富氧燃燒資料

富氧燃燒技術(shù)綜述富氧燃燒發(fā)展背景及意義燃燒目前仍然是人類利用能源獲取能量的主要方式。目前化石燃料的大量使用給環(huán)境帶來了很多不利的影響（例如排放出大量溫室氣體、氮氧化合物、硫化物等）。同時(shí)，石油煤炭等化石燃料的儲量畢竟有限，但現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展使得能源消耗的速度劇增，因此迫切需要一種節(jié)能燃燒技術(shù)。富氧燃燒就是這樣一種既能提高燃燒效率，又能降低污染物排放的燃燒技術(shù)。富氧燃燒在上世紀(jì)50年代被提出用于煉鋼，高氧濃度助燃?xì)怏w能提高火焰溫度同時(shí)更好的將鐵中的碳氧化分離。后又被運(yùn)用于玻璃熔爐，來提高熔化玻璃的能力。而在21世紀(jì)初國內(nèi)高校開始了對電站燃煤鍋爐富氧燃燒的實(shí)驗(yàn)。富氧燃燒簡介使用比普通空氣含氧濃度（21%）高的富氧空氣進(jìn)行燃燒，稱為富氧燃燒（oxygenenrichedcombustion），簡稱OEC。助燃空氣中氧氣的濃度可以從22%直到使用純氧助燃。在實(shí)際運(yùn)用中，一般將氧氣與再循環(huán)的煙氣混合進(jìn)行燃燒防止火焰的溫度過高。圖SEQ圖\*ARABIC1燃燒過程示意圖空氣氮?dú)庋鯕馊剂襄仩t煙氣煙氣處理再循環(huán)燃燒過程示意圖如REF_Ref374195193\h圖1圖SEQ圖\*ARABIC1燃燒過程示意圖空氣氮?dú)庋鯕馊剂襄仩t煙氣煙氣處理再循環(huán)吳黎明,潘衛(wèi)國,郭瑞堂,張曉波.富氧燃燒技術(shù)的研究進(jìn)展與分析[J].鍋爐技術(shù),2011,01:36-38+68.制氧方法簡介富氧燃燒技術(shù)的前提是氧氣的制取。目前，氧氣的制取主要有三種方法。eq\o\ac(○,1)精餾（深冷）法：即利用空氣所含組分沸點(diǎn)的區(qū)別，將凈化的空氣壓縮、冷卻、液化，再多次蒸發(fā)、多次冷凝，精餾分離得到氧氣。這種方法需要將空氣低溫冷凍，工業(yè)上稱為深度冷凍，因此又稱深冷法。這種方法因?yàn)樵O(shè)備費(fèi)用大，邊際成本低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)氧氣，得到的氧氣純度高（可達(dá)99%）。eq\o\ac(○,2)變壓吸附（PSA）法：這種方法利用了吸附劑對不同氣體的吸附和脫吸附能力不同的特點(diǎn)，將空氣加壓吸附于吸附劑上，再在不同壓強(qiáng)下將空氣中不同組分脫吸附出來。這種方法只用于中小規(guī)模，得到的氧氣純度中等（90%~95%）。eq\o\ac(○,3)膜分離法：這種方法利用了膜對不同氣體的滲透性能不同，采用類似于過濾的方法將氧氣從空氣中分離。這種方法投資少，得到的氧氣濃度低（25%~40%）。規(guī)模越小，采用膜法制氧就越經(jīng)濟(jì)。三種制氧方法的特點(diǎn)對比見REF_Ref374195279\h表1[牛天況.富氧燃燒鍋爐初探[J].鍋爐技術(shù),2008,01:25-31.牛天況.富氧燃燒鍋爐初探[J].鍋爐技術(shù),2008,01:25-31.表SEQ表\*ARABIC1各種氧氣制備方法的比較深冷分離法變壓吸附(PSA)法膜分離法原理利用液化后各組分沸點(diǎn)差異來精餾分離利用吸附劑對特定氣體的吸附和脫吸附能力利用膜對于特定氣體的選擇滲透性能技術(shù)階段歷史久，技術(shù)成熟處于技術(shù)革新處于技術(shù)開發(fā)和市場開發(fā)裝置規(guī)模大規(guī)模(設(shè)備費(fèi)用大)中、小規(guī)模小規(guī)模或超小型氣體種類O2,N2,Ar,Kr,Xe等O2,N2,H2,CO2,CO等O2,N2,H2,CO2,Co等產(chǎn)品氣濃度純度高(99%)中純度(90%~95%)低濃度(25%~40%)耗電量(按照30%氧氣濃度換算)kW·h/Nm30.04~0.080.05~0.150.06~0.12其他特征適用于大規(guī)模生產(chǎn)，低溫，產(chǎn)品氣為干氣產(chǎn)品氣處于加壓狀態(tài)，塔閥自動(dòng)切換可無人運(yùn)行，吸附劑壽命10年以上，產(chǎn)品為干氣可間歇或連續(xù)操作，操作簡單，可無人運(yùn)行，膜壽命可達(dá)數(shù)年，無噪聲清潔生產(chǎn)，產(chǎn)品為干氣或濕潤氣體富氧燃燒鍋爐的應(yīng)用大型純氧燃燒捕獲CO2垃圾焚燒爐降低二惡英和CO富氧燃燒用以提高鍋爐效率工程實(shí)例IHI在澳大利亞300MW等級的示范工程三菱重工供貨垃圾焚燒爐：2004年奧地利264噸/天，2005年日本3臺250噸/天1998年在江蘇省阜寧化肥廠20t/h燃煤鍋爐應(yīng)用富氧燃燒;1996～2000年在江蘇、大港和勝利油田的2~4t/h的燃?xì)夂腿加湾仩t應(yīng)用富氧燃燒富氧燃燒的特點(diǎn)富氧燃燒相比于普通空氣燃燒有如下特點(diǎn)。都會(huì)促進(jìn)熱力型NOX的產(chǎn)生。速度型NOX碳?xì)浠衔锶剂先紵龝r(shí)，若燃料過濃，則會(huì)產(chǎn)生快速型NOx。它由Fenimore在1971年通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。碳?xì)浠衔锔邷貢?huì)分解生成CH自由基。CH自由基與空氣中N2反應(yīng)生成HCN和N，再進(jìn)一步與氧氣快速反應(yīng)生成NOX。爐膛壓力越大，快速型NOx產(chǎn)生速度越快。以上兩種NOx在燃燒產(chǎn)生的NOx中都不是主要成分。而燃料型NOx占了燃燒NOx產(chǎn)物中的大部分。富氧燃燒采用CO2代替N2燃燒，減少了熱力型NOX和快速型NOX的產(chǎn)生。燃料型NOx燃料型NOx生成過程為：首先，含氮有機(jī)化合物熱裂解產(chǎn)生N，CN，HCN等基團(tuán)，再被氧化成NOx。富氧燃燒對NOX生成的影響富氧燃燒總體來說減少了NOX的排放量。一方面，富氧條件使得熱力型NOX生成增多，但影響不大。另一方面煙氣再循環(huán)使NOX在爐內(nèi)的停留時(shí)間增加。在主燃