富氧燃烧设备技术的应用

简介

富氧燃烧采用比空气中氧含量高的空气来助燃，可以显著提高燃烧效率和火焰温度，但由于富氧成本较高，多年来未能进入利润较低的水泥行业。但随着制氧技术的成熟和利用，随着富氧成本的不断降低，在高温、高煤耗、低利润的水泥行业，应用富氧煅烧技术的时代已经到来。“水泥窑炉富氧技术”已被列入“十二五”国家科技支撑计划，是中国建材总院承担的12个国家科技支撑计划的课题之一。

富氧燃烧技术

富氧燃烧技术是近代燃烧的新突破，它是使燃料中的挥发份和没燃尽的碳粒子在富氧中充分燃烧，在不增加燃料的前提下，火焰温度提高100～350℃，使燃烧速度加快，热辐射迅速增强的技术。该技术强化燃烧，降低空气过量系数，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。

水泥行业

2012年，富氧助燃节能装置在河南天瑞集团汝州水泥有限公司日产5000吨的水泥回转窑上投入试运行。这是目前我国水泥炉窑配备的最大富氧助燃装置。经效果试验，炉窑火焰温度提高了200℃，二次风温提高100℃。2012年11月经运行对比测试节煤率达到8.18%以上。加装富氧助燃装置后熟料的28d抗压强度达到了53.2MPa，与未加装富氧助燃装置比较，熟料抗压强度提高了2.8MPa，熟料的质量得到了改善，平均日产熟料提高约200t/d左右。通过在线仪表进行测试，加装富氧助燃装置后，水泥窑排放烟气中NOx浓度降低了15.64%，SO2浓度降低了7.71%，同时烟气流速降低了2.28%，总烟气排放量有所减少，取得了较好排放效益。烟气排放指标都呈下降趋势，各项指标均达到了设计要求。填补了国内空白，为我国水泥行业节能减排开辟了一条新路。

玻璃熔窑

2011年2月18日，我国第一条浮法玻璃熔窑全氧燃烧生产线在安徽华光集团一次投产成功。并为之将“浮法玻璃熔窑全氧燃烧生产技术”称为是玻璃制造技术发展史上继采用浮法工艺之后的“第二次革命”。实现玻璃工业节能减排和可持续发展上的一次飞跃，日产500吨浮法玻璃生产线技改工程成果有以下数据为证。

——实现生产优质浮法玻璃、超白玻璃337万重量箱，产能提升20%。产品满足市场对浮法玻璃品质越来越高的需要，实现年新增销售收入1.8亿元，新增利润6637万元；

——能耗降低22%以上，年节约标煤17681吨。如在全国现有80%以上的浮法玻璃生产线上得以应用，每年将节约标准煤340万吨；

——生产线配套建设的余热发电项目将实现年供电量1226万千瓦时；

——各类污染物排放大幅度下降，其中废气排放量减少60%以上，废气中氮氧化物下降80%~90%，烟尘和粉尘降低50%以上。

高炉炼钢

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。

高炉鼓风含O2提高之后，能加速高炉风口前的燃烧过程，提高理论燃烧温度，强化高炉冶炼，增加高炉煤比，但其和高炉提高风温不同，它不能带入附加的热量，具体讲产生如下影响：提高高炉冶炼强度；高炉富氧有利于炉况顺行；高炉富氧之后，能提高高炉煤气的热值；高炉富氧更有利于冶炼能耗高的铁种。

富氧燃烧节能减排作用

作用一

增加空气中氧的浓度，可以提高可燃物质与氧气接触的几率，因而提高燃尽速度。

由于燃料在富氧中能够充分燃烧，从而大大提高了燃料的燃烧速度和燃尽率；由于富氧燃烧产物的热辐射会迅速增强，从而大大提高了水泥回转窑内的传热效率。对同等发热值的煤炭，富氧空气中的氧浓度越高，燃烧所需的富氧空气量就会越少，燃烧产生的烟气量就会减少，燃烧温度就会越高，热损失就会越少，煤炭的节约率也就越高。

作用二

提高空气中氧的含量，有利于降低空气过剩系数，从而节能减排。

使用富氧后，从煤燃烧需要空气量的角度，每提高1%含氧量，就可以降低接近5%的空气量，适宜的富氧含量可以节约大量热能。同时降低氮氧化合物的生成，由于富氧为分级燃烧的CO改善了在主燃烧区的后续燃烧条件，便可以进一步加强还原区的还原力度，提高氮氧化物的还原效果，降低氮氧化合物的排放。

作用三

同样体积的空气可以供更多燃料燃烧，相当于能增加燃料燃烧能力，增加热量后，就可以增加产量。由于富氧提高了煅烧温度，增加燃烧释放热量的利用率，即可以增加窑的产量，改善了烧成环境，提高了熟料的质量，提高水泥粉磨时混合材的添加量，为企业增加效益，节约能源。