一種工業加熱爐膜法富氧局部增氧助燃方法
2023-12-05 17:18:46
專利名稱：一種工業加熱爐膜法富氧局部增氧助燃方法
技術領域：
本發明涉及一種提高工業加熱爐燃燒效率的方法，具體地說是採用膜分離技術提供富氧，部分代替空氣達到提高工業加熱爐的燃燒效率，節約能源、減少由於燃料燃燒不充分對環境造成汙染之目的。
目前，全國每年大約要燃燒掉5×108噸標準煤，大部分是用普通空氣助燃，不僅燃燒效率低，造成能源浪費，而且由於燃料燃燒不完全，嚴重汙染環境。另一方面，利用膜分離技術提供富氧在工業上已經是較成熟的技術。本發明的發明者們早期曾提供一種用膜分離法製取富氧的裝置(CN96226724.4)，這種製備富氧的裝置由於設備簡單，操作方便，安全可靠，起動快，規模可小可中，投資少，節能效果顯著，用途廣等。
本發明的目的是將膜分離技術提供的富氧用於工業加熱爐，建立一種提高工業加熱爐燃燒效率的方法。這種工藝用於工業加熱爐不僅能提高燃燒效率顯著節省能耗，而且還能延長爐齡和減輕環境汙染，可收到較大的經濟和社會效益。
為實現上述目的，本發明利用膜法製備富氧氣體代替部分空氣，建立一種提高工業加熱爐的燃燒效率的方法，其特徵在於是採用局部增氧法，即用所需空氣量1～3％的富氧氣體，集中局部增氧，提高燃料的燃燒效率；而富氧氣體是採用含氧量為25～30％的富氧空氣。上述所謂集中局部增氧不是將富氧氣體混入普通的助燃空氣內通入燃燒爐，而是將富氧氣體在距燃料3～25cm近距離，直接集中噴射到燃料中造成燃燒層的局部增氧進行充分燃燒。
本發明中為充分利用工業加熱爐的熱量，提高熱效率，可增加一熱交換工序，增設一熱交器，利用燃燒爐排放的煙氣加熱富氧氣體，再將高溫富氧氣體進入爐膛內實現局部增氧，產生更好的燃燒效果。
具體地說本發明的工業加熱爐膜法富氧局部增氧助燃方法按下過程1.由膜法制富氧裝置提供氧含量為25～30％的富氧氣體；2.富氧氣體通過穩壓罐，穩定富氧氣體流量；3.通過增壓風機向燃燒爐提供一定風壓的富氧氣體；4.富氧氣體通過熱交器提高氣體溫度5.高溫富氧氣體由設置在燃燒爐內，與燃料層近距離設置的噴嘴直接射向燃料層進行助燃，富氧氣體的通入量為助燃空氣量的1～3％。
下面通過實施例對本發明的技術給予進一步地說明。
實施例1 富氧局部增氧助燃方法的應用利用60m2的天然氣蓄熱式馬蹄焰高鹼玻璃球池爐，該爐按普通工藝，二次風約20,000標方/時，噸玻璃液天然氣平均耗量約363標方。
對上述工業爐採用本發明技術進行改造，增設一套膜法制富氧設備，一穩壓罐，一增壓風機，及一熱交換器。其中穩壓罐為一密閉罐體，罐內裝有百葉擋板，罐體下部設有自動排水裝置；熱交換器利用爐體排出煙氣進行加熱，可使富氧氣體由常溫提高40～60℃；膜法制富氧裝置按CN96226724.4技術，採用卷式膜組件，可平穩以250標方/時量提供含氧28～30％的富氧氣體。富氧氣體噴嘴為帶擴散角的圓形耐熱鋼管，擴散角為35°，安裝在燃料噴嘴下15cm。附設設備均可按常規技術進行設計。
上述富氧助料工藝條件為噴嘴以100～110m/s流速噴射80℃富氧氣體，配氣量200標方/時，二次風由原20,000標方/時降到約10,000標方/時，調整二次風進入量，使過剩空氣係數為1.03～1.5。
採用本發明的技術後，噸玻璃液天然氣平均耗量降至308標方，同時產品產量和質量均有明顯提高。由於燃料燃燒充分，明顯減輕排放煙塵對大氣的汙染(達到環境要求)，且採用富氧助燃方法所需設備投資4個月就能收回。
實施例2 富氧氣體使用量的影響本發明採用富氧局部增氧助燃方法提高燃料的燃燒效率。當富氧氣體使用量少於1％時，其助燃效果不十分明顯，而當富氧氣體使用量過大時，不但增加膜法制富氧裝置的設備投資，而且增加工業爐的運行費用。利用實例1的天然氣蓄熱式馬蹄焰高鹼玻璃球池爐改造後的設備進行富氧氣體使用量試驗，其結果列於表1。
本發明的助燃方法可以適用於各種工業加熱爐(鍋爐、釜式爐、管式爐、反射爐、平爐、隧道爐等)及各種加熱爐(單元窯、馬蹄焰窯、雙碹窯、立窯等)。均可達到節能、增產、延長爐齡和減少排放氣對大氣汙染的效果。同時又由於附設設置簡單(可按常規設計)，投資少，所以特別適於對目前工業加熱爐進行改造。
表1 富氧氣體使用量的影響富氧氣體使 二次風量 富氧氣體量/ 天然氣耗量/噸用量(標方/時) (標方/時) 二次風重(％)玻璃液(標方)0 20,000 0 3635018,000 0.28 362100 18,000 0.56 360100 15,000 0.67 350150 15,000 1.00 341200 10,000 2.00 308250 10,000 2.50 305300 10,000 3.00 3003008,000 3.75 300
權利要求
1.一種工業加熱爐膜法富氧局部增氧助燃方法，利用了膜法製備富氧氣體代替部分空氣，其特徵在於是採用局部增氧法，即用所需空氣量1～3％的富氧氣體，集中局部增氧，提高燃料的燃燒效率；而富氧氣體是採用含氧量為25～30％的富氧空氣。
2.按照權利要求1所述的助燃方法，其特徵在於是將富氧氣體在距燃料3～25cm近距離，直接集中噴射到燃料中造成燃燒層的局部增氧進行充分燃燒。
3.按照權利要求1所述的助燃方法，其特徵在於增加一熱交換工序，增設一熱交器，加熱富氧氣體，再將高溫富氧氣體進入爐膛內實現局部增氧。
全文摘要
一種工業加熱爐膜法富氧局部氧助燃方法是利用膜法製備富氧氣體代替部分空氣,其特徵在於是採用局部增氧法,即用所需空氣量1～3%的富氧氣體,集中局部增氧,提高燃料的燃燒效率;而富氧氣體是採用含氧量為25～30%的富氧空氣。這種工藝用於工業加熱爐不僅能提高燃燒效率顯著節省能耗,而且還能延長爐齡和減輕環境汙染,同時又由於附設設置簡單,投資少,所以特別適於對目前工業加熱爐進行改造,可收到較大的經濟和社會效益。
文檔編號F23L7/00GK1201882SQ9710446
公開日1998年12月16日 申請日期1997年6月9日 優先權日1997年6月9日
發明者沈光林, 張鋼, 劉少烈, 席文, 王連翌, 趙龍, 劉葵 申請人:中國科學院大連化學物理研究所