稀氧燃烧介绍
超临界流体氧气燃烧技术的研究和应用

超临界流体氧气燃烧技术的研究和应用随着现代社会的不断发展,能源的需求量越来越大,如何高效利用能源已经成为各国研究的热门话题之一。
超临界流体氧气燃烧技术就是在这个背景下诞生的新型高效能源利用技术。
一、超临界流体氧气燃烧技术概述燃烧是一种常见的能源转化方式,而氧气是燃烧过程中的重要组成部分之一。
传统的氧气燃烧技术通常使用的是常压氧气,导致气体密度过低、燃烧温度不稳定、不易控制等问题。
超临界流体氧气燃烧技术较传统方法而言,采用的是高压高温的氧气燃烧方式,利用氧气在超临界状态下的特性,达到了更高效、更节能的能源利用效果。
超临界流体氧气燃烧技术的特点是使用超临界态氧气,其压力和温度通常高于氧气临界值,使气体变得稠密,达到了普通氧气燃烧所无法达到的高燃烧效率。
同时,燃烧爆炸的风险也大大降低,能够提高燃烧安全性。
此外,超临界流体氧气燃烧技术在环保方面也有显著的优势,因为其燃烧产物不含有有害的氮化物和硫化物等物质,减少了环境污染。
二、超临界流体氧气燃烧技术的研究现状在现代科技的支持下,超临界流体氧气燃烧技术相关研究取得了一系列重要进展。
从材料制备上看,超临界流体氧(SCO)的制备与处理技术得到了不断发展。
目前研究发现,高纯氧气经过制冷和压缩处理后,可以制备出纯度高、氧气流量大的SCO,这些SCO可以用于氧气燃烧实验。
同时,一些新型的材料也被用来制备SCO,例如纳米颗粒、离子液体等,这些材料具有更好的化学稳定性和抗腐蚀性。
在燃烧过程中,超临界氧气的物理性质和反应动力学行为也是研究的重点。
从数值模拟上看,利用多相反应动力学模型和计算流体力学模型,对SCO的物理化学性质和氧气燃烧反应机理进行了深入研究。
研究发现,超临界氧气在烟气回流过程中可以产生更多的OH自由基,加速了反应速率,使得氧气燃烧反应更加强烈。
此外,燃烧产物的种类和分布特征也在一定程度上受SCO的化学稳定性和扩散能力影响。
综上所述,研究SCO的物理化学性质和反应动力学行为对于研究和应用超临界流体氧气燃烧技术具有重要的意义。
211274148_稀氧燃烧技术在铜冶炼中的应用

世界有色金属 2023年 2月下26冶金冶炼M etallurgical smelting稀氧燃烧技术在铜冶炼中的应用刘存标(山东恒邦冶炼股份有限公司,山东 烟台 264100)摘 要:随着科技技术的提高,稀氧燃烧技术在铜冶炼中的广泛使用取代了传统的煤气燃烧,不但大大提高了燃烧的效率,而且在稀氧燃烧技术下所熔炼产生的铜的纯度和品质也更高。
而稀氧燃烧技术是在新科技下发展的重要化工技术,这项技术不但可以减少在传统煤气燃烧中产生的安全隐患问题,还可以利用稀氧燃烧技术的同时提高布尘,从而提高烟气中铜的回收率,还可以高效处理生态环境问题,使在烟气质量能够达标以后再加以排放。
该文重点从稀氧燃烧技术在使用之前生产铜的状况,以及使用稀氧燃烧工艺之后生产铜的状况入手,对稀氧燃烧工艺在铜冶炼中的运用从以下四个方面展开了论述,以便于进一步提高稀氧燃烧工艺在冶金铜中的技术水平。
关键词:稀氧燃烧技术;铜冶炼;应用中图分类号:F416.32 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)04-0026-3Application of dilute oxygen combustion technology in copper smeltingLIN Cun-biao(SHANDONG HUMON SMELTING CO.,LTO.,Yantai 264100,China)Abstract: With the improvement of science and technology, dilute oxygen combustion technology is widely used in copper smelting instead of traditional gas combustion, which not only greatly improves the efficiency of combustion, but also produces higher purity and quality of copper smelted by dilute oxygen combustion technology. Dilute oxygen combustion technology is one of the