富氧 量为 ２ ％时节能 率 为 ２ ．％， ３ １７ 当富 氧量 为 ２ ％时 ７
了有利的基础 。另外在陶瓷行业推广富氧助燃技术
涉及 到针对 陶瓷 窑炉 的富氧 燃烧器 ， 甚至 陶瓷窑 炉结
２ 富氧助燃技 术在 国内外 陶瓷行业 中
的 应 用 与 研 究
２１ 实验研 究 ．
富氧燃烧技术首先是 由 Ｈ ｍｅ Ｓ ｉ ｕ ｏ 和 ｔｎ ｒ ｅ ｂ ｇ于
１８ 年提 出 的１ 最初 主 要 是运 用在 冶金 、 ９１ ３ ］ ， 玻璃 制 备 等工业锅 炉上 ， ２ 近 ０多年 ， 由于 氧气制 备技术越 来越 成 熟 ， 氧 燃 烧 技 术 也 随之发 展很快 。在 空气分离 富
减排的背景下在陶瓷行业推广富氧助燃技术 ， 该技术具有明显的节能和环保效益 。
关键词 辊道窑 ， 富氧燃烧 ， 设计计算 ， 分析
中图分 类 号 ： Ｑ１ ４ ５ ． 文 献标 识 码 ： Ｔ ７ ． ３４ Ａ
陶瓷 行业是耗 能大 户 ， 无论是热 效率还是热能 利
１ 前 言
通常把空气中氧气体积分数大于 ２ ％的空气叫 １ 做富氧气体。富氧燃烧技术是 以氧气体 积分数高于
２ ％的富氧气体作为助燃气体 的一种高效强化燃烧 １ 技术。富氧燃烧技术具有可以减少一次风的需求量 ，
用率， 一般都较低 ， 而且产品单耗大 ， 成本高。另一方 面， 陶瓷窑炉生产过程在消耗大量能源的同时， 燃料
燃烧产生的烟气含有危害极大的 ｃ ２ ｏ 和 Ｎ ｘ ｏ 、 ２ Ｏ 等 ｓ
潘小勇 宫小龙 冯 青 汪和 平
（ 景德镇 陶瓷 学院材 料科 学与工程 学院 ， 江西 景德镇 ３３ ０ ） ３ ４ ３
摘 要
以 １０ ８ ｍ玻化砖辊道窑为富氧燃烧计算分析对象， 在正常助燃空气燃烧计算基础上 ，分别进行富氧体积分数为 ２ ％，９ ５ ２ ％，
３％，７ ３ ３％的富氧燃烧计算 ， 得出该窑炉节能效果显著 的是在氧体积分数为 ２％ 右， ９左 设计计算结果分析 有益 于在 当前社会节能
及有效地节约能源消耗等优势Ⅲ 。 目 ，富氧燃烧主要应用在有色金属的冶炼 、 前 玻 璃窑炉中玻璃的熔化 、 化铁炉和铸造炉等工业领域， 还有内燃机的增氧燃烧 、 煤气发生炉等。 此外 ， 富氧燃
烧 还 可以应用 于生物 质利 用 、 废气 物焚 烧 、 低热 值 可
由于陶瓷窑炉对富氧的浓度要求不高， 而且实际
需要 富氧的 量并不 大 ， 已有实 验表 明 ， 在陶 瓷窑炉鼓 入 混合 ２ ％左 右富氧 空气 时 ，其助燃 节能 效果较佳 ７
［１ ５
，
节能 率达 ２ ％左右 。 ５
燃气的利用。 垃圾燃烧发电和生物质气化发 电采用富 氧燃烧以及富氧气化来提高效率， 建材行业也试图利
用 富氧和 纯氧燃烧技 术实现 节能ｒ ２ 】 。
量 的研 究工 作 ， 该技术 在 陶瓷行 业 的推 广应用打 下 为
制 品 ， 高烧成 温度 １５ ｏ 应 用变 压 吸附 富氧 助燃 最 ３０Ｃ， 技 术后 ， 炉节 能率 与理 论研 究非 常 吻合 ， 窑 尤其 是 富 氧含 量在某 一最 佳范 围值时 ，节能 效果 非常 显著 ， 当
通烧 成 实验 做 了对 比 ， 窑炉均 烧制 １ Байду номын сангаас件相 同的 陶瓷 ０
广应 用还 有 一定距 离 ， 些关 键技术 有待解决 ， 一 例如 ： 以往 富氧 助燃 技术 未得 到实 际应用 ， 中重要 的原 因 其
之一就是富氧的解决办法 。 因为制氧技术本身要消耗
大 量的 电能 ， 没有 完全解 决 氧源 问题前 ， “ 在 用 电能 一 制 氧 一富氧 助 燃 ” 的间 接 节能 途 径 ， 易为 广大 陶瓷 不 炉 窑客户 所接受 。 是到 了 ２ 但 ｌ世纪 ， 随着 国内外制氧 技术 的提 高 ， 多专 家 、 者 在 富氧 助燃 方面 做 了大 很 学
日本 较早 地 采用膜 法 富氧 助燃 技术 应用 于陶 瓷 烧成 炉 （ 炉温 １０ ｏ 。所 采 用富氧燃 烧 系统 包括空 ６０Ｃ）
领域中， 工业用氧的制取主要有三种方法 ： 低温精馏
法 （ 称深 冷法 ）变 压吸 附法 （ 简 、 也称 Ｐ Ａ法 ） 膜分 Ｓ 和
气过滤净化 ， 然后由引ｇｔ 空气抽入富氧膜装置 ， ｔ ， ￣ 经富氧的空气由鼓风机随同城市煤气吹入加热炉中。
有害气体 ，国家 已出台陶瓷行业节能减排相关政策 ， 而且在节能减排 的大背景下对该行业限定性条件较 高， 因此节能与环保成为新建陶瓷窑炉以及旧的陶瓷 窑炉改造的中心任务， 而富氧助燃技术能在陶瓷行业
推广应用并 具有 重大的节 能环保效益 州 。
减少烟气的排放量， 增加火焰温度 ， 提高燃烧效率， 以
第 ３ 卷第 ４期 １ ２１ ００年 １ ２月
《 陶瓷学报》
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＥＲＡＭ Ｉ ＣＳ
Ｖ Ｏ． ． １３１ Ｎｏ． ４ Ｄｅ ． ０１ ｃ２ ０
文章 编号 ：００ ２ ７ （０ ０ ０－ ６ ７ ０ １０－ ２８ ２ １ ）４ ０ ２ — ５
基 于辊道窑 富氧燃 烧 计算 与分析
表 ｌ 陶瓷烧 成炉 的试验 结果 ， 为 从结果 可 以看 出当氧
离法， 前者称低温法， 后两者称非低温法【 １ １ 。
收稿 日 ：００ ０— ２ 期 ２ １－ ４ １
通讯联系人 ： 潘小勇
《 陶瓷学报｝ ０ ０年第 ４期 ２１
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气体 积分数 为 ２％与 ２￣Ｕ节 能率达 ２ ％左右 。 ６ ８ｏ， ／１ ５ 景德 镇 陶瓷 学院 国 家 日用 建 筑陶 瓷 工程 技 术研 究 中心热 工研 究 室通 过技 术 分 析及 课 题组 成员对 该 技术 的经验 积累 ， 氧 设备采用 国 内某重 点大学 的最 制 新开发 的变压 吸附制 氧设 备 ， 富氧 助燃技 术初 试应 把 用到 小型 试验梭 式 窑上 ［ 把 富 氧助 燃 烧 成实验 与普 ６ １ ，