富氧燃燒技術對促進玻璃熔窯節(jié)能的效果

1、富氧燃燒技術對促進玻璃熔窯節(jié)能的效果一、富氧燃燒可以提高燃燒區(qū)的火焰溫度。1研究說明，火焰溫度隨著燃燒空氣中氧氣比例增加而顯著提 高，詳見圖1。富氧燃燒可明顯提高火焰溫度，提高火焰對配合料和 玻璃液的加熱效果。燃燒過程是空氣中的氧參與燃料氧化， 并同時發(fā) 出光和熱的過程。熱的傳遞一般通過輻射、傳導和對流三種形式進行。這三種形式 何種作用最大主要取決于：火焰類型和形狀、參加空氣中的含氧量及 燃燒設備周圍的情況等。由于熱傳遞速率與溫度的四次方成正比， 所 以提高燃燒溫度將會大大增加熱輻射?；鹧鏈囟扰c氧濃度的關系圖由火焰溫度與氧濃度的關系圖可知：A火焰溫度隨富氧空氣氧濃度的提高而增高；B隨氧濃度的繼

2、續(xù)提高，火焰溫度的增加幅度逐漸下降為有效利用富氧空氣，氧濃度不宜選得過高，一般按空氣過剩系數(shù)m= 11.5組織火焰時，富氧空氣濃度取2327%為宜，其中空 氣含氧量從 21 增加到 23時，效果最明顯；C) 空氣過剩系數(shù)不宜過大，否那么，同樣濃度的富氧空氣助燃，火 餡溫度較低。通常在組織燃燒時，控制在 1 .05 1 . 1 ，以到達既能獲 得較高火焰溫度又能燃燒完全的效果?；鹧鏈囟扰c氧濃度的關系圖所示的是 理論火焰溫度值，實際值要 低得多。因為普通燃料燃燒后的最終產(chǎn)物都是二氧化碳和水， 它們加 熱到1500C時會分解為一氧化碳、氧和氫。也就是說，任何碳氫化 合物燃料的高溫火焰混合物都將出現(xiàn)

3、CO2、CO、H2、H2O、O2、CH。 由于CO2和H2O高溫分解反響是吸熱反響， 所以實際火焰溫度比理 論火焰溫度要低得多。(2) 富氧燃燒改變了燃料與助燃氣體的接觸方式 ,降低燃料的燃點 溫度，可明顯縮短火焰根部的黑區(qū)，增大有效傳熱面積。當用重油作燃料時，它先蒸發(fā)成氣體，主要是氫氣和一氧化碳， 其燃點溫度為500600C，當富氧空氣參與助燃時，其燃燒條件得 到改善，從而降低重油的燃點溫度，使火焰變短，火焰強度提高，釋 放熱量增加。 尤其是玻璃熔窯燃料燃燒時， 通常將燃料噴槍置于助燃 空氣的下方，由于不能及時混合，在火焰根部常有低溫區(qū)存在，形成 所謂的黑區(qū)。 黑區(qū)的存在減小了火焰在熔窯內(nèi)的

4、覆蓋區(qū)域， 降低了傳 熱效果。(3) 富氧燃燒可以加快燃燒速度，改善燃料的燃燒條件，使得燃燒 在窯內(nèi)充分完成，減少了在蓄熱室內(nèi)的剩余燃燒，因而能充分地利用 燃料。下表中示出各種燃料應用空氣和氧氣助燃的燃燒速度比擬情 況，由表可見，各種氣體燃料在純氧中的燃燒速度大大加快。由于加 入氧氣后提高了火焰溫度，因此增加了燃燒速度。燃燒速度實際上是 一種定性的說法。如乙炔是一種燃燒速度快的燃料，其火焰短而密實； 天然氣是一種比乙炔燃燒速度相對慢的燃料，其火焰較長，但只要燃燒完全，都可放出很大熱量。因此，要使燃料到達完全燃燒，必須使 燃料和空氣混合均勻或充分接觸。富氧空氣參與助燃后，能加快燃燒速度，提高燃燒

5、強度、使火焰 變短，獲得較好的熱傳導，同時由于提高了燃燒溫度，所以有利于燃 燒反響完全。另外，因為1摩爾C在不完全燃燒的情況下比完全燃 燒時少釋放出約70%左右的熱量。排出尾氣中的CO含量增加，熱損 失呈直線增加。CO熱損失增加，單位蒸汽的熱耗也近似直線增加。 所以說富氧燃燒促進燃料燃燒完全，是節(jié)約熱能的重要原因。各種氣體燃料在空氣中和富氧中燃燒速度比照情況表燃料在空氣中cm/s在純氧中cm/s范圍最大可能范圍最大可能氫氣25036028089011901175天然氣33 4437325480395丙烷40 4742360400375丁烷37 4641335390355乙炔110 180160

6、95012801130(4) 富氧燃燒使燃燒所需空氣量減少，廢氣帶走的熱量下降。排出 廢氣的容積比與燃燒空氣中氧濃度()的關系如以下圖所示。通常的 燃燒只有占空氣總量1/5的氧氣參與燃燒，其余約占4/5的氮氣非 但不助燃，反而要帶走燃燒產(chǎn)生的大量熱量，從煙氣中排出。使用富 氧空氣的情況下，燃料燃燒完全，自然排出廢氣減少，排煙熱損失也 相應減少從而節(jié)能。相對含氧21%空氣m=1.0時廢氣的容積比與燃燒空氣中氧濃度關系 圖由上圖可知，隨空氣中的含氧量增加，排氣量逐漸減少，以含氧量27%的富氧空氣與含氧21%的普通空氣燃燒比擬，在空氣過剩系數(shù)m =1時的排氣體積減少20%。(5) 富氧燃燒可以增加熱量利用率。實驗說明，富氧助燃可提高熱 量的利用率。以下圖示出加熱溫度與熱量利用率的關系。由圖可知，用含氧量21%的空氣燃燒，加熱溫度為1300C時，其 可利用的熱量為42%，而用氧26%的富氧空氣燃燒時，可利用熱量 為56%，增加14%。而且隨加熱溫度升高，所增加比例增大，節(jié)能 效果更明顯。(6 )合理的富氧供給方式提高了傳熱效率。通常在燃燒噴嘴下方和 玻璃液之間通入富氧氣體，這樣可產(chǎn)生一個不對稱的火焰溫度， 使它 有一個垂直的溫度梯度，形成可