important chemical technology development under the new technology, the technology can not only reduce the security hidden danger in traditional gas burning question, still can use dilute oxygen combustion technology at the same time improve the dust cloth, so as to improve the recovery rate of copper in flue gas, can efficiently deal with ecological environment problem, make quality standard will be later in the flue gas emissions. This paper focuses on the production of copper before and after the use of dilute oxygen combustion technology, and discusses the application of dilute oxygen combustion technology in copper smelting from the following four aspects, in order to further improve the technical level of dilute oxygen combustion technology in metallurgical copper.Keywords: Dilute oxygen combustion technology; Copper smelting; application收稿日期:2023-01作者简介:刘存标,男,汉族,生于1987.7,山东菏泽人,工程师,大专学历,研究方向:冶金技术。
稀薄燃烧

什么叫稀燃?顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低,汽油与空气之比可达1:25以上。
要了解稀薄燃烧,就先要了解发动机的空燃比。
所谓空燃比是指在发动机进气冲程中吸入气缸的空气与燃油(汽油)重量之比,也就是说,混合气中的空气与燃油的比例称为空燃比。
汽油与空气混合燃烧时,空气量过多或者过少都不能有效进行燃烧。
汽油完全燃烧所必需的空气比例,可以根据理论计算得到,并称之为理论空燃比。
具体地讲,一份汽油对14.7份空气。
因此理论空燃比为14.7。
必须根据发动机的工况改变空燃比。
在带有三效催化转化器的发动机中,发动机必须调整到理论空燃比,14.7∶1。
在部分带节气门开启时,一般发动机以较稀薄的混合气,即空燃比在15-16∶1范围内运转,但在稀薄燃烧发动机中,将以更为稀薄的混合气,即空燃比大于18。
稀薄燃烧技术的最大特点就是燃烧效率高,经济、环保,同时还可以提升发动机的功率输出。
因为在稀薄燃烧的条件下,由于混合气点火比理论空燃比条件下困难,暴燃也就更不容易发生,因此可以采用较高的压缩比设计提高热能转换效率,再加上汽油能在过量的空气里充分燃烧,所以在这些条件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。
比较著名的三菱缸内喷注汽油机(GDI),可令混合比达到40:1。
它采用立式吸气口方式,从气缸盖的上方吸气的独特方式产生强大的下沉气流。
这种下沉气流在弯曲顶面活塞附近得到加强并在气缸内形成纵向涡旋转流。
在高压旋转喷注器的作用下,压缩过程后期被直接喷注进气缸内的燃料形成浓密的喷雾,喷雾在弯曲顶面活塞的顶面空间中不是扩散而是气化。
这种混和气被纵向涡旋转流带到火花塞附近,在火花塞四周形成较浓的层状混和状态。
这种混合状态虽从燃烧室整体来看十分稀薄,但由于呈现从浓厚到稀薄的层状分布,因此能保证点火并实现稳定燃烧。
大众的直喷汽油发动机(FSI),则是采用了一个高压泵,汽油通过一个分流轨道(共轨)到达电磁控制的高压喷射气门。
它的特点是在进气道中已经产生可变涡流,使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内,以分层填充的方式推动,使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。
