專利名稱：一種用于鍋爐或工業(yè)窯爐的富氧空氣助燃節(jié)能方法
一種用于鍋爐或工業(yè)窯爐的富氧空氣助燃節(jié)能方法發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域-本發(fā)明是一種用正壓膜分離法得到富氧空氣，對(duì)鍋爐或工業(yè)窯爐的燃燒過 程助燃的節(jié)能方法，具體地說(shuō)是采用空氣壓縮機(jī)為分離動(dòng)力，高分子分離膜為空氣分離元件，獲得含氧率大于40%的富氧空氣，并根據(jù)鍋爐或工業(yè)窯爐的燃 燒需要，摻混適量普通空氣，最終得到含氧率23% 40%的富氧空氣作為鍋爐或 各種工業(yè)窯爐的助燃空氣，調(diào)節(jié)鍋爐或各種工業(yè)窯爐原有通風(fēng)量，與富氧助燃 空氣匹配，達(dá)到提高窯爐熱效率節(jié)約燃料的節(jié)能方法。
背景技術(shù)：
從空氣中分離氧氣和氮?dú)獾哪し蛛x法，分為正壓法(單側(cè)加壓)和負(fù)壓法 (一側(cè)加低壓一側(cè)抽真空)已經(jīng)得到工業(yè)應(yīng)用，而采用負(fù)壓法分離得到富氧空 氣的方法，受到分離裝置所處地的海拔高度限制，氧氮分離效果明顯下降，這 在高原缺氧地區(qū)尤為明顯。負(fù)壓膜分離法得到的富氧空氣中含有大量的水份， 作為鍋爐或工業(yè)窯爐的助燃空氣，影響了助燃節(jié)能效果。本發(fā)明是對(duì)正壓法膜分離氧氮得到的富氧空氣實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能使用，使鍋 爐或窯爐達(dá)到富氧空氣助燃明顯節(jié)能效果。本發(fā)明適用于各種鍋爐如煤粉爐、 循環(huán)流化床鍋爐、拋煤機(jī)爐、沸騰爐、燃油爐、燃?xì)鉅t、鏈條爐等，適用的工 業(yè)窯爐有各種加熱爐、注汽爐、焚燒爐、熱媒爐、水泥窯爐、各種金屬冶煉爐 等。
發(fā)明技術(shù)內(nèi)容為了克服現(xiàn)有膜分離負(fù)壓法(一側(cè)加低壓一側(cè)抽真空)的不足，本發(fā)明提 出一種正壓膜分離法得到富氧空氣，用于鍋爐或工業(yè)窯爐助燃的節(jié)能方法。按 該方法設(shè)計(jì)建立的系統(tǒng)，由初級(jí)空氣過濾器、鼓風(fēng)機(jī)、精密空氣過濾器、空氣 壓縮機(jī)、汽水分離罐、高壓過濾器、正壓分離膜、混氣調(diào)節(jié)閥、混氣罐、增壓 鼓風(fēng)機(jī)、富氧空氣噴嘴、鍋爐或窯爐由空氣管道依次連接，并配有由現(xiàn)場(chǎng)傳感 器、智能自動(dòng)控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)傳感器包括溫度、 壓力、流量等一次儀表，智能自動(dòng)控制器可以是電子計(jì)算機(jī)、PLC程序控制器 或其他專用的控制裝置，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)閥門、變頻器、氣體調(diào)壓器、燃料 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等。本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見附圖。產(chǎn)生富氧空氣和窯爐的助燃調(diào)節(jié)的過程如下經(jīng)過初級(jí)過濾后的空氣，由鼓風(fēng)機(jī)加壓，進(jìn)入空氣壓縮機(jī)，壓縮后的空氣壓力達(dá)到0.5 1.3MPa，再次經(jīng)過精密過濾器，濾除水分后進(jìn)入正壓分離膜，在膜的分離作用下，得到含氧率大于40%的富氧空氣。富氧空氣進(jìn)入氣體混合罐，根據(jù)鍋爐或工業(yè)窯爐的助燃需 要，由智能自動(dòng)控制裝置和控制執(zhí)行裝置控制調(diào)節(jié)完成普通空氣與富氧空氣的 混合，達(dá)到適合于助燃的23% 40%含氧濃度?；旌虾蟮母谎蹩諝饨?jīng)過增壓鼓風(fēng) 機(jī)的升壓，以及預(yù)熱升溫，通過富氧空氣噴嘴送進(jìn)鍋爐或窯爐助燃。助燃富氧空氣的含氧濃度和流量由系統(tǒng)中的自控裝置完成控制調(diào)節(jié)。自控 裝置采集鍋爐或窯爐運(yùn)行的各項(xiàng)熱工參數(shù)，通過預(yù)設(shè)的控制模型軟件，計(jì)算得 到窯爐運(yùn)行所需的富氧空氣濃度和流量范圍，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化助燃。


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。由初級(jí)空氣過濾器(l)、鼓風(fēng)機(jī)(2)、精密空氣過濾器(3)、空氣壓縮機(jī)(4)、汽水分離罐(5)、空氣管道(16)、高壓過濾器(7)、正 壓分離膜(8)、混氣調(diào)節(jié)閥(6)、混氣罐(9)、增壓鼓風(fēng)機(jī)(IO)、富氧空氣管道(17) 富氧空氣噴嘴(12)、鍋爐或窯爐(13)由空氣管道依次連接組成的富氧空氣助燃節(jié) 能系統(tǒng)，并配有由現(xiàn)場(chǎng)傳感器(15)、智能自動(dòng)控制器(ll)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(14)等組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)。