级超超临界广义回热技术 (22)5. 冷热电联供的分布式能源技术 (23)6. 焦炉烟道废气余热煤调湿分级技术 (24)7. 热轧加热炉系统化节能技术 (25)8. 用低热值煤气实现高风温的顶燃式热风炉技术 (26)9. 烧结烟气循环利用工艺 (27)10. 高炉炼铁-转炉界面铁水“一罐到底”技术 (29)二、废物和副产品回收再利用技术 (31)1. 负压蒸氨技术 (31)2. 炼焦荒煤气显热回收利用技术 (32)3. 钢渣辊压破碎—余热有压热闷工艺技术 (33)4. 利用钻采余能治理井场三废的节能减排技术 (34)5. 电石炉尾气净化提纯与资源化利用技术 (35)三、清洁能源技术 (37)1. 燃气-蒸汽联合循环发电技术 (37)2. 低阶煤低温热解改质利用技术 (38)3. 光导照明技术 (39)四、温室气体削减和利用技术 (41)1. 含氮氧化物尾气的资源化处理技术 (41)一、能效提高技术1. 水泥膜法富氧燃烧技术一、技术名称：水泥膜法富氧燃烧技术二、适用行业：水泥三、技术提供方：山东烟台华盛燃烧设备工程有限公司，中国建筑材料科学研究总院。
四、适用范围：适合现有预分解窑的技术改造，包括窑头、窑尾燃烧装置的改造。
五、技术内容该技术是利用空气中各组分透过膜时的渗透率不同，在压力差驱动下，使空气中的氧气优先通过膜而得到富氧空气，然后用含氧浓度高的富氧空气喷入窑炉中进行燃烧。
当氧浓度在30%左右，规模小于15000标立方米/小时，膜法富氧技术投资、维护以及操作费用仅为深冷法和变压吸附法的2/3~3/4。
该技术火焰温度和燃尽温度高，燃烧速度快，热量利用率高，排气量少，空气过剩系数低，利用降低出预热器废气带走热量，可增加窑产量，提高熟料煅烧质量等，同时有利于劣质煤的燃烧，有助于降低燃料成本。
膜法富氧助燃技术论证及工程应用作者：梁世川马景树来源：《现代企业文化·理论版》2008年第11期【摘要】空气中氧气的含量对燃烧过程影响极大，但考虑到提高含氧量成本太高，所以，普通富氧助燃方式难以普及。
文章中论证及应用的膜法富氧助燃技术经过实践证明经取得了良好的经济效益，节约了能源。
【关键词】膜法富氧；燃烧技术；锅炉热效率膜法富氧技术系指利用空气中各组分透过高分子膜时的渗透速率不同，在压差驱动下将空气中的氧气富集起来获得富氧空气的技术，该技术被发达国家称为“资源的创造性技术”而广泛应用。
大气中的氧气，无色无嗅，约占空气体积的21%，为燃烧过程及动植物呼吸所必需。
采取一定方法，提高空气中的氧气含量，对于改善可燃物燃烧状况具有重大意义。
一、提高空气中的含氧量对燃烧过程的影响空气中氧气浓度的增加，使其它气体含量相对减少，从而减少了燃烧产物的体积，使燃烧温度得以提高。
图1、图2分别表示了空气中含氧量、燃烧产物和理论燃烧温度的关系。
图中V yw表示空气中含氧量为ω%时的理论烟气量，V y100表示用纯氧作助燃剂时的理论烟气量，t ll表示理论燃烧温度。
由上图所示，含氧量的增加可使燃烧产物的体积减小，理论燃烧温度增加。
这种影响当ω%≤40时非常显著，ω%＞40时逐渐减弱。
这是因为富氧程度过大，温度过高，燃烧产物的离解度增加，相对增加了燃烧产物的体积，又遏制了燃烧温度的增加，见图3（其中，t lj表示考虑燃烧产物的离解时的理论温度。
）。
因此在工程中，富氧空气的含氧量应≤40%。
二、膜法富氧技术发展简介早在20年前，工业发达国家就已广泛使用气体分离膜生产富氧空气，且规模逐年扩大。
据资料显示，1982年世界气体分离膜销售额为300万美元，至1992年已达1.05亿美元，年平均增长率为42.7%。
日本以膜法富氧技术助燃，取得了显著成效。
由国家资助的多家公司及研究所曾以气、煤、油为燃料，在各种条件下进行了大量富氧应用实验，得出如下结论：用23%的富氧助燃可节能10%~25%；用25%的富氧助燃可节能20%~40%；用27%的富氧助燃可节能30%~50%等。
