前言：

泡花碱（水玻璃）既是各种无机硅化物产品的原料,又是具有多种用途的终端产品.近几年国民经济各行业迅猛发展,对其需求量增加,出口量也在增大,刺激了泡花碱产业的发展膨胀.氧气燃烧技术是泡花碱产业新的突破点.氧气燃烧技术就是把"空气-燃料燃烧"过程变成"氧气-燃料燃烧"过程,称之为"氧气-燃料"燃烧,大大减少高温烟气量.目前"氧气燃烧"技术有3种基本方法:全氧燃烧、纯氧助燃和富氧燃烧。

  富氧燃烧目的就在于使燃料充分燃烧，并有效地充分利用燃烧生成的数量。燃烧的工艺与炉窑效率有着至关重要的关系。燃烧是由于燃料中可燃分子与氧分子之间发生高能碰撞而引起的，所以氧的供给情况决定了燃烧过程完成的是否充分。在常规空气助燃的燃烧系统中，这种高能碰撞作用受到占空气成份近五分之四不助燃的氮分子阻碍，减少了氧分子与燃料可燃分子之间的碰撞机会，直接影响燃烧效率的提高，不仅如此，氮还在炉窑中吸收大量的热量在废气中排掉造成热损失，浪费能源。采用比常规空气含氧量高的空气助燃称富氧燃烧，它有提高火焰温度、加快燃烧速度、降低燃料燃点温度、增加热量利用率的特点。

泡花碱（水玻璃）窑炉部分

玻璃窑炉（马蹄焰为主）以价格低廉的发生炉煤气（油或天燃气）为燃料，不但提高了熔化质量，且大大节约了燃料成本。该炉型设有合理的蓄热室结构，提高了热能利用率和工作效率。在蓄热室设计时，是让烟气直接通过蓄热室进入烟道，而蓄热室是一个用耐火材料砌成的空心格子的加热室。当发生炉煤气和空气通过蓄热室时预热空气和煤气，一起进入小炉内相互混合和预燃。使燃料释放出更多的热量。烟气在蓄热室反复上升与下沉的过程中，热量被格子砖充分吸收并蓄积，有部分热量被废气所带走，大部分热量被充分利用到工作中去。富氧燃烧目的就在于使燃料充分燃烧，并有效地充分利用燃烧生成的数量。燃烧的工艺与炉窑效率有着至关重要的关系。燃烧是由于燃料中可燃分子与氧分子之间发生高能碰撞而引起的，所以氧的供给情况决定了燃烧过程完成的是否充分。在常规空气助燃的燃烧系统中，这种高能碰撞作用受到占空气成份近五分之四不助燃的氮分子阻碍，减少了氧分子与燃料可燃分子之间的碰撞机会，直接影响燃烧效率的提高，不仅如此，氮还在炉窑中吸收大量的热量在废气中排掉造成热损失，浪费能源。采用比常规空气含氧量高的空气助燃称富氧燃烧，它有提高火焰温度、加快燃烧速度、降低燃料燃点温度、增加热量利用率的特点。

1.提高火焰温度：

由于富氧空气的参与，氮气含量相对减少，相应减少废气吸热量。据有关资料介绍，火焰温度随空气中氧气含量的增加而显著提高，当使用一般空气炉膛加热温度为1300℃时，可以利用的热量仅为42%，而用28%更佳经济浓度的富氧空

气进行助燃时，可利用的热量高达56%，热量利用率提高了33%。给炉膛局部增加富氧空气，目的就是集中提高该燃烧区空气中氧气浓度百分比，达到提高炉膛火焰温度和热量利用率的目的。

火焰温度随着助燃空气中的氧含量增加而迅速上升，从图一可以看出，火焰温度随着空气中氧的提高而提高；随着富氧空气浓度逐渐提高，火焰温度增加的幅度逐渐下降。因此为了有效地利用富氧空气，其浓度不宜选得过高。按过剩系数a=1.1-1.5组织燃料时，富氧浓度取25-27为宜，且以空气含量从21-25时效果最明显。

2.加快燃烧速度

燃料在富氧空气中燃烧速度加快的原因：是由于增加氧含量后，使火焰温度提高所致，如天然气在氧气中的燃烧速度比在普通空气中的燃烧速度能提高10倍。燃烧速度的提高，导致燃料在炉膛内迅速完全燃烧。2

更大燃烧速度cm/s对比表

燃料空气（21%O2）范围更大可能氧气（）范围更大可能

氢气250-360280890-1175

天燃气33-4437325-480395

丙烷40-4742360-400375

丁烷37-4641335-390355

乙烷110-180160950-12801130

3.降低燃料的燃点温度

燃点温度明显受到反应速率和热损耗的影响。富氧空气比普通空气有助于降低“燃点”温度的特点，并增加火焰单位体积的热释放量。对于劣质燃料效果更为突出。

燃料的燃点温度在一定条件下不是常数。如CO在空气中为609℃，而在纯氧中仅为388℃。富氧助燃就是利用这一现象，将少量的富氧空气，集中地供给火嘴燃料刚刚雾化（或固体燃料刚刚汽化）喷出点燃部位，使该区氧气量骤然增加，可以起到降低燃料点燃温度，提前点燃，相对延长燃料在炉膛中燃烧时间，增加燃料释放热量的作用。

4.减少燃烧后的排气量

使用含氧量为23-24%的富氧空气参加燃烧，与普通空气燃烧比较，当过剩空气系数a=1时，则排气体积减少10-20%，其排烟热损失也减少10-20%，从而提高热效率而节能。

燃料在一般空气与在纯氧中燃烧速度相差甚大，如天然气在纯氧中比在空气中的燃烧速度高达10.7倍，因此富氧助燃，不仅提高燃烧强度，还能加快燃烧速度，更有利于燃烧反应完全，可以改善排烟质量，减少未燃物质对环境的污染。

若使用氧浓度为21%的常规空气，按理论空气量燃烧的排气量为1计算时，随着含氧量的增加，排气量有减少的倾向。使用含氧量为27%的富氧空气燃烧与氧浓度为21%的空气燃烧比较，过剩系数a=1时排气体积减少21%，排烟热损失也相应减少而节能。

5.增加热量利用率

当加热温度为1300?C时，用普通空气燃烧。其热利用率为42%，而用含氧量24%的富氧空气燃烧，则利用率增加到30%以上，随着加热温度增加，节能效果更显著。

6.降低空气过剩系数

氧燃烧能有效地降低空气过剩系数，使排烟热能损失大幅度降低，从而提高窑炉的热效率而节能。当a值为1.1时，燃料只增加4%，当a值为1.4时，燃料增加到16%，在高温熔炉中加热温度越高，则a值的增加使热量的损失就越大。

炉膛燃烧完全，降低了空气过剩系数。据有关资料介绍：日本节能中心在工业窑炉节能措施中，着重于降低空气过剩系数的研究，他们在一台热处理炉中经多次试验，将空气过剩系数从1.7降到1.2，降低29.4%,平均节能达13.3%。我们试验炉子的实测结果是烟囱排烟处过剩空气系数，普遍降低12―14%左右

该种行业主要用到我们公司的液氧储罐和LNG储罐。

选型：以每天200吨产品来计算，每小时的消耗量为：

  天然气：1000Nm³/h

  氧气  ：2200 Nm³/h

压力：80-90KPA

一般选择

60立方LNG储罐+1500 Nm³/h气化调压装置。

100立方（或者2台50立方）液氧储罐+2500Nm³/h气化调压装置。