技術(shù)方案和實(shí)施范例的效果(1) 在工業(yè)鍋爐實(shí)施本發(fā)明，按照本發(fā)明設(shè)計(jì)安裝正壓膜分離法富氧空氣系 統(tǒng)。在一臺(tái)20噸的燃煤鏈排式鍋爐上安裝根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的系統(tǒng)后，輸出的富 氧空氣含氧率達(dá)到30%，相對(duì)濕度6%。因?yàn)闅怏w中含水量低，實(shí)測(cè)富氧空氣助 燃噴嘴四周的火焰溫度達(dá)到200(TC以上。當(dāng)燃煤的低發(fā)熱值在18MJ/Kg時(shí)，噸 煤產(chǎn)蒸汽量從原來(lái)的4.5噸，提高到5.13噸，鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的綜合耗電量下 降了 10%。(2) 在水泥回轉(zhuǎn)窯實(shí)施本發(fā)明，按照本發(fā)明設(shè)計(jì)安裝正壓膜分離法富氧空氣 系統(tǒng)。在一臺(tái)熟料產(chǎn)量為600噸/天的濕法水泥回轉(zhuǎn)窯安裝根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的系 統(tǒng)后，助燃的富氧空氣含氧率為28%，相對(duì)濕度7%。加進(jìn)水泥回轉(zhuǎn)窯的煤粉燃 燒器，減少原來(lái)的噴煤粉風(fēng)量，使得燃燒器噴出的粉狀煤炭，加快了燃燒速度 和燃盡程度，提高火焰的燃燒強(qiáng)度，同時(shí)也減少了氮氧化合物的生成，降低了 回轉(zhuǎn)窯排煙中的NOx成分。日產(chǎn)600噸熟料的濕法回轉(zhuǎn)窯上安裝本系統(tǒng)后，減 低燃煤用量7%，并完全可以使用低位發(fā)熱值還不足15MJ/Kg的褐煤和煙煤混合 劣質(zhì)煤。煙氣中的NOx成分完全符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種用于鍋爐或工業(yè)窯爐的富氧空氣助燃節(jié)能方法，其特征是初級(jí)空氣過濾器(1)、鼓風(fēng)機(jī)(2)、精密空氣過濾器(3)、空氣壓縮機(jī)(4)、氣液分離罐(5)、高壓過濾器(7)、正壓分離膜(8)、混氣調(diào)節(jié)閥(6)、氣體混合罐(9)、增壓鼓風(fēng)機(jī)(10)、富氧空氣噴嘴(12)、鍋爐或窯爐(13)由空氣管道和富氧空氣管道依次連接，由配套的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，將分離得到的助燃富氧空氣由噴嘴送進(jìn)鍋爐或窯爐作為助燃空氣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配套的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是由現(xiàn)場(chǎng)傳感器(15)、 智能自動(dòng)控制裝置(ll)、控制執(zhí)行裝置(14)組成，根據(jù)鍋爐或窯爐的運(yùn)行熱工參 數(shù)，對(duì)鍋爐或窯爐的助燃富氧空氣濃度、富氧空氣流量進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)而實(shí) 現(xiàn)節(jié)能。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正壓分離膜(8)，其特征是分離膜的工作壓力在 0.5MPa 1.3MPa之間，分離膜可以是中空纖維膜、平板膜、巻式膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的助燃富氧空氣，其特征是富氧空氣的濃度為23% 40%、富氧空氣流速為32 230m/s。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的富氧空氣噴嘴(12)，其特征是噴嘴材質(zhì)應(yīng)該耐受200(TC 的高溫而不變形。
全文摘要
本發(fā)明是一種用正壓膜分離法得到富氧空氣，對(duì)鍋爐或工業(yè)窯爐的燃燒過程助燃的節(jié)能方法。這種方法獲得的富氧空氣含氧濃度可調(diào)，用來(lái)提高鍋爐和工業(yè)窯爐的熱效率，并克服用負(fù)壓膜分離助燃富氧空氣中大量含水的問題。由鼓風(fēng)機(jī)、多級(jí)空氣過濾器、空氣壓縮機(jī)、氣液分離罐、正壓分離膜、氣體混合罐、增壓鼓風(fēng)機(jī)、輸氣管道、富氧助燃空氣壓力調(diào)節(jié)閥以及配套智能自動(dòng)控制裝置組成系統(tǒng)。通過系統(tǒng)運(yùn)行獲得含氧率23％～40％的富氧空氣，根據(jù)鍋爐或窯爐運(yùn)行熱工狀況參數(shù)，由配套的自控裝置對(duì)富氧空氣實(shí)現(xiàn)控制調(diào)節(jié)，送入鍋爐或工業(yè)窯爐作為助燃空氣；配套的自控裝置由現(xiàn)場(chǎng)傳感器、智能自動(dòng)控制裝置、控制執(zhí)行裝置組成。
文檔編號(hào)B01D53/22GK101398182SQ20081023344
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者吳仲賢, 芃 李, 王文哲, 鄧卉戎 申請(qǐng)人:吳仲賢;鄧卉戎