膜法富氧助燃技术用于石化行业新进展
尹中升;沈光林
【期刊名称】《现代化工》
【年(卷),期】2012(32)12
【摘要】膜法富氧助燃技术,特别是局部增氧助燃技术在石化行业的应用越来越广泛,目前成功实施了9种窑炉。
主要介绍了该技术在芳烃加热炉、减压加热炉、油田加热炉和煤炉中的应用,不仅明显节能,而且延长炉龄和明显减少CO、CO2、NOx、SOx及粉尘的排放,指出局部增氧助燃技术在石化行业的节能减排和节约资源等方面将有广阔的前景。
【总页数】4页(P25-28)
【关键词】膜法富氧;局部增氧;助燃技术;加热炉;煤炉;节能;减排;新进展
【作者】尹中升;沈光林
【作者单位】天邦膜技术国家工程研究中心有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ073.2
【相关文献】
1.膜法富氧局部增氧助燃技术首次在国内成功用于单元窑 [J],
2.膜法富氧助燃技术用于节能减排 [J], 尹中升;沈光林
3.膜法富氧助燃技术应用于工业锅炉节能减排的研究 [J], 柳俊霞;杨国斌
4.膜法富氧局部增氧助燃技术用于单元窑 [J],
5.膜法富氧助燃技术用于锅炉节能减排改造 [J], 沈光林;顾建明
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某一部位（燃油和燃气锅炉），使富氧喷嘴处在最需氧的地方；（３）富氧喷咀可以是一套，也可以是几套。
根据炉型、炉况和燃料等来优化确定；（４）锅炉本身基本不改动，仅通过加富氧来强化燃烧．使燃料尽可能在炉膛内用比较少的氧气完全及时的燃烧；（５）膜法富氧助燃装置不管采用正压操作系统或负压操作系统，其操作都比较简单，有关设备带自动控制或自动报警，还可以和锅炉连锁等，没有任何不安全因素。
４膜法富氧助燃主要技术参数１）富氧浓度：２３％～３０％（采用卷式组件时，最高可达３１％）：２）富氧流量：０．０４—５０，０００Ｎｍ３／ｈ：３）占地面积：一５ｍ２／（３００Ｎｍ３／ｈ富氧空气，正压法占地面积更小）：４）耗电：０．０５—０．１５ｋＷ／Ｎｍ３富氧空气；５）膜组件寿命１０年左右，而且免维护，终身优质服务；６）节能一般在２％一３０％之间，对炉窑和产品无任何副作用。
而且炉龄延长、稳定炉况、产品产量和质量均有所提高，烟气排放达标，投资回收期通常一年左右。
５适用范围膜法富氧助燃技术适用于各种锅炉和所有燃料。
对于发电锅炉，包括煤粉炉和循环流化床锅炉等，一般适用于１８０吨以下，热效率小于９０％的锅炉。
燃煤锅炉节能工程充分燃烧，显著改善环境状况，烟气排放全部优于国家环保标准（采用富氧前曾不同程度地冒黑烟）。
投资回收期一般在一年左右。
１）南阳油田４吨燃煤锅炉２００６年９月在南阳油田４吨燃煤锅炉上应用，采用的是局部增氧对称燃烧等技术，经中石化河南分公司节能监测站对比测试，平均节煤２９．７４％，热效率平均提高１５．９６个百分点，最高达１７．４４个百分点。
平均负荷提高１７．６９％，蒸汽压力提高３９％，炉渣可燃物含量下降５３．９％，排烟处ＣＯ下降９６．４％，固体未完全燃烧热损失下降４８．５％等。
（见图２）项目总投资１６万元。
节能效果：该项目节煤４２０吨／年，节约资金至少２０万元／年。
投资回收期小于０．８年。
６典型案例与效益分析膜法富氧局部增氧助燃技术在燃油、燃煤和燃气等炉窑上已经使用数十家，社会效益和经济效益均十分显著：平均节约燃料１０．９％，增产９．２％，产图２富氧助燃装置在４Ｔ／ｈ燃煤锅炉上应用品质量均有提高，窑炉寿命也相应延长，由于燃料ｓ州喘：基嚣芝方ｓＨＡＮＧＨ川ＥＮＥＲＧＹｙ，１２００８年第２期一。
富氧助燃技术开通水泥高效节能新路径节约资源和保护环境是我国的基本国策，推进节能减排工作，加快建设资源节约型、环境友好型社会是我国经济社会发展的重大战略任务。
