富氧燃烧技术在玻璃池窑上的实践

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1、富氧燃烧技术在玻璃池窑上的实践卫德沛中国硅酸盐学会玻璃专业委员会全国玻璃窑炉组燃烧设备的目的就在于使燃料充分燃烧，并有效地充分利用燃烧生成的热量。燃烧的工艺与炉窑效率有着至关重要的关系。燃烧是由于燃料中可燃子与氧分子之间发生高能碰撞而引起的，所以氧的供给情况决定了燃烧过程完成的是否充分。在常规空气助燃的燃烧系统中，这种高能碰撞作用受到占空气成份近五分之四不助燃的氮分子阻碍，减少了氧分子与燃料可燃分子之间的碰撞机会，直接影响燃烧效率的提高，不仅如此，氮还在炉窑中吸收大量的热量在废气中排掉，造成热损失，浪费

2、能源。采用比常规空气吉氧量高的空气助燃称富氧燃烧，它有提高火焰温度、加快燃烧速度、降低燃料燃点温度、增加热量利用率的特点。笔者十几年来潜心研究、应用富氧燃烧技术，已在发生炉、工业锅炉、加热炉、水泥窑及20多座玻璃池窑上实施。取得了节能、增产、环保、提高熔化质量及窑炉寿命的功效。为了顺利的推广这项技术，让使用单位不走弯路，无论从富氧发生器的设计制造及富氧空气的生产工艺、预热及富氧燃烧的调试等经过多年实践和不断地改进后，已得到完善和定型，达到价廉、耐用、便于操作(自动的)、维护、运行费用低的目的。现将在玻璃

3、池炉上应用富氧燃烧技术的节能分析及根据和具体实践分述如下。一、富氧燃烧技术的节能分析(”火焰温度随着助燃空气中的氧古量增加而迅速上升从图一中可以看出：①火焰温度随着空气中氧的浓度的提高而提高：②随着富氧空气浓度逐渐提高。火焰温度增加的辐度逐渐下降。因此为了有效地利用富氧空气，其浓度不宜选高。按过剩空气系数a=1．1．1．5组织燃烧时，富氧空气浓度取23—27％为宜。且以空气含氧量从2l％增加到23％时．效果最明显。从图中还可以看出：在绝热状态下．燃烧的火焰温度提高了近200'12(n=1)，空气含氧量从

4、23％增加到25％．火焰温度增加100"C，空气古氧量从25％增加到27％时，同样是增加2％的含氧量，火焰温度的增加却只有约30℃。③过剩空气系致不能大，否则同样浓度的富氧空气助燃，火焰温度较低，因此我们组织燃一2,77—烧时。一般对过剩空气系数都控制在1．05一l火焰强腰燃烧宅气的镊浓度罔一．1．以获得较高的火焰温度。又能完全燃烧。由于增加氧气后火焰温度提高，加快了辐射、传导和对流三种形式的传递速度。这三种热传递形式中哪一种作用摄大要取决于下列因索，1．火焰类型和形状；2．加人的氧的比例；3．熔窑的周

5、围情况等。然而，由：于热传递速率与温度的四次方成正比，所以辐射是最起作用的形式。增氧后，火焰发光明显增加，发光火焰的大部分热量是靠辐射传递给熔窑物料的。这种火焰的辐射能量比不发光火焰的能量要高20％，而且辐射热可占燃料热值的(大约)％40％。由于空气中台氧最的提高，而致使火焰温度上升，加强了传导、对流和辐射三种形式的热传递。将热量迅速传递给窑炉物料，增加化料能力。图二是日本井藤博达、浓部正树根据高温炉试验所作的炉温和节能率关系曲线。从曲线可以看到：炉温越高．应用富氧燃烧技术节能效果越明显。炉温1600℃

6、时，用23％氧浓度空气助燃，可节能25％。从图三“空气中氧浓度与节能(％)的关系各曲线”中，可以得到节约能源，降低费用的效果。从图三中又可以表明，节能的百分比与富氧空气中含氧的浓度成正比，即在同一个燃烧温度下浓度越高，节约能源越多。但当浓度为60％左右节能星炉瀑1300140015001600：时，节约能源的数量增加较少；另一方面，在同一个含氧浓度下，燃烧温度越高，节约能源越多。因此在需要燃烧温度较高的玻璃熔窑中采取富氧燃烧，对节约能源会有其显著效果。(2)燃烧速度加快燃烧速度实际上是一种定性的说法。即

7、，一种燃烧速度快的燃料，如乙炔，其火焰小而密实，释放出一定的热量，而燃烧速度慢的天然气的火焰是大火焰层，它也释放出同样的热量。％燃烧速度加快的原因基本上都是由于空气中辛【浓度加人氧气后提高了火焰温度。因此增加了图三燃烧速度。这样，附加氧气将减小火焰而获得较大的燃烧强度。为了获得最大的热一278—传导。选择正确的加氧方法是很重要的。表中示出各种燃料用空气和氧气助燃的燃烧速度比较情况。各种气体燃料在空气中和氧气中的最大燃烧速度∞以对比情况空气(21％oz)氧气(00％)燃料范围最大可能范围最大可能氢气250

8、—360280890一1175天然气33—4437325—4舳395丙烷40—4742360一400”5丁烷37—4641335—390355乙炔H0一180160950一12801130(3)降低燃料的燃点温度燃烧反应在“燃点”温度下即可进行。“燃点”温度明显受到反应速度和热损耗的影响。周此，加入氧气将有助于降低。燃点”温度。而且能减小火焰尺寸并增加单位体积的热释放量。空气和氧气的“燃点”温度列于下表。各种气体燃料在空气中和氧气中的“燃点