全氧燃烧技术在氧化铝回转窑上的应用分析

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富氧燃烧技术在陶瓷窑炉中的应用分析

富氧燃烧技术在陶瓷窑炉中的应用分析摘要：对在陶瓷窑炉中富氧燃烧技术的应用展开了分析与评价。

分析表明，随着氧浓度的增加，火焰温度呈非线性上升，CO2和H2O水蒸汽分子辐射力得到加强，热效率大幅提高，NO X生成则先快速上升而后决速下降；同时也对过剩空气系数、节能和窑炉结构进行了较为深入的分析。

关键词：富氧燃烧技术；陶瓷窑炉；节能Application of Oxygen—enriched Combustion Technology in Ceramic KilnAbstract：In this paper, the application of oxygen—enriched combustion technology in ceramic kiln was analyzed and evaluated. Analysis Showed that the flame temperature rose nonlinearly with the concentration of oxygen increasing; the molecules of CO2 and H2O water vapor enhanced radiation，and heat efficiency was greatly heightened; N0x formation had a rapid increase first and then declined rapidly．In the meanwhile，the excess air coefficient，energy conservation and the structure of the kiln were also discussed．Keywords：oxygen-enriched combustion technology; ceramic kiln; energy conservation1 引言众所周知，空气主要成分中氧气占20.94％，氮气占78.09％。

全氧燃烧技术对玻璃熔窑设计的影响

全氧燃烧技术对玻璃熔窑设计的影响
有学军;姜宏;田瑞平
【期刊名称】《玻璃》
【年(卷),期】2013(040)001
【摘要】通过分析全氧燃烧技术对玻璃熔化、澄清的作用,阐述了对熔窑设计的影响,并与同等规模空气助燃熔窑进行了对比.
【总页数】2页(P12-13)
【作者】有学军;姜宏;田瑞平
【作者单位】海南省特种玻璃工程技术研究中心海南中航特玻材料有限公司;海南省特种玻璃重点实验室海南大学海口市 571924;海南省特种玻璃工程技术研究中心海南中航特玻材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ171
【相关文献】
1.浅谈全氧燃烧玻璃熔窑的设计 [J], 苏毅
2.玻璃熔窑全氧燃烧技术概况和技术发展趋势 [J], 赵恩录;杨健;刘志付;冯明良;李波
3.三论玻璃熔窑全氧燃烧——全氧燃烧技术的环保效果分析 [J], 王芸;陶立纲;徐嘉麟;刘清;曹欣
4.国内第一本全面介绍玻璃熔窑全氧燃烧技术的图书——《玻璃熔窑全氧燃烧技术问答》新书预告 [J], 修岩;
5.全氧燃烧超白玻璃熔窑结构设计研究 [J], 张文斌;宋春来;仝小飞;王将;周康;李娟;阚正权
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纯氧燃烧技术在回转式阳极炉上的应用实践

纯氧燃烧技术在回转式阳极炉上的应用实践
纯氧燃烧技术在回转式阳极炉上的应用实践
作者：雷国强;齐红斌;陶川银;郑清山
作者机构：金川集团股份有限公司铜冶炼厂甘肃金昌737100;金川集团股份有限公司铜冶炼厂甘肃金昌737100;金川集团股份有限公司铜冶炼厂甘肃金昌737100;金川集团股份有限公司铜冶炼厂甘肃金昌737100
来源：世界有色金属
ISSN：1002-5065
年：2015
卷：000
期：003
页码：49-51
页数：3
中图分类：TG146.2
正文语种：chi
关键词：阳极炉;纯氧燃烧技术;火焰角度;氧油配比;氧枪使用寿命摘要：针对阳极炉采用空气助燃的燃烧方式存在能耗高、热效率低的问题,制定了用纯氧代替空气作为助燃介质的纯氧燃烧技术在阳极炉上的应用方案该技术通过在400T阳极炉上的生产实践和技术改进,摸索出了最佳的火焰燃烧角度、氧油配比和提高氧枪使用寿命的有效措施,实现了阳极炉精炼过程中的低能耗、高效率和纯氧燃烧技术设备的国产化.。

