富氧燃燒技術(shù)對促進(jìn)玻璃熔窯節(jié)能的效果

1、富氧燃燒技術(shù)對促進(jìn)玻璃熔常節(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(shí)發(fā)出光和熱的過程。熱的傳遞一般通過輻射、傳導(dǎo)和對流三種形式進(jìn)行。這三種形式何種作用最大主要取決于：火焰類型和形狀、加入空氣中的含氧量及燃燒設(shè)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(huì)大大增加熱輻射。21232527M3133燃燒空J(rèn)的枳冷卮%)火焰溫度與氧濃度的關(guān)系圖由火焰溫度與氧濃度的關(guān)系圖可知：A）火焰溫度隨富氧空氣氧

2、濃度的提高而增高；B）隨氧濃度的繼續(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(shí)，富氧空氣濃度取2327%為宜，其中空氣含氧量從21%增加到23%時(shí)，效果最明顯；C) 空氣過剩系數(shù)不宜過大，否則，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(shí)，控制在1.051.1,以到達(dá)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(guān)系圖所示的是理論火焰溫度值，實(shí)際值要低得多。因?yàn)槠胀ㄈ剂先紵蟮淖罱K產(chǎn)物都是二氧化碳和水，它們加熱到1500C時(shí)會(huì)分解為一氧化碳、氧和氫。也就是說，任何碳?xì)浠衔锶剂系母邷鼗鹧婊旌衔锒紝⒊霈F(xiàn)C

3、O2、CO、H2、H2O、O2、CHc由于CO2和H2O高溫分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以實(shí)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?xì)怏w的接觸方式，降低燃料的燃點(diǎn)溫度，可明顯縮短火焰根部的黑區(qū)，增大有效傳熱面積。當(dāng)用重油作燃料時(shí)，它先蒸發(fā)成氣體，主要是氫氣和一氧化碳，其燃點(diǎn)溫度為500600C,當(dāng)富氧空氣參與助燃時(shí)，其燃燒條件得到改善，從而降低重油的燃點(diǎn)溫度，使火焰變短，火焰強(qiáng)度提高，釋放熱量增加。尤其是玻璃熔窯燃料燃燒時(shí)，通常將燃料噴槍置于助燃空氣的下方，由于不能及時(shí)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)的覆蓋區(qū)域，降低了傳熱效果。(

4、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)的殘余燃燒，因而能充分地利用燃料。下表中示出各種燃料應(yīng)用空氣和氧氣助燃的燃燒速度比較情況，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(shí)際上是一種定性的說法。如乙煥是一種燃燒速度快的燃料，其火焰短而密實(shí)；天然氣是一種比乙煥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(dá)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，提高燃燒強(qiáng)度、使火焰變短，獲得較好的熱傳導(dǎo)，同時(shí)由于提

5、高了燃燒溫度，所以有利于燃燒反應(yīng)完全。另外，因?yàn)?摩爾C在不完全燃燒的情況下比完全燃燒時(shí)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(jìn)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334437325480395丙烷404742360400375丁烷374641335390355乙快11018016095012801130(4) 富氧燃燒使燃燒所需空氣量減少，廢氣

6、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(guān)系如下列圖所示。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?dú)夥堑恢?，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，白然排出廢氣減少，排煙熱損失也相應(yīng)減少從而節(jié)能。相對含氧21%空氣m=1.0時(shí)廢氣的容積比與燃燒空氣中氧濃度關(guān)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%的普通空氣燃燒比較，在空氣過剩系數(shù)m=1時(shí)的排氣體積減少20%。(5) 富氧燃燒可以增加熱量利用率。實(shí)驗(yàn)說明，富氧助燃可提高熱量的利用率。下列圖示出加熱溫度與熱量利用率的關(guān)系。°500tOOO1SOO20002500加熱溫度與熱量利用率的關(guān)系圖由圖可知，用含氧量21%的空氣燃燒，加熱溫度為1300C時(shí)，其可利用的熱量為42%，而用氧26%的富氧空氣燃燒時(shí)，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) 合理的富氧供應(yīng)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(gè)不對稱的火焰溫度，使它有一個(gè)垂直的溫度梯度