日前，国务院印发《节能减排“十二五”规划》(以下简称《规划》)，要求各地认真贯彻执行，确保“十二五”期间实现节约能源6.7亿吨标准煤等节能减排目标。
我国节能减排形势极为严峻中央重拳出击加大管控力度记者在《规划》中了解到，由于我国产业结构调整进展缓慢，“十一五”期间，第三产业增加值占国内生产总值的比重低于预期目标，重工业占工业总产值比重由68.1%上升到70.9%，高耗能、高排放产业增长过快，造成结构节能目标没有实现。
“十二五”时期如未能采取更加有效的应对措施，我国面临的资源环境约束将日益强化。
从国内看，我国能源需求呈刚性增长，经济社会发展面临的资源环境瓶颈约束更加突出，节能减排工作难度不断加大。
从国际看，围绕能源安全和气候变化的博弈更加激烈。
部分发达国家凭借技术优势开征碳税并计划实施碳关税，绿色贸易壁垒日益突出。
全球范围内绿色经济、低碳技术正在兴起，不少发达国家大幅增加投入，支持节能环保、新能源和低碳技术等领域创新发展，抢占未来发展制高点的竞争日趋激烈。
我国能源利用效率总体偏低。
我国国内生产总值约占世界的8.6%，但能源消耗占世界的19.3%，单位国内生产总值能耗仍是世界平均水平的2倍以上。
2010年全国钢铁、建材、化工等行业单位产品能耗比国际先进水平高出10%—20%。
从这些比较的数字中不难看出，我国节能减排工作任重道远。
《规划》中指出了我国在节能减排工作中存在的主要问题，其中第一条就是，一些地方对节能减排的紧迫性和艰巨性认识不足，片面追求经济增长，对调结构、转方式重视不够，不能正确处理经济发展与节能减排的关系，节能减排工作还存在思想认识不深入、政策措施不落实、监督检查不力、激励约束不强等问题。
为此，《规划》中明确要求重点淘汰小火电2000万千瓦、炼铁产能4800万吨、炼钢产能4800万吨、水泥产能3.7亿吨、焦炭产能4200万吨、造纸产能1500万吨。
浮法玻璃熔窑制氧机富氧燃烧节能技术应的几个关键问题随着全球能源危机的加剧，燃料价格的不断上涨，玻璃生产的成本越来越高。
因而，玻璃熔窑的节能降耗研究是一个具有重大战略意义的课题。
我国平板玻璃工业已具有相当规模，每年浮法玻璃生产线消耗重油200万吨以上，燃料成本占玻璃生产成本已由30％上升为40％左右，严重影响着行业的经济效益。
因此，玻璃行业对节能技术的需求非常迫切。
近年来，随着玻璃熔窑节能降耗技术研究的深入，开发节能玻璃配方、优化玻璃熔窑结构、改善玻璃熔窑控制技术、加强玻璃熔窑保温和余热利用等实现玻璃熔窑节能手段的研究已相当成熟。
在此背景下，要实现熔窑进一步的节能降耗，富氧燃烧技术应运而生。
特别是近几年来，富氧燃烧技术得到了迅猛发展，成为当今玻璃行业中最活跃的研究课题之一。
该技术推广应用也必将为浮法玻璃生产行业带来可观的经济效益及社会效益。
秦皇岛玻璃工业研究设计院承担且完成了国家发改委重点科技攻关项目“浮法玻璃熔窑富氧燃烧节能技术的研究开发”，并已于2008年在秦皇岛组织召开了该项目验收会。
经参会专家质询、讨论，验收组一致同意该项目通过验收。
现提出若干关键问题，供大家参考。
富氧燃烧技术应用过程中的关键问题1.富氧燃烧工艺路线的设计富氧燃烧工艺路线的设计大致如下：富氧气体收集系统→气体混合系统→富氧调节系统→富氧换向系统→富氧预热系统→气体流量调节分配系统→富氧喷嘴→玻璃熔窑。
不同的玻璃厂实施富氧燃烧，其工艺路线会略有不同，主要根据其气保车间的结构（单高还是双高）而定。
主要设备如下：富氧气体收集装置、气体混合装置、换向系统、富氧预热设备、富氧喷嘴以及相应的管道和阀门。
2.富氧气体的收集大部分采用单高空分法制氮的浮法玻璃厂气保车间所产生的富氧气体都是直接排放到空气中。
富氧燃烧技术就是利用这些被浪费的富氧气体，添加富氧气体收集系统，将富氧气体收集起来。
本系统不会对气保车间有任何影响，也不会影响到玻璃生产线的正常生产。
膜法制氧富氧燃烧技术推广应用刻不容缓--访烟台华盛燃烧设
