空氣(含氧21% )含氧濃度高的富氧空氣進行燃燒,稱為富氧燃燒(oxygen enriched combustion) ,簡稱OEC。
基本介紹
- 中文名：富氧助燃
- 外文名：oxygen enriched combustion
- 簡稱：OEC
- 特點：高效節能
概念,節能機理,
概念
空氣(含氧21% )含氧濃度高的富氧空氣進行燃燒,稱為富氧燃燒(oxygen enriched combustion) ,簡稱OEC。用90%氧濃度助燃，稱為純氧助燃。它是一項高效節能的燃燒技術,在玻璃工業、冶金工業及熱能工程領域均有套用。富氧、純氧助燃技術又分兩 大部分，即整體增氧和局部增氧，整體增氧特點是整個助燃風均用富氧替代，投資大。局部增氧助燃技術所配富氧量僅為所需助燃風量的0.5-15%，正如同好 鋼要加在刀刃上一樣，而原來助燃風量和排煙量均顯著下降。 局部增氧助燃技術包括系列專用富氧噴嘴和“梯度燃燒”、“對稱燃燒”、“α型燃燒”、“S型燃燒” 和“四角燃燒”等與窯爐、燃料匹配的高新技術，富氧噴嘴的設計原則是使富氧加在產品最需要的地方。
1）局部增氧助燃技術包括系列專用富氧噴嘴和“梯度燃燒”、“對稱燃燒”、“α型燃燒”、“S型燃燒” 和“四角燃燒”等高新技術:
2) 富氧噴嘴是輸送帶有一定壓頭富氧空氣的專用噴嘴，它的設計原則是將富氧加在爐窯中最需氧的地方，而且不改變原有爐窯的結構，對爐窯的性能和安全更沒有影響。
3) 梯度燃燒技術是專門為玻璃窯開發的，它適用於馬蹄焰、橫火焰、雙碹窯和單元窯等。
4) 對稱燃燒技術適用於一般工業爐窯，特別適用於助汽爐、加熱爐、熱媒爐和某些燃煤爐等。
5) α型燃燒、S型燃燒和四角燃燒等高新技術適用於某些煤粉爐、拋煤機爐和鏈條爐等。
節能機理
1.提高火焰溫度
使用富氧、純氧燃燒技術可使氮氣量減少，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，但氧濃度不宜過高，國內外的研究均表明，氧氣的體積分數在26%～30%左右時最佳，而氧濃度在26%～30%之間每提升一個百分點火焰溫度提高35℃。當增氧助燃裝置產生的氣體中氧氣的體積分數在28%左右時，可以有效的將爐溫整體提高50℃左右。氧含量再增加到30%以上時，火焰溫度增加幅度較少，而制氧投資則猛增，經濟效益不合算。
2.加快燃燒速度與促進燃燒完全
燃料在空氣中和在純氧中的燃燒速度相差甚大，如H2在純氧中的燃燒速度是在空氣中的2～4倍，天然氣則達10.2倍左右。用富氧、純氧燃燒技術，不僅能提高燃燒速度，獲得較好的熱傳導，同時溫度提高后，有利於燃燒反應，促進燃燒完全，從根本上消除煙塵污染。
3.降低燃料的燃點溫度
燃料的燃點溫度不是常數，如CO在空氣中的燃點為609℃，而在純氧中的燃點僅為388℃，所以採用富氧、純氧燃燒能提高火焰強度和增加釋放熱量等；
4.減少燃燒後的煙氣排量
用空氣助燃，占體積4/5的N2不參加助燃，且隨著燃燒帶走大量熱能，如用富氧氣體助燃，燃燒後的排氣量減少，從而提高了燃燒效率；
5.增加熱量利用率
富氧、純氧燃燒技術對熱量的利用率有所提高，如用普通空氣助燃，當加熱溫度為1300℃時，其可利用的熱量為42%，而用26%的濃氧空氣助燃時，可利用 量為56%，氧濃度在21%～30%之間其熱量利用率隨氧濃度提高而升高的最快,因此在這個氧濃度範圍內對提高熱量利用率最佳，因此節能效果就越好。
6.降低空氣過剩係數
富氧、純氧燃燒隨著氧含量在空氣中增加，氮氣量下降，可適當降低空氣的過剩係數，這樣，燃料消耗就相應減少，從而節約能源；
7.輻射定律
由於富氧、純氧燃燒技術可使碳的燃點降低，燃燒完全而強烈，火焰充滿度好，提高爐膛的整體溫度，一個物體向周圍輻射的熱與該物體的絕對溫度的四次方成正比，這就是“四次方定律”。
通常空氣中氧的體積含量為20.93%、氮為78.1%及其它少量惰性氣體等，真正參與燃燒的氧只占空氣總量1/5左右，而占空氣總量約4/5的氮和其它惰性氣體非但不助燃，反而將隨著燃燒的進行帶走大量的熱能。人們把含氧量大於20.93%的空氣叫做富氧空氣。
富氧空氣參與燃燒具有明顯的節能和環保效應。在同一溫度下，富氧濃度越高，燃燒越完全，排煙黑度越低，節能和環保效果越好。
富氧空氣的製取：主要有三種方法，一是深冷法製得純氧然後與普通空氣勾兌而得；二是變壓吸附法製得；三是富氧膜法製得。
