富氧、純氧局部助燃節能機理:
1.提高火焰溫度
使用富氧、純氧燃燒技術可使氮氣量減少,空氣量及煙氣量均顯著減少,故火焰溫度隨著燃燒空氣中氧氣比例的增加而顯著提高,但氧濃度不宜過高,國內外的研究均表明,氧氣的體積分數在26%~30%左右時最佳,而氧濃度在26%~30%之間每提升一個百分點火焰溫度提高35℃。當增氧助燃裝置產生的氣體中氧氣的體積分數在28%左右時,可以有效的將爐溫整體提高50℃左右。氧含量再增加到30%以上時,火焰溫度增加幅度較少,而制氧投資則猛增,經濟效益不合算。
2.加快燃燒速度與促進燃燒完全
燃料在空氣中和在純氧中的燃燒速度相差甚大,如氫氣在純氧中的燃燒速度是在空氣中的2~4倍,天然氣則達10.2倍左右。用富氧、純氧燃燒技術,不僅能提高燃燒速度,獲得較好的熱傳導,同時溫度提高後,有利於燃燒反應,促進燃燒完全,從根本上消除煙塵污染。
3.降低燃料的燃點溫度
燃料的燃點溫度不是常數,如CO在空氣中的燃點為609℃,而在純氧中的燃點僅為388℃,所以采用富氧、純氧燃燒能提高火焰強度和增加釋放熱量等;
4.減少燃燒後的煙氣排量
用空氣助燃,占體積4/5的N2不參加助燃,且隨著燃燒帶走大量熱能,如用富氧氣體助燃,燃燒後的排氣量減少,從而提高瞭燃燒效率;
5.增加熱量利用率
富氧、純氧燃燒技術對熱量的利用率有所提高,如用普通空氣助燃,當加熱溫度為1300℃時,其可利用的熱量為42%,而用26%的濃氧空氣助燃時,可利用 量為56%,氧濃度在21%~30%之間其熱量利用率隨氧濃度提高而升高的最快,因此在這個氧濃度范圍內對提高熱量利用率最佳,因此節能效果就越好。
6.降低空氣過剩系數
富氧、純氧燃燒隨著氧含量在空氣中增加,氮氣量下降,可適當降低空氣的過剩系數,這樣,燃料消耗就相應減少,從而節約能源;
7.輻射定律
由於富氧、純氧燃燒技術可使碳的燃點降低,燃燒完全而強烈,火焰充滿度好,提高爐膛的整體溫度,一個物體向周圍輻射的熱與該物體的絕對溫度的四次方成正比,這就是“四次方定律”。
通常空氣中氧的體積含量為20.93%、氮為78.1%及其它少量惰性氣體等,真正參與燃燒的氧隻占空氣總量1/5左右,而占空氣總量約4/5的氮和其它惰性氣體非但不助燃,反而將隨著燃燒的進行帶走大量的熱能。人們把含氧量大於20.93%的空氣叫做富氧空氣。
富氧空氣參與燃燒具有明顯的節能和環保效應。在同一溫度下,富氧濃度越高,燃燒越完全,排煙黑度越低,節能和環保效果越好。
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