富氧燃烧技术介绍.
富氧燃烧法
富氧燃烧法富氧燃烧法是一种节能环保的高效燃烧技术，它的出现符合当今世界对于环境保护和能源效率的追求。
相比传统燃烧方式，富氧燃烧法有着明显的优势，不仅可以提高燃烧效率、减少环境污染，还可以减少燃料消耗、降低能源成本和二氧化碳排放。
富氧燃烧法的原理是利用氧气替代空气，为燃烧提供更加充足的氧气，改善燃烧的条件，从而达到高效、低污染的目的。
这种燃烧方式需要专门的设备和系统来实现，主要包括氧气供应系统、燃烧设备和废气处理设备。
在氧气供应系统中，氧气通过高效过滤和预处理后输送至燃烧设备中，从而实现富氧燃烧。
燃烧设备通常采用直接燃烧器和间接热风炉等形式，可以应用于不同的燃烧工艺和领域，如工业炉、锅炉、电站等。
废气处理设备则负责对燃烧后的废气进行处理，包括去除有害物质、降低排放浓度、回收能量等。
相比传统燃烧方式，富氧燃烧法具有以下优点：1. 提高燃烧效率。
采用富氧燃烧技术，可提高氧气浓度，使燃料得到更充分的燃烧，从而提高燃烧效率和热效率，减少能源浪费。
2. 减少环境污染。
富氧气的使用可以减少氧气占比，降低了氮氧化物和二氧化硫的生成，减少燃烧产生的有害气体和颗粒物的排放，保护环境。
3. 减少燃料消耗。
利用氧气替代空气，可以减少燃料消耗，从而降低企业能源成本，提高竞争力。
4. 降低二氧化碳排放。
通过提高燃烧效率和能量利用率，富氧燃烧法可以减少燃料的消耗，从而降低二氧化碳的排放量，符合可持续发展的要求。
总的来说，富氧燃烧法是一种优秀的节能环保技术，具有广阔的应用前景。
在实践应用中，需要根据不同的燃烧工艺和领域，设计合适的系统和设备，并加强废气处理和监管，做到绿色发展。
富氧燃烧技术简介
富氧燃烧(OEC)技术综述及展望
3、富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用情况 3.4 在中国的应用情况
1998年,我国中科院大连化物所在江苏阜宁化肥厂的 WGC20/3.82- 1型燃煤蒸汽锅炉安装了一台富氧膜法装置 进行助燃，通过检测部门的检测发现，富氧设备性能稳定， 炉膛温度提高90℃，平均节能大于11%，最高达16.2%。
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富氧燃烧(OEC)技术综述及展望
2、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响
2.1 理论空气量
目前的锅炉理论空气计算是以空气中氧量20.93%作为前提的，在富氧条 件下，一般含氧量会升高到27%～30%。理论计算表明：当富氧空气中氧含 量到27%时，理论空气量减少到原来的78%。
2.2 过量空气系数
在富氧条件下，由于氧气浓度的升高，在其他条件相同的情况下，同样 的锅炉空气系数对于燃烧的作用不同，后者会激化燃烧过程，所以可以采用 较低的锅炉空气系数。
6.富氧燃烧技术在电站锅炉的发展展望 6.2 将在稳定燃烧、提高锅炉效率方面发挥重要 作用
富氧燃烧技术在点火阶段的应用只是该技术的初级阶 段，该技术完全可以在以下领域发挥更大的作用
(1)在锅炉低负荷稳燃方面 对于煤质较差而且煤源不稳定，煤的配比缺乏科学手 段造成燃烧不稳定的问题，也可以通过富氧局部助燃技术 得到弥补，满足稳定燃烧的要求。 如果将锅炉B、C、D某层或者某两层主燃烧器改造为 富氧燃烧器，将可以在锅炉燃烧不稳定时，起到快速稳燃 的作用。其投入稳燃的速度比等离子点火、微油点火都快 速得多。只需打开富氧燃烧器前的阀门即可稳燃。
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富氧燃烧(OEC)技术综述及展望
3、富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用情况 3.4 在中国的应用情况
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富氧燃烧(OEC)技术综述及展望
