专利名称：工业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及エ业锅炉沸腾燃烧エ艺，尤其涉及エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺。
背景技术：
由于近几年能源需求的快速增长，也造成燃油、煤炭价格的不断攀折，这给燃料消耗大户的行业造成和大的压力，如玻璃行业燃料重油的价格，占企业生产成本30% -50%,节能降耗，是企业一直追求的提高企业经营利润的有效措施。在我国这样ー个资源状况下，研究开发节能环保技术和产品，是客观形势的需要。它不仅可以催生出节能产品的新的高新技术企业，更为众多的能源需求大户提供了降低消耗、降低成本的有效手段，同时为国家节约资源做出贡献。为此，我国十一五规划中提出了能源节约20%的宏伟战略目标，并将产业结构进行了大的调整。环保节能已提到了战略高·度，并已列入2005年12月2日国务院发布的《促进产业结构调整暂行規定》第一类鼓励类产业项目。目前在エ业锅炉的沸腾燃烧エ艺中已出现一些富氧助燃エ艺，如整体增氧助燃エ艺，即全部助燃风量都采用富氧空气。研究表明燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在纯氧中的燃烧速度是在空气中的4. 2倍，天然气则高达10. 7倍左右，故用富氧助燃，能提高燃烧强度，加快燃烧速度，提高燃烧效率等，然而国内外研究也表明，富氧浓度不宜过高，富氧浓度在28%左右时为最佳，当富氧浓度再高时，火焰温度增加较少，而制氧投资等费用猛増，综合效益反而下降，不安全因素也増加。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有エ业锅炉的富氧助燃沸腾燃烧エ艺中制氧投资费用过高等缺陷而提供ー种节能效果好、制氧费用较低的エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺，该エ艺将富氧加在最需氧的地方，使燃料在此能用最少的氧气来充分及时完全地燃烧，从而获得与整体增氧相同的效果。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺步骤为，空气经过滤器过滤后，由通风机送入膜装置，流经膜装置中的卷式膜组件后被真空泵抽离成富氧气，送入汽水分离系统和脱湿系统除雾脱湿成较干的富氧气，然后经稳压系统后送入预热系统预热后经富氧喷嘴进入燃烧区域，所述流经膜装置中的卷式膜组件后被真空泵抽离成的富氧气的氧浓度为28% 32%，所述富氧气经富氧喷嘴进入燃烧区域时是在不与普通空气流混合的条件下，高速进入燃烧区域的局部，将富氧加在最需要氧的地方。所述エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺用于玻璃窑时，所述富氧气经富氧喷嘴进入燃烧区域后使得喷入锅炉内的火焰形成梯度助燃。所述エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺用于助汽炉、加热炉、热媒炉和燃煤炉时，所述富氧气经富氧喷嘴进入燃烧区域后使得喷入锅炉内的火焰形成对称燃烧。所述エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺用于某些煤粉炉、抛煤机炉和链条炉吋，所述富氧气经富氧喷嘴进入燃烧区域后使得喷入锅炉内的火焰形成形成a型燃烧或S型燃烧或四角燃烧。所述膜装置的卷式膜组件是用于气体分离的复合膜结构，所属卷式膜组件是采用湿式凝胶沉淀法先制得多孔支撑膜，然后在多孔膜上采用溶液涂敷方法复合微米级厚度的硅橡胶，最后把多张符合膜卷绕成膜组件。与现有技术相比，本发明的有益效果如下I、富氧加在最需氧的地方，使燃料在此能用最少的氧气来充分及时完全地燃烧，从而获得与整体增氧相同的效果；同时由于采用膜法富氧，富氧浓度在28% 32%，助燃 效果佳，节能效益好且制氧造价较低、生产成本也得到降低。