制氮機(jī)余氧回收應(yīng)用技術(shù)

1、氧氣去增壓冷卻水出入口Air鼓風(fēng)機(jī) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 消音器 真空泵 濕式消音器吸附系統(tǒng) 氧氣罐消音器控制系統(tǒng)成都動(dòng)力源科技有限公司制氮機(jī)尾氣回收利用節(jié)能技術(shù)一、回收吸附制氮機(jī)常壓解吸產(chǎn)生的富氧空氣擁有吸附制氮機(jī)的企業(yè)，在滿足了使用氮?dú)庵?，同時(shí)排放了寶貴的資源制氮解吸后的富氧空氣。制氮機(jī)排放的尾氣是經(jīng)過了過濾壓縮凈化吸附解吸排放的過程，是潔凈的、富含氧的，濃度在28%-32%左右，正好適合鍋爐的富氧燃燒應(yīng)用。投入些設(shè)備即可回收利用，經(jīng)濟(jì)效益可觀，達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)目的。二、富氧燃燒技術(shù)簡(jiǎn)介燃燒過程是空氣中的氧參與燃料氧化并同時(shí)發(fā)出光和熱的過程。富氧燃燒是指助燃用的氧化劑中的氧濃度高于空氣中的氧濃度。富

2、氧燃燒對(duì)所有燃料（包括氣體、液體和固體）在絕大多數(shù)工業(yè)鍋爐均適用。它既能提高劣質(zhì)燃料的應(yīng)用范圍，又能充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)燃料的性能。使用富氧燃燒技術(shù)在提高產(chǎn)能設(shè)備的熱效率和節(jié)約能源方面將有著十分重要的意義。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家稱之為“資源的創(chuàng)造性技術(shù)”。三、富氧燃燒節(jié)能機(jī)理1.提高火焰溫度火焰溫度隨著燃燒空氣中氧氣比例的增加而顯著提高。一般在26%-33%的濃度最佳，由于溫度提高了將有利于燃燒完全，能使火焰變短，提高燃燒強(qiáng)度，加快燃燒速度。圖1 氧濃度21%時(shí)氣體燃燒火焰及溫度場(chǎng) 圖2氧濃度30%時(shí)氣體燃燒火焰及溫場(chǎng)2.減少燃燒后的煙氣量不足原風(fēng)量的 1%3%的富氧氣體可減少送引風(fēng)量 10%20%由于富氧氣體

3、可以使燃燒達(dá)到完全燃燒，在高濃度下，送風(fēng)量減小，送風(fēng)減少了冷風(fēng)帶入量，熱效率得以提高，一般氧濃度能增加1%煙氣量下降2%2.5%節(jié)約了送風(fēng)機(jī)的電能，同時(shí)引風(fēng)量就相應(yīng)減少，節(jié)約了引風(fēng)機(jī)的電能，排煙熱焓中包含了不參與燃燒空氣的79%氮?dú)獗患訜?、放熱、熱交換后，最后以排煙溫度的熱焓排放給大氣。這部分氮?dú)獠⒉划a(chǎn)出熱能，它只能帶走一部分熱能，而富氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用使氮?dú)饬繙p少，減少了熱量的損失。3.加快燃燒速度與促進(jìn)燃燒完全針對(duì)一定的化學(xué)反應(yīng)aA+bBcC+dD，化學(xué)反應(yīng)速度為W=kCaACbB，在溫度一定時(shí)k是一定的，化學(xué)反應(yīng)速度僅與反應(yīng)物 A、B的濃度相關(guān)。增加氧氣濃度勢(shì)必會(huì)加快反應(yīng)速度。同時(shí)反應(yīng)速度

