特点是节省燃料，减少CO2和NOX的排放及降低燃烧噪音，
被誉为二十一世纪关键技术之一。 亦称蓄热燃烧技术、无焰燃烧技术等
2、历史及发展
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在二十世纪七十年代以前，余热都没有得到充分的利用，窑炉 系统的排烟损失很大。 七十年代起，采用回收烟气显热的技术（换热器），排烟温 度降低，入炉气体温度提高。缺点是NOX排放增加，保温材料和控 制技术没有发展的余地。 八十年代，出现蓄热燃烧器，节能显著， NOX排放大。 九十年代，HTAC技术出现，即节能又环保。
富氧燃烧技术关键内容
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富氧的制备方法：低温精馏法、变压吸附法、膜分离法
富氧的助燃方法：微富氧燃烧、纯氧燃烧、氧气喷枪、
空－氧燃烧
富氧的制备方法
工业发达国家称之为 资源的创造性技术
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膜分离法 减少了投资费用，达到了富氧助燃的浓度要求， 成为富氧制备的首选方法。
富氧的助燃方法
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泰兴吉力玻璃制品有限公司玻璃熔窑富氧助燃记录
结果表明:使用富氧燃烧后火焰温度明显增高,燃烧速度加 快,燃料在火焰区域燃烧充分, 废气排放减少,燃料节约7% ,产 量提高11 % ,产品质量提高,综合经济效益可观。
应用于玻璃企业应注意的问题
燃烧器的选用和安装
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富氧燃烧技术的优势
加快燃烧速度 提高火焰温度
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降低燃点温度
优势
增加热量利用率
减少排气量
提高火焰温度
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加快燃烧速度
燃料在空气中燃烧与 在纯氧中的燃烧速度 相差甚大。 如：氢气在空气中的燃 烧速度最大为280cm/s， 在纯氧中为1175cm/s
降低燃点温度
应用实例4：江苏省泰兴市吉力玻璃制品有限公司 笃行创新
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随着油价的下调,公司于2008年10月底将原燃发生炉煤气 改为燃煤焦油,改造后熔化温度偏低,直接影响产品质量和产量。 2008年11月公司委托江苏贝瑞特富氧科技有限公司对熔 窑进行富氧助燃改造,采用膜法富氧装置。2009年1月底设备 安装结束并投入使用。
应用实例2：韩国东洋水泥厂
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韩国东洋水泥厂2010年成 功安装运营富氧燃烧系统
根据公司的测试报告： 1.单位熟料综合能耗降低5% 2. 熟料增产3.5% 3.火焰平均温度上升200°
应用于水泥企业应注意的问题
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由于煤燃烧速度的提高，使火焰长度缩短，若操作不当。 易造成短焰急烧，使高温部分过于集中，易烧垮“窑皮”及衬 料，不利于窑的长期安全运转。 由于氮气的减少，导致窑内对流减弱，不利于对流传热， 并增加窑内温度的不均匀性和易产生热斑。 解决方案：为避免富氧燃烧带来的不利影响，须在燃 烧设备及工艺操作方面作相应调整，如采用新型的适于富 氧燃烧的燃煤喷枪；或在煤燃烧时适当提高煤粉喷出的速 度，并努力实现烟气循环利用，加大窑内气流动量，改善 窑内对流传热等等。
第一代再生燃烧技术
80 年代，蓄热式燃烧器
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节能效果显著，被称为 第一代再生燃烧技术， 但存在环境和可靠性问 题。
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高温空气燃烧
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20世纪 90年代初，日本钢管株式会社(NKK)和日本工业 炉株式会社(NFK)联合开发了一种新型蓄热器，称为高效陶 瓷蓄热系统HRS(High-cycle Regenerative Combustion System)。在蓄热体选取上，采用压力损失小、比表面积更大 的陶瓷蜂窝体，以减少蓄热体的体积和重量。为了实现低 NOx排放，蓄热体和烧嘴组成一体联合工作，采用两段燃烧 法和烟气自身再循环法来控制进气，效果很好。 从而开创 了针对燃用清洁或较清洁气体和液体燃料的工业炉和工业锅 炉开发应用高温空气燃烧技术的新时代，使用这种蓄热式烧 嘴的燃烧技术被称为“第二代再生燃烧技术”。
富氧燃烧技术分为整体增氧和局部增氧两大类, 前者特点 是整个助燃风均用富氧替代, 投资大,成本高; 而后者是局部增 氧技术和助燃技术两者的结合。
富氧燃烧技术的节能效益
窑炉名称
玻璃窑炉
玻璃窑炉 陶瓷窑炉 锻造加热炉 其他窑炉
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富氧浓度（%）
22.7
25.3 28.0 25.0 …….
节能率（%）
主要设备包括：空气压缩机、空气处理系统、膜系统、富氧空气缓冲 储存罐、富氧空气输送风机。
应用实例1：北京新北水水泥有限责任公司
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公司概况：拥有全国首条利用水泥窑处置工业废弃物环
保示范线, 年处置能力10 万t，为国内第一家利用水泥窑焚烧 处置城市危险废弃物并取得成功的企业。
问题：在处理工业废弃物, 特别是在污泥处理时, 窑电流
Lec.6 高效燃烧技术
1. 富氧燃烧技术 2. 高温空气燃烧技术
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3.
