日用陶瓷窑炉富氧燃烧节能技术应用探讨

日用陶瓷窑炉富氧燃烧节能技术应用探讨

1、富氧燃烧的基本原理及特点

富氧燃烧的基本原理及特点 富氧燃烧技术 （oxygen enrichedcombustion）简称OEC，以助燃空气中氧含量超过常规值直至使用纯氧 （氧体积含量高于21%的富氧空气或纯氧代替空气作为助燃气体）的一种高效强化燃烧技术。最初主要是运用在冶金、玻璃制备等工业窑炉上。富氧燃烧技术能够降低燃料的燃点，可加快燃烧反应速度，扩宽燃烧极限，提高窑炉的燃烧温度，把空气中的氧气从21%富化至35%，获得相当于空气预热到530℃的效果，在燃烧过程中只有空气中的氧参与了燃烧反应，氮气作为稀释剂可吸收大量的燃烧生成热，促进燃烧完全，减少燃烧后的烟气量，从而提高热量利用率和降低过量空气系数。也就是说通过分子膜将空气中的部分或全部氮气分离出去，得到比空气更高含氧浓度的富氧空气或纯氧气，来作助燃风给烧嘴供应。由于氧气浓度提高了，烧嘴反应更迅速，温度更高，能节省燃料20%~30%以上，由于助燃风的氮气没有或减少了，烟气量也减少了，排烟风机电流也少了，环保需要除去的氮氧化物也更少或没有了。

在自然状态下空气中的氧含量为20.9%，普通燃烧器所用的助燃空气均在自然状态下。如果用比自然状态下含氧量高的空气作助燃空气，则该燃烧称富氧燃烧。相反，称贫氧燃烧。富氧燃烧的极限状态是纯氧燃烧。对高温工业炉采用富氧燃烧，不仅可达到需要温度，而且节约能源。

2、富氧燃烧或纯氧燃烧火焰与普通燃烧火焰相比有如下特点。

① 理论空气需要量少。随着富氧空气中含氧量的增加，理论空气量减少，从而改变了燃烧特性。

② 火焰温度高。火焰温度随富氧空气中含氧量增加而升高。当含氧浓度小于30%时，火焰温度上升快，大于30%时，温度上升缓慢，因此，一般含氧浓度控制在28%以下为宜，如下图。

③ 排烟量减少。富氧空气含氧量由21%增至27%时，在理论空气量的情况下，湿烟气量可减少20%，从而减少了排烟热损失。富氧空气中含氧量越高，排烟损失所占比例小，节能效果越好。

④ 分解热增加。随着烟气温度升高，分解热增加，当遇到低温表面时，将放出大量分解热，这也是富氧燃烧火焰具有较大传热能力的原因之一。

⑤ 节约能源。由于富氧燃烧火焰温度高，炉内温压增大，辐射换热量增强，提高了炉内有效利用热。同时，由于排烟量减少，排烟热损失减小，故设备热效率提高，从而节约了燃料消耗量。

日用陶瓷窑炉采用富氧烧成技术需要部分调整烧成曲线，适当降低最高烧成温度，适当增加高火保温区的长度等工艺参数调整来达到最佳节能效果。