富氧燃烧的资料
一．富氧燃烧的概述通常空气中氧的含量为20.93%，氮为78.1%及少量惰性气体等，人们把含氧量大于20.93%的空气叫做富氧空气，富氧空气参与燃烧给富氧燃烧提供了大量的氧气，使可燃物充分的燃烧，减少了固体不能充分燃烧的排放，减少了氮气和其他气体随烟气带走的热能，将具有明显的节能和环保效应。
二．富氧燃烧分析助燃空气中氧浓度越高，燃料燃烧越安全，但富氧浓度太高，会导致火焰温度太高而降低炉膛受热面的寿命，同时制氧投资等费用增高，综合效益反而下降，因此国内外研究表明，助燃空气富氧浓度一般在26~30%时为最佳。
1.据测试氧含量增加4-5%,火焰温度的升高，促进整个炉膛温度的上升，炉膛受热物质更容易获得热量，热效率大幅度提高。
2.燃料在空气中燃烧与在纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在空气中的燃烧速最大为280cm/s，在纯氧中为1175cm/s，是在空气中的4.2倍，天然气则高达10.7倍，富氧助燃，可以使燃烧强度提高，燃烧速度提高，燃烧速度加快，从而获得较高的热传导，使燃料燃烧的更完全。
3.燃料的燃点温度不是一个常数，它与燃烧状况，受热速度，富氧用量，环境温度等密切相关，如在CO在空气中为609度，在纯氧中仅为388度，所以用富氧助燃能降低燃料燃点，提高火焰强度，减小火焰尺寸，增加释放热量等。
4.用普通空气助燃，约五分之四的氮气不但不参与助燃，还要带走大量的热量。
一般氧浓度增加1%，烟气量约下降2~4.5%，从而能提高燃烧速率。
5.如用普通空气助燃，当炉膛温度约为1300度，其可利用的热量为42%，而用26%的富氧空气助燃时，可利用热量为56%，热量利用率可增加14%。
6.排烟温度每降低12~15度，可降低排烟热损失约1%，用富氧代替空气助燃，可减少一次风量，降低了空气的过剩系数，减少了排烟量减低了排烟热损失。
三．富氧燃烧的危险性1.氧气的性质氧气不可燃但是支持燃烧，大多数物质在氧气中会猛烈燃烧，有时还会爆炸。
富氧燃烧技术的应用及优势
富氧燃烧技术的应用及优势富氧燃烧技术是指在燃烧过程中引入额外的富氧气体，以提高燃烧效率，并同时减少废气中的有害物质的技术。
它被广泛应用于工业生产中，特别是在煤炭、石油、化工、钢铁、电力等领域的燃烧过程中。
富氧燃烧技术的应用主要包括以下几个方面：1.煤炭燃烧：富氧燃烧技术可以提高煤炭的燃烧效率，减少燃烧产生的二氧化碳排放和烟尘排放。
同时，富氧燃烧还可以降低燃煤发电厂的水耗量，提高发电效率。
2.石油燃烧：在石油燃烧过程中引入富氧气体，可以提高燃烧效率，并减少有害物质的排放。
此外，富氧燃烧还可以提高炼油厂的产物质量，降低废气中二氧化硫和氮氧化物的含量。
3.化工燃烧：在化工生产中，富氧燃烧技术可用于燃烧反应中的氧化剂，提高反应效率，减少副产物的生成和能源消耗。
例如，在炼油和化肥生产过程中，富氧燃烧技术可以提高反应器的利用率，降低原料和催化剂的消耗。
4.钢铁燃烧：在钢铁冶炼过程中，富氧燃烧技术可以提高炉温，加快燃烧过程，提高炉效率。
同时，富氧燃烧还可以减少燃烧废气中的硫氧化物排放，改善环境质量。
5.电力燃烧：在发电过程中使用富氧燃烧技术可以提高热效率，降低煤炭消耗，减少二氧化碳和氮氧化物的排放。
此外，富氧燃烧还可以减少锅炉内的氮氧化物生成，降低锅炉氮氧化物排放。
富氧燃烧技术的优势主要体现在以下几个方面：1.提高燃烧效率：富氧燃烧技术可以增加燃烧反应中的氧浓度，提高燃烧效率。
燃烧效率的提高意味着更少的能量损失和燃料消耗，从而可以节约能源和降低生产成本。
2.减少污染物排放：引入富氧气体可以改变燃烧反应的条件，使污染物的生成和排放得到抑制。
富氧燃烧技术可以减少烟尘、二氧化碳、氮氧化物等有害物质的排放，对改善大气环境质量具有积极意义。
3.提高产品质量：在一些工业生产过程中，富氧燃烧技术可以提高产品质量。
例如，富氧煤炭燃烧可以降低燃烧废气中的硫氧化物含量，减少煤炭中的硫分和灰分对产品质量的影响，提高煤制气的气体质量。
