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富氧燃烧技术玻璃浮法熔窑技术简介

日期:2018-02-23 / 人气:

通常把含氧量大于21%的空气叫做富氧气体。富氧燃烧技术是以氧含量高于21 %的富氧气体作为助燃气体的一种高效强化燃烧技术。富氧燃烧采用比空气中氧含量高的空气来助燃,富氧的极限就是使用纯氧。富氧燃烧可以显著提高燃烧效率和火焰温度,长久以来主要是应用在玻璃熔窑和金属冶炼等需要高温操作的行业。随着变压吸附VPSA 制氧法( Pressure SwingAdsorption) 等新型制氧技术的成熟和利用,富氧成本将会不断降低,使得富氧燃烧技术的应用领域不断扩大,在燃气发电系统、工业锅炉、生物质能和废弃物能的利用等多方面都具有应用前景。
其特点是助燃空气量和燃烧废气量都有所减少,燃烧反应速度加快,局部火焰温度提高,这有效提高了熔窑的热效率,熔化率增大,玻璃液单位热耗降低。局部增氧是富氧气体使用的一种主要应用方式。浮法熔窑理想燃烧状态是: 火焰上部为缺氧区,可保护碹顶;中部为普通燃烧区;下部为高温区,能有效将热量传给玻璃液。局部增氧富氧燃烧技术是在火焰下部通入富氧气体,火焰重油化学的下部( 靠近配合料和玻璃液面) 温度提高,从而改变了传统的火焰燃烧特性,使其形成梯度燃烧。火焰下部温度的提高,可强化火焰对玻璃液的传热,有利于玻璃熔化,减少过剩的二次空气量,确保空气过剩系数达到理想数值而节约油耗。
变压吸附VPSA制氧氧气带入热量计算:
玻璃浮法熔窑燃烧物带走热量计算:
 
通过计算,综合节能效果为4.79%。计算未考虑窑体溢流热损失、不完全燃烧造成的热损失。采用富氧燃烧技术后,溢流热损失、不完全燃烧造成的热损失都有所降低,富氧空气占总助燃空气比例10%富氧燃烧,总体节能率应超过5%。对500 t/d浮法玻璃生产线来说,日节油量4.5 t,经济效益可观。
 
在众多变压吸附制氧流程中,大体上可归纳为PSA、VSA、VPSA三种。PSA即超大气压吸附常压解吸流程,优点是机组简单且对分子筛要求低,缺点是能耗太高,宜在小型设备上使用;VSA即常压吸附真空解吸流程,优点是能耗低,缺点是设备相对复杂,总投资昂贵;VPSA即穿透大气压吸附真空解吸流程,优点是能耗较低,分子筛利用率高,设备总投资相对于VSA流程要低得多,缺点是对分子筛和阀门的要求相对较高。
江苏宝联气体有限公司公司从1997年开始采用VPSA流程,并对传统流程及工艺做较大改进,不仅使能耗降到最低,同时达到设备简化和小型化的目标,投资得到降低,具有较高的性价比。
就一般PSA流程,原料空气经鼓风机由塔底进入吸附塔A,空气中的氮气、水分、二氧化碳、碳氢化合物被吸附,塔顶为产品氧气。当吸附塔A的吸附剂达到一定的饱和度后,自动切换空气进入塔B,同时降低塔A的吸附压力使其再生。二塔周期切换,连续获得氧气。
本装置采用两塔制VPSA法,利用分子筛从空气中吸附氮气,分离提取氧气,制得93%的富氧。空气经过过滤器进入鼓风机,在鼓风机的输送下从吸附塔下部进入。吸附塔下部填充活性氧化铝,其作用是去除空气中的水分子和二氧化碳分子,以免使沸石分子筛“中毒”。吸附塔的上部是沸石分子筛,当空气流经填满分子筛的固定床时,空气中的氮气分子在吸附作用力下扩散到分子筛固体中去,氧气分子和氩气原子则通过床层到缓冲罐中。缓冲罐与氧压机相连,将产品气压缩到用户所需的压力,送到储气罐中,供用户使用。经过一段时间的吸附,分子筛颗粒中充满氮气分子,达到吸附饱和阶段,此时关闭空气进口阀,利用塔内的富氧空气对刚抽真空的另一塔进行冲洗,等压力降到某一值时关闭均压阀,同时打开真空泵进口阀对塔体抽真空,到一定真空度后再利用另一塔内的富氧气及缓冲罐中部份产品气对沸石分子筛冲洗,从而使吸附剂彻底解吸。吸附剂解吸过程完成后,用产品气对塔进行充压,充压至某一低真空度值后关闭缓冲阀,打开鼓风机出口阀对吸附塔进行充压,为下一次吸附做准备。
制氧设备

 

编辑:宝联气体