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摘要:本文简要阐述了富氧燃烧技术原理,参考早期理论研究,以及现有各行业执行经验表明,富氧条件下氧气浓度在30%左右有比较好的节能效果和经济效益。在纯氧条件下,节能效果更佳,能达到40%~60%。同时,还能大量减少尾气和有害气体排放,这在一些没有还原气氛要求的梭式窑或小型隧道窑上,具有很大的可行性。由于其需要加入大量的氧气,在某些类型窑炉上经济效益不够明显。当前由于陶瓷行业的产业竞争加大,以及环保要求日益增强,富氧燃烧可以在一定程度上解决大部分窑炉的节能减排要求。
关键词:富氧燃烧;纯氧燃烧;窑炉;节能减排;经济效益
1背景
广东陶瓷作为我国乃至世界建筑卫生陶瓷重地,是建筑卫生陶瓷生产、技术装备及新产品研发的重要基地,也是我国陶瓷行业质量整体水平最高,产业链最完善的地区。但是,陶瓷生产企业的高污染、高能耗、高排放的三高特征,也在随着我国日益强化环境保护的意识而逐渐受到限制。例如,在佛山的地区的很多陶瓷生产企业陆续迁移到了清远、肇庆等地。
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2富氧燃烧技术在国内外各行业中的应用和研究
2.1富氧燃烧技术概念
顾名思义,富氧燃烧即是指在燃烧过程中,把氧气的体积分数大于空气中的21%氧气含量的气体作为助燃气体的一种高效燃烧技术,当助燃气体直接采用99%以上的工业纯氧时,又叫做纯氧燃烧。富氧燃烧技术可以增加燃烧火焰温度、减少一次风抽送量,同时节约了燃料消耗、减少了尾气排放。纯氧气和空气助燃对比示意图如图1所示。
2.2纯氧燃烧
本文以天然气燃料为例:
(1)空气助燃:CH4+2O2+8N2→CO2+2H2O+8N2;
(2)纯氧助燃:CH4+2O2→CO2+2H2O。
以1体积天然气做燃料燃烧,理论上需要10体积的空气或者2体积的氧气。同时,烟道排放尾气分别为11体积和3体积。在这个过程中,若采用普通空气助燃,8体积的氮气进入窑炉并被加热至炉温,然后这些高温氮气又通过烟道排出,导致了大量的热量浪费,同时若炉温超过800℃,燃烧产生的NOX也大幅增加。
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