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富氧助燃技术原理
更新时间:2010-02-03    |     来源:搪瓷工业协会
        富氧燃烧的目的是在于使燃料充分燃烧,并在燃烧区域内有效的充分的利用燃烧生成的热量。燃烧工况的优劣与炉窑的热效率有着至关重要的关系。燃烧的过程是燃料中可燃分子与氧分子之间发生高能碰撞的过程,所以氧的供给情况决定了燃烧过程完成的充分与否。在常规空气助燃的燃烧过程中,这种氧分子和燃料中可燃分子的高能碰撞作用受到占空气成份近五分之四的不参加助燃的氮分子阻碍,降低了氧分子与燃料可燃分子之间的碰撞机会,于是直接影响燃烧效率的提高,不仅如此,这五分之四的氮分子还在炉窑中吸收大量的热量在废气中排掉,造成热损失,浪费能源。采用比常规空气含氧量高的富氧空气来助燃称富氧燃烧,它有提高火焰温度、加快燃烧速度、降低燃料燃点和增加热量利用率的优点,此外富氧燃烧增加了空气中的氧浓度,减少了助燃空气量,从而降低了烟气生成量,也降低了NO2生成物的排放,改善了环境。
        无论固体燃料还是液体气体燃料的燃烧发热过程都需用大量的氧气助燃,其中主要可燃成份燃烧过程化学方程式如下,提高这些反应式中O2的含量无疑可以促进燃烧过程充分完成,提高燃料的使用效率 .
                     C+O2=CO2
                     2H2+O2=2H2O
                     S+O2=SO2
                     CmHn+(m+n/4)O2=mCO2+n/2H2O
                     2CO+O2=2CO2
                     2H2S+3O2=2H2O+2SO2
富氧煤气发生炉气化机理
        富氧煤气发生炉采用膜法制氧原理,具有投资省、操作工艺自动化高、运行成本低、安全可靠等优点。采用并流气化原理制气,气化剂为富氧空气+过饱和蒸气,煤中的焦油挥发分有机烃类物质经炉内高温层燃烧殆尽,使煤中有害物质就地转化或随炉渣排出炉外,所产粗煤气中苯、酚、荣、硫化氢等有害物质含量降低。实现了炉内自身净化,使传统的“事后处理 变为“事先预防”,从而免除了庞大的除焦脱硫以及废水处理设备,大大地减少了投资,降低了运行成本,对于环保具有重大的现实意义。由于富氧并流气化特殊生产工艺,可以使中等牯结性以下的烟煤可以人炉气化,又很大程度上解决了我国煤制气用优质无烟煤来源不足的问题。
富氧煤气发生炉的特点
        煤气发生炉采用富氧气化后,可达到实际效果如下:
        (1)富氧气化后,其煤气成分出现很大变化,尤其是CO的成份明显提高,而N 的成份明显下降,说明采用富氧气化后炉内气化反应更加充分,而空气中的N 吸人量明显下降,煤气热值提高。
        (2)由于采用富氧气化,煤气热值的提高,总鼓风量也有较大幅度的下降。
        (3)由于鼓风量的下降,降低了发生炉的炉底压力,这样就大大地减少了炉内煤粉的飞扬,烟道中烟灰及焦油明显减少。烟道压力降低,压力损失减少,其潜在效益十分巨大。
        (4)由于采用富氧气化,煤与氧气的接触面积增大,气化反应得到加强和充分,使灰渣的残碳含量明显下降。
        (5)由于煤气热值的增加和残碳含量的降低,煤的使用量相应减少,空气过剩系数降低,从而达到节能减排之目的。
富氧煤气发生装置集煤的气化与煤气的净化于一体,生产煤气CO含量低,煤气中焦油等杂质含量少,无废水、废气、废渣的排放,环保效益显著,具有工艺流程简单,操作安全方便,投资省.运行成本低等优点。
煤气发生炉及池窑富氧助燃基本原理
        富氧应用于煤气发生炉—提高热值
        混合煤气发生炉(见右图)生产煤气的主要过程,是在炉内氧化层中有效碳的燃烧生成CO2、CO以及在还原层中气相反应--水蒸汽分解生成H2及CO2还原为CO的复杂竞争反应,生产出一定浓度的可燃成份CO,H2而完成连续生产过程。
富氧燃烧--在煤气发生炉上的应用
        采用富氧空气作煤气发生炉混合气的应用原理:
        1,采用富氧空气作混合气后使煤炭与氧的接触面积增大,气化反应充分提高,灰渣的残炭量降低,节约了煤耗量
        2,由于采用富氧空气作混合气,气化反应充分提高,一次风压力可较大辐度降低,则大大降低发生炉内煤粉飞扬现象,大大减少了煤气输送管道内烟灰及煤焦油的结聚
        3,用富氧空气作气化剂后煤气中CO的含量明显提高,N的含量下降,提高了煤气热值,节约了耗煤量
 
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