全氧燃烧技术及其在高温工业中的应用

全氧燃烧技术及其在高温工业中的应用本分分析了NOx燃烧生成的三种类型，论述了全氧燃烧技术在降低NOx燃烧方面的优势。

同时构建了在高温工业中应用的典型全氧燃烧设备，以及目前现有的各型全氧燃烧器的应用领域。

在全氧燃烧与传统空气燃烧及蓄热式燃烧的技术优势对比上，给出了节能率及投资效益的评估，得到在高温工业设备上，全氧燃烧系统投资回收年限为1-2年，随着设备规模的增大，由于存在规模效应，投资回收年限逐渐缩短。

标签：全氧燃烧；低氮；蓄热式；节能1 全氧燃烧技术的发展背景近年来，随着雾霾天气的频繁出现，大气污染越来越成为人们关注的焦点。

NOx已经成为严重雾霾天气的根源之一。

一般认为，燃料在燃烧过程中产生NOx可分为三种类型：热力型、快速型和燃料型。

目前，高温工业（包括耐火材料原料煅烧和制品烧成）所用窑炉的燃烧温度越来越高[1]，在环保压力日渐加大的情况下，极有必要对氮氧化物的排放进行严格控制。

其中全氧燃烧是大幅度降低NOx排放的有效手段之一。

所谓全氧燃烧是指在燃烧过程中，利用氧气纯度>90%的氧气代替空气与燃料进行燃烧的技术[2]。

由于全氧燃烧技术能够有效地减少NOX的排放，同时具有显著的节能效果，近年来在高温工业中取得了越来越广泛的应用[3]。

2 全氧燃烧的优点2.1 大幅度减低NOx排放量全氧燃烧由于无N2参与燃烧过程，理论上不会产生NOx，但由于燃烧过程中密封不佳会从大气中吸入少量N2，由于N2浓度较低，NOx的生成量也比空气燃烧要少得多。

如玻璃熔窑采用全氧燃烧技术时，烟气中的NOx含量减少到只有空气燃烧的30%左右。

2.2 减少废气产生量传统空气助燃技术中氧气含量只有21%，约78% 的氮气被无谓地加热、排放（这部分热量损失能占到能耗的30% 以上），采用全氧燃烧技术废气排放量大大减少，与空气燃烧相比可减少70%～80%。

2.3 更高的燃烧温度全氧燃烧过程与空气燃烧相比，空气中约79%的氮气不再参与燃烧，可以显著提高火焰的温度。

浮法玻璃窑炉的有效节能三种途径

随着社会经济的不断发展，我国玻璃工业的竞争也越来越激烈，节约能耗、降低成本已成为企业的核心竞争力。

而玻璃生产具有资源消耗多、污染严重和能耗高等特点，不仅影响到企业的生存，也制约了整个行业的发展。

节能降耗是企业降低成本、提高效益的最佳途径。

燃烧技术的节能1、全氧燃烧技术为了降低浮法玻璃窑炉烟气中的NOx污染，欧美国家开发推广出新型的全氧燃烧技术，主要是通过全氧来代替助燃空气，气体中不含有N₂，只有极少量的NOx，浮法玻璃窑炉烟气污染的总体积可减少80%，并且会降低废弃带走的热量。

全氧燃烧技术工艺的核心在于全氧燃烧喷枪，为加强燃料与氧气混合的接触面积，全氧燃烧喷枪整体成矩形，能更为精准地控制火焰覆盖率，在燃烧过程中进行分阶段全氧燃烧，能将燃烧喷枪的更多能量转化为热辐射，并产生更多碳黑，加强火焰亮度，充分利用浮法玻璃窑炉的传热均匀性，加强黑体辐射的传热效率，提高更短波段热辐射在玻璃液中的穿透效率。

使用全氧燃烧技术的浮法玻璃窑炉能提高20%的热效率，但采用这项工艺时，需要重视对浮法玻璃窑炉耐火材料的选择，烟气中水蒸气的浓度会因全氧燃烧而增加，会在浮法玻璃生产过程中，产生浓度较大的碱性蒸汽，加速耐火材料的侵蚀，影响窑龄和生产规模。

