空分装置富氧的提纯利用-制取较纯氧气的装置

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富氧燃烧有什么新技术

时代在发展,科技在进步。富氧燃烧节能技术随着时间的发展也是一点点的取得进步。

富氧燃烧是指用氧含量超过21%的富氧空气作为助燃气体,这种燃烧方式成为富氧燃烧。富氧燃烧的原理是:空气中的氧含量高,燃料燃烧更加充分、燃料分子在富氧状态下会更加活跃,燃料分子与氧气分子结合的更加完全,从而释放更多的热量。同时富氧燃烧能够有效的降低燃烧后各种排放物的有害程度,对于节能减排有很好的应用前景。

富氧燃烧节能技术在实际应用中,通常是使用26%--30%的富氧空气,超过这个比例会使得制造富氧空气的成本变得较高,但是节能效果并不等比例的提高。这个中间有个边界效应。

富氧燃烧节能技术在国外的发展应用很早,在20世纪七八十年代苏联和美国都有少量应用,在这些年,国外的新建电厂和其他的燃烧工业普遍采用富氧燃烧技术。刚开始阶段是将氧气混合在空气中应用。现阶段富氧燃烧节能技术在使用上已经发展成全富氧和局部富氧等多种方式。富氧浓度在应用中从26--纯氧。在部分特殊行业中,会应用到纯氧的燃烧。富氧燃烧节能技术在中国的应用也只是这几年的事情。

近几年中国大力提倡节能减排工作,一共公布了四批国家注册的合同能源管理公司。这四批公司中涉及富氧燃烧节能领域的共计49家,另外还有一些涉及到具体的锅炉底吹技术。富氧燃烧节能领域这几年发展快速。

富氧燃烧节能技术的节能效果毋庸置疑,目前的市场应用也是越来越多,有不少高校系统性深入性的研究研究富氧燃烧节能中的各种量的变化和各种条件改造而造成的影响,其中华中科技大学走在这些高校的前列 ,它的富氧研究实验室处于国内领先水平。

富氧燃烧节能技术中制造富氧空气是关键。富氧空气的制造常用方法有深冷法、膜法富氧、分子筛变压吸附、磁法富氧等技术。

这其中深冷法富氧设备造价高,产氧量大,主要用于纯氧气制造,在一般的实际应用中应用不起。

膜法富氧是市场主流的富氧方式,膜法富氧主要核心部件是富氧膜。富氧膜国外品牌主要是德国和美国品牌。德国品牌有gkss等,美国生产商有通用等。国产的富氧膜生产厂家有大连普瑞科尔、江苏无锡飞马、上海奕材材料等。国外的富氧膜技术高价格高,国产的富氧膜价格低,质量上不如国外进口。膜法富氧设备主要是由空气过滤装置、鼓风机、富氧膜、真空泵、水气过滤装置、平衡装置、预热循环装置等构成。

分子筛变压吸附是利用氧气和氮气通过分子筛速率不同,用低压和长压状态下通过变压技术提取空气中的氧气,从而得到富氧空气,朋友们可以在网上找找资料。也是一项主要的技术,目前市场前景比较广阔,将来也会得到广泛的利用。分子筛在实际中的主要是需要解决分子筛中毒的问题。

磁法富氧节能技术是一项最新的富氧空气制造方式。在二十世纪八十年代提出理论,九十年代处于实验室阶段。目前磁法富氧已经处于市场推广应用阶段。磁法富氧的原理是利用氧分子和氮分子的不同的顺磁性和逆磁性,使得两种气体分子经过高磁磁场发生不同方向的偏转从而得到富氧空气和富氮空气,排出富氮空气,剩下的就是我们所需要的富氧空气。目前磁法富氧技术是富氧燃烧节能技术制备富氧空气的最先进技术,处于世界先进水平。它的优点是应用范围广、使用年限长,本身耗能低、富氧空气造价低,几乎接近于无限量供应、富氧机供气规模没有上限。磁法富氧技术在未来3-5年会成为市场的主流技术,应该在富氧空气制备方式中占有绝大部分的市场。磁法富氧技术是最新科技。

富氧燃烧的应用范围目前为止越来越广泛,水泥窑、火力电厂、玻璃窑、合成氨、各种化工行业。目前有高校利用富氧空气进行发动机在富氧条件下的使用状态,取得了比较良好的结果。阜阳发动机能够使hc和co排放减少,而no排放增加,并且在相同条件下对于发动机的功率、怠速、油耗等都有明显影响。大连理工大学拥有中国很先进的富氧空气发动机系统检测平台。