4、提高后，反應(yīng)放熱速度增加，火焰溫度也必然提高。燃料在空氣中和在純氧中的燃燒速度相差甚大，如H2在純氧中的燃燒速度是在空氣中的2-4倍，天然氣則達(dá)倍左右。用增氧助燃技術(shù)，不僅能提高燃燒速度，獲得較好的熱傳導(dǎo)，同時(shí)，溫度提高后，有利于燃燒反應(yīng)，促進(jìn)燃燒完全，從根本上消除煙塵污染。4降低燃料的燃點(diǎn)溫度燃料的燃點(diǎn)溫度不是常數(shù)，如CO在空氣中的燃點(diǎn)為609，而在純氧中的燃點(diǎn)僅為 388 。所以采用富氧燃燒能提高火焰強(qiáng)度和增加釋放熱量。5.換熱強(qiáng)度增大由于富氧氣體布置在火焰中心后端的滯氧區(qū)參與助燃，使火焰中心區(qū)擴(kuò)大，輻射換熱強(qiáng)度和對(duì)流換熱強(qiáng)度也隨之?dāng)U大，相當(dāng)于增加了受熱面積，加大鍋爐出力。6輻射定律由于富

5、氧燃燒技術(shù)可使燃料燃點(diǎn)降低，燃燒完全而強(qiáng)烈，根據(jù)斯蒂芬-波爾茲曼定律：黑體的總放射能力與它本身的絕對(duì)溫度的四次方成正比，因此獲得輻射能量大大提高，使窯爐整體熱效率得以提高。四、PSA制氮機(jī)富氧解吸氣回收優(yōu)化設(shè)計(jì)富氧尾氣回收存在兩個(gè)難題：1、尾氣排放的非線性，2、濃差變化不穩(wěn)定。根據(jù)這兩個(gè)問題，我公司科研人員經(jīng)過精心研究設(shè)計(jì)出一套完整的尾氣回收系統(tǒng)。在不影響制氮機(jī)正常工作的前提下，使其穩(wěn)定、安全、快速的回收富氧尾氣。針對(duì)富氧解吸氣是非線性排放的，我們?cè)O(shè)計(jì)一套調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使其變?yōu)榫€性，能夠穩(wěn)定輸送應(yīng)用。還針對(duì)富氧解吸氣濃差變化不穩(wěn)定問題，前端氧濃度高，在30%左右，后端由于氮?dú)夥创颠^程，氧濃度相對(duì)降

6、低，所以我們?cè)O(shè)計(jì)一套調(diào)制系統(tǒng)，使其氧濃度在 26%-28%左右。只有解決這兩個(gè)問題，才能夠穩(wěn)定回收利用富氧解吸氣進(jìn)行鍋爐、窯爐富氧燃燒。五、安全控制系統(tǒng)富氧尾氣回收裝置的安全控制系統(tǒng)采用自動(dòng)控制；原制氮機(jī)流程只做極小改動(dòng)（管路流程不變，只增加控制閥）；確保原制氮機(jī)控制不變（新增回收設(shè)備控制程序與原制氮機(jī)控制程序間無切換，無連鎖），確保不發(fā)生任何不安全因素。吸附制氮機(jī)常常是在壓力環(huán)境下進(jìn)行的，它通常是由加壓吸附、減壓吸附劑再生（解吸）組成的吸附解吸系統(tǒng)。在等溫的情況下，利用加壓吸附和減壓解吸組合成吸附操作循環(huán)過程。吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的吸附量隨著壓力的升高而增加，并隨著壓力的降低而減少，同時(shí)在減壓（降至常壓或抽真空）過程中，放出被吸附的氣體，使吸附劑再生。每個(gè)塔以一分鐘一次的頻率進(jìn)行排放，本方案在收集的過程中采用專用風(fēng)機(jī)收集排放的富氧尾氣，并在 30-40 秒鐘后使罐內(nèi)壓力達(dá)到微負(fù)壓，使解吸過程更加迅速、徹底，不會(huì)影響制氮機(jī)的正常運(yùn)行，還保證了富氧尾氣回收的條件。六、綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行工業(yè)鍋爐技術(shù)改造和設(shè)計(jì)上的更新?lián)Q代的目的應(yīng)是在確保安全的前提下，提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力，提高效率與出力。根據(jù)燃燒學(xué)原理、燃燒特性及大量的試驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，30%氧濃度是適宜的、安全的。具體實(shí)施方案是要改爐而不是改鍋，增氧助燃是強(qiáng)化燃燒而不是改動(dòng)受熱面，所以該工藝的安裝不改變鍋爐的原有結(jié)構(gòu)和工作狀