全氧燃烧技术在水泥窑的应用分析.pdf

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1、全氧燃烧技术在水泥窑的应用分析梅朝鲜(绵阳职业技术学院，四川绵阳621000)摘要：在欧美，全氧燃烧技术在玻璃窑上的应用已成为一种趋势，这是因为纯氧燃烧不仅能大大降低NOx、CO。粉尘等污染物的排放，而且在节能、提高产量和质量、减少设备投资和节省厂房场地等诸多方面都有良好的表现。奉文主要对全氧燃烧技术在水泥窑上的应用作了经济上及技术上的分析，认为是可行的。．关键词：全氧燃烧；空气燃烧；优越性；应用分析中图分类号：TQl72．6+21文献标识码：B文章编号：1672—401112010l02—0008—02l全氧燃烧的概念所谓伞氧燃烧，就足把燃料与85％～100％纯氧按预定燃

2、料比混合，以更精确的方式来进行燃烧的技术。2全氧燃烧技术目前的应用现状全氧燃烧技术最早主要被应用于熔块行业及窑龄较长的玻璃窑E以维持产馈或延长窑的寿命。到r80年代末纯氧燃烧技术在玻璃熔窑中作为更好的选择方案已逐渐取代常规空气燃烧技术，这是因为纯氧燃烧不仅能大大降低NOx、C02、粉尘等污染物的排放。面且在节能、提高产鼍和质量、减少设备投资和节省厂房场地等诸多方面都有良好的表现。近年来在玻璃窑卜应用纯氧燃烧在欧美已成为一种趋势，应用范围覆盖各种玻璃产品和窑型。目前中国的深圳、长沙、马尾、安阳、郑州、石家庄等玻壳厂及部分日用玻璃厂都采用r全氧燃烧技术。丽在水泥厂，目前还是主要

3、采片}常规空气燃烧技术，那是否可以采用全氧燃烧技术呢?若采用全氧燃烧技术能有哪些优越性呢?3全氧燃烧技术在水泥窑的应用分析3．1热效率提高因空气中氧气只占2l％，空气助燃时79％的无用气体要被加热然后义被排放，因此热效率很低。而全氧燃烧时烟气量人人减少，其带走的热量相虚减少。假设出预热器废气温度为300℃，此温度下氮气的平均比热是1．313kJ／m3·℃，每1m3氮气带走的热量是300×l。313：393．9kJ。采用全氧燃烧时，每引入1m3氧气，相当于节省的热量是393．9×79／21=148I．8I【J。3．2传热效率提高在高温状态F，传热丰要以辐射传热为：芒。对分子结

4、构对称的双原子气体如氮气N：，在j：业上常见的温度范围内发射和吸收辐射能的能力很小，可以看作是热辐射的透明体。几乎无辐射能力。而对于多原子(三原子以上)的气体如：二氧化碳CO：和水蒸气H：O、或不对称的双原子气体如一氧化碳CO等，一般都具有相当大的辐射能力。在中国，水泥窑基本以煤为燃料，若采用空气助燃，由化学反应方程式C(s)+O：(g)=CO：(g)，即1体积的氧气大约转变为l体积的二氧化碳气体，因此，烟气中无辐射能力的氮气还是占绝大部分。而全氧燃烧的烟气产物中主要是二氧化碳CO：和水蒸气H：O，很显然，全氧燃烧的传热效率要高于空气助燃的传热效率。3．3窑内气体流速大大降

5、低由于全氧燃烧时烟气量大大减少，对一座确定尺寸的窑，窑内气体流速与烟气量是成正比例的。因此，烟气量减少多少，则流速降低多少。流速降低则可降低窑内扬尘，扬尘的减少，相当于是提高r窑的产量，降低最后一级旋风筒的负荷。3．4更环保空气中含有大量的氮气，燃烧时产生有毒的NOx等污染物。全氧燃烧由于几乎没有氮气参与，因此也几乎不会产生NOx等污染物。而且全氧燃烧时烟气量大大减少，窑内气体流速降低，从而降低窑内扬尘，也必然降低粉尘的排放。因此，全氧燃烧技术更环保。3．5降低漏风量前面已提到，以煤为燃料的水泥窑，消耗l体积的氧气大约转变为1体积的二氧化碳气体，因此，烟气中的氮气含量几乎不

6、变，即与空气中的含量相近，约79％。也就是说，采用全氧燃烧时窑尾风机的排风餐将减少79％，则预热器系统各级负压值均会降低，漏风量也随之降低。3．6可减少窑尾结圈和预热器内结皮当窑尾或预热器内温度偏离，可使生料液相提前出现，从而容易产生结皮，这是产生结皮的一·个原因。而燃料(煤粉)燃烧不充分，有些燃料随气体流入窑尾或预热器中继续燃烧，常造成窑尾或预热器内温度偏高。若采用全氧燃烧则可避免，原因有二：①窑内气体流速大大降低．燃料颗粒难以进入窑尾或预热器；②由于氧气浓度极高，煤粉燃烧速度快儿充分，在800℃以下，碳的燃烧速度v由化学反应控制，只与空气中氧的浓度成正比¨1，其反应速度

7、方程式一般认为是v=k-EO：]。若空气中氧气的的浓度是2l％，假设纯氧中氧的浓度为85％，显然采用全氧燃烧时碳的燃烧速度比空气助燃要快85／21*4倍。3．7可减，1、预热器的尺寸《水泥预分解技术与热工系统工程》一书中提到预热器的尺寸的确定旧1，其旋风简直径为：D一悟式中：D一旋风筒直径；◇一筒内气体流量m3／s；V．一假想截面风速m／s。从j二面公式叮以看出，旋风筒盲径D与旋风筒内气体流量的平方根成正比，若流量减少79％，(下转第12页)>强度较高时，混凝七强度的差别更大。骨料颗粒的粒形、粒径、表面结构和矿物成