富氧助燃設備的節能特性
1、富氧濃度對企業節能效果的影響:
一般認為,節能效果與富氧空氣中氧濃度的大小成正比,即在同一燃燒溫度,氧濃度越大,越有利于燃料充分燃燒,節能效果越明顯。早在1982年日本研發成功氧濃度可達40%的富氧設備及有關燃燒的全套技術。并實驗證明,在一定溫度下,采用23%富氧助燃可節能10%~25%;采用25%富氧助燃可節能20%~40%;采用27%富氧空氣助燃可節能30%~50%;采用大于30%富氧助燃節能影響幅度不大。因此采用低濃度富氧技術路線時,30%左右的氧濃度是較適宜的。
應用富氧助燃,由于爐氣黑度增加和火焰溫度提高的共同作用,使得燃氣向爐膛和制品的輻射傳熱能力大幅提高。對隧道窯爐來講,在其他條件允許的情況下,窯爐升溫速度可加快,生產產量可增加。通過國外大量使用富氧助燃應用于工業窯爐的例子證明,采用25~30%的富氧空氣助燃綜合節能率可達20~40%,其中有80%是通過增加生產產量所取得的。
2、富氧助燃對熱利用率的影響:
空氣中氧濃度的增加,其熱利用率顯著提高。當采用普通空氣助燃時,加熱溫度在 1300℃時可利用的熱量為42%;而當采用26%富氧助燃時,可利用的熱量為56%,同比熱利用率增長了33%。因此,可以認為氧濃度的增加與熱利用率成正比的關系。
在實際的加熱應用中,只考慮燃燒效率而忽略了傳熱效果是不合理的。氧濃度的增加,也增加了反應產物CO2和H2O的濃度。CO2和H2O蒸汽三原子氣體的輻射力隨著溫度升高,氣體的濃度(或分壓)提高和氣層厚度的增加得到加強,提高了熱傳導率和熱容,從而提高了傳熱能力。還有受熱物質(如陶瓷)在高溫區主要靠熱輻射獲得熱能,輻射強度與溫度的四次方成正比關系。雖然爐膛溫度上升不大,但是熱輻射強度大幅提升,受熱物質更容易獲得熱量,使得熱效率大幅提高,所以提高燃燒溫度將會大大增加熱傳遞。
下列行業已使用PSA制得的富氧氣并已獲得效益
電爐煉鋼:脫碳、氧助燃加熱、泡沫熔渣,冶金控制和
廢水處理:活性污泥的富氧曝氣,水池增氧和臭氧滅菌玻璃熔溶,切割,增加玻璃產量,延長爐子壽命
有色金冶煉:冶煉銅、鋅、鎳、鉛等需用富氧,PSA法正逐步替代深冷法
野外切割施工:野外鋼管、鋼板切割用富氧,移動或小型制氧機可滿足要求
石油化工和工業用氧:石油和化工過程中的氧氣反應采用富氧代替空氣進行氧化反應,可提高反應速度和化工產品產量
礦石處理:用于黃金等冶煉過程,可提高金屬的提取率
飲用水:提供氧氣給臭氧發送器,臭氧滅菌