2、富氧燃烧技术采用富氧燃烧技术生产浮法玻璃的基本原理，主要是原料通过富氧燃烧减少了烟气的产生，燃烧产物中二氧化碳和水蒸气的分压和含量增加，NOx的含量降低，火焰黑度加大，火焰温度提升，加快了原料的燃烧过程，提高了火焰在配合料与玻璃液之间的传热效率，从而提高了浮法玻璃窑炉的熔化效率。

富氧燃烧技术对燃烧设备具有更高要求。

燃料在燃烧过程中需要氧气，这些氧气通常来源于空气，但氧气在助燃空气中仅占21%的比重，而空气中其余的氮气并不会参加燃烧，反而会吸收大量的热量，阻碍燃烧效率的提高，增加燃料消耗。

因此提高空气中的氧气含量，可以更好地保持热量，提高燃料利用效率。

用28%的富氧空气进行燃烧试验时，热量损失减少25%，热量损失的减少也降低了燃料消耗。

全氧燃烧技术.

***学院毕业设计（论文）设计(论文)题目系别专业班级姓名指导教师年月目录第1章绪论 (1)第2章全氧燃烧概况 (1)2.1 全氧燃烧的定义 (1)2.2 全氧燃烧对比空气燃烧的区别 (1)2.3 全氧燃烧的意义 (2)第3章燃烧在窑炉的结构中控制 (3)3.1 全氧燃烧窑炉的概述 (3)3.2 窑炉结构的规则 (3)3.2.1 窑池池壁的设计 (3)3.2.2 流液洞 (4)3.3 火焰空间 (4)3.3.1 大碹的控制 (4)3.3.2 胸墙的确定 (4)3.4 燃烧器的放置 (4)3.4.1 燃烧器放置的重要性 (4)3.4.2 确定位置的规则 (4)3.5 耐火材料的运用 (5)第4章烧枪的选择 (5)4.1 氧枪的选用机理 (6)4.2 氧枪的分类 (6)4.3 氧枪的注意事项 (7)第5章全氧燃烧的氧源 (7)5.1 氧气的制备 (7)5.1.1 真空变压吸收法（VPSA)——制氧 (7)5.1.2 低温（深冷）氧气分离法——制氧 (8)5.1 3 罐装液态氧 (8)5.2 氧气制备与使用安全 (9)第6章小结 (9)全氧燃烧的窑炉控制及概况摘要：随着国民经济的迅速发展，玻璃生产技术也飞速进步。

玻璃生产在追求高质量同时，对玻璃生产环保，高效益也有极高的要求。

相对传统的熔制过程不能满足，现代时局的要求。

因而全氧燃烧技术应运而生，全氧燃烧技术的玻璃窑炉的出现无疑成为解决行业降低成本，减少污染获取环保的有效途径。

本文论述了全氧燃烧技术的定义、优点意义、窑炉结构的设计控制要求、工业制氧的方法及其使用时安全、燃烧器的选择、安装方法进行了简单的综述。

关键词：*******第1章绪论矿物是大自然赋予人类的魁宝，玻璃则是人类智慧的结晶。

改革开放以来,玻璃工业(平板玻璃、电子玻璃、玻璃纤维、日用玻璃、光学玻璃等)相应得到迅速发展，在行业高速发展的光环下，环境也成重要缺口。

据了解，目前中国的温室气体排放量已高居世界第二，严格控制大气污染、降低温室气体排放的新法规、新技术已是目标方针。

全氧燃烧窑炉池壁砖新型热修技术探讨

0 引言全氧天然气燃烧窑炉由于其反应温度高、原料反应泡沫厚，且直接受混合料、玻璃液和火焰空间的冲刷与侵蚀，一旦操作、控制或者维护不当，都会严重影响窑炉耐火材料的使用寿命，甚至造成重大的安全隐患。

