從節能減排角度談富氧燃燒陳廷山

曲長亮

摘要:介紹了富氧燃燒的特點,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煙氣量的影響,同時理論燃燒溫度及煙氣量隨著氧氣含量的變化函數。

關鍵詞:富氧燃燒;理論燃燒溫度;煙氣量;節能減排

中圖分類號:TK229.6文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)18-0084-01

解決能源危機及環境污染的問題方法主要有一是提高能源利用效率以減少資源消耗,實現低能耗,低污染高產出的生產方式以減少污染,實現真正的集約型生產模式;二是開發利用新能源,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污染或者污染較小;三是加大科研經費的投入,大力引進國外的先進技術,并且在此基礎上吸收創新,從科學技術上保證高能源利用效率。對鋼鐵行業來說,解決能源與環境問題的主要方法就是提高能源利用率,同時也就做到了較少污染物的排放,富氧燃燒技術是近代燃燒技術的一大飛躍式進步,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%,常規燃燒中由于局部缺氧,產生不完全燃燒,造成燃燒效率低下,同時造成火焰溫度偏低也會產生不完全燃燒,可燃物質變成煙塵排掉,浪費能源,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境污染的減少兩方面論述。

1富氧燃燒對節能的影響

富氧燃燒提高氧氣含量,降低燃料燃燒的燃點溫度,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,進而達到了節約燃料的作用,同時能夠使一些理論燃燒溫度過低的燃氣可以加以應用。

理論燃燒溫度計算公式:

t理=■

=■

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

設原空氣只含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%,設原理論所需空氣量為L0,空氣過剩系數為n,即實際所需空氣量為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,同時由于煙氣比熱變化不大,也予忽略,則上面理論溫度計算公式變為:

t理=■

去煉鐵工藝中產生的副產品高爐煤氣進行比較,將其成分簡化為CO占25%, H2占5%,CO2, N2的含量分別占15%,55 %,熱值為3500kJ/m3左右,計算得到:

100 m3高爐煤氣理論空氣需要量為71.4 m3,空氣過剩系數取為1.2,實際需要空氣量為85.7 m3,產生煙氣量為170.7 m3,當采用富氧燃燒時(含氧量為30%),實際總含氧量不變,產生煙氣量為170.7-85.7×0.3=144.99 m3,則針對高爐煤氣,富氧空氣理論燃燒溫度比原空氣理論溫度高出15.1%,同時煙氣量減少了0.3Ln使爐子帶走的廢氣熱量減少,綜觀以上,利用富氧燃燒,一些以前無法進行的加熱工藝,現在可以實現,同時節約了大量能源。

2富氧燃燒對節能的影響

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致的不完全燃燒,同時富氧燃燒能夠使火焰變短,提高燃燒強度,加快燃燒速度,獲得較好的熱傳導,同時由于溫度提高了,將有利于燃燒反應完全,因而從燃料燃燒不完全會產生環境污染現象的源頭上降低和消除了污染排放的指數,通過上面計算得到,燃燒產物減少0.3Ln,對大氣的排放量進而減少了0.3Ln,這樣不僅減少了煙氣的排放量,同時還提高了煙氣排放的質量,達到了減排的效果。

3結 語

綜上所述,富氧燃燒可以大幅度提高理論燃燒溫度,同時燃燒更加完全,達到節能的效果;富氧燃燒可以減少煙氣排放量,提高煙氣排放質量達到減排的效果。

參考文獻:

[1] 張煒,樊瑛.德國節能減排的經驗及啟示[J].國際經濟合

作,2008,(3).