一.富氧燃燒簡介及方式
富氧燃燒是應用物理或化學方法將空氣中的氧氣進行收集,使收集后氣體中的富氧含量≥21%。
現有的富氧方式主要有:
(1)增壓增氧方式
增壓增氧主要用在飛機上,通過增加機艙內的壓力,使空氣密度增加,由于空氣中含氧量的比例是一定的(氧在空氣中的體積比為20 95%),空氣密度增加后,空氣中氧的絕對質量也增加,從而達到增加氧的目的。
(2)制氧機制氧方式
制氧廣泛用在各個領域,制氧機有3大類:利用空氣為原料,通過物理的方法,把氧氣從空氣里分離出來。在1個大氣壓下,液態氧的沸點是-183℃,而液態氮的沸點是-196℃,當控制液態空氣的沸點在-183℃以下高于-196℃時,液態氮首先蒸發,留下來的是液態氧,這種方法可制得純度很高的氧氣,再用很大的壓力(一般150個大氣壓)壓入鋼瓶貯存起來,供工廠、醫院使用,貯存在鋼瓶的氧氣還可向氧氣袋充氧,供個人或旅行者使用。平時我們所見的氧氣瓶供氧、氧氣袋供氧都是使用這種方法制出的氧氣。第二種是常壓(或叫低壓)制氧方法,所需壓縮空氣的壓力在1MPa以內,這是近十幾年發展起來的制氧方法,也叫膜制氧方法。膜制氧方法的原理可參見文獻。第三種是PSA分子篩制氧方法,PSA分子篩制氧是使用一種制氧設備,這種設備主要由空氣凈化系統,PSA氧氮分離系統,氧氣緩沖、檢測系統等組成。
(3)化學制氧方式
化學制氧是利用含氧化合物為原料,通過與催化劑的反應,制出氧氣。使用的含氧化合物必須具備兩個條件:一是這種含氧化合物是較不穩定的,在加熱時容易分解放出氧氣;二是這種含氧化合物里含氧的百分比是比較高的,能分解放出較多的氧氣。一般用氯酸鉀(分子式是KClO3),它含氧的百分比達40%,在氯酸鉀里加入少量黑色的二氧化錳(MnO2)粉末,氯酸鉀會迅速分解,有多量的氧氣放出。氯酸鉀分解放出的氧氣常用“排水集氣法”收集,供試驗、呼吸等使用。氧立得就是利用這種原理制氧的。
二.富氧燃燒
用富氧燃燒比通常空氣(含氧21%)含氧濃度高的富氧空氣進行燃燒,稱為富氧燃燒。它是一項*的燃燒技術,在玻璃工業、冶金工業及熱能工程領域均有應用
富氧燃燒與用普通空氣燃燒有以下優點:
1.高火焰溫度和黑度
2.加快燃燒速度,促進燃燒安全。
3.降低燃料的燃點溫度和減少燃盡時間。
4.降低過量空氣系數,減少燃燒后的煙氣量。
富氧燃燒: oxygen enriched combustion
變壓吸附制氧設備在富氧助燃特點:
①富氧燃燒節能效果顯著
應用于各個燃燒領域均能大幅提高燃燒熱效率,如在玻璃行業中平均節油(氣)為20%-40%,在工業鍋爐、加熱爐、煉鐵斷和水泥廠機立窯等應用節能量為20%-50%,顯著提高熱能使用效率。
②有效延長爐齡
燃燒環境的優化使得爐內溫度分布更加合理,有效延長窯爐、鍋爐的使用壽命。
③有利于提高產品產量、質量
在玻璃行業燃燒狀況的改善使得熔化率提高、升溫時間縮短、產量提高;次品率降低、成品率提高。
④環保效果突出
煙氣中攜帶的固體未燃盡物充分燃燒,排煙黑度降低,燃燒分解和形成的可燃有害氣體充分燃燒,減少有害氣體的產生。排煙量明顯降低,減少熱污染。
三.膜法制氧系統
膜分離空分技術是八十年代國外新興的高科技技術,屬高分子材料科學,工業發達國家稱膜法富氧技術為資源性的創造性技術,它是第三代*具發展應用前景的氣體分離技術。
許多發達國家都投入了大量人力物力來研究膜法富氧分離技術,日本曾在以氣、油、煤為燃料的不同場合進行了富氧應用試驗,得出如下結論:用23%的富氧助燃可節能10-25%;用25%的富氧助燃可節能20-40%;用27%的富氧助燃則節能高達30-50%等。
膜分離制氧是利用具有特殊選擇分離性的高分子聚合纖維材料作為分離元件,在一定驅動力作用下,使雙元或多元組份因透過膜的速率不同而達到分離或特定組份富集的目的。
當混合氣體在一定的驅動力(膜兩側的壓力差或壓力比)作用下,滲透速率相當快的氣體如水汽、氧氣、氫氣、氦氣、硫化氫二氧化碳等透過膜后,在膜的滲透側被富集,而滲透速率相對慢的氣體如氮氣、氬氣、甲烷和一氧化碳等被滯留在膜的滯留側被富集從而達到混合氣體分離的目的。
富氧燃燒制氧性能指標:富氧濃度:27-30%制氧規模:10-15000 m3/h設備能耗:0.1-0.15 kw/h /立方