一项节能集成技术引发的燃烧革命

只有站在烟台华盛燃烧设备工程有限公司生产的富氧设备面前，你才明白何为“重量级”：近30米长的机身长度，十几吨的吨位重量，这台被称为“膜法富氧助燃节能装置”的设备书写了该技术富氧流量最大的“中国纪录”。外表略显粗犷的设备“内芯”，却是细腻十足：这边空气进入，那边氧气出来，神奇的物理化学反应支持的是15%左右节能效率的提升。

　　“膜法制氧、富氧助燃节能技术是燃烧领域的二次革命”，几十年技术积淀集于一台设备，通过协同创新与自主创新最终研发成功，“富氧助燃节能装置”并不缺乏漫长的往事和刻骨铭心的细节，但对发明者、该公司董事长姜政华来说，设备的意义并不仅仅是行业专业眼中的“国际同类产品的先进水平”如此简单，更在于它拥有改变燃烧领域的现状，对当下牵动国人神经的节能减排提供了一剂良方。

　　用“资源的创造性技术”膜法富氧燃烧技术对付雾霾，如何拨开云雾见天日？

　　“新式武器”亮相

　　“这是最好的时代，这是最坏的时代，这是智慧的时代，这是愚蠢的时代。”以狄更斯在《双城记》中的开篇之语形容当下的雾霾治理非常贴切：一方面雾锁中国，亟待科技发力；另一方面政府出手，召唤减排新品的出现。而被发达国家称为“资源的创造性技术”的富氧燃烧技术自然站到了舞台中央。

　　2009年底，中国膜法富氧助燃技术的顶尖之作在华盛诞生，“膜法富氧助燃技术是近代燃烧领域的新突破，它可使燃料中的挥发份和没燃尽的碳粒子在富氧中充分燃烧，极大地转化成热能，并降低燃烧后的排气量、粉尘量和二氧化碳。”据公司董事长姜政华介绍，富氧助燃已成为水泥、建材、钢铁、有色冶金、玻纤各种工业锅炉（窑炉）的节能集成技术。

　　“新式武器”甫一亮相，注定与众不同。

　　2012年8月18日，一种名为“MZYR-12000富氧助燃节能装置”在中国企业500强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膜法富氧助燃装置。

　　何为膜法富氧助燃？

　　“氧浓度大于21%、小于40%的气体称为富氧助燃技术”，姜政华向记者揭示了富氧助燃的神奇过程：“当氧浓度大于21%、小于40%的气体称为富氧。在燃烧设备最需要富氧的地方局部增氧助燃的过程称为富氧助燃。”他强调：“在助燃空气中没增加1%的氧气，则相应减少4%的氮气，所以富氧燃烧提高燃烧效率，减少废气排放是环保的选择。”

　　燃烧是人类获取能源的主要途径，世界上80%以上的能源都来自燃烧，而这更是中国以火电为主体的能源现状。人类通过燃烧获得能量的同时，也产生了大量温室气体和酸性气体，而这些是造成雾霾的重要原因之一。富氧助燃恰恰是近代燃烧的新突破，它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。从某种程度上，推广富氧助燃正是最贴合中国能源国情的“中国道路”。

　　送给环保者的一份礼物

　　人们并没有想到，安装在河南天瑞水泥设备上的装置能够产生如此之功效。

　　经效果试验，炉窑火焰温度提高了200℃，二次风温提高100℃，节煤率达到8.18%。通过在线仪表进行测试，该公司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%，二氧化硫浓度降低了7.71%，同时烟气流速降低了2.28%，烟气排放等各项指标达到了设计要求。

　　“2012年11月25日水泥窑富氧煅烧投入正式运行。从11月25日到12月2日，又进行了192小时的正式有富氧运行观察，节煤率达到了10.19%。从2012年11月25日正式投入运行，至2013年1月9日停窑检修，平均日产孰料提高约200t/d左右，平均节煤率为10.73%。”使用富氧煅烧后，天瑞集团水泥有限公司总工贾华平如是说，“炉窑操作运行稳定；窑内热负荷稳定；窑皮稳定；熟料质量稳定并有提高；熟料的外观颜色明显改善；有提高熟料产量的能力；不影响低温余热发电工作；向大气排放的主要指标均呈下降趋势。”

　　“填补了该领域的国内空白，达到国际同类产品的领先水平。”这是姜政华带领公司技术人员研发设备的科技高度，更是带给环保领域一份礼物，“这台装置采用了国内最新的技术制造，首次把膜法制氧装置大型化，为了保障在恶劣环境下的使用，他们精心设计了自洁式PLC控制空气过滤装置，可确保膜组件的使用寿命长达10年以上。同时，该装置还首次采用了大型集成化膜组件，可使富氧流量每小时达到24000立方米，能满足日产10000吨水泥炉窑和企业自备热电联产每小时450吨以下的锅炉使用。据了解，局部全富氧助燃技术的应用，不仅让工业炉窑节能率达到10%—15%，也使设备的性价比更加合理。”

　　膜法富氧助燃技术为什么这么省？

　　减少烟气排放，减少燃料投入，在“两头瘦身”的前提下，富氧燃烧技术却能神奇的将燃烧效率和产出大幅度增加，原因何在？

　　空气中氧气的体积含量约为21%，氮气与极少量的惰性气体的体积含量约为79%，在燃烧过程中，真正参与燃烧反应的只有约占空气体积21%的氧气，而占空气体积79%的氮气和惰性气体不但不能助燃，还会在燃烧过程中带走大量的热量，所以严重制约了工业炉窑的热效率。在工业炉窑中使用富氧燃烧技术后，不参与燃烧反应的氮气量大大减小，因此由氮气带走的热损失也大大减小，节省了加热部分氮气所需的燃料量，还将从根本上改善炉膛内部燃料的分布及燃烧状态。

　　燃料在燃烧时因缺氧会导致设备热效率低下，因此造成了极大的能源浪费。研究资料表明，煤炭（包括油品、天然气）在氧浓度为26%时燃烧最完全，速度最快，温度最高，热辐量强度最大。而膜法制氧、富氧助燃的燃烧机理就是高分子膜在压力差的作用下，使空气中的氧气优先通过，送入燃烧设备中，从而提高工业炉窑内氧气的含量，使燃料在燃烧中最大化地转为热能，大幅度提高工业炉窑的燃烧效率，由此达到节能之目的。