從節(jié)能減排角度談富氧燃燒陳廷山

曲長(zhǎng)亮

摘要:介紹了富氧燃燒的特點(diǎn),富氧燃燒能夠提高理論燃燒溫度,減少煙氣排放量,減少煙氣排放帶走的熱量,提高煙氣輻射黑度,促進(jìn)燃燒完全,提高能源利用率,減少污染,文章介紹了富氧燃燒對(duì)煙氣量的影響,同時(shí)理論燃燒溫度及煙氣量隨著氧氣含量的變化函數(shù)。

關(guān)鍵詞:富氧燃燒;理論燃燒溫度;煙氣量;節(jié)能減排

中圖分類號(hào):TK229.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)18-0084-01

解決能源危機(jī)及環(huán)境污染的問(wèn)題方法主要有一是提高能源利用效率以減少資源消耗,實(shí)現(xiàn)低能耗,低污染高產(chǎn)出的生產(chǎn)方式以減少污染,實(shí)現(xiàn)真正的集約型生產(chǎn)模式;二是開發(fā)利用新能源,積極利用可再生能源,在利用新能源之前,一定要做好充分考慮保證無(wú)污染或者污染較小;三是加大科研經(jīng)費(fèi)的投入,大力引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),并且在此基礎(chǔ)上吸收創(chuàng)新,從科學(xué)技術(shù)上保證高能源利用效率。對(duì)鋼鐵行業(yè)來(lái)說(shuō),解決能源與環(huán)境問(wèn)題的主要方法就是提高能源利用率,同時(shí)也就做到了較少污染物的排放,富氧燃燒技術(shù)是近代燃燒技術(shù)的一大飛躍式進(jìn)步,富氧燃燒也就是提高燃料燃燒所需空氣中氧氣含量的比例及高于20.94%,常規(guī)燃燒中由于局部缺氧,產(chǎn)生不完全燃燒,造成燃燒效率低下,同時(shí)造成火焰溫度偏低也會(huì)產(chǎn)生不完全燃燒,可燃物質(zhì)變成煙塵排掉,浪費(fèi)能源,造成大氣污染。富氧燃燒能夠使燃燒充分,火焰溫度提高,輻射強(qiáng)度大幅提升,從而使熱能的利用率大幅提升。下面主要從能源利用率的提高與環(huán)境污染的減少兩方面論述。

1富氧燃燒對(duì)節(jié)能的影響

富氧燃燒提高氧氣含量,降低燃料燃燒的燃點(diǎn)溫度,提高理論燃燒溫度,加快燃燒速度,提高輻射黑度,減少煙氣量,進(jìn)而達(dá)到了節(jié)約燃料的作用,同時(shí)能夠使一些理論燃燒溫度過(guò)低的燃?xì)饪梢约右詰?yīng)用。

理論燃燒溫度計(jì)算公式:

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式中:Q低——燃料低發(fā)熱量,kJ/標(biāo)m3;t空、t燃——分別為助燃空氣和燃料的預(yù)熱溫度,℃;C空、C產(chǎn)——分別為助燃空氣在0-t空 ℃和燃燒產(chǎn)物在0-t理 ℃溫度下的平均比熱,kJ/(標(biāo)m3·℃);C燃——燃料在預(yù)熱溫度下的平均比熱,kJ/(標(biāo)m3(Kg)·℃);Ln——實(shí)際空氣消耗量,標(biāo)m3/標(biāo)m3(Kg);Vn——燃燒產(chǎn)物總生成量,標(biāo)m3/標(biāo)m3(Kg);Q分——分解熱(t理≤2000℃時(shí),可忽略),kJ/標(biāo)m3。

設(shè)原空氣只含21%的O2和79%的N2,如果富氧空氣含氧量為30%,原空氣含氧量為21%,設(shè)原理論所需空氣量為L(zhǎng)0,空氣過(guò)剩系數(shù)為n,即實(shí)際所需空氣量為nL0,則富氧空氣所需量為nL0×21%÷30%=0.7nL0,則由0.7 n L0產(chǎn)生的煙氣量大大減少,減少量也就是N2的差值,即△Vn=79%nL0-70%nL0×0.7= 0.3nL0=0.3Ln,忽略分解熱,同時(shí)由于煙氣比熱變化不大,也予忽略,則上面理論溫度計(jì)算公式變?yōu)?

t理=■

去煉鐵工藝中產(chǎn)生的副產(chǎn)品高爐煤氣進(jìn)行比較,將其成分簡(jiǎn)化為CO占25%, H2占5%,CO2, N2的含量分別占15%,55 %,熱值為3500kJ/m3左右,計(jì)算得到:

100 m3高爐煤氣理論空氣需要量為71.4 m3,空氣過(guò)剩系數(shù)取為1.2,實(shí)際需要空氣量為85.7 m3,產(chǎn)生煙氣量為170.7 m3,當(dāng)采用富氧燃燒時(shí)(含氧量為30%),實(shí)際總含氧量不變,產(chǎn)生煙氣量為170.7-85.7×0.3=144.99 m3,則針對(duì)高爐煤氣,富氧空氣理論燃燒溫度比原空氣理論溫度高出15.1%,同時(shí)煙氣量減少了0.3Ln使?fàn)t子帶走的廢氣熱量減少,綜觀以上,利用富氧燃燒,一些以前無(wú)法進(jìn)行的加熱工藝,現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn),同時(shí)節(jié)約了大量能源。

2富氧燃燒對(duì)節(jié)能的影響

由于富氧燃燒,提高燃燒溫度,燃燒更加完全,減少了因局部缺氧而導(dǎo)致的不完全燃燒,同時(shí)富氧燃燒能夠使火焰變短,提高燃燒強(qiáng)度,加快燃燒速度,獲得較好的熱傳導(dǎo),同時(shí)由于溫度提高了,將有利于燃燒反應(yīng)完全,因而從燃料燃燒不完全會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染現(xiàn)象的源頭上降低和消除了污染排放的指數(shù),通過(guò)上面計(jì)算得到,燃燒產(chǎn)物減少0.3Ln,對(duì)大氣的排放量進(jìn)而減少了0.3Ln,這樣不僅減少了煙氣的排放量,同時(shí)還提高了煙氣排放的質(zhì)量,達(dá)到了減排的效果。

3結(jié) 語(yǔ)

綜上所述,富氧燃燒可以大幅度提高理論燃燒溫度,同時(shí)燃燒更加完全,達(dá)到節(jié)能的效果;富氧燃燒可以減少煙氣排放量,提高煙氣排放質(zhì)量達(dá)到減排的效果。

參考文獻(xiàn):

[1] 張煒,樊瑛.德國(guó)節(jié)能減排的經(jīng)驗(yàn)及啟示[J].國(guó)際經(jīng)濟(jì)合

作,2008,(3).