2、降低燃料的燃点温度。燃料的燃点温度不是常数，如CO在空气中为609°C，在纯氧中仅388で，所以用富氧助燃能提高火焰强度、増加释放热量等。3、減少燃烧后的排气量。用普通空气助燃，约五分之四的氮气不但不參于助燃，还要带走大量的热量，而用富氧助燃，氮气量要減少，故燃烧后的排气量亦減少，从而能提高燃烧效率等。4、增加热量利用率。如用普通空气助燃，当加热温度为1300°C时，其可利用的热量为42%，而用28% (体积百分数，以下同)的富氧空气助燃时可利用热量为56%，増加33%。5、降低空气过剩系数。用富氧代替空气助燃，降低了空气的过剩系数，这样，燃料消耗就相应减少，从而节约能源。6、提高火焰温度。因氮气量減少，空气量及烟气量均显著減少，故火焰温度随着燃烧空气中氧气比例的增加而显著提高。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。实施例エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺步骤为，空气经过滤器过滤后，由通风机送入膜装置，流经膜装置中的卷式膜组件后被真空泵抽离成富氧气，送入汽水分离系统和脱湿系统除雾脱湿成较干的富氧气，然后经稳压系统后送入预热系统预热后经富氧喷嘴进入燃烧区域，所述流经膜装置中的卷式膜组件后被真空泵抽离成的富氧气的氧浓度为28% 32%，所述富氧气经富氧喷嘴进入燃烧区域时是在不与普通空气流混合的条件下，高速进入燃烧区域的局部，将富氧加在最需要氧的地方。所述富氧喷嘴是输送带有一定压头富氧空气的专用喷嘴，它在不改变原有炉窑的结构，对炉窑的性能和安全没有影响的前提下将富氧加在炉窑中最需氧的地方。喷嘴的位置(上、下、左、右、前、后)、形状(圆形、环形、扁形)、扩散角及材质等根据有关炉窑參数和产品的性能等来综合优化确定；一般扩散角在正负30度之间，而材质的选择主要根据富氧喷嘴周围的温度和燃料的性能来确定，通常用耐热、耐腐蚀的金属和非金属材料。该エ艺用于玻璃窑时，由于在玻璃液面上部需要高温，此时所述富氧喷嘴设置在燃油或燃气喷嘴的下部使得火焰下部由于富氧助燃作用而使温度升高，即喷入锅炉内的火焰形成梯度助燃。梯度燃烧技术是专门为玻璃窑开发的，它适用于马蹄焰、横火焰、双煊窑和单元窑等。梯度燃烧技术是使喷入窑内的火焰形成梯度助燃使火焰下部由于富氧助燃作用而使温度升高。火焰横断面的温度呈梯度分布，即火焰的下部是最高温。中部是完全燃烧层，火焰的上部温度比中部低，但却也是完全燃烧层。将上述エ艺运用在北京某玻璃厂从西德引进日产200吨玻璃、熔化面积为85M2的轻エ部特级节能窑上时，所配富氧量仅120Nm3/h，而助燃风降低了四分之一，结果熔化温度提高了 90°C，大碹外表面温度下降了 16°C,烟气排放温度降低45 0C，炉龄延长了一年多，节能11. 6 %，优质品率提高了 21. 6 %，玻璃液利用率提高了 26. I %。该エ艺用于一般エ业炉窑，特别是助汽炉、加热炉、热媒炉和某些燃煤炉时，因为炉膛呈圆柱形或(长)方形，炉壁四周全是水冷壁管。此时所述富氧气经富氧喷嘴进入燃烧区域后使燃料在炉膛中心強化燃烧，即喷入锅炉内的火焰形成对称燃烧。对称燃烧技术能使燃料在炉膛中心強化燃烧，提高火焰温度。由于辐射热与火焰温度和水冷壁管温度的四次方之差成正比，它还使得辐射热显著增加。将上述エ艺运用在辽河油田的某一组热媒炉(五台)上时，和前一周相比，平均节油20%以上，每天节油近3吨，效果非常明显。该エ艺用于某些煤粉炉、抛煤机炉和链条炉时，此时所述富氧气经富氧喷嘴进入燃烧区域后強化原有锅炉的火焰特性，使燃料和烟气在炉膛中的停留时间更长，从而充分彻底完全地燃烧，放出更多的有效热量，即喷入锅炉内的火焰形成a型燃烧或S型燃烧或四角燃烧。将上述エ艺运用在江苏阜宁化肥厂的20吨燃煤炉，先进行72小时的试验，平均节煤10. 9%;又进行了 168小时的测试，平均节煤11. I半年后又经江苏盐成市节约能源监测站检测炉膛温度提高90°C，热效率提高11%，同时经江苏阜宁环保监测站检测，林格曼黑度小于ー级，不到半年就收回了全部投资。