增氧燃烧的原理及其在热能工程中的应用

摘 要：本文介绍了增氧燃烧的原理和一些使用的方法，对于增氧燃烧在热能工程的主要应用做出了一些简单的介绍。对于增氧燃烧最主要的几个种类进行了简单分析。使用增氧燃烧不仅可以提高能源的燃烧效率，还可以降低废气中的氮氧化合物的含量，氮氧化合物是酸雨形成的主要原因。这样不仅可以降低在生产生活中对用能源的消耗，还在很大程度上保护了环境。因此将增氧燃烧应用到热能工程中，无论是对环境的保护，还是对于节约能源都是十分有利的。

关键词：增氧燃烧；原理；热能工程；应用

1 增氧燃烧涉及的原理

1.1 使用的对象

在使用增氧燃烧这项技术时，一般可以分为使用低浓度增氧和高浓度增氧两个类别。低浓度的的增氧多用于一些对氧气浓度要求不高的燃烧设备上。而在进行高浓度增氧时，一般使用纯氧，通常被用于一些高温作业，虽然这类方式会使生产成本提高，但是可以使燃料的燃烧效率得到大大的提高。

1.2 燃烧时的产物

燃料燃烧后的产物通常会收到很多因素的影响，比如燃烧材料，氧化剂等等。经过对于一些燃烧实验的研究发现，当天然气在空气中燃烧时，会产生大量的废弃气体，这样也会影响到整个天然气的燃烧速率。但是如果在燃烧时把氧气的比例提高，那么产生的废气所占比例就会有一个十分明显的降低，燃烧时所产生的二氧化碳和水蒸气就会增加。燃料燃烧时所产生的热量的散失很大一部分都是在废气的排放时散失的，如果降低了废气的排放量，那么热能的散失也会相应的减少，对于热能的利用率就会有一个显著的提升。

1.3 增氧燃烧可以提高火焰的温度

在热能工程中可以用增加氧气含量的方式来提高火焰的温度，因为在使用氧气燃烧的过程中，产生废气的比例会降低。若是在空时中混入一定比例的氧气，燃烧时火焰的温度就会得到十分显著的提升。一般情况下，氧气的浓度越高，火焰燃烧时的温度也就越高。

2 实际操作时增氧燃烧的种类

增氧燃烧使用最多的一个类别就是预混增氧，多被应用于一些较为原始的燃料机器当中，通常是一些低浓度的增氧区域。在物料燃烧时，向入口处注入一定量的空气，以此来达到维持燃料正常燃烧的目的。这样不仅仅可以很大程度上提高燃料的燃烧速率，还会在一定程度上节约生产成本。还有一类增氧方式是射氧，通常会使用一个独特的氧气进口。使用这种方式增氧后，会极大程度的降低燃烧机器内氮氧化合物的比例，以此来提高燃料的燃烧速率。纯氧燃烧通常被应用于一些对生产工艺要求比较高的工程中，燃烧之前要隔离物料和氧气，只有在燃烧时才可以使二者进行混合，这样产热的效率会大大的提高。但是这种方式也会相应的提高生产成本。还有一类增氧燃烧的主要方式是混氧燃烧，直接把氧气和空气混合，这样可以对使氧气的含量有一个很好的把控，燃烧速率也会相应的得到提高，并且在实际应用时的成本也会低于其它几种增氧方式，所以被更多的投入实际的热能工程中。

3 增氧燃烧在热能工程中的主要应用

3.1 电站锅炉

增氧燃烧在電站锅炉中主要用到的原理是分级燃烧，以此来达到减低产生废气当中氮氧化合物含量的目的。同时，还可以对产生的废气进行第二次的燃烧利用，这样做大大的增加了燃料的使用率。这样也会使得废气中氮氧化合物的含量有了一个显著的降低，也对环境的保护有一定的意义。

3.2 燃煤工业锅炉

在工业锅炉的使用过程中，为了提高燃烧时的效率，通常在燃料燃烧时使用局部增氧来提高对燃料的利用率。借助膜法增氧系统，进行不同的燃烧工作。在使用这种燃烧方式是，首先要借助过滤机把空气过滤后送入膜法装置，在空气透过膜时成分会发生一定的变化，再使用真空机器对空气进行压缩，把氧气集中于一个部位，最后使用特殊的增氧喷嘴把氧气喷入锅炉内。增氧燃烧所应用的方面十分广泛，对于任何锅炉任何燃料都能够适用，使用时不仅可以提升整个燃烧的范围，对于燃料燃烧的质量也将会有一个显著的提升。

4 总结

增氧燃烧这项技术的主要原理就是增加在燃料燃烧时的氧气含量。在物料燃烧时，很多时候都会由于氧气含量的不足而导致物料燃烧的不充分，往往还会产生大量的废气，热能的损失十分严重。增加氧气的含量可以有助于燃料的燃烧，大大降低废气的排放量。在热能工程中主要被用于电站锅炉，燃煤工业锅炉等一些锅炉的燃烧反应中。使用增氧燃烧后不仅大大的节约了燃料的损耗，提高了燃料的利用效率，还大大减少了废弃的排放。这样不仅节约了能源的消耗，还保护了环境，大大的推动了可持续发展战略的实行。

参考文献：

[1]郑蕾，康子晋，张蕾，赵钦新.增氧燃烧的原理及其在热能工程中的应用[J].工业锅炉，2004（03）：10-14.

[2]沈光林.膜法富氧助燃技术在工业锅炉中的应用[J].工业锅炉，2002（06）：20-24.

作者简介：

郭飞（1989- ），男，汉族，北京人，学位硕士，职称助理工程师，研究方向：清洁燃烧。

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