燃烧反应和非燃烧反应的基本概念与分类

燃烧反应和非燃烧反应的基本概念与分类一、燃烧反应1.定义:燃烧反应是指物质与氧气在一定条件下发生的快速放热的化学反应。
–发光:燃烧过程中,物质会产生光。
–发热:燃烧过程中,物质会产生大量的热。
–生成气体:燃烧过程中,通常会生成二氧化碳、水等气体。
–生成固体:燃烧过程中,可能会生成固体残留物。
–物质:可燃物,如木材、纸张、石油等。
–氧气:空气中的氧气,通常需要充足的氧气供应。
–点火源:点燃可燃物,使其温度达到着火点。
2.化学方程式:燃烧反应通常可以用化学方程式表示,如:C + O2 → CO2(碳燃烧生成二氧化碳)二、非燃烧反应1.定义:非燃烧反应是指物质与氧气或其他物质发生的化学反应,但不属于燃烧过程。
–缓慢氧化:指物质在氧气作用下发生的缓慢的化学反应,如铁生锈。
–还原反应:指物质失去氧原子或获得氢原子的化学反应,如金属的冶炼过程。
–酸碱反应:指酸和碱之间的化学反应,生成盐和水。
–置换反应:指单质和化合物之间的化学反应,生成新的单质和化合物。
–反应速率:非燃烧反应的反应速率通常较慢,不产生明显的发光和发热现象。
–生成物:非燃烧反应生成的产物多样,可以是固体、液体或气体。
2.化学方程式:非燃烧反应也可以用化学方程式表示,如:Fe + O2 → Fe2O3(铁与氧气反应生成三氧化二铁)总结:燃烧反应和非燃烧反应都是化学反应的重要分类,燃烧反应具有明显的发光、发热现象,而非燃烧反应则通常反应速率较慢,产物多样。
掌握这些基本概念和分类,有助于我们更好地理解化学反应的本质。
习题及方法:1.习题:木炭在氧气中燃烧的化学方程式是什么?解题方法:根据燃烧反应的定义,我们知道燃烧反应是物质与氧气发生的快速放热的化学反应。
木炭是一种可燃物,因此在氧气中燃烧时会生成二氧化碳。
所以,木炭在氧气中燃烧的化学方程式是C + O2 → CO2。
2.习题:铁生锈是一种什么类型的化学反应?解题方法:铁生锈是铁与氧气发生的化学反应,但反应速率较慢,属于缓慢氧化。
阳极炉稀氧燃烧技术革新

阳极炉稀氧燃烧技术革新摘要:简要介绍了稀氧燃烧在回转式阳极炉生产实践。
稀氧燃烧系统投用后,吨铜天然气成本降低百分之五十,每年降低天然气成本600多万元,降低收尘及排烟系统负荷,节省用电量,无NOx排放,绿色环保,为降本增效、清洁生产做出贡献。
关键词:回转式阳极炉;LNG;清洁生产;降本增效。
对于传统烧嘴,在天然气燃烧的基础上,还需氧气助燃,如果在生产过程中发生操作不正确的情况,造成天然气不能完全燃烧,存在安全隐患和能源浪费。
稀氧烧嘴因为将天然气作为主燃料,由于烧嘴孔径比较小,燃料供给压力较大,维护的基础上,烧嘴孔便无需进行清理,也不会有管道堵塞,生产中具备连续性的特点,这样有助于操作人员劳动强度的降低,并且也使单位吨阳极铜的能耗得到有效降低。
一、稀氧燃烧技术革新实施方案1、总体目标提高烟尘中铜的回收率,有效解决烟尘达标排放的环保问题,同时吨阳极铜的能耗可下降50%.稀氧燃烧产生的烟气量约为空气燃烧天然气烟气量的22.4%,每吨阳极铜的能耗由应用前的大于88kgce降低至42kgce。
稀氧燃烧技术对铜水提温较快,加速了除硫脱硫作业,炉内温度调整灵活、迅速,还原结束铜水温度达到1190℃以上,满足阳极板正常浇铸的需要。
2、主要内容解决目前空气及富氧燃烧系统天然气不完全燃烧造成的生产安全隐患,提高烟尘中铜的回收率, 辐射热高,有利于物料加热,增加产能,提高物料处理能力。
4、重点解决的关键技术问题4.1技术特点以纯氧为助燃介质进行助燃,以高速卷吸理念为设计依据,通过氧气高速射流卷吸炉内烟气,降低火焰温度(烟气再循环率R与炉内温度曲线表见右图),采用自身冷却方式,无需任何强制冷却措施。
4.2纯氧卷吸燃烧原理5%~15%氧与燃料以较低速度从烧嘴轴线进入,85%~95%氧气从周围环绕的小孔中高速喷出,卷吸炉内烟气,降低火焰温度。
纯氧卷吸燃烧优点①、火焰温度可控制1500℃内,对炉子耐火材料要求大大降低;②、自身冷却,无需任何冷却措施;③、辐射热高,有利于物料加热,增加产能;④、热损失小,节能率50%;⑤、后续烟气回收系统减小,节约投资,同时降低生产成本;NOx 排放少,绿色环保。
易燃材料的氧指数

易燃材料的氧指数易燃材料的氧指数易燃材料被广泛应用于工业生产中,但是它们往往会产生火灾和爆炸风险。
因此,对于易燃材料的安全性评估是非常重要的。
