富氧燃烧资料

富氧燃烧技术综述富氧燃烧发展背景及意义燃烧目前仍然是人类利用能源获取能量的主要方式。目前化石燃料的大量使用给环境带来了很多不利的影响（例如排放出大量温室气体、氮氧化合物、硫化物等）。同时，石油煤炭等化石燃料的储量毕竟有限，但现代工业的发展使得能源消耗的速度剧增，因此迫切需要一种节能燃烧技术。富氧燃烧就是这样一种既能提高燃烧效率，又能降低污染物排放的燃烧技术。富氧燃烧在上世纪50年代被提出用于炼钢，高氧浓度助燃气体能提高火焰温度同时更好的将铁中的碳氧化分离。后又被运用于玻璃熔炉，来提高熔化玻璃的能力。而在21世纪初国内高校开始了对电站燃煤锅炉富氧燃烧的实验。富氧燃烧简介使用比普通空气含氧浓度（21%）高的富氧空气进行燃烧，称为富氧燃烧（oxygenenrichedcombustion），简称OEC。助燃空气中氧气的浓度可以从22%直到使用纯氧助燃。在实际运用中，一般将氧气与再循环的烟气混合进行燃烧防止火焰的温度过高。图SEQ图\*ARABIC1燃烧过程示意图空气氮气氧气燃料锅炉烟气烟气处理再循环燃烧过程示意图如REF_Ref374195193\h图1图SEQ图\*ARABIC1燃烧过程示意图空气氮气氧气燃料锅炉烟气烟气处理再循环吴黎明,潘卫国,郭瑞堂,张晓波.富氧燃烧技术的研究进展与分析[J].锅炉技术,2011,01:36-38+68.制氧方法简介富氧燃烧技术的前提是氧气的制取。目前，氧气的制取主要有三种方法。eq\o\ac(○,1)精馏（深冷）法：即利用空气所含组分沸点的区别，将净化的空气压缩、冷却、液化，再多次蒸发、多次冷凝，精馏分离得到氧气。这种方法需要将空气低温冷冻，工业上称为深度冷冻，因此又称深冷法。这种方法因为设备费用大，边际成本低，适用于大规模生产氧气，得到的氧气纯度高（可达99%）。eq\o\ac(○,2)变压吸附（PSA）法：这种方法利用了吸附剂对不同气体的吸附和脱吸附能力不同的特点，将空气加压吸附于吸附剂上，再在不同压强下将空气中不同组分脱吸附出来。这种方法只用于中小规模，得到的氧气纯度中等（90%~95%）。eq\o\ac(○,3)膜分离法：这种方法利用了膜对不同气体的渗透性能不同，采用类似于过滤的方法将氧气从空气中分离。这种方法投资少，得到的氧气浓度低（25%~40%）。规模越小，采用膜法制氧就越经济。三种制氧方法的特点对比见REF_Ref374195279\h表1[牛天况.富氧燃烧锅炉初探[J].锅炉技术,2008,01:25-31.牛天况.富氧燃烧锅炉初探[J].锅炉技术,2008,01:25-31.表SEQ表\*ARABIC1各种氧气制备方法的比较深冷分离法变压吸附(PSA)法膜分离法原理利用液化后各组分沸点差异来精馏分离利用吸附剂对特定气体的吸附和脱吸附能力利用膜对于特定气体的选择渗透性能技术阶段历史久，技术成熟处于技术革新处于技术开发和市场开发装置规模大规模(设备费用大)中、小规模小规模或超小型气体种类O2,N2,Ar,Kr,Xe等O2,N2,H2,CO2,CO等O2,N2,H2,CO2,Co等产品气浓度纯度高(99%)中纯度(90%~95%)低浓度(25%~40%)耗电量(按照30%氧气浓度换算)kW·h/Nm30.04~0.080.05~0.150.06~0.12其他特征适用于大规模生产，低温，产品气为干气产品气处于加压状态，塔阀自动切换可无人运行，吸附剂寿命10年以上，产品为干气可间歇或连续操作，操作简单，可无人运行，膜寿命可达数年，无噪声清洁生产，产品为干气或湿润气体富氧燃烧锅炉的应用大型纯氧燃烧捕获CO2垃圾焚烧炉降低二恶英和CO富氧燃烧用以提高锅炉效率工程实例IHI在澳大利亚300MW等级的示范工程三菱重工供货垃圾焚烧炉：2004年奥地利264吨/天，2005年日本3台250吨/天1998年在江苏省阜宁化肥厂20t/h燃煤锅炉应用富氧燃烧;1996～2000年在江苏、大港和胜利油田的2~4t/h的燃气和燃油锅炉应用富氧燃烧富氧燃烧的特点富氧燃烧相比于普通空气燃烧有如下特点。都会促进热力型NOX的产生。速度型NOX碳氢化合物燃料燃烧时，若燃料过浓，则会产生快速型NOx。它由Fenimore在1971年通过实验发现。碳氢化合物高温会分解生成CH自由基。CH自由基与空气中N2反应生成HCN和N，再进一步与氧气快速反应生成NOX。炉膛压力越大，快速型NOx产生速度越快。以上两种NOx在燃烧产生的NOx中都不是主要成分。而燃料型NOx占了燃烧NOx产物中的大部分。富氧燃烧采用CO2代替N2燃烧，减少了热力型NOX和快速型NOX的产生。燃料型NOx燃料型NOx生成过程为：首先，含氮有机化合物热裂解产生N，CN，HCN等基团，再被氧化成NOx。富氧燃烧对NOX生成的影响富氧燃烧总体来说减少了NOX的排放量。一方面，富氧条件使得热力型NOX生成增多，但影响不大。另一方面烟气再循环使NOX在炉内的停留时间增加。在主燃