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富氧燃燒技術在工業鍋爐上的應用

一、概述

通常空氣中氧的含量為20.93％、氮為78.1％及少量惰性氣體等，在昆明地區空氣中氧的含量約為20.8％,在燃燒過程中只占有空氣總量的1／5左右的氧參與燃燒，而占空氣總量約4／5的氮和其他惰性氣體非但不助燃，反而將隨煙氣帶走大量的熱能。人們把含氧量大于20.93％的空氣叫做富氧空氣。富氧空氣參與燃燒給燃燒提供了足夠的氧氣，使可燃物充分燃燒，減少了固體不完全燃燒的排放，減少了氮和其他惰性氣體隨煙氣帶走的熱能。將具有明顯的節能和環保效應。

變壓吸附富氧技術是近年發展的非常適合各種鍋爐、窖爐做助燃用途的高新技術，它具有流程簡單、體積小、自身能耗低、使用壽命長、投資較少等特點，被工業發達國家稱之為“資源的創造性技術”。

二、富氧燃燒分析

助燃空氣中氧濃度越高，燃料燃燒越完全，但富氧濃度太高，會導致火焰溫度太高而降低爐膛受熱面的壽命，同時制氧投資等費用增高，綜合效益反而下降，因此國內外研究均表明，助燃空氣富氧濃度一般在26～30％時為最佳。

1、據測試氧含量增加4－5%，火焰溫度可升高200－300℃。火焰溫度的升高，促進整個爐膛溫度的上升，爐堂受熱物質更容易獲得熱量，熱效率大幅提高。

2、燃料在空氣中燃燒與在純氧中的燃燒速度相差甚大，如氫氣在空氣中的燃燒速度最大為280cm/s，在純氧中為1175cm/s，是在空氣中的4.2倍，天然氣則高達10.7倍。富氧助燃，可以使燃燒強度提高、燃燒速度加快，從而獲得較好的熱傳導，使燃料燃燒的更完全。

3、燃料的燃點溫度不是一個常數，它與燃燒狀況、受熱速度、富氧用量、環境溫度等密切相關，如CO在空氣中為609℃，在純氧中僅388℃，所以用富氧助燃能降低燃料燃點，提高火焰強度、減小火焰尺寸、增加釋放熱量等。

4、用普通空氣助燃，約五分之四的氮氣不但不參與助燃，還要帶走大量的熱量。一般氧濃度每增加1%，煙氣量約下降2～4.5%，從而能提高燃燒效率。

5、如用普通空氣助燃，當爐膛溫度為1300℃時，其可利用的熱量為42％；而用26％的富氧空氣助燃時，可利用熱量為56％，熱量利用率可增加14％。

6、排煙溫度每降低12－15℃,可降低排煙熱損失約1%,用富氧代替空氣助燃，可減少一次風量，降低了空氣的過剩系數，減少了排煙量降低了排煙熱損失。

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