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    富氧燃燒技術在玻璃行業節能改造方面的應用
    來源:中國節能產業網 時間:2011-8-17 22:45:56 用手機瀏覽

      一、概述

      改革開放20多年以來,國民經濟迅速發展舉世矚目。而玻璃工業是能耗大戶,我國目前有玻璃窯爐數千座,熱效率及熱能利用率比較低,而且產品單耗大、成本高,也可以說,玻璃市場的競爭大多取決于能源。因此,節能已成為窯爐改造的中心任務,并已列入“十一五”國家節能環保的重點工程。

      有史以來,玻璃熔窯一直都是以空氣作為助燃介質。經過對現有燃燒系統的分析研究,認為采用空氣助燃是導致高能耗、高污染、溫室效應高的重要因素 ?諝庵兄挥 21% 的氧氣參與助燃,78%的氮氣不僅不參與燃燒,還攜帶大量的熱量排入大氣。隨著玻璃工業的發展,人們對產品質量要求的不斷提高,燃料成本的不斷增加,使得科技工作者對玻璃生產的核心——“玻璃熔窯”的各個環節進行了不斷地探索和改進,燃燒系統也不例外,至今已有了可喜的成效。富氧助燃技術在玻璃熔窯上已經成功地使用了數十年,被稱為玻璃熔化技術的第二次革命,而錦湖公司生產的變壓吸附制氧設備,氧氣純度最高可達95%,并且對玻璃行業有著十年的設計安裝經驗,始終為客戶提供最安全、最高效、最節能的氧氣。

      二、富氧助燃原理

      通常人們把含氧量大于20.93℅的空氣叫做富氧空氣。富氧空氣參與燃燒將具有明顯的節能和環保效應。富氧空氣濃度越高,燃燒越完全,排煙黑度越低,節能和環保效果越好。

      三、核心技術:

      富氧助燃與全氧燃燒不同之處在于:它是在有二次空氣助燃的條件下,利用富氧助燃的特點,改變火焰特性從而達到節能增效的目的。

      富氧助燃的另一個核心技術就是富氧噴嘴。富氧噴嘴的設計關鍵包含: 富氧噴嘴安裝位置、形狀(圓形、環形或扁形)、擴散角,材質(金屬、非金屬等)、面積(與爐況、產品有關),綜合考慮以上內容,才能達到最佳匹配。

      四、技術特點

      1、節能效果顯著。應用于各個燃燒領域均能大幅提高燃燒熱效率,在玻璃行業中平均節油(氣)為7%-15%,顯著提高熱能使用效率。

      2、有效延長爐齡。燃燒環境的優化使得爐內溫度分布更合理,有效延長窯爐、鍋爐的使用壽命。

      3、有利于提高產品產量、質量。在玻璃行業燃燒狀況的改善使得熔化率提高、升溫時間縮短、產量提高;次品率降低、成品率提高。

      4、提高燃料替代性。燃燒狀況的改善,降低了對燃料品質的需要,使劣質燃料的使用成為可能。低品質燃料的價格低且易于采購,整體降低產品的能源成本。

      5、環保效果突出。煙氣中攜帶的固體未燃盡物充分燃燒,排煙黑度降低。燃燒吩解和形成的可燃有害氣體充分燃燒,減少有害氣體的產生。排煙溫度和排煙量明顯降低,減少熱污染。

      五、節能原理

      燃燒是燃料與氧氣進行反應并釋放出光和熱的過程。所謂富氧助燃就是采用比常規空氣含氧量高的空氣參與燃料的燃燒,讓原先燃燒不充分的缺陷位置變為充分燃燒,從而帶動整個燃燒環境的改變。它有提高火焰溫度、加快燃燒速度、降低燃料燃點溫度、增加熱利用率、降低污染等特點。

      六、富氧助燃技術的機理       

      1、提高火焰溫度和降低排煙黑度

      因富氧空氣中氮氣含量減少,總空氣量及煙氣量均顯著減少,故火焰溫度隨著燃燒空氣中氧氣比例的增加而顯著提高,排煙黑度則顯著降低。

      2、加快燃燒速度 ,促進燃燒完全

      燃料在空氣/純氧中的燃燒速度相差甚大,如氫氣在空氣中的燃燒速度最大為280cm/s,在純氧中為1175cm/s,是在空氣中的4.2倍,天然氣則高達10.7倍。富氧助燃, 不僅能使燃燒強度提高、加快燃燒速度,從而獲得較好的熱傳導;同時促進燃燒完全,大幅度減少污染物的排放。

      3、降低燃料的燃點溫度

      燃料的燃點溫度不是一個常數,它與燃燒狀況、受熱速度、環境溫度等有關,如CO在空氣中為609℃,在純氧中僅388℃,所以用富氧助燃能降低燃料燃點,提高火焰強度、增加釋放熱量等。

      4、減少燃燒后的煙氣量

      用普通空氣助燃,約五分之四的氮氣不但不參與助燃,還要帶走大量的熱量。用富氧助燃,燃燒后的排氣量減少,熱損失減小,一般氧濃度每增加 1% ,煙氣量約下降 2-4.5% 。

      5、增加熱量利用率

      富氧助燃對熱量的利用率會有所提高,如用普通空氣助燃,當爐膛溫度為1300℃時,其可利用的熱量為42%;而用26%的富氧空氣助燃時,可利用熱量為56%,熱量利用率可增加14%。

      6、降低空氣過剩系數

      用富氧代替空氣助燃,可適當降低空氣過剩系數。日本曾對一臺熱處理爐進行多次試驗,成功的將空氣過剩系數從1.7降到1.2,平均節能達13.3%。


     


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