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1、富氧燃烧技术富氧燃烧技术富氧燃烧技术等（Oxygen Enriched Combustion）简称 OEC，富氧助燃是近代燃烧节能技术之一。该技术是一项节能新技术，以助燃空气中氧含量超过常规值直至使用纯氧（氧体积含量高于 21%的富氧空气或纯氧代替空气作为助燃气体）的一种高效强化助燃技术。该技术最初主要是运用在冶金、玻璃制备等工业窑炉上，富氧燃烧技术能够降低燃料的燃点，可加快燃烧反应速度，扩宽燃烧极限，提高窑炉的燃烧温度，把空气中的氧气从 21%富化至 35%，获得相当于空气预热到 530的效果，在燃烧过程中只有空气中的氧参与了燃烧反应，氮气作为稀释剂可吸收大量的燃烧生成热，促进燃烧完全，减少
2、燃烧后的烟气量，从而提高热量利用率和降低过量空气系数， 。富氧燃烧技术在不少工业窑炉中不仅可以节能，而且显著提高生产效率。富氧燃烧节能的基本原理是：富氧燃烧使窑炉中烟气生成量降低，故燃烧产物中的 NOx含量降低，水蒸气和二氧化碳的含量和分压增大，促使燃烧速率增大，火焰温度提高。富氧燃烧在提高火焰传热效率的同时，也对其燃烧设备（小炉）提出了与普通燃烧设备不同的要求。富氧燃烧可使重油燃烧比较安全，一方面可减少重油的消耗，另一方面，将有明显的节能效果。一般情况下窑炉的炉温越高，利用富氧助燃技术的节能效果越明显。例如窑炉炉温在1600时，用含氧体积含量为 23%的富氧空气进行助燃燃烧，可节能 25%。
3、目前，国内外制备富氧的方法有深度冷冻法。变压吸附法和膜法三种。三种空气制氧方法比较方法低温精馏法变压吸附法膜分离法原理利用液化后沸点差异来精馏分离利用吸附剂对氧、氮吸附性能的差异达到分离利用膜对特定气体的选择透过来分离空气技术掌握情况技术成熟比较成熟开发阶段装置规模大规模中、小规模小规模或超小型氧纯度99.2%30%-95%25%-40%耗电量/kWhm-30.040.080.050.150.060.12同时产生的副产物稀有气体、液氮富氮富氮产品的可调性较难较易易设备制造难度难较易易特点设备操作简单、可实现自动化设备操作方便、投资少、能耗低富氧燃烧过程是空气的氧参与燃料氧化同时发出光和热的过程
4、。对于窑炉而言，辐射换热是其主要的换热方式之一，结合气体辐射的特点，对于三原子和多原子气体具有辐射能力，双原子气体几乎无辐射能力。故其常规空气助燃的情况下，无辐射能力的氮气所占比例很高，因此延期的黑度非常低，直接影响到烟气对炉窑的辐射换热面的传热。富氧燃烧使火焰温度随富氧空气中氧含量增加而显著升高，是由于在燃烧过程中不需要热量或使用较少热量加热氮气，温度升高可增加加热、燃烧的速率。当含氧浓度小于 30%时，火焰温度将有大幅度上升且升温速率很快；氧浓度大于 30%时，火焰温度升温速率较慢。因此，氧浓度通常控制在 28%一下。富阳燃烧技术排烟量较少，由于富氧助燃技术与燃料燃烧反应的只是氧气，空气中
5、大量的氮气为惰性气体，氮气与燃烧反应产物在燃烧烟气中共存，并携带大量显热排入大气。若增加空气中氧气含量，则燃烧所需理论空气量金额排入大气的显然均显著较少。如：富氧空气含氧量有 21%增至 27%时，湿烟气量可减少 20%。另外，由于富氧燃烧火焰温度高，炉内温压增大，辐射换热增强，从而提高炉内有效利用热。随着氮气含量的降低，从排烟中热量散失的热损失相应减少，过程中设备热效率显著提高，从而节约了燃料消耗。富氧燃烧可加快燃烧速度，促进燃烧完全，燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在纯氧中的燃烧速度是在空气中的 4.2 倍，天然气则达到 10.7 倍。故用富氧空气助燃后，不仅使火焰变短，提
6、高燃烧强度，加快燃烧速度，将更有利于导热，同时温度提高，有利于燃烧反应完全。富氧燃烧最大的优点就是采用富氧代替空气助燃，可适当降低过量空气系数，减少排烟体积，废气排放量大幅减少，而且富阳燃烧技术本身就有扑捉 CO2的能力（使烟气中 CO2浓度达到 85%以上，可以方便压缩回收） ，废弃排放控制设备和费用主要依赖于废气排放流量，所以富阳燃烧技术可以大幅节省费用。特别是在普通空气助燃的情况下，占助燃空气近 4/5 体积的氮气并没参加燃烧反应，并且在燃烧过程中必须被同时加热，将有大量的热量被携带出来。如果采用氧浓度为 21%的常规空气，按理论空气量燃烧的烟气量作为1 计算时，随着含氧量的增加，烟气生
7、成将有所减少，排烟热损失也相应减少而节能。随着燃烧过程中排气量的减少，系统使用的风机、排烟管道和烟气净化设备均可不同程度的减少，同时烟气的排放速率降低，最终导致烟气中颗粒物排放浓度降低，有利以改善环境，具有良好的环境效益和社会效益。研究表明，富氧助燃对于NOx的形成机理的影响主要取决于两个方面：其一是氧气量的提高促使火焰温度提高，将会推进 NOX的生成；其二是氮气的较少致使NOX生成较少。根据富阳燃烧技术的优点，如果想充分发挥其优势须妥善解决以下问题，如窑炉火焰温度的提高所引起的火焰周围和炉内形成热斑，操作不当会造成 NOX排量升高，将会对环境造成污染。除此之外，与普通燃烧器相比富氧燃烧器具有较大优势，如不会出现因火焰温度升高而引起的火焰热斑，导致燃烧器本身的材料无法承受，迫使改用优良的耐火材料。富阳燃烧技术主要位于高温工业炉，如金属加热炉、玻璃熔化炉等等。富氧或纯氧燃烧技术也应用于天然气部分氧化法制去合成气，此时天然气在还原气氛中进行部分氧化而转化为合成气（CO+H2） ，同时放出热量。与富氧燃烧技术相反的贫氧燃烧技术目前在特定场合也已获得工业应用，例如在大型合成氨装置中天燃气轮机排除烟气中的含氧量低于 21%，但由于是高温烟气可将它通入转化炉中继续作为助燃剂与天然气进行燃烧反应，像炉管供热，从而达到节能和减少烟气量排放的双重目的。