我们做富氧燃烧节能改造也是需要经过长期试验的。当工业改造富氧燃烧时,燃烧温度会有所增加,各种变量都会有相应的改变。这个时候需要根据方方面面来进行各种参数的调节,比如说下调燃料供应量,下调燃烧温度、或者增大工业产量等。在富氧燃烧节能改造中,需要根据不同厂家的不同情况建立新的各种平衡,再建一种富氧燃烧下的生产和运转、节能的系统,这是一个调试的过程,也是一个厂方和方案提供者互相配合的过程。一旦改造完成,那么就会建立起一套节能模式下的生产运转和燃烧模式,或者是进入一个稳定的节能服务合同能源管理模式。

国家节能减排目前有很多类别的减排项目,比如说led灯、空气泵、余热发电、中央空调、跑冒滴漏、水煤浆利用、玻璃窑炉水泥窑节能改造等。其中富氧燃烧节能技术作为一个涉及面比较广、效果比较明显、前景比较广阔的节能技术,必定会在未来十年内在节能减排领域得到更好更快的发展。

空分装置下塔的压力氮气取出量减少有利于氧气纯度吗?

看了楼上各位的见解,我也凑个热闹。前面各位都在说减少中压氮采出进塔气量会减少,我个人有点看法,先不讨论这个,我想从主冷入手来说说个人的看法。产品纯度下降我们首先考虑的是物料平衡,如果采出量大于进气含量这种情况下,在不改变膨胀量时主冷应该是下降的,因为上塔的压力比正常工况低,也就是主冷的蒸发量相应的加大了,也就是主冷冷量和下塔的上升气不对等,同时取料口的氧、氩、氮分布层向下移动,导致氧纯度下降。这种情况下减少中压氮取出的话液氮节流阀不动时回流液会增大么?如楼上各位说的,如果液氮回流增大的话进气量是加大还是减少

呢!再一个,如果你的取出量没有超过进气含量的话应该是主冷液位有一定上涨,主冷的蒸发量不够。主冷的蒸发量不够,进塔气含湿量过高,膨胀量偏高,或者上塔压力过高都可以导致。在系统的冷量充足的情况下减少中压氮采出的话液氮节流阀不动时回流液氮应该是高了吧!回流液增大时进气量是加大还是减少呢!自己的一点想法,有不对的地方还请大家指正。

空分装置的精馏塔为什么设上塔和下塔?

通常空分塔是下塔中将空气预分离,精馏塔只要得到这两产品富氧和纯氮之后在进一步精馏,这就能得到氧和氮。联系上塔 下塔的扭带是冷凝蒸发器。下塔的氮气来加热上塔氧气,失液氧蒸发,同时气氮被冷凝,这样就采用了双极精馏塔的优点是使产品有效的提取率,并使同时取得高纯氧和高纯氮成为可能。

谁可以告诉我工业氩气如何制取,请详细点?另外还有氧气、氮气。谢谢!非常感谢!急急急

将空气首先液化,然后缓慢蒸发,逐渐分离,收集不同沸点的气体就得到氮气、氧气、氩气。

富氧到底节煤吗

首先应该明确富氧在煅烧中的三个作用:增加空气中氧的浓度,可以提高可燃物质与氧气接触的几率,因而提高燃尽速度;提高空气中氧的含量,有利于降低空气过剩系数,从而节能;同样体积的空气可以供更多燃料燃烧,相当于能增加燃料燃烧能力,增加热量后,就可以增加产量。

第一个作用在使用多风道燃烧器之后,本应依靠卷入二次风至火焰内部而促燃,也就是说,只要燃烧器性能足够好,就能达到用富氧煅烧的效果,何必还要花高成本用富氧呢。换言之,只要窑尾或分解炉出口CO已经很低,富氧就无须使用。

第二个作用才是富氧节煤的根本机理,即减少空气中的氮气在窑内的吸热量,从而大幅降低热耗,这才是不易被其它手段取代的熟料生产节能机理。因为使用富氧后,从煤燃烧需要空气量的角度,每提高1%含氧量,就可以降低接近5%的空气量,如果按试验所说24.1%氧含量,就可少用15%的空气量。这不是小数!遗憾的是,富氧试用者根本未意识此节能之路。若要走此路,需要相应减少总风门开度,相应减小窑尾上升烟道断面,重新调整篦冷机入窑风量等等,再将富氧接至篦冷机高温段鼓风机入口,提高二次风质量。不走此路,节煤就是自欺欺人,但此时富氧消耗量要大很多。

第三个作用是临时增产的良策,当系统的热交换瓶颈为分解炉或窑容积时,无需做任何结构改造,只要使用富氧,系统便可提产。美国早就用富氧煅烧缓解熟料高峰期对市场的需求,使用浓度90%以上的液态氧,加入分解炉,可提高产量8%,比冬天烧熟料再储存的方法合算。但这种使用富氧方式,并不一定节能,尤其当预热或冷却环节为系统薄弱环节时,该措施反而会提高能耗。