其中,氧指数被用来描述一个材料在氧气存在下的燃烧特性,是一种常用的安全性评估指标。
根据氧指数,材料可以分为多个等级,每个等级的范围是 0-100。
该指标表明了一种材料所需要的最小氧浓度,使其能够持续燃烧。
因此,氧指数越大,表明材料的耐燃性越强。
根据氧指数的等级,易燃材料可以被分为以下几类:一类材料:氧指数大于 95。
这类材料的燃烧性很低,一般不会发生火灾或爆炸,因此安全性非常高。
例如,黄铜和不锈钢。
二类材料:氧指数在 85-95 之间。
这类材料的热分解温度很高,燃烧性较低,不容易引起火灾和爆炸。
但是,在高温下它们可能会分解,因此在高温环境下应特别小心。
例如,玻璃纤维。
三类材料:氧指数在 75-85 之间。
这种材料的燃烧性能较强,易燃程度中等。
在使用时要格外小心,以免引起火灾和爆炸。
例如,聚丙烯和橡胶。
四类材料:氧指数在 45-75 之间。
这种材料的燃烧性较高,易燃程度较大,容易引发火灾和爆炸。
例如,PVC和乙烯基乙酸酯。
五类材料:氧指数小于 45。
这种材料的燃烧性能最强,极易引起火灾和爆炸,安全性非常低。
例如,棉花和纸张。
因此,根据材料的氧指数,可以很容易地识别出哪些材料更安全,哪些材料更危险。
在工业生产中,使用氧指数来评估材料的安全性,可以有效地避免事故的发生,保障生产的安全。
除了在工业生产中使用氧指数进行安全性评估,我们在日常生活中也可以从中受益。
比如,最近购买地毯时,我就关注到氧指数。
经过查找和比较,我选择了氧指数较高的地毯,以确保家庭的安全。
综上所述,氧指数是一种非常有用的指标,可以帮助我们确认材料的燃烧特性和安全性。
在工业生产和日常生活中,大家可以使用氧指数来做出更明智的选择。
稀氧燃烧节能技术在铜冶炼生产中的应用

稀氧燃烧节能技术在铜冶炼生产中的应用以稀氧燃烧节能技术在铜冶炼生产中的应用为标题铜是一种重要的金属资源,广泛应用于电子、建筑、交通等领域。
然而,传统的铜冶炼过程中存在能源浪费、环境污染等问题。
为解决这些问题,稀氧燃烧技术被引入到铜冶炼生产中,取得了显著的节能效果。
稀氧燃烧技术是指在燃烧过程中,通过控制燃烧空气中的氧气含量,使其保持在低浓度状态。
相比传统的高浓度燃烧,稀氧燃烧能够提高燃烧效率,减少燃料消耗,从而实现节能减排的目的。
在铜冶炼生产中,稀氧燃烧技术的应用主要集中在炉窑燃烧系统上。
传统的铜冶炼炉窑多采用自然通风,燃烧过程中空气中的氧气含量较高,导致燃料的不完全燃烧,产生大量的烟尘和废气,同时也造成了能源的浪费。
而采用稀氧燃烧技术后,可以通过调节燃烧空气中氧气的含量,使其保持在较低浓度,从而提高燃烧效率,减少燃料消耗。
稀氧燃烧技术的应用不仅能够解决能源浪费的问题,还能有效减少环境污染。
在铜冶炼过程中,燃烧产生的烟尘和废气中含有大量的有害物质,如二氧化硫、氮氧化物等,对环境和人体健康造成严重危害。
稀氧燃烧技术通过提高燃烧效率,减少燃烧产物的生成,从而降低了环境污染物的排放。
稀氧燃烧技术的应用还能提高铜冶炼的生产效率。
传统的铜冶炼炉窑存在能量损失严重的问题,而稀氧燃烧技术的应用可以提高燃烧效率,减少能源的浪费,提高生产效率。
此外,稀氧燃烧技术还可以降低炉温,减少炉膛的热损失,进一步提高生产效率。
稀氧燃烧技术在铜冶炼生产中的应用虽然带来了诸多好处,但也存在一些挑战和问题。
首先,稀氧燃烧技术的应用需要专业的设备和技术支持,增加了生产成本。
其次,稀氧燃烧技术对燃料的选择和控制要求较高,需要进行详细的燃烧工艺设计和调试。
此外,稀氧燃烧技术的应用还需要针对不同的冶炼工艺进行优化和调整,以适应不同的生产需求。
稀氧燃烧技术在铜冶炼生产中的应用能够有效解决能源浪费、环境污染等问题,提高生产效率,减少生产成本。
然而,稀氧燃烧技术的应用还需要进一步完善和优化,以适应不同的冶炼工艺和生产需求。
稀氧燃烧使用手册

稀氧燃烧使用手册
1. 引言
1.1 目的和范围
1.2 定义
2. 稀氧燃烧基础知识
2.1 燃料与空气混合比例掌握要点
- 气体混合物中可燃成分浓度计算方法及公式示例。
- 不同类型的常见可用于稀氧环境下的主要工业或实验室应用场景。
3. 设备准备与操作规程
3 .l 准备设施、仪器以及其他必需品清单
- 列出进行稀有元素制取所需要具有特殊性能(如耐腐蚀,高温等)的装置、材料。
并给予相对详细描述,并附上相关图片说明。
4.安全注意事项
4.l 使用前检查
对各种可能存在危险因素( 如泄漏, 高压) 进行排除并记录在案.
