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膜法富氧局部助燃技术在玻璃窑的应用

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人气:-发表时间:2018-04-25 13:39【

前言
  
  玻璃行业是我国工业的耗能大户之一,而玻璃熔窑又是玻璃生产的主要耗能设备,其能源消耗量约占玻璃生产总能耗的50-90%,占玻璃生产成本的25-50%。搞好玻璃熔窑的节能技术改造,就成为各生产厂家、科研单位研究攻关的热课题。富氧助燃技术作为一种高效节能和环保等手段,早已被人们所接受,也是国家发改委重点推荐的重大节能技术,但是传统制氧投资大、能耗高制约了富氧燃烧技术的发展,富氧燃烧已成为大型玻璃厂和有氧源玻璃厂的专利。膜法富氧助燃技术是膜法制氧技术和玻璃窑富氧局部助燃技术的结合,此两项技术的结合改变以前玻璃窑富氧燃烧技术应用成本居高不下、叫好不叫座的现状,使众多无氧源和中小型玻璃熔窑利用富氧助燃技术提高产品质量、降低吨产品能耗的目标得以实现。下面就此两项技术在玻璃窑的实际应用技术及相关案例做相关介绍和探讨,希望能给感兴趣的单位和个人一定的参考。
  
  玻璃窑富氧局部助燃技术
  
  概述
  
  富氧燃烧技术是在以重油、煤、天然气等为主要能源的玻璃窑炉中,供入附加的氧气使熔窑内特定区域的氧含量高于21%,并使之燃烧。我们知道,燃料燃烧时必须有氧参与。所谓富氧助燃就是增加空气中的氧浓度。这样,燃料与高浓度氧气混合后充分燃烧,而助燃空气中的惰性气体氮含量减少,相应的烟气量也就少,从而也降低排出烟气带走的热损失,国家建材局蚌埠玻璃工业设计研究院的左泽方和陈晓红专家在1999年第3期的《玻璃与搪瓷》杂志上称富氧助燃技术是玻璃熔化技术的第二次革命。
  
  富氧局部助燃节能机理
  
  1.提高火焰温度
  
  使用富氧燃烧技术可使氮气量减少,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,但氧浓度不宜过高,国内外的研究均表明,氧气的体积分数在26%~30%左右时较佳,而氧浓度在26%~30%之间每提升一个百分点火焰温度提高35℃。当增氧助燃装置产生的气体中氧气的体积分数在28%左右时,可以有效的将炉温整体提高50℃左右。氧含量再增加到30%以上时,火焰温度增加幅度较少,而制氧投资则猛增,
  
  经济效益不合算。
  
  2.加快燃烧速度与促进燃烧完全
  
  燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差甚大,如H2在纯氧中的燃烧速度是在空气中的2~4倍,天然气则达10.2倍左右。用富氧燃烧技术,不仅能提高燃烧速度,获得较好的热传导,同时温度提高后,有利于燃烧反应,促进燃烧完全,从根本上消除烟尘污染。
  
  3.降低燃料的燃点温度
  
  燃料的燃点温度不是常数,如CO在空气中的燃点为609℃,而在纯氧中的燃点仅为388℃,所以采用富氧燃烧能提高火焰强度和增加释放热量等;
  
  4.减少燃烧后的烟气排量
  
  用空气助燃,占体积4/5的N2不参加助燃,且随着燃烧带走大量热能,如用富氧气体助燃,燃烧后的排气量减少,从而提高了燃烧效率;
  
  5.增加热量利用率
  
  富氧燃烧技术对热量的利用率有所提高,如用普通空气助燃,当加热温度为1300℃时,其可利用的热量为42%,而用26%的浓氧空气助燃时,可利用量为56%,氧浓度在21%~30%之间其热量利用率随氧浓度提高而升高的较快,因此在这个氧浓度范围内对提高热量利用率较佳,因此节能效果就越好;、
  
  6.降低空气过剩系数
  
  富氧燃烧随着氧含量在空气中增加,氮气量下降,可适当降低空气的过剩系数,这样,燃料消耗就相应减少,从而节约能源;
  
  8.辐射定律
  
  由于富氧燃烧技术可使碳的燃点降低,燃烧完全而强烈,火焰充满度好,提高炉膛的整体温度,一个物体向周围辐射的热与该物体的温度的四次方成正比,这就是“四次方定律”,
  
  玻璃窑富氧局部助燃的优点
  
  1.用氧量少,减少投资成本
  
  2.安装简单,可以不停炉安装
  
  3.对玻璃窑耐火材料无特殊要求

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