富氧燃烧碳捕集关键技术
富氧燃烧碳捕集关键技术富氧燃烧碳捕集（Oxy-fuel Combustion Carbon Capture，OFCCC）是一种用于减少二氧化碳（CO2）排放的技术，它结合了富氧燃烧和碳捕集两种关键技术。
以下是这两个关键技术的简要说明：1. 富氧燃烧技术：富氧燃烧是一种改进的燃烧技术，其中使用富含氧气的气氛代替空气作为燃烧过程的氧源。
在传统的空气燃烧中，氮占空气的大部分体积，导致产生大量氮氧化物和CO2，使二氧化碳捕集变得更为困难。
而在富氧燃烧中，氮的含量显著降低，几乎所有气体都是氧和燃料的混合物，使得产生的烟气主要包含水蒸气和二氧化碳。
2. 碳捕集技术：碳捕集是指从工业排放源中捕获和提取二氧化碳，防止其进入大气并造成温室效应。
常见的碳捕集技术包括物理吸附、化学吸附、膜分离等。
在富氧燃烧碳捕集中，常用的方法是通过后燃烧过程中的气体分离和净化，将CO2从其他气体中分离出来。
这通常涉及使用各种吸附剂或溶剂，以吸附或吸收CO2。
富氧燃烧碳捕集关键技术的挑战和发展：能源效率： 富氧燃烧可能会降低能源系统的效率，因为提供纯氧通常需要额外的能量。
因此，技术的发展需要克服这一挑战，以确保能源系统的整体效益。
设备成本： 富氧燃烧和碳捕集设备的建设和维护成本相对较高。
技术的成熟和规模化可以帮助降低这些成本，使其更具吸引力。
二氧化碳的后处理： 将捕集到的二氧化碳进行储存或利用是一个重要的问题。
开发高效、安全和经济的二氧化碳后处理技术是富氧燃烧碳捕集的另一个关键方面。
系统集成： 将富氧燃烧和碳捕集集成到现有能源系统中是一个复杂的工程问题。
需要综合考虑系统的各个方面，确保其在实际工业应用中的可行性和有效性。
富氧燃烧碳捕集技术在减缓气候变化和实现清洁能源转型方面具有潜在的重要性，然而，要实现其广泛应用，仍需不断的技术创新和工程实践。
加热炉无焰富氧燃烧技术介绍
加热炉无焰富氧燃烧技术介绍
加热炉无焰富氧燃烧技术是一种先进的燃烧技术，它通过提高助燃空气中氧气的含量，实现提高燃烧效率、减少污染排放和能源消耗的目标。
无焰燃烧技术指的是在炉内燃料不完全燃烧的条件下，通过控制助燃空气中的氧含量，使得火焰传播速度较慢，燃烧过程更稳定，以达到高效燃烧和节能减排的效果。
在富氧空气中，由于氧含量较高，燃烧温度得到提高，火焰传播速度加快，燃烧更加稳定，从而提高了燃烧效率。
无焰富氧燃烧技术具有以下优点：
1. 节能：由于富氧燃烧提高了火焰温度和燃烧效率，因此可以减少燃料消耗量，达到节能的目的。
2. 减排：富氧燃烧降低了烟气中氮气和氧气含量，从而减少了温室气体和有害气体的排放。
3. 高效：无焰富氧燃烧技术使得燃料在炉内燃烧更加充分，提高了热效率，缩短了加热时间。
4. 安全：由于燃烧过程更加稳定，降低了火灾和爆炸的风险。
然而，无焰富氧燃烧技术也存在一些挑战和限制。
例如，高纯度氧气制备成本较高，且氧气具有强氧化性，对炉体材料要求较高。
此外，富氧燃烧产生的烟气温度较高，需要采取有效的冷却措施以防止炉体损坏。
目前，无焰富氧燃烧技术已经在航空航天、工业炉窑、玻璃熔炼、石油化工等领域得到了广泛应用。
它能够显著提高能源利用率和减少污染物排放，是实现工业节能减排和绿色发展的重要技术之一。
水泥富氧燃烧技术原理
水泥富氧燃烧技术原理水泥富氧燃烧技术是一种先进的燃烧技术，它通过提高燃烧过程中的氧气含量，优化燃烧环境，从而提高水泥燃烧效率，减少污染物排放。
本文将从富氧燃烧原理、水泥燃烧特性、燃料与氧气混合、燃烧室设计、排放控制等方面，详细介绍水泥富氧燃烧技术的原理和应用。
一、富氧燃烧原理富氧燃烧技术是指在燃烧过程中，通过提高氧气含量，使燃料能够更加充分地燃烧。
相比传统燃烧技术，富氧燃烧具有更高的燃烧温度和更快的燃烧速度，同时减少了不完全燃烧的情况，从而提高了燃烧效率。
在水泥工业中，富氧燃烧技术被广泛应用于提高水泥熟料的生产效率和降低能源消耗。
二、水泥燃烧特性水泥是一种由矿物质组成的无机材料，其燃烧过程相对复杂。
在水泥熟料生产中，需要经过高温煅烧和固相反应等过程。
