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        制氧機在助燃領域的運用

        2017-04-20

        富氧燃燒(簡稱OEC,Oxygen-Enhangced Combustion)是通過提高助燃空氣中的氧氣比例強化燃燒,達到高效節能的目的。富氧燃燒有空氣增氧燃燒、吹氧燃燒、全氧燃燒和空氣-氧氣雙助燃劑燃燒等多種強化燃燒方法。

        空氣增氧燃燒,就是向助燃空氣中摻入氧氣(見圖1),這是一種低濃度富氧的方法,一般常規空氣助燃燃燒器都能適用。為確保充分混合,氧氣經散流器注入到助燃空氣中,這種低成本的改造方法可以縮短火焰長度并強化燃燒。但如果增氧過多,火焰長度會變得過短,溫度升高后的火焰可能會損壞燃燒器或燒嘴磚。另外,如果氧氣摻入量大,為保證安全,空氣管道也可能需要改造。

        吹氧燃燒,即向空氣助燃火焰中射入氧氣(見圖2),這也是一種低濃度的富氧燃燒方法,特點是不必改造現有空氣助燃系統。它屬于分段燃燒的一種形式,能降低氮氧化物排放。向火焰和物料之間吹氧能使火焰向物料方向靠近,有提高傳熱效率,減少燃燒器、燒嘴磚以及燃燒室耐火材料過熱的可能性。應用時通常采用從火焰下方吹入氧氣,吹入點位于燃燒器和加熱物料之間,熱量集中于下游的加熱物料上,可減少爐頂耐火材料受熱,延長爐頂的壽命。

        全氧燃燒,即用高純氧氣(氧氣體積比大于90%)替代助燃空氣(見圖3),全氧燃燒器內部氧氣和燃料不進行混合,而是采用噴嘴混合燃燒器形式產生擴散火焰。因為純氧具有極高的反應性,氧氣/燃氣預混會有爆炸的可能性,不預混完全是出于安全的考慮。高純氧的實際純度取決于制氧方法,全氧燃燒強化加熱的能力最高,但運行成本也最高。

        空氣-氧氣雙助燃劑燃燒,分別由兩個不同的管道通過燃燒器射入空氣和氧氣(見圖4),實際上它是空氣增氧法的一種變化形式,相當于在常規燃燒器上增加一個全氧燃燒器。該方法的優點是比空氣增氧燃燒和吹氧燃燒使用更高濃度的氧氣,得到更高的效益,運行費用低于全氧燃燒,火焰形狀和熱釋放可以通過控制氧氣量調節,改造費用也不高。

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