提供一份简明易操纵且容易理解之“启动/停止”程序指南.
5.故障处理技巧行为
l 故障现象判断
根据经验总结列出已发生过的故障现象及其解决办法.
附上相关图片说明.
6.常见问题与答案
列出使用稀氧燃烧技术时经常遇到的一些典型问题,并给予相应解答。
7. 维护保养
l 设备维修
- 提供设备日常检查和定期维护所需步骤。
- 包括清洁、润滑以及更换易损件等内容。
8. 目录
9 .参考文档
10 .致谢
本文档涉及附件:
1. 图片示例:包含了实验室中可能用到的装置或材料图像,帮助用户理解并准确操作。
2. 表格样式:提供混合比例计算公式表格范本,方便用户进行数据记录和计算。
注释:
1) 稀氧环境: 指空气中低于正常大气压力下(通常是0.lMPa以下)的纯度较高(如>90%) 的O2 浓度区域, 及/ 或者其他可使火焰温度升高而得到某种特殊效果 ( 如金属划线割断 ) 能量浓集地点;。
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安全切断阀故 障或失效 重油温度低
在重油温度低的情况下,系统 无法启动并报警。系统运行时 若出现压力低报警,则系统自 动切换至低流量运行状态。
氧燃比失调
若超出比例范围则自动转入低 流量运行状态,并报警,若在 点火状态和低流量运行状态下 仍旧报警,则系统停止。
无论在哪个控制模式或运行步骤下,系统的控制逻辑永远确保安全和工艺操作 需要,不管是机械故障还是操作错误,为了避免瞬时干扰引起的误报警,出现 现场报警后延时触发安全连锁报警。
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稀氧燃烧系统简介
熔炼二车间
内容
配置简介 结构及功能 完善的联锁
使用效果 存在的问题
稀氧燃烧配置
1 稀氧燃烧系统为氧气—重油燃烧系统,这 个系统由三部分组成: (1)控制阀站:阀门,管件,仪器仪表、 (2)操作站:PLC控制柜,操作台,人机控 制界面。 (3)烧嘴系统:JL烧嘴,点火枪,火焰探测 器,枪前软管附件,阀门,管件。
使用效果
120
70 75 38 35
31
阳极炉重油单耗由传统空气燃烧的 74.74kg/t•Cu 板 ( 2010 年 度 ) 降 至 38.5kg/t•Cu 板( 2011 年度),随着应 用经验的不断成熟,目前重油单耗已 达30.8 kg/t•Cu板,节能效果明显且还 有一定的潜力可挖。
2010
2011
2012
2013
阳极炉重油单耗
存在问题
1、纯氧 纯氧燃烧,要防止火焰 直接烧在炉衬上。 要加强点检,防止漏炉。 2、喷溅
炉内的喷溅可能会烧伤
枪嘴。 应定期更换枪芯。另外 在还原期应拆下枪芯。
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熔炼二车间
反应,从而产生低火焰峰值温
度的“反应区域”,燃烧系统中, J枪氧气主要作用是用来控制燃 烧火焰的强度,L枪氧气作用主 要用来控制燃烧火焰的扩散面
积。
构及功能
完善的联锁
当安全切断阀(氧气,重油) 在接收到信号后未完全关闭 或为完全打开,HMI会显示 系统报警。 在气源压力低的情况下,系 统无法启动并报警
稀氧燃烧配置
现场布置图
稀氧燃烧配置
烧嘴:J枪和L枪 烧嘴砖
稀氧燃烧配置
J枪由进油管、雾化风管、氧管组成。
当空压风不稳定时,可采用蒸汽雾化 L枪为氧管 氧气阀站
稀氧燃烧配置
重油阀站
结构及功能
氧气和燃料由不同喷嘴射入 炉内,高速氧气和燃料射流因
为和炉内气体发生卷吸作用而
被稀释,然后再彼此混合燃烧。 重油和经过稀释的氧化剂进行