第一章　绪论

第一节　燃烧与节能技术概述

一、概述

通常空气中氧的含量为20.93%、氮为78.1%，还有少量的惰性气体等。在昆明地区，空气中氧的含量约为20.8%。在燃烧过程中只有占空气总量约1/5的氧参与燃烧，而占空气总量约4/5的氮和其他惰性气体非但不助燃，反而将随烟气带走大量的热能。一般人们把含氧量大于21%的空气叫做富氧空气。富氧空气参与燃烧给燃烧提供了足够的氧气，使可燃物充分燃烧，减少了固体不完全燃烧的排放，减少了氮和其他惰性气体随烟气带走的热能。富氧燃烧节能装置将具有明显的节能和环保效应。

变压吸附富氧技术是近年发展得非常适合各种锅炉、窖炉做助燃用途的高新技术，它具有流程简单、体积小、自身能耗低、使用寿命长、投资较少等特点，被工业发达国家称之为“资源的创造性技术”。

二、富氧燃烧技术与节能关系

助燃空气中氧浓度越高，燃料燃烧越完全，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，因此国内外研究均表明，助燃空气富氧浓度在21%的空气才叫做富氧空气。

①据测试，氧含量增加4%～5%，火焰温度可升高200～300℃。火焰温度的升高，促进整个炉膛温度的上升，炉膛内受热物质更容易获得热量，热效率大幅提高。

②燃料在空气中燃烧与在纯氧中的燃烧速率相差甚大，如氢气在空气中的燃烧速率为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。富氧燃烧节能装置可以使燃烧强度提高、燃烧速率加快，从而获得较好的热传导，使燃料燃烧得更完全。

③燃料的燃点温度不是一个常数，它与燃烧状况、受热速率、富氧用量、环境温度等密切相关，如CO在空气中燃点为609℃，在纯氧中仅388℃，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4/5的氮气不但不参与助燃，还要带走大量的热量。一般氧浓度每增加1%，烟气量约下降2%～4.5%，可见氧浓度上升能提高燃烧效率。

⑤用普通空气助燃，当炉膛温度为1300℃时，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℃，可降低排烟热损失约1%。用富氧代替空气助燃，富氧燃烧节能装置可减少一次风量，从而降低了空气的过剩系数，减少了排烟量，也降低了排烟热损失。

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。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，这就有效地提高了熔窑的热效率，增大了熔化率。