富氧氣體在工業鍋爐中應用的可行性分析報告

2022-09-21 22:33:04 字數 2721 閱讀 2788

現階段國家正在開發西部市場,根據資料介紹海拔每提高1000m含氧量下降1%,鍋爐供氧量不足,造成鍋爐出力不足、效率下降,現推薦一種先進的富氧技術,以保證鍋爐出力和提高效率、促進環保。請各位予以關注。

富氧燃燒是一種最新節能環保技術,近幾十年來,隨著環保要求的不斷提高以及節約能源的需要,富氧燃燒作為一種新興的燃燒技術在世界各國蓬勃發展,有的國家要求全部新增工業窯爐、工業鍋爐不得用普通空氣助燃,均採用富氧空氣助燃。例如日本**決定從2023年起,全部工業爐窯、包括大型鍋爐、工業用中型鍋爐、取暖用鍋爐、船舶動力裝置的鍋爐均不得用普通空氣助燃,均採用富氧空氣助燃。目前,國內很多人士均把目光聚集到富氧燃燒技術開拓上來。

隨著國家提出的構建節能型社會戰略方針,使用富氧燃燒技術在提高產能、裝置的熱效率和節約能源方面有著十分重要的意義。由於燃料充分燃燒,顯著改善燃燒工況和環境狀況,用增氧助燃技術後,煙氣排放全部低於國家環保標準,

富氧燃燒技術的節能機理及優點

1.提高火焰溫度

使用富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%之間每提公升乙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,火焰溫度增加輻度較少,而製氧投資則猛增,經濟效益不合理。

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。使用富氧燃燒技術增氧助燃不僅能提高燃燒速度,獲得較好的熱傳導,同時,溫度提高後,有利於燃燒反應,促進燃燒完全,從根本上消除煙塵汙染。

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℃,所以採用增氧助燃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

e. v8 |+ y9 @( ?4 l: 用普通空氣助燃,佔體積4/5的n2不參加助燃,且隨著燃燒帶走大量熱能,如用增氧助燃,燃燒後的排氣量減少,從而提高了燃燒效率。

5.強化燃燒過程'

高溫煙氣是按受迫運動流動,火焰長而暗,而增氧助燃可使火焰變得短而亮。此外,在燃燒中心上方增設的旋流氣幕所形成的擾動氣流,可延長碳黑粒子與氧混合的過程和時間。從而使燃燒強烈而完全。

6.增加熱量利用率

使用富氧燃燒技術增氧助燃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公升高的最快,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。

7.降低空氣過剩係數

使用富氧燃燒技術增氧助燃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。

8.節能換熱強度增大

由於濃氧氣體布置在火焰中心後端的滯氧區參與助燃,在爐膛內,燃料燃燒的熾熱火炬,以輻射、對流和傳導的方式同爐膛水冷壁和爐牆進行熱交換。火焰充滿度好,使火焰中心區擴大,輻射換熱強度和對流換熱強度也隨之擴大,相當於增加了受熱面積,加大鍋爐出力。

輻射定律

由於富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,乙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,這就是所謂的「四次方定律」,水冷壁獲得輻射能量大大提高,使鍋爐整體熱效率得以提高。

9.環保、安全機理

節能黑煙汙染治理

在鍋爐燃燒室內缺氧條件下的析出產生游離碳——黑煙,採用增氧耦合撓動接觸再燃燒原理,使揮發分在形成黑煙前或過程中徹底燃燒。增氧撓動燃燒消煙與其它黑煙汙染治理技術(如傳統二次燃燒、機械定量給料、水洗)相比,基於其本身的技術特點,容易取得較好的黑煙汙染治理效果(通常煙氣的林格曼黑度遠低於1級)

固硫作用

增氧助燃後還可以減少煙氣中so2 (二氧化硫)、co(一氧化碳)、nox(氮氧化物)含量。煤在燃燒時,溫度大約在1400℃左右,煤中所含的s(硫)和h2s(硫化氫)被氧化,生成so2.同時煤中還含有大量的mg2+(鎂離子)和ca2+(鈣離子)化合物,這時候在1400℃和c(碳)作催化劑的條件下將發生如下反應:

so2+ca2++o2 →caso4 ,採用富氧燃燒增加了氧濃度,促使反應向右進行,降低了煙氣中的so2濃度,這樣起到了固硫作用。

10.裝置執行的安全可靠性

膜滲透法製取濃氧空氣的過程沒有發生物質的相變化和化學變化,製氧過程是在常溫和低壓下進行。因此,膜法制氧裝置具有裝置簡單,操作容易,安全可靠,能量消耗小,成本低等特點。

膜法制氧裝置可將空氣的含氧濃度從20.9%濃縮到26-30%左右。這種氧濃度空氣對各種鍋爐的富氧燃燒是非常適中和安全的。僅機幫浦須定期保養,無須專人看管。

進行工業鍋爐技術改造和設計上的更新換代的目的應是在確保安全的前提下,提高經濟執行能力、提高效率與出力。具體實施方案是要改爐而不是改鍋,富氧燃燒是強化燃燒而不是改動受熱面,所以該工藝的安裝不改變鍋爐的原有結構和工作狀態,僅預熱系統和氧氣噴嘴與鍋爐接觸,對鍋爐的效能和安全無任何影響。

氣體膜分離技術是利用滲透的原理,即分子通過膜向化學勢降低的方向運動。首先運動至膜的外表層上,並溶解於膜中,然後在膜的內部擴散至膜的內表面層解吸。其推動力為膜兩側的該氣體分壓差。

由於混合氣體中不同組分的氣體通過薄膜的速度不同,從而達到氣體分離,**提純氣體的目的。目前,國內已成功地將膜分離富氧助燃節能技術應用於有色金屬冶煉、玻璃池爐節能、化鐵爐和鑄造爐節能等方面,並取得了提高產品質量、節約能源、改善環境的效果。其節能率一般在10-16%。

熱管在工業中的應用

使用熱管進行餘熱 效能特點 應用範圍廣 適用於氣 氣 汽 氣液或液 液等等多介質間熱交換 換熱效率高 熱管換熱器當量傳熱系數k比列管式換熱器要提高5 10倍,換熱效率高 流動阻力小 兩種介質均在管外流動,流程短且介質流動方向與散熱片方向一致,降低了 流動阻力 結構簡單緊湊 由加肋片的熱管製成的換熱器...

工業鍋爐節能改造中節能與安全問題的思考

作者 曹軍 商情 2013年第36期 摘要我國的工業鍋爐以燃煤為主要方式,燃氣一般是餘熱鍋爐用於 廢熱。我國是生產和使用工業鍋爐最多的國家,隨著能源的不斷減少,能源 的 工業鍋爐的節能改造開始邁出步伐。在節能改造中既要注意節能的效果,又要注意安全管理,不能只注意節能而忽視了安全,這樣既降低鍋爐的使用...

工業氣體在磁性材料生產中的應用

一 磁性材料的分類 永磁,軟磁,旋磁,矩磁和壓磁。在磁性材料生產過程中,需要惰性氣體保護的是永磁材料中的稀土永磁汝鐵硼 ndfeb 和軟磁材料中的高效能mnzn鐵氧體。二 稀土永磁合金的生產工藝 配料 金屬 熔煉 製粉 取向壓制 燒結 熱處理 磨製 充磁檢測 由於稀土金屬在空氣常溫下極易氧化,氧與稀...