而且在池壁砖的侵蚀过程中，脱落的耐火材料进入到玻璃液中，形成耐火材料结石，对压延机的辊子造成很大的安全隐患。

若结石没有第一时间检验出来而进入后端的钢化炉，则很容易发生爆片，严重影响玻璃产品的质量和品质。

因此，应该从材料选择、原材料、窑炉工艺制度等多方面综合考虑，控制或缓解池壁砖的侵蚀，最大限度地延长全氧窑炉的使用寿命。

1全氧燃烧窑炉池壁砖的侵蚀及控制（1）池壁砖的选择由于全氧燃烧光伏窑炉池壁砖受高透玻璃液、窑炉空间碱性水汽等冲刷严重，所以在选材上必须要求耐火材料要耐高温、耐冲刷侵蚀及抗酸碱、耐氧化。

通过与相关耐火材料制造厂家进行交流以及在实际使用过程中所积累的经验，耐火材料的选择一定要慎重。

传统浮法普通玻璃大多选择氧化法浇铸无缩孔的33#AZS电熔砖，但是在实际生产过程中发现该材质砖材在高透的全氧燃烧压延光伏玻璃窑炉上并不适用，冲刷、侵蚀太快，继而选择更耐冲刷、侵蚀的36#电熔砖，并且在投料口、热点、拐角等关键区域选择41#AZS 电熔砖。

另外，池壁砖的厚度对侵蚀也有一定的影响，过厚导致池壁冷却风不能更好地冷却池壁内部导致侵蚀过快，过薄也会使池壁砖不能很好地发挥较长时间抗冲刷作用就侵蚀完结。

一般玻璃窑炉池壁砖厚度选择250～300 mm，取中间值275 mm，既能让冷却风很好地起到减缓侵蚀的作用，也能耐一定时间的侵蚀，让池壁砖发挥最大的作用。

（2）池壁砖的侵蚀电熔砖由Zr2O3、Al2O3和SiO2组成，简称AZS砖。

具有良好的耐高温、耐冲刷性质，被广泛应用于各类窑炉中。

其中有Zr2O3组成的斜锆石、Al2O3组成的刚玉和SiO2组成的玻璃相。

在生产过程中，各种晶相相对稳定，具有很高的黏度，但是只要一方发生变化，则会很快影响整个砖的结构，侵蚀加剧。

全氧燃烧玻璃窑炉的寿命浅析

全氧燃烧技术的应用在我国，全氧燃烧窑炉2001年首先被运用在显示器件（CRT）上，并且几乎所有的技术初期都是引进国外的技术。

但是，该技术被真正推广的还是在电子微晶玻璃，目前全氧燃烧技术已经应用于包括微晶玻璃、高硼硅器皿玻璃、高铝玻璃（COVER GLASS）、药用玻璃的低硼硅玻璃、中硼硅玻璃、钠钙黄料、光学玻璃、太阳能光伏玻璃、电子材料、低熔点玻璃、无铅玻璃（照明）、玻璃棉、高铅玻璃、玻璃微珠、玻纤、陶瓷釉料、搪瓷釉料、日用瓶罐及器皿、水玻璃、玄武岩等生产中。

（1）全氧燃烧玻璃窑炉的寿命。

常见窑炉寿命统计见表1。

常见全氧燃烧窑炉正产寿命统计见表2。

表1 常见窑炉寿命统计表2 常见全氧燃烧窑炉正产寿命（2）影响窑炉寿命的主要因素。

设计。

一个好的设计是项目成功的一半。

窑炉设计是一个系统工程，牵涉到力学计算、热工计算、流体力学、耐火材料、材料力学、热工仪表等诸多学科，随着环保政策的不断加码，对尾气处理方面提出了更高的要求，要求设计单位在环保方面也应有自己完整的体系。

一个完整的设计应该包括：工艺布置、窑炉尺寸、能量分配、火焰空间、长宽比、液流和气流速度、耐火材料的尺寸及品种数量、钢结构的设计、控制系（DCS）、燃烧设备的设计与选型、电器部分的选型、工艺控制点、工艺调整预案、窑炉的砌筑、安装、烤窑、热保、环保系统，以及前期项目立项、可行性报告、环评、安评的相关技术支持，后期的技术支持及跟进，工艺优化等。