备工程有限公司董事长姜政华
魏东
【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2014(000)010
【总页数】3页(P59-61)
【作者】魏东
【作者单位】
【正文语种】中文
关于膜法富氧燃烧技术及其相关话题，记者近日专访了烟台华盛燃烧设备工程有限公司董事长姜政华。
记者：我们知道，膜法制氧技术兴起于20世纪70年代，总的来说是起源于美国，兴起在德国，发展在日本；实际上，我国多年来也已经在一些小型工业锅炉和工业炉窑上实施，并且取得了成功。
但为什么经过几十年推进却没能在国内大面积的推广呢？
姜政华：这是一个值得探讨的问题。
1983年美国康宁公司率先应用在燃烧领域，在熔化炉采用全富燃烧技术并成功。
几十年来国内外研究机构对富氧燃烧技术和节能效果、污染物减排效果、燃烧和传热特点开展了一系列的理论计算和试验，取得了较好的效果。
富氧燃烧技术发达国家将其称为“资源的创造性技术”。
我国大连物化研究所、天邦膜技术国家工程研究中心多年来在国内30多台小型工业锅炉和
工业炉窑上实施了富氧助燃技术，平均节能10.6％。
不仅节能还减少了烟尘排放，也获得了成功。
国内外的研究成果表明富氧燃烧技术，目前有三种技术，分别是深冷空分技术、变压吸附制氧技术、膜法制氧技术。
深冷空分技术始于1903年，高炉炼钢主要采用（深冷法）富氧喷煤技术，已有将近一个世纪的历史，综合节能效益非常显著。
至今是钢铁厂标配的主流工艺技术，现建钢厂必建制氧车间。
变压吸附制氧技术发明于1958年，20世纪70年代应用在燃烧领域。
20世纪90年代我国把高炉富氧
喷煤作为发展钢铁工业节能降耗的重点改造项目，在冶金行业推广使用。
实践表明，膜法制氧是成熟的技术，特别是对回转窑需要大流量富氧空气，膜法制氧是最安全、投资量少，且安装简单，操作方便灵活，使用寿命长，维修费用低，为我国工业炉窑应用膜法制氧开辟出一条全新的道路。
但为什么几十年来在我国没有大面积的推广呢？主要原因有：对富氧燃烧技术在一定的层面上还没有引起国家足够的重视，在富氧燃烧技术试验资金投入不足，在燃烧领域里一直是以空气燃烧为主，而且所有的大专院校在燃烧领域没有开设有关富氧燃烧技术课程，在技工学校也没有开设富氧燃烧技术的培训课程，所有的司炉工和操窑者都是以空气助燃技术培训出来的，而是由富氧燃烧设备的研究者承担了上述的任务，设备调试成功后，研究者一离开，节能效果就出现反复，有的试验成功了，论文发表了，资金使用完了，设备就停用了，造成了富氧燃烧技术推广有一定的困难。
要想在燃烧领域全面推广富氧燃烧技术要从根本上解决。
记者：富氧助燃必然涉及到氧气制取，节能环保行业关注的是如何保证膜法制氧的安全长效性？
姜政华：膜法制氧的过程是纯物理过程，无相变等，常温低压下静态制氧，制取的氧气纯度约为30％，制氧本身的安全性好，30％以下的富氧已在近百年的富氧燃烧工程案例中证明是安全可靠的，无需按照氧气站建设规范建设、无需采用氧用介
质的输送设备，无需脱脂处理，无任何安全隐患。
那么，在水泥工业高浓度的粉尘污染环境中，膜法制氧应用于水泥行业的使用寿命又如何？烟台华盛的膜法制氧是静态制氧，经不断的研发与改进，且长期的应用实践证明，多级高效过滤器祛除粉尘污染物之后的膜材料具有10年以上的超长使用寿命。
而且膜法制氧的分离过程是错流的，其空气通道与富氧通道是分开的，因不断输入的空气会将沉积在膜分离材料表面的粉尘在空气通道带走从而形成一个稳定的状态，这并不影膜法制氧过程的使用。
通俗的说，膜法制氧的过程的粉尘污染是有进有出，最终达到平衡而不影响使用。
即使存在的一定量的粉尘污染，当10年后达到富氧膜达到其设计寿命时，沉积下较多的粉尘也可以通过现场清洗措施使得制氧设备恢复其大部分性能。
因此，相比较而言，三种制氧方法，膜法制氧更适宜干法水泥炉窑。
