您現在的位置:首頁富氧全氧燒嘴
富氧燃燒的益處:空氣中有21%的氧氣和79%的氮氣,其中只有氧氣參與燃燒,通過取消氮氣,帶來的益處包括:熱效率,調節比,火焰穩定性,減少煙氣量和污染物排放,以下逐一介紹。
對于高溫熱過程,火焰輻射是主要的傳熱方式,熱量輻射與溫度成四次方關系,富氧的火焰溫度更高,能夠有效提高火焰對工件的輻射加熱,通過增加加熱速率來提高單位時間的工件加熱量,因此,對于現有的系統,能夠加熱更多的坯料,對于新建系統,給定產量時爐子可以做得更小,這一點尤其重要,建造爐子需要的材料和能耗更少了。為了能充分利用增加的產能,后續工藝的處理能力也應調整。
通過富氧對現有系統的改造,與單純地擴大產能或使用其他新技術增加產量相比,成本要低得多,從應用經驗來看,這是富氧燒嘴吸引力的地方。
1.提高熱效率:通過使用氧氣替代空氣,更多的熱量傳遞給了坯料,而不是被氮氣帶走,因此單位產量的能耗降低了,制氧成本可通過節約的燃料來彌補,如使用電加熱的過程成本較高,可使用富氧+燃料供熱來補充;有時候可以使用替代方式,如在玻璃行業,一般使用油或氣作為燃料,同時用電予以輔助加熱,這就可以通過富氧來替代成本較高的電耗。
使用富氧的主要原因是可以降低單位產品的燃料消耗,近些年隨著燃料成本的日益增加,而制氧成本在不斷降低,這就使得富氧燃燒技術更加具有吸引力。
2.提高火焰性能更高的富氧燒嘴調節比
富氧能夠擴大燃料的可燃極限,從而提高富氧燒嘴燃燒系統的調節比,火焰能夠在一個更寬的條件下存在,例如空氣/CH4的火焰存在的化學當量比范圍為1.3-3.8,而O2/CH4火焰存在的化學當量比為0.7-18
3.增加火焰穩定性:富氧燃燒的火焰傳播速度更快,因此需要更高的氣體噴出速度來避免回火和熄火,更高的速度產生更穩定的火焰,并且氣流受爐膛內煙氣影響較小。
4.更好的點火性能
富氧的另一個優勢是可在較低的溫度下采用較少的能量點火,表明富氧的點火性能更好,但缺點是富氧系統容易被無意點燃,因此需要配備合理的預防措施。富氧的點火性能對于固體和液體燃料的系統而言尤其重要,因為固液燃料比氣體燃料難點燃。
5.火焰形狀控制
對于現有的空氣/燃料系統,富氧可用于控制火焰形狀,例如預混的空氣富氧可用于縮短火焰長度,火焰下方氧槍噴射氧氣可增加火焰長度,控制富氧燒嘴火焰形狀可用來避免指定區域耐材的過燒,或改變爐膛內的熱流和溫度分布。
6.減少煙氣量
采用富氧可大大減少煙氣量,具有以下幾個益處:減小煙道尺寸,或者在同等煙氣量下增加產量,另一個好處是可以增加煙氣處理系統的效率,這是因為煙氣中的污染物濃度增加了,后處理設備的尺寸可以降低,節省了空間、材料、能耗和成本。由于富氧燃燒系統的的煙氣量減少,因此煙氣流速大大降低,較低的煙氣流速會降低粉塵的卷吸量,從而減少煙氣中顆粒物含量,另外,煙氣流速的降低意味著爐膛內煙氣停留時間增加,這對于焚燒爐而言,增加煙氣停留時間能夠更好充分加熱工件。
7.提高加熱效率:由于富氧燃燒煙氣中CO2和H2O的含量高,因此火焰輻射率更高。
8.降低成本:由于富氧強化了燃燒并且減少了煙氣量,爐膛和配套的設備尺寸都可以減小,從而降低建設成本和空間,富氧還能夠減少煙氣處理系統的成本。高溫窯爐設備中,由于富氧燃燒的煙氣量大大減少,煙氣流速降低,煙氣中卷吸的粉塵量減少,后續除塵的設備也可減少,如在玻璃行業中,色素用來給玻璃上色,因為煙氣中帶走的色素原料減少了。
9.增加靈活性
富氧燃燒增加了爐子的靈活性,一方面能夠加熱更多規格的坯料,另一方面當需要更高爐溫時也可采用富氧燃燒,例如生產陶瓷和耐材產品需要1900K以上的高溫,這對于空氣/燃料燃燒是很難達到的;另外富氧能夠使加熱系統迅速達到操作條件,例如富氧用于加熱爐時能夠實現快速升溫和降溫。富氧燃燒由于加熱強度高,因此系統響應速度快,便于控制生產節奏。
10.提高操作性能
富氧能夠提高產品質量,這在以下行業中得到證實:有色冶煉、玻璃、化學焚燒、搪瓷燒結、陶瓷、石灰窯等等。使用富氧燃燒后,火焰長度會縮短,對于有些熱過程,縮短火焰長度能夠強化局部加熱或適應特定的爐膛形狀,同時能夠避免火焰直接沖刷耐材,但不合理使用富氧燃燒也會因為局部溫度過高而燒壞耐材。
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