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富氧燃烧技术在玻璃行业节能改造方面的应用

2014-07-03    来源:中国节能网
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[ 导读 ]:  一、概述   改革开放20多年以来,国民经济迅速发展举世瞩目。而玻璃工业是能耗大户,我国目前有玻璃窑炉数千座,热效率及热能利用率

  一、概述

 

  改革开放20多年以来,国民经济迅速发展举世瞩目。而玻璃工业是能耗大户,我国目前有玻璃窑炉数千座,热效率及热能利用率比较低,而且产品单耗大、成本高,也可以说,玻璃市场的竞争大多取决于能源。因此,节能已成为窑炉改造的中心任务,并已列入“十一五”国家节能环保的重点工程。

 

  有史以来,玻璃熔窑一直都是以空气作为助燃介质。经过对现有燃烧系统的分析研究,认为采用空气助燃是导致高能耗、高污染、温室效应高的重要因素 。空气中只有 21% 的氧气参与助燃,78%的氮气不仅不参与燃烧,还携带大量的热量排入大气。随着玻璃工业的发展,人们对产品质量要求的不断提高,燃料成本的不断增加,使得科技工作者对玻璃生产的核心——“玻璃熔窑”的各个环节进行了不断地探索和改进,燃烧系统也不例外,至今已有了可喜的成效。富氧助燃技术在玻璃熔窑上已经成功地使用了数十年,被称为玻璃熔化技术的第二次革命。

 

  二、富氧助燃原理

 

  通常人们把含氧量大于20.93℅的空气叫做富氧空气。富氧空气参与燃烧将具有明显的节能和环保效应。富氧空气浓度越高,燃烧越完全,排烟黑度越低,节能和环保效果越好。

 

  三、核心技术:

 

  富氧助燃与全氧燃烧不同之处在于:它是在有二次空气助燃的条件下,利用富氧助燃的特点,改变火焰特性从而达到节能增效的目的。

 

  富氧助燃的另一个核心技术就是富氧喷嘴。富氧喷嘴的设计关键包含: 富氧喷嘴安装位置、形状(圆形、环形或扁形)、扩散角,材质(金属、非金属等)、面积(与炉况、产品有关),综合考虑以上内容,才能达到最佳匹配。

 

  四、技术特点

 

  1、节能效果显著。应用于各个燃烧领域均能大幅提高燃烧热效率,在玻璃行业中平均节煤(气)为7%~15%,显著提高热能使用效率。

 

  2、有效延长炉龄。燃烧环境的优化使得炉内温度分布更合理,有效延长窑炉、锅炉的使用寿命。

 

  3、有利于提高产品产量、质量。在玻璃行业燃烧状况的改善使得熔化率提高、升温时间缩短、产量提高;次品率降低、成品率提高。

 

  4、提高燃料替代性。燃烧状况的改善,降低了对燃料品质的需要,使劣质燃料的使用成为可能。低品质燃料的价格低且易于采购,整体降低产品的能源成本。

 

  5、环保效果突出。烟气中携带的固体未燃尽物充分燃烧,排烟黑度降低。燃烧吩解和形成的可燃有害气体充分燃烧,减少有害气体的产生。排烟温度和排烟量明显降低,减少热污染。

 

  五、节能原理

 

  燃烧是燃料与氧气进行反应并释放出光和热的过程。所谓富氧助燃就是采用比常规空气含氧量高的空气参与燃料的燃烧,让原先燃烧不充分的缺陷位置变为充分燃烧,从而带动整个燃烧环境的改变。它有提高火焰温度、加快燃烧速度、降低燃料燃点温度、增加热利用率、降低污染等特点。

 

  六、富氧助燃技术的机理

  1、提高火焰温度和降低排烟黑度

 

  因富氧空气中氮气含量减少,总空气量及烟气量均显著减少,故火焰温度随着燃烧空气中氧气比例的增加而显著提高,排烟黑度则显著降低。

 

  2、加快燃烧速度 ,促进燃烧完全

 

  燃料在空气/纯氧中的燃烧速度相差甚大,如氢气在空气中的燃烧速度最大为280cm/s,在纯氧中为1175cm/s,是在空气中的4.2倍,天然气则高达10.7倍。富氧助燃, 不仅能使燃烧强度提高、加快燃烧速度,从而获得较好的热传导;同时促进燃烧完全,大幅度减少污染物的排放。

 

  3、降低燃料的燃点温度

 

  燃料的燃点温度不是一个常数,它与燃烧状况、受热速度、环境温度等有关,如CO在空气中为609℃,在纯氧中仅388℃,所以用富氧助燃能降低燃料燃点,提高火焰强度、增加释放热量等。

 

  4、减少燃烧后的烟气量

 

  用普通空气助燃,约五分之四的氮气不但不参与助燃,还要带走大量的热量。用富氧助燃,燃烧后的排气量减少,热损失减小,一般氧浓度每增加 1% ,烟气量约下降 2-4.5% 。

 

  5、增加热量利用率

 

  富氧助燃对热量的利用率会有所提高,如用普通空气助燃,当炉膛温度为1300℃时,其可利用的热量为42%;而用26%的富氧空气助燃时,可利用热量为56%,热量利用率可增加14%。

 

  6、降低空气过剩系数

 

  用富氧代替空气助燃,可适当降低空气过剩系数。日本曾对一台热处理炉进行多次试验,成功的将空气过剩系数从1.7降到1.2,平均节能达13.3%。

 

 

 
 
关键词: 方面 玻璃 行业
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