富氧燃烧技术
1 概述 2 应用实例
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富氧燃烧的定义
气叫做富氧气体。
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富氧气体 ：通常把空气中氧气体积分数大于21%的空
富氧燃烧 ：指的是用比普通空气含氧量(21%)更高的
富氧空气作为助燃剂进行燃烧(Oxygen Enriched Combustion, 简称OEC)。当氧浓度大于90%时，此时的燃烧为全氧燃烧; 当氧浓度为100 %时为纯氧燃烧。
制氧技术的筛选
改用富氧燃烧后熔窑的设计和控制 耐火材料的选用
富氧燃烧技术在陶瓷窑炉中的应用
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富氧燃烧技术在陶瓷窑炉中的应用在我国目前还处于 初级阶段, 其原因是所产生的大量NOx 、氧气制备技术和 富氧燃烧装备的不成熟阻碍了其推广。
高温空气燃烧技术
1 基本概念 2 3 4 历史及发展 基本原理 关键部件和材料 技术优势
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实施结果：
窑头富氧可以强化和改善煤粉燃烧, 提高煤粉燃烧速率和 燃尽率, 降低窑头的煤消耗, 缩短火焰长度, 改善回转窑热量分 布并提高烧成带温度, 废弃物的水分蒸发造成的系统热损失可 由窑头富氧改善燃烧来弥补。此外, 窑头煤粉的完全燃烧也有 助于窑尾还原性气氛的改善。
富氧可以在窑尾形成局部强氧化气氛, 与窑尾加入的废弃 物及由废弃物在运动过程中产生的还原性成分迅速反应, 最大 程度缓解加入的废弃物造成的强还原气氛, 可以提高工业废弃 物的处理能力。同时减少窑尾结皮现象, 延长水泥窑的掺烧工 业废弃物连续作业时间。
3、基本原理
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工作过程
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烧嘴和蓄热体成对出现。助燃空气通过其中一个烧嘴，
被加热后供燃烧用，另一个烧嘴充当排烟的角色，同时蓄
热体被加热。当到达换向时刻时，换向阀动作使系统反向 运行，烟气加热好的蓄热体被用来加热空气，助燃空气冷 却的蓄热体又被离开炉子的高温烟气加热，最后排出的烟 气只有150～200℃，空气预热温度1000 ℃左右。切换阀在 低温下工作，同时排出燃烧废气的风机也在低温下工作， 标准风机就可以满足要求。
纯氧燃烧
氧气喷枪 空-氧燃烧
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介绍
特点
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工艺流程—负压法
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原理：利用滤袋式除尘器
对空气进行除尘、经由高压离心 通风机抽取进入膜分离系统，利 用真空泵产生的压差，使氧气在 膜的低压侧富集并被抽取而成为 富氧空气，氮气直接被排出。真 空泵是用水来密封，因此对富氧 的空气必须要经过水分离器、进 行脱湿和稳压。目前发展中国家 包括中国大多采用这种方法。
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5
6 应用概况
1、基本概念
高温空气燃烧技术（High Temperature Air
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Combustion, HTAC）是将高温空气喷射入炉膛，维持低氧 状态，同时将燃料输送到气流中，产生燃烧。空气（气体 燃料）温度预热到8000C～10000C以上，燃烧区空气含氧量 在21%～2%，与传统燃烧过程相比，高温空气燃烧的最大
燃料的燃点温度不是一个 常数，它与燃烧状况、受热 速度、富氧用量、环境温度 等密切相关。
如：CO燃点在空气中609℃ 在纯氧中388℃
所以用富氧助燃能降低燃料燃 点，提高火焰强度、减小火焰 尺寸、增加释放热量等。
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减少排气量
空气中的含氧量增高，燃烧所 需之空气供应量就可降低 如：燃烧1m3的天然气 含氧量21%，需理论空气量9.52m3 含氧量28%，需理论空气量7.14m3
优点：能耗较低，前处理简单，操作方便和安全，仅机/ 泵需定期维护，其它设备均免维护，总投资较少。
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富氧喷嘴
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工艺流程—正压法
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原理：空气压缩机将气源进行压缩增压后，送入缓冲储气罐，经过 前后二级空气处理系统和干燥处理，成为洁净的压缩空气后再进入膜 分离系统，富氧空气在膜的特殊排口被低压抽取，氮气直接被排出。 目前欧美等先进国家采用的大多是这种方法。
16.8
26.8 26.1 24.7 …….
富氧燃烧技术节能环保效益较佳，还能提高劣质燃料的应 用范围，并充分发挥优质燃料的性能，可应用于各种窑（锅）
炉，前景广阔！
富氧燃烧技术的发展历程
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1937 年，富氧在底吹转炉炼钢上的成功应用是世界上最早 的富氧燃烧。 在70年代末，西方发达国家及前苏联开始富氧燃烧技术用 于玻璃炉窑的研究, 并在70年代末80 年代初取得了良好的效 果。随着富氧燃烧在钢铁工业及玻璃工业窑炉得到普遍的应 用, 应用范围越来越广。 80年代后期，限制NOx排放问题为纯氧燃烧技术带来了新 的机遇。近10多年来, 纯氧燃烧技术在欧美、日本等国得到 迅速发展, 特别在钢铁工业炉窑和玻璃工业窑炉上得到了广