材料的选择。

耐火材料的选择是一个系统化的工作，设计单位需要熟知各种耐火材料的特性，根据窑炉生产产品的特点选用不同材质的耐材；根据客户及产品的特点，选用不同生产厂家的产品，这需要考虑供应商的质量控制水平、价格等因素。

鉴于全氧燃烧玻璃窑炉的空间温度、熔化率、烟气中水蒸气浓度方面有别于传统的空气助燃窑炉，电熔材料的选择应以正规厂家为主。

其关键部位，如流液洞、鼓泡、电极砖、加料口拐角、泄料砖、大碹等部位应重点考虑。

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降低。
关键词：全氧燃烧；回转窑；节能；热力型ＮＯｘ中图分类号：ＴＫ２２９．９１文献标志码：Ｂ文章编号：１００９— ３２３０（２０１３）Ｏ９— ００３８— ０５
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＯｘｙｇｅｎ－ｆｕｅｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｍｐｒｏｖｅｓａｎｄｔｈｅｂｕｎ— ｒｏｕｔｒａｔｅｏｆｈｅｔｆｕｅｌｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｔｈｅｆｕｎａｒｃｅ
ｉｎｔｈｅａｌｕｍｉｎａｒｏｔａｒｙｋｉｌｎｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎｓａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｅｘｈａｕｓｔｈｅａｔ．Ｔｈｅｆｕｎａｒｃｅ
３０％
一３５％．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｏｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ，ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌＮＯｘｅｍｉｓｓｉｏｎｌｅｓｓｅｎｓａｎｄｔｈｅｌｏａｄｏｆ
ｅｑｕｉｐｐｅｄｆａｎｒｅｄｕｃｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｏｘｙｇｅｎ — ｆｕｅｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；ＲｏｔａｙｒＫｉｌｎ；Ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ；ＴｈｅｒｍａｌＮＯ
（中国航天空气动力技术研究院，北京１０００７４）
摘要：能源的不断消耗和日益短缺使得节能降耗成为人们越来越关注的问题，全氧燃烧技术是近代燃烧的节能技术之一。文中以某铝厂回转窑为对象，采用全氧燃烧技术后，烟气量减少，排烟热损失降低。窑内火焰温度提高，燃料燃尽率提高，辐射强度增加，传热效率提高，综合节能率在３０％～３５％。与此同时，回转窑热力型ＮＯｘ排放量降低，回转窑配备的风机负荷
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇａｎｄｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｒｅｄｕｃｉｎｇｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｎｃｅｒｎｅｄｂｅｃａｕｓｅｏｆｃｏｎｓｔａｎｔｌｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｓｈｏａａｇｅｏｆｅｎｅｒｙ．Ｏｘｇｙｇｅｎ— ｆｕｅｌｃｏｍｂｕｓｉｔｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｄｅｒｎｅｎｅｒｇｙ — ｓａｖｉｎｇｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｈｅｔａｉｒｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｔｈｅＯｘｙｇｅｎ— ｆｕｅｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｄｏｐｔｅｄ
０引言
能源是人类生存和发展的基石，目前，通过对
何能够更好的对燃料进行燃烧对于我们更多的获取能量、提高燃料的利用率以及节约能源，实现可
持续发展有着极大的意义。
ｉｎＡｌｕｍｉｎａＲｏቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｔａｒｙＫｉｌｎ
ＺＨＵＸｉｎｇ — ｙｉｎｇ，ＹＡＮＪｉｎ — ｓｈａｎ，ＣＨＥＮＺｈｉ — ｗｅｉ，ＺＨＯＵＦａ，ＱＩＮＷｅｉ（ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７４，Ｃｉｎｈａ）
３８
应用能源技术
２０１３年第９期（总第１８９期）
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９— ３２３０．２０１３．０９．０１０
全氧燃烧技术在氧化铝回转窑上的应用分析
朱兴营，闰金山，陈志伟。周法，秦威
ｃａｎｂｅｅｎｈａｎｃｅｄ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｅｉｃｆｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｎｅｒｙ— ｇｓａｖｉｎｇｒａｔｅｃａｎｂｅａｔ