从节能减排角度谈富氧燃烧陈廷山

曲长亮

摘要:介绍了富氧燃烧的特点,富氧燃烧能够提高理论燃烧温度,减少烟气排放量,减少烟气排放带走的热量,提高烟气辐射黑度,促进燃烧完全,提高能源利用率,减少污染,文章介绍了富氧燃烧对烟气量的影响,同时理论燃烧温度及烟气量随着氧气含量的变化函数。

关键词:富氧燃烧;理论燃烧温度;烟气量;节能减排

中图分类号:TK229.6文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0084-01

解决能源危机及环境污染的问题方法主要有一是提高能源利用效率以减少资源消耗,实现低能耗,低污染高产出的生产方式以减少污染,实现真正的集约型生产模式;二是开发利用新能源,积极利用可再生能源,在利用新能源之前,一定要做好充分考虑保证无污染或者污染较小;三是加大科研经费的投入,大力引进国外的先进技术,并且在此基础上吸收创新,从科学技术上保证高能源利用效率。对钢铁行业来说,解决能源与环境问题的主要方法就是提高能源利用率,同时也就做到了较少污染物的排放,富氧燃烧技术是近代燃烧技术的一大飞跃式进步,富氧燃烧也就是提高燃料燃烧所需空气中氧气含量的比例及高于20.94%,常规燃烧中由于局部缺氧,产生不完全燃烧,造成燃烧效率低下,同时造成火焰温度偏低也会产生不完全燃烧,可燃物质变成烟尘排掉,浪费能源,造成大气污染。富氧燃烧能够使燃烧充分,火焰温度提高,辐射强度大幅提升,从而使热能的利用率大幅提升。下面主要从能源利用率的提高与环境污染的减少两方面论述。

1富氧燃烧对节能的影响

富氧燃烧提高氧气含量,降低燃料燃烧的燃点温度,提高理论燃烧温度,加快燃烧速度,提高辐射黑度,减少烟气量,进而达到了节约燃料的作用,同时能够使一些理论燃烧温度过低的燃气可以加以应用。

理论燃烧温度计算公式:

t理=■

=■

式中:Q低——燃料低发热量,kJ/标m3;t空、t燃——分别为助燃空气和燃料的预热温度,℃;C空、C产——分别为助燃空气在0-t空 ℃和燃烧产物在0-t理 ℃温度下的平均比热,kJ/(标m3·℃);C燃——燃料在预热温度下的平均比热,kJ/(标m3(Kg)·℃);Ln——实际空气消耗量,标m3/标m3(Kg);Vn——燃烧产物总生成量,标m3/标m3(Kg);Q分——分解热(t理≤2000℃时,可忽略),kJ/标m3。

设原空气只含21%的O2和79%的N2,如果富氧空气含氧量为30%,原空气含氧量为21%,设原理论所需空气量为L0,空气过剩系数为n,即实际所需空气量为nL0,则富氧空气所需量为nL0×21%÷30%=0.7nL0,则由0.7 n L0产生的烟气量大大减少,减少量也就是N2的差值,即△Vn=79%nL0-70%nL0×0.7= 0.3nL0=0.3Ln,忽略分解热,同时由于烟气比热变化不大,也予忽略,则上面理论温度计算公式变为:

t理=■

去炼铁工艺中产生的副产品高炉煤气进行比较,将其成分简化为CO占25%, H2占5%,CO2, N2的含量分别占15%,55 %,热值为3500kJ/m3左右,计算得到:

100 m3高炉煤气理论空气需要量为71.4 m3,空气过剩系数取为1.2,实际需要空气量为85.7 m3,产生烟气量为170.7 m3,当采用富氧燃烧时(含氧量为30%),实际总含氧量不变,产生烟气量为170.7-85.7×0.3=144.99 m3,则针对高炉煤气,富氧空气理论燃烧温度比原空气理论温度高出15.1%,同时烟气量减少了0.3Ln使炉子带走的废气热量减少,综观以上,利用富氧燃烧,一些以前无法进行的加热工艺,现在可以实现,同时节约了大量能源。

2富氧燃烧对节能的影响

由于富氧燃烧,提高燃烧温度,燃烧更加完全,减少了因局部缺氧而导致的不完全燃烧,同时富氧燃烧能够使火焰变短,提高燃烧强度,加快燃烧速度,获得较好的热传导,同时由于温度提高了,将有利于燃烧反应完全,因而从燃料燃烧不完全会产生环境污染现象的源头上降低和消除了污染排放的指数,通过上面计算得到,燃烧产物减少0.3Ln,对大气的排放量进而减少了0.3Ln,这样不仅减少了烟气的排放量,同时还提高了烟气排放的质量,达到了减排的效果。

3结 语

综上所述,富氧燃烧可以大幅度提高理论燃烧温度,同时燃烧更加完全,达到节能的效果;富氧燃烧可以减少烟气排放量,提高烟气排放质量达到减排的效果。

参考文献:

[1] 张炜,樊瑛.德国节能减排的经验及启示[J].国际经济合

作,2008,(3).