第一章　緒論

第一節　燃燒與節能技術概述

一、概述

通常空氣中氧的含量為20.93%、氮為78.1%，還有少量的惰性氣體等。在昆明地區，空氣中氧的含量約為20.8%。在燃燒過程中只有占空氣總量約1/5的氧參與燃燒，而占空氣總量約4/5的氮和其他惰性氣體非但不助燃，反而將隨煙氣帶走大量的熱能。一般人們把含氧量大于21%的空氣叫做富氧空氣。富氧空氣參與燃燒給燃燒提供了足夠的氧氣，使可燃物充分燃燒，減少了固體不完全燃燒的排放，減少了氮和其他惰性氣體隨煙氣帶走的熱能。富氧燃燒節能裝置將具有明顯的節能和環保效應。

變壓吸附富氧技術是近年發展得非常適合各種鍋爐、窖爐做助燃用途的高新技術，它具有流程簡單、體積小、自身能耗低、使用壽命長、投資較少等特點，被工業發達國家稱之為“資源的創造性技術”。

二、富氧燃燒技術與節能關系

助燃空氣中氧濃度越高，燃料燃燒越完全，但富氧濃度太高，會導致火焰溫度太高而降低爐膛受熱面的壽命，同時制氧投資等費用增高，綜合效益反而下降，因此國內外研究均表明，助燃空氣富氧濃度在21%的空氣才叫做富氧空氣。

①據測試，氧含量增加4%～5%，火焰溫度可升高200～300℃。火焰溫度的升高，促進整個爐膛溫度的上升，爐膛內受熱物質更容易獲得熱量，熱效率大幅提高。

②燃料在空氣中燃燒與在純氧中的燃燒速率相差甚大，如氫氣在空氣中的燃燒速率為280cm/s，在純氧中為1175cm/s，是在空氣中的4.2倍，天然氣則高達10.7倍。富氧燃燒節能裝置可以使燃燒強度提高、燃燒速率加快，從而獲得較好的熱傳導，使燃料燃燒得更完全。

③燃料的燃點溫度不是一個常數，它與燃燒狀況、受熱速率、富氧用量、環境溫度等密切相關，如CO在空氣中燃點為609℃，在純氧中僅388℃，所以用富氧助燃能降低燃料燃點、提高火焰強度、減小火焰尺寸、增加釋放熱量等。

④用普通空氣助燃，約4/5的氮氣不但不參與助燃，還要帶走大量的熱量。一般氧濃度每增加1%，煙氣量約下降2%～4.5%，可見氧濃度上升能提高燃燒效率。

⑤用普通空氣助燃，當爐膛溫度為1300℃時，其可利用的熱量為42%；而用26%的富氧空氣助燃時，可利用熱量為56%，熱量利用率可增加14%。

⑥排煙溫度每降低12～15℃，可降低排煙熱損失約1%。用富氧代替空氣助燃，富氧燃燒節能裝置可減少一次風量，從而降低了空氣的過剩系數，減少了排煙量，也降低了排煙熱損失。

富氧燃燒技術是以氧含量高于21%的富氧氣體作為助燃氣體的一種高效強化燃燒技術。其特點是助燃空氣量和燃燒廢氣量都有所減少，燃燒反應速度加快，局部火焰溫度提高，這就有效地提高了熔窯的熱效率，增大了熔化率。