富氧燃烧技术能够提高水泥燃烧过程的温度和速度，从而缩短煅烧时间，提高熟料产率和质量。
此外，通过优化燃烧环境，还能够减少热力型氮氧化物（NOx）等污染物的排放。
三、燃料与氧气混合在水泥富氧燃烧过程中，燃料和氧气的混合程度直接影响到燃烧效果。
为了使燃料和氧气能够充分混合，一般采用以下措施：1.燃料预热：将燃料预热到一定温度，使其与冷氧气混合时能够迅速引燃，提高混合效果。
2.氧气预热：将氧气预热到一定温度，减少其在管道中的阻力，提高氧气的流速和流量。
3.采用喷嘴混合：通过设计特殊的喷嘴，使燃料和氧气在喷嘴口处实现高效混合。
四、燃烧室设计燃烧室是水泥富氧燃烧过程中的重要设备之一。
为了提高燃烧效率，需要从以下几个方面设计燃烧室：1.提高燃烧室温度：通过增加燃料和氧气的浓度和提高其混合速度，提高燃烧室温度，从而提高燃烧效率。
2.控制燃烧速度：为了防止水泥熟料煅烧不充分或烧结过度，需要控制燃烧速度，使燃料在预定的时间内完全燃烧。
3.减少烟气和有害物质排放：通过合理设计燃烧室内部结构，减少不完全燃烧和热力型氮氧化物的排放。
同时，还可以采取其他措施如二次风口的设置等，进一步减少有害物质的排放。
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 enriched combustion）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。
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。
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。
上图是陶瓷炉采用富氧空气燃烧的节能实验曲线。
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焦炭燃尽率
着火特性与 火焰稳定性
气体排放控制
二、富氧燃烧技术概况
CO2：试验室试验，烟气中CO2浓度可达95%；中试试验， 浓度为80%-92%。
气 体 排 放 控 制
NOx：NOx排放较空气气氛下减少2/3以上：热力型NOx减 少，循环烟气中NOx的还原。
SO2：试验表明，排放量减少，浓度增大，S转化率 91%→64%。 亚微米级颗粒：难熔氧化物气化，导致数量明显增加；高浓 度CO2改变氧化物中CO/CO2比例，影响气化。 痕量元素：气相中，汞、硒、砷含量较空气下高。
二、富氧燃烧技术概况
5、富氧燃烧技术的应用及优势 （1）燃烧效率高；锅炉效率也提高了。 （2）燃烧产物中CO2的含量将达到95%左右，回收的费用更低。 （3）在液化处理以CO2为主的烟气时，SO2同时也被液化回收， 可省去烟气脱硫设备。
（4）在O2/CO2的气氛下，SOx、NOx的生成将会减少，如果再结 合低NOx燃烧技术，则有可能不用或少用脱氮设备。
二、富氧燃烧技术概况
1
富氧燃烧定义
燃烧是空气中的氧参与燃料氧化并同时发出光和热的过程。 富氧燃烧是指助燃用的氧化剂中的氧浓度高于空气中的氧浓度 （根据实际情况可采用局部富氧和整体富氧），直至纯氧燃烧。
富氧燃烧对所有燃料（包括气体、液体和固体）和工业锅炉均适用， 既能提高劣质燃料的应用范围，又能充分发挥优质燃料的性能，广 义上讲凡是用空气参与反应的均可用富氧代替。
富氧燃烧技术介绍
目录
一
二 三 四 五 背景-能源利用现状
富氧燃烧技术概况
富氧燃烧技ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ节能机理
SOx的析出特性
NOx的析出特性
一、背景——我国能源利用现状
中国能源消费总量及煤炭比重趋势图
一、背景——我国能源利用现状
2012年底，全国发电总装机容量达到 11.4亿千瓦，同比增长 7.8%。其中煤电共 7.6亿千瓦， 2013年底，全国发电装机容量12.47亿千瓦，同比增长9.3%， 首次超越美国位居世界第一。其中火电8.6亿千瓦。 可预见的未来几十年内，煤炭仍将是我国主要的一次能源， 这决定了在我国的电力工业中，燃煤火力发电将长期占据主 导地位。
