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行业技术

膜法制氧助燃技术助力水泥炉窑节能减排

作者: admin    时间: 2018-07-20   

 “就像跑马拉松,我们在前面顶着风跑,后面也随时有可能追赶上来,一旦停下来,就落后了”,烟台华盛燃烧设备工程有限公司(以下简称烟台华盛)董事长姜政华近日与中国水泥网记者探讨膜法制氧助燃技术时如此感慨,尽管烟台华盛拥有自主研发的膜法制氧、富氧助燃节能装置的国家发明专利,但如何保持一直前进的动力,领跑好这场马拉松,是作为领头人的姜政华需要考虑的。

富氧助燃——燃烧领域的二次革命

  迄今为止,人类消费能源的80%是通过燃烧途径得到的,而燃烧过程的排放物也是造成环境污染的主要原因。如何提高资源的利用率,并在利用的同时尽可能地降低对环境的影响,各种高效率、低污染燃烧技术的开发非常活跃。

  富氧燃烧就是高效燃烧技术的一种,发达国家将其称为“资源的创造性技术”,起源于美国、成熟于德国、推广于日本,目前已经在多个燃烧领域开始应用。姜政华向记者解释了富氧燃烧之所以节能的原因,它使燃料中的挥发份和没燃尽的碳粒子在富氧中充分燃烧,在不增加燃料的前提下,火焰温度提高100~350℃,使燃烧速度加快,热辐射迅速增强的技术。该技术强化燃烧,降低空气过量系数,降低燃烧后的排气量和粉尘量,降低二氧化碳,提高燃烧效率,使燃料在富氧燃烧中极大的转化成热能,工业炉窑或工业锅炉采用该技术后,一般节能率在5~15%,经济效益或社会效益是巨大的。

  而膜法制氧技术堪称富氧燃烧技术的后盾,作为一项成熟的制氧技术,为提供富氧空气用于燃烧领域开辟了一条新途径。姜政华表示,特别是对回转窑需要大流量富氧空气,膜法制氧是最安全、投资量少,且安装简单,操作方便灵活,使用寿命长,维修费用低,为我国工业炉窑应用膜法制氧开辟出一条全新的道路。

  安全长效——膜法制氧的关键所在

  姜政华介绍,烟台华盛的膜法制氧的过程是纯物理过程,无相变等,常温低压下静态制氧,制取的氧气纯度约为30%,无需储存环节,无需混合空气,可直接入炉,没有因混合空气环节带来的安全性风险,不会对窑炉、喷枪、燃烧器等造成损害。

  那么,在水泥工业高浓度的粉尘污染环境中,膜法制氧应用于水泥行业的使用寿命又如何?姜政华说,烟台华盛的膜法制氧是静态制氧,经不断的研发与改进,且长期的应用实践证明,多级高效过滤器祛除粉尘污染物之后的膜材料具有10年以上的超长使用寿命。而且膜法制氧的分离过程是错流的,其空气通道与富氧通道是分开的,因不断输入的空气会将沉积在膜分离材料表面的粉尘在空气通道带走从而形成一个稳定的状态,这并不影膜法制氧过程的使用。

  通俗的说,膜法制氧的过程的粉尘污染是有进有出,最终达到平衡而不影响使用。即使存在的一定量的粉尘污染,当10年后达到富氧膜达到其设计寿命时,沉积下较多的粉尘也可以通过现场清洗措施使得制氧设备恢复其大部分性能。

  膜法制氧助燃技术助力水泥炉窑节能减排

  近两年,我国水泥工业的NOx排放问题已成为国家环保部门和媒体关注的热点。今年上半年,《水泥工业大气污染物排放标准》已经完成全国征求意见,并已递交送审稿,《标准》征求意见稿明确要求,现有水泥生产线NOx排放限值要从当前800mg/Nm3的水平降至450mg/Nm3,新建水泥生产线则要低于320mg/Nm3。目前,水泥企业对脱硝的关注程度日益上升。

  膜法制氧助燃技术可有效抑制NOx的产生,由于富氧煅烧提高了燃烧强度使火焰缩短,为加大火嘴的轴流风速创造了条件。轴流风速的加大,在保持火焰总体强度基本不变的情况下,将火焰的核心燃烧区扁平化拉长,在保持烧成带煅烧强度的同时,降低了火焰的燃烧峰值,缩短了1700℃以上的峰值区间,延长了1700℃以下的核心区间,从而减少了氮氧化物的生成机会。

  姜政华以2012年烟台华盛研发生产的MZYR-12000膜法制氧富氧助燃节能装置在河南天瑞集团汝州水泥有限公司日产5000吨的水泥回转窑上试运行的数据为例,进一步佐证了膜法制氧助燃技术再帮助水泥炉窑节能减排方面的优势。

  数据显示,该炉窑火焰温度提高了200℃,二次风温提高100℃。2012年11月经运行对比测试节煤率达到8.18%以上。加装富氧助燃装置后熟料的28d抗压强度达到了53.2MPa,与未加装富氧助燃装置比较,熟料抗压强度提高了2.8MPa,熟料的质量得到了改善。通过在线仪表进行测试,加装富氧助燃装置后,水泥窑排放烟气中NOx浓度降低了15.64%,SO2浓度降低了7.71%,同时烟气流速降低了2.28%,总烟气排放量有所减少,取得了较好排放效益。

  膜法制氧助燃技术以其独特的优势,开始在水泥行业大展拳脚,烟台华盛,也正不断积聚力量,做好名副其实的领跑者。


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