富氧助燃

空气(含氧21% )含氧浓度高的富氧空气进行燃烧，称为富氧燃烧(oxygen enriched combustion) ,简称OEC。用90%氧浓度助燃，称为纯氧助燃。

概念

这是一项高效节能的燃烧技术，在玻璃工业、冶金工业及热能工程领域均有应用。富氧、纯氧助燃技术又分两 大部分，即整体增氧和局部增氧，整体增氧特点是整个助燃风均用富氧替代，投资大。局部增氧助燃技术所配富氧量仅为所需助燃风量的0.5-15%，正如同好 钢要加在刀刃上一样，而原来助燃风量和排烟量均显著下降。局部增氧助燃技术包括系列专用富氧喷嘴和“梯度燃烧”、“对称燃烧”、“α型燃烧”、“S型燃烧”和“四角燃烧”等与窑炉、燃料匹配的高新技术，富氧喷嘴的设计原则是使富氧加在产品最需要的地方。

1）局部增氧助燃技术包括系列专用富氧喷嘴和“梯度燃烧”、“对称燃烧”、“α型燃烧”、“S型燃烧”和“四角燃烧”等高新技术:

2) 富氧喷嘴是输送带有一定压头富氧空气的专用喷嘴，它的设计原则是将富氧加在炉窑中最需氧的地方，而且不改变原有炉窑的结构，对炉窑的性能和安全更没有影响。

3) 梯度燃烧技术是专门为玻璃窑开发的，它适用于马蹄焰、横火焰、双碹窑和单元窑等。

4) 对称燃烧技术适用于一般工业炉窑，特别适用于助汽炉、加热炉、热媒炉和某些燃煤炉等。

5) α型燃烧、S型燃烧和四角燃烧等高新技术适用于某些煤粉炉、抛煤机炉和链条炉等。

节能机理

1.提高火焰温度

使用富氧、纯氧燃烧技术可使氮气量减少，空气量及烟气量均显著减少，故火焰温度随着燃烧空气中氧气比例的增加而显著提高，但氧浓度不宜过高，国内外的研究均表明，氧气的体积分数在26%～30%左右时最佳，而氧浓度在26%～30%之间每提升一个百分点火焰温度提高35℃。当增氧助燃装置产生的气体中氧气的体积分数在28%左右时，可以有效的将炉温整体提高50℃左右。氧含量再增加到30%以上时，火焰温度增加幅度较少，而制氧投资则猛增，经济效益不合算。

2.加快燃烧速度与促进燃烧完全

燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差甚大，如H2在纯氧中的燃烧速度是在空气中的2～4倍，天然气则达10.2倍左右。用富氧、纯氧燃烧技术，不仅能提高燃烧速度，获得较好的热传导，同时温度提高后，有利于燃烧反应，促进燃烧完全，从根本上消除烟尘污染。

3.降低燃料的燃点温度

燃料的燃点温度不是常数，如CO在空气中的燃点为609℃，而在纯氧中的燃点仅为388℃，所以采用富氧、纯氧燃烧能提高火焰强度和增加释放热量等；

4.减少燃烧后的烟气排量

用空气助燃，占体积4/5的N2不参加助燃，且随着燃烧带走大量热能，如用富氧气体助燃，燃烧后的排气量减少，从而提高了燃烧效率；

5.增加热量利用率

富氧、纯氧燃烧技术对热量的利用率有所提高，如用普通空气助燃，当加热温度为1300℃时，其可利用的热量为42%，而用26%的浓氧空气助燃时，可利用 量为56%，氧浓度在21%～30%之间其热量利用率随氧浓度提高而升高的最快，因此在这个氧浓度范围内对提高热量利用率最佳，因此节能效果就越好。

6.降低空气过剩系数

富氧、纯氧燃烧随着氧含量在空气中增加，氮气量下降，可适当降低空气的过剩系数，这样，燃料消耗就相应减少，从而节约能源；

7.辐射定律

由于富氧、纯氧燃烧技术可使碳的燃点降低，燃烧完全而强烈，火焰充满度好，提高炉膛的整体温度，一个物体向周围辐射的热与该物体的绝对温度的四次方成正比，这就是“四次方定律”。

通常空气中氧的体积含量为20.93%、氮为78.1%及其它少量惰性气体等，真正参与燃烧的氧只占空气总量1/5左右，而占空气总量约4/5的氮和其它惰性气体非但不助燃，反而将随着燃烧的进行带走大量的热能。人们把含氧量大于20.93%的空气叫做富氧空气。

富氧空气参与燃烧具有明显的节能和环保效应。在同一温度下，富氧浓度越高，燃烧越完全，排烟黑度越低，节能和环保效果越好。

富氧空气的制取：主要有三种方法，一是深冷法制得纯氧然后与普通空气勾兑而得；二是变压吸附法制得；三是富氧膜法制得。