处理利用途径。
（3）循环烟气中CO2的比热容较空气高且水蒸汽的含量也高， 使燃烧推迟，需要对燃烧器进行改进研究。
（4）其他待研究的内容（如灰渣、换热、除尘）。
三、富氧燃烧技术节能机理
1
火焰温度
2
燃烧速度
燃烧特性
3
烟气量
4
燃点温度
海洋是一个自然 的碳汇，存储量 巨大。但CO2深 海储藏的技术还 未完全掌握。
很有前景，储量 丰富，靠近CO2 产生地。但目前 还未见大规模工 程示范。
二、富氧燃烧技术概况
3、富氧燃烧技术研究热点
热传递评价
在相同绝热火焰温度情况下，辐射换热增强，对流换热 减弱，需要对锅炉部分改造或操作条件优化，保证满意 的能量平衡。 高CO2气氛下，char-CO2反应。低温下（如400℃900℃，）可忽略，因其反应速率远低于char-O2反应； 高温下，碳粒边界层存在明显的CO产物。 微重力设备中进行试验，保证煤粉均相布置，防止自然 对流。CO2高热容，导致火焰传播速度慢，着火延迟，影 响火焰稳定性。 CO2，NOx，SO2，亚微米级飞灰颗粒，痕量元素
（5）采用O2/CO2燃烧技术减少了烟气量，简化了烟气处理系统。 燃烧温度可以由再循环的烟气量来控制。
当前最容易为工业界所接受的
co2减排技术
二、富氧燃烧技术概况
•6、富氧燃烧的瓶颈问题存在问题： •（1）氧气的生产设备以及CO2压缩设备增加了电耗。
（2）空气分离产生的大量副产品氮气还需要找到合适的
一、背景——我国能源利用现状
• 1990年全世界二氧化碳的排放量为206.88亿吨，到 2005年这一数据增加至266.2亿吨。目前，世界二氧化碳 排放总量仍在迅速上升，中国已成为世界第一碳排放国。 • 我国环境容量上限为二氧化硫1620 万吨,氮氧化物1880 万吨。如不采取有效措施, 预计到2020 年, SO2 和NOx 的排放量将分别达到4000 万吨和3500 万吨。 • 深入研究煤炭高效洁净化利用, 开发高效、洁净的燃煤发 电技术, 是保障国民经济持续健康快速发展和保护环境的 迫切需要。
95%以上 70%的CO2 其余为水
CO2 concentration: 95% SO2 removal by limestone: 40%-90% Thermal efficiency increase: 3% NOx reduction: 30%-70%
70% ~ 75%烟 气 95% CO2
二、富氧燃烧技术概况
CO2利用方式 EOR BCBM
Enhanced Coal Bed Methane.获 取不可开采的煤 层中的天然气。 CBM应用广泛， 而BCBM很少。
Ocean Storage
Deep Saline Aquifer
Enhanced Oil Recovery.美国应 用最为广泛， 2003年世界有84 个工程应用项目。
11
一、富氧燃烧技术概况
4、富氧燃烧技术研究进展
富氧燃烧的概念在1981年由Home和Steinburg首次提出,并得 到美国阿贡国家实验室的验证。研究表明常规锅炉进行适当的改 造即可采用此技术。 随着人们对全球气候变化与温室效应的认识,这项技术的研究与 应用也得到了极大的重视和发展。美国、日本、加拿大、英国、 德国、荷兰、法国、瑞典、挪威、俄罗斯等国家都开展了富氧燃 烧技术试验及技术经济性研究。 国内浙江大学、华中科技大学、东南大学、华北电力大学和清华 大学等高校的研究人员近年来也开展了对该项技术的积极研究， 已逐渐在各领域广泛推广应用。
二、富氧燃烧技术概况
富氧燃烧技术,又称为空气分离/烟气再循环技术或氧燃料燃烧技 术。
2、富氧燃烧技术
采用烟气再循环的方式,使燃烧炉内CO2浓度提高。O2与烟 气中CO2以一定比例混合,作为燃烧的氧化剂,使燃料燃烧可 保持燃烧温度,最终得到了与空气燃烧方式一样的热能。
二、富氧燃烧技术概况
富氧燃烧技术主要由3 个基本步骤组成：空气分离、O2/ CO2 燃烧和烟气压缩与脱水。