众所周知，在水泥工业高浓度的粉尘污染环境中，水泥粉是高碱性的粉尘污染物，具有3微米的正态分布中径，工业设计过程中，将使用严格的过滤措施方可保证
材料的长效使用寿命。
记者：按照统计，我国的水泥、钢铁、有色冶金、玻纤等工业企业现有各种炉窑约80万台，年耗用燃料约3亿吨标准煤，其中水泥回转炉窑每年消耗煤炭2.3亿吨。
富氧助燃节能技术是如何在治理雾霾方面发挥作用的？
姜政华：是的，可以说富氧助燃节能技术是治理雾霾的“新型武器”。
据中国水泥协会相关统计，截至2012年底，我国新型干法水泥生产线达到1637条，设计熟料产能达16亿吨。
如果这些生产线全部采用目前膜法制氧富氧助燃节能技术，按照节煤10％计，年可节煤1997.55万吨，每吨标煤按980元计，全年可节约资金195.76亿元人民币。
减少烟气排放量163199.84万立方纳米，减少排放二氧化碳4993.88万吨。
目前，国外膜法富氧采用全富氧燃烧技术，国内大部分采用局部增氧技术，而我公
司采用局部全富氧燃烧，如果新型干法水泥生产线采用膜法制氧全富氧助燃节能技术，节煤率更有大幅提高，国外资料显示节煤率可达30％～40％。
经济效益和社会效益巨大。
因此，膜法制氧富氧助燃技术是目前工业炉窑实现节能减排降耗的重要手段和必由之路。
该技术的成功应用，不但标志着我国工业炉窑节能改造在科技创新方面达到了新的高度，而且有望帮助行业完成国务院在《节能减排“十二五”规划》中关于“水泥熟料综合能耗（千克标准煤/吨）要由2010年的115下降到2015年的112；并要求实施燃煤锅炉和锅炉房系统节能改造，提高锅炉热效率和运行管理水平”的要求。
膜法富氧助燃装置有着积极的示范作用和重大的现实意义。
如果我国燃烧领域全行业推广富氧燃烧技术的话，不仅能够实现节能率的大幅度提升，而且“消除雾霾”，重见“蓝天白云”不再是梦想。
随着国家的大力推广节能减排产品，富氧助燃节能技术有望成为水泥行业继纯低温余热发电之后又一新举措，将为我国建材行业节能减排和环保事业治理雾霾天气作出巨大贡献。
记者：雾霾治理牵动国人的神经，富氧助燃节能技术可以在这方面担当重任。
当前影响到该技术推广的难题在什么地方？您有何呼吁或者建议？
姜政华：这正是我所要表达的。
总体而言，国家对膜法制氧、富氧助燃节能产品的重视尚处于开始阶段。
鉴于这项技术在雾霾治理中的独特作用，我们期待着对此项高科技的重视应该提高到国家层面上，在相关的政策制定中也应有所涉及。
这样对技术的推广，减少废弃物的排放大有好处。
同时，也能壮大我们的行业力量，毕竟这样的高科技产品，我们还是希望越来越多的企业加入研发队伍中来，将富氧助燃节能产品的市场越做越大。
这同样离不开国家的重视。
同时，我发现国内涉及到富氧助燃行业的人才少之又少。
如果我们这一代助燃研究人靠的是经验，那么下一代更需要相关理论知识的积淀。
但我们寻遍国内，却没有
发现有一所大专院校甚至技工学校开设相关专业课程。
我认为，随着国家对环保问题的重视，这个行业将越来越热，相关人才也处于行业急需状态。
我们作为一家民营企业，很难有力量去推动人才培养的工作，所以我还是希望向国家呼吁：要对富氧助燃行业人才的培养重视起来。
记者：“根据美国能源信息署预测，世界煤炭消耗量将从2004年的59亿短吨（54亿吨）增长到2030年的103亿短吨（93亿吨）。
增幅将达74％，在此期间，中国和印度的煤炭消耗量将翻番，同期美国的煤炭消耗量将增长50％。
”中国目前的煤炭消费量约占能源消费总量的65％以上。
随着经济的增长，煤炭需求量还会增加，要想达到节能减排治理雾霾天气，要走中国自己经济发展的道路，要在燃烧领域中加快推广膜法制氧富氧燃烧技术的步伐，早日实现中国梦。
姜政华：是的。
归根结底，治理雾霾需要减排，减排需要先进科技的支撑，我们有理由相信，随着国家对这项技术的重视，膜法富氧助燃节能装置会在这场“雾霾战役”中发挥出巨大的作用，找回属于我们的蓝天白云。