本文后附精简过的某企业使用富氧技术的总结,可看出使用者与制造商并未明确富氧技术能取得效益的关键是什么,也不明白节煤机理何在,更未有节煤数据,所谓5%节煤,并无准确计量依据。使用富氧者只是强调窑内温度提升,可烧劣质煤,并提高熟料质量,能增加水泥混合材掺合量5%。即使都是实际效果,但它完全可以通过改善燃烧器的性能达到,而无须使用高投入且本身耗能的富氧。这也说明,未用富氧时的燃烧器并不是理想状态。如果都靠富氧解决这类问题,与优质燃烧器相比,代价就未免太高了,经济上并不划算。好比病人吸氧确能抢救生命,但正常人过日子也靠吸氧,是过不起的。

现在将富氧接到一次风机入口,实在是误区:一次风中的氧只是满足挥发分的燃烧,而挥发分燃烧速度很快,用不着富氧,特别是使用多风道燃烧器后,一次风量的比例已经不能再减少了;不仅如此,富氧欲减少一次风量,就会背离高一次风速的要求;更值得警惕的是,一次风的富氧加快瞬间燃烧,提高局部煅烧温度,只能有利于产生NOx,增加脱硝难度。

如果想用富氧燃烧达到节能,无论何法制氧,都需要遵循第二种思路。后附的试用报告反映在分解炉使用富氧无效,正是因为炉的燃烧速度已经够了。如果在降低分解炉需用空气量上作文章,结论就不会如此,但相应的工作很多。

经此分析,在与制造富氧的投资对照之后,便可知如何使用富氧,以及从中能获得的效益。

附件:

某企业总结的深冷空分富氧法的试验技术总结(精简)

所谓深冷空分法有两部分组成,第一部分是将原空气中的各种有用成分利用物理方法分离。即根据原料空气中的各组分沸点不同,经加压、预冷、纯化,并利用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化再进行精馏从而获得所需的氧、氮等各种产品;空分设备由空气压缩机、后冷却器、预冷机组、油水分离器、纯化器、电加热器、膨胀机、分馏塔、分析仪器、流量计等组成。第二部分窑尾旁路放风的余热经过余热锅炉、袋收尘器后的热风,通过热交换器与制出的氧气换热,将达到需求温度的氧气送到窑头罗茨风机形为富氧的一次风,通过四风道燃烧器与煤混合燃烧。

工艺线表现效果好的方面是:

富氧提高了煅烧温度,同样的生料成分,熟料的立升重提高约80g/L,游离氧化钙降低0.8%左右;窑电流由650A上升到800A左右,窑的喂料量增加了15t/h,二次风温度上升到1120℃以上;熟料的饱和比由前期的0.88±0.02提高到0.92±0.02(?),熟料三天抗压强度比前期提高1.6MPa, 对于易烧性差的生料和含碱高的生料,有利于熟料质量的提高和碱分的充分挥发可获得低碱熟料;使水泥具有快硬高强的特性。生产42.5普通水泥多掺加约5%混合材。但又认为在窑头使用中富氧浓度在24.1%时,火焰明显的无力飘燃,若富氧浓度达到29%左右较为合理;而且富氧用于分解炉燃烧没有任何变化。

富氧有利于使用低品位煤质,煤热值从6200大卡/kg改为5200大卡/kg左右。因仅窑头使用富氧,适当增加分解炉喂煤量比例,控制改为 6.5:3.5。窑尾烟气的氧含量控制在2-3%左右,说明窑内过剩空气系数在1.10-1.15,保持微氧化气氛,减少CO。

烧成带窑皮比前期延长约5米,后部副窑皮减少,结圈可能性更小。

富氧燃烧经济效益分析:若每吨熟料节约5%实物煤,煤单价320元/吨,每年节煤349.44万元,吨熟料节煤2.49元。扣除成本增加因素:固定资产投资450万元,折旧年限按15年,每吨熟料折旧费用0.321元;物耗维修费每年20万元,每吨熟料折合0.142元;3个操作工,每吨工资增加0.0714元;制氧动力电耗在0.8kwh/Nm3,电价0.38元/kwh,富氧用电0.428元/tcl。每年获利:2.49-0.321-0.142-0.0714-0.428=1.528X140=213.92万元,投资回收期约7个月。按照2%的节煤核算,所产生的费用消耗与产生利润持平。


原文链接:https://527256.com/47936.html

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访客
访客
发布于 2023-02-08 17:08:48  回复
解,我也凑个热闹。前面各位都在说减少中压氮采出进塔气量会减少,我个人有点看法,先不讨论这个,我想从主冷入手来说说个人的看法。产品纯度下降我们首先考虑的是物料平衡,如果采出量大于进气含量这种情况下,在不改变膨胀量时主冷应该是下降的,因为上塔的压力比
访客
访客
发布于 2023-02-08 13:43:26  回复
按照2%的节煤核算,所产生的费用消耗与产生利润持平。

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