据用户使用2年后统计富氧助燃设备尚未出现过设备问题，维修费用几乎为零，每年节煤2000多吨，节电7万多度，提高负荷10%以上，这对稳定全厂生产エ况作用显著。所述膜装置的卷式膜组件是用于气体分离的复合膜结构，所属卷式膜组件是采用湿式凝胶沉淀法先制得多孔支撑膜，然后在多孔膜上采用溶液涂敷方法复合微米级厚度的硅橡胶，最后把多张符合膜卷绕成膜组件。所述膜组件进气端集中并密封于高压风箱中，风箱由高压风机供给空气；膜组件的中心集气管集中并与真空泵相连，富氧空气由真空泵提取和送出。
权利要求
1.エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺，步骤如下，空气经过滤器过滤后，由通风机送入膜装置，流经膜装置中的卷式膜组件后被真空泵抽离成富氧气，送入汽水分离系统和脱湿系统除雾脱湿成较干的富氧气，然后经稳压系统后送入预热系统预热后经富氧喷嘴进入燃烧区域，其特征在干所述流经膜装置中的卷式膜组件后被真空泵抽离成的富氧气的氧浓度为28% 32%，所述富氧气经富氧喷嘴进入燃烧区域时是在不与普通空气流混合的条件下，高速进入燃烧区域的局部，将富氧加在最需要氧的地方。
2.根据权利要求I所述的エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺，其特征在于所述エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺用于玻璃窑时，所述富氧气经富氧喷嘴进入燃烧区域后使得喷入锅炉内的火焰形成梯度助燃。
3.根据权利要求I所述的エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺，其特征在于所述エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺用于助汽炉、加热炉、热媒炉和燃煤炉时，所述富氧气经富氧喷嘴进入燃烧区域后使得喷入锅炉内的火焰形成对称燃烧。
4.根据权利要求I所述的エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺，其特征在于所述エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺用于某些煤粉炉、抛煤机炉和链条炉时，所述富氧气经富氧喷嘴进入燃烧区域后使得喷入锅炉内的火焰形成形成a型燃烧或S型燃烧或四角燃烧。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的エ业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧エ艺，其特征在干所述膜装置的卷式膜组件是用于气体分离的复合膜结构，所属卷式膜组件是采用湿式凝胶沉淀法先制得多孔支撑膜，然后在多孔膜上采用溶液涂敷方法复合微米级厚度的硅橡胶，最后把多张符合膜卷绕成膜组件。
全文摘要
本发明涉及工业锅炉富氧助燃下沸腾燃烧工艺，其步骤为空气经过滤器过滤后，由通风机送入膜装置，流经膜装置中的卷式膜组件后被真空泵抽离成氧浓度为28％～32％的富氧气，送入汽水分离系统和脱湿系统除雾脱湿成较干的富氧气，然后经稳压系统后送入预热系统预热后经富氧喷嘴在不与普通空气流混合的条件下，高速进入燃烧区域的局部，将富氧加在最需要氧的地方。与现有技术相比，本发明使燃料能用最少的氧气来充分及时完全地燃烧，从而获得与整体增氧相同的效果；同时由于采用膜法富氧，富氧浓度在28％～32％，助燃效果佳，节能效益好且制氧造价较低、生产成本也得到降低。
文档编号F23L7/00GK102767841SQ201110115029
公开日2012年11月7日 申请日期2011年5月3日 优先权日2011年5月3日
发明者孙超, 李建胜 申请人:安徽省科捷再生能源利用有限公司