ロックウール炉の燃焼補助システム

酸素富化燃焼の省エネメカニズム

炎の温度を上げる
燃焼用空気中の酸素比率が高くなると火炎温度は上昇します。一般的には26%～33%の濃度が最適です。温度が上昇するため、完全燃焼、火炎の短縮、燃焼強度の向上、燃焼速度の向上に効果があります。

図1 酸素濃度21%におけるガス燃焼の火炎と温度場

図2 酸素濃度30%におけるガス燃焼の火炎と温度場
燃焼後の排ガス量を削減
元の空気量の1%～3%未満の酸素富化ガスにより、供給空気量を10%～20%削減できます。酸素富化ガスは燃焼を完全燃焼させることができるため、高濃度では供給空気量が減少し、供給空気により取り込まれる冷気の量が減少し、熱効率が向上し、一般的な酸素濃度を高めることができます。 1% 減少し、排ガス量が 2% ～ 2.5% 減少し、押込送風機のエネルギーが節約され、それに応じて誘起空気量が減少し、誘起送風機の電力エネルギーが節約されます。排熱エンタルピーには、燃焼空気に参加しなかった窒素の79％が含まれており、加熱されて発熱、熱交換され、最終的には排ガス温度の熱エンタルピーとともに大気中に放出されます。窒素のこの部分は熱エネルギーを生成せず、熱エネルギーの一部しか受け取ることができません。酸素富化燃焼技術の適用により、窒素ガスの量と熱損失が削減されます。
燃焼速度の向上と燃焼完了の促進
ある化学反応 aA+ bB → cC + dD の場合、化学反応速度は w = kCaACbB、K は特定の温度で一定であり、化学反応速度は反応物 A と B の濃度にのみ関係します。 酸素濃度の増加確実に反応が早くなります。同時に、反応速度の増加に伴い、反応の発熱速度も増加し、火炎温度も上昇します。
例えば、純酸素中の H2 の燃焼速度は空気中の燃焼速度の 2 ～ 4 倍、天然ガスの燃焼速度は約 10.2 倍です。酸素を添加して燃焼を支援する技術は、燃焼速度を向上させ、より良い熱伝導を得るだけでなく、燃焼反応を助け、燃焼を完全に促進し、煤汚染を根本的に除去することができます。
燃料の発火温度を下げる
燃料の発火温度は一定ではありません。たとえば、空気中のCOの発火温度は609℃ですが、純酸素中での発火温度はわずか388℃です。したがって、酸素富化燃焼は火炎の強度と熱放出を増加させることができます。
熱交換強度の増加
酸素富化ガスが火炎中心後端の酸素滞留領域に配置され助燃に関与するため、火炎中心面積が拡大し、輻射熱交換強度と対流熱交換強度も拡大します。加熱面積とボイラー出力の増加に相当します。
放射線法
酸素燃料燃焼技術は燃料の燃焼点を下げることができ、スティーブン ボルツマンの法則によれば、燃焼は完全かつ強力であるため、黒体の総放射能は絶対温度の 4 乗に比例するため、放射は得られるエネルギーが大幅に向上し、窯全体の熱効率が向上します。

酸素富化燃焼プロセス

酸素装置を製造するための要件:
酸素はあらゆる燃焼プロセスに必要です。燃焼プロセスにおいて酸素を添加するか、空気を酸素に置き換えることにより、熱伝達が強化され、火炎温度が上昇し、ガス消費量が削減され、全体の燃焼効果が向上します。したがって、燃料効率と生産性の向上に役立ちます。酸素の生成方法には、極低温生成、PSA 生成、その他の方法があります。酸素プラントは供給範囲に含まれません。

プロセス配管システム:
当社の高度なデータ収集およびプロセス監視手段を使用すると、流量、純度、圧力、温度などの酸素供給の動作ステータスを効果的に追跡できます。これらの情報は、適時に制御システム、PID 制御、およびデータ記録にフィードバックされます。リアルタイムで実行されるため、製品の品質がより安定し、生産コストが削減されます。当社のシステムは、主要な生産および稼働データのレポートを自動的に生成し、印刷できるため、主要な担当者は、現在の生産とプロセスの設定値または目標値との間の偏差を時間内に知ることができます。

酸素富化システム:
当社の特別に設計された酸素富化システムは、エアベントまたはメインエアダクトディストリビュータを使用してプロセスに酸素を補充します。このシステムは、コークスの節約、生産能力の向上、溶融速度の安定化、合金回収率の向上など、酸素富化燃焼の利点を最大化するために、各キュポラのパラメータに従ってカスタマイズされています。

純酸素燃焼システム:
当社のキューポラ純酸素燃焼の閉ループ分配システムは、追加の酸素を導入してコークスの消費量を削減し、キューポラの動作を改善することができます。当社独自の設計は、独自の純酸素燃焼と、羽口を通して酸素および/または固体を個別に噴霧する機能を組み合わせて、キューポラの柔軟性を高めます。これらのシステムは、コークスの使用量の削減、原材料のコストの削減、廃棄物の効率的な処理、溶融速度の向上に役立ちます。
したがって、キューポラの酸素富化燃焼システムは主に次の部分で構成されます。
キューポラの酸素富化燃焼とは、キューポラの燃焼補助空気に酸素を添加し、その酸素含有量を空気の通常値（21％）よりも高くすることで、溶銑の生産性を向上させ、コークスの節約を図るものです。石炭が酸素富化状態で燃焼すると、燃焼温度が大幅に上昇し、キューポラ内の熱伝達が強化され、生産性が向上します。助燃空気中の酸素含有量が増加すると、助燃空気の量が減少し、空気が空になります。酸素を添加しない従来のプロセスと比較して、キュポラの酸素富化燃焼技術には次の利点があります。
温度を上げると、同じコークス消費量での低シリコンの燃焼損失が減少します。
生産性の向上。
同じ出銑温度では、コークスの消費量が減り、Sの含有量が減ります。
炉を開けると、出湯温度は明らかに上昇します。
酸素富化燃焼システムの技術的特徴

具体的には：
大幅な省エネ効果
さまざまな燃焼分野での適用により、燃焼の熱効率が大幅に向上します。たとえば、ガラス産業では、平均オイル (ガス) 節約率が 20% ～ 40% であり、工業用ボイラー、加熱炉、製鉄断層および垂直炉では、セメント工場のキルンでは、エネルギーが 20% ～ 50% 節約され、熱エネルギー効率が大幅に向上します。

炉寿命の効果的な延長
燃焼環境の最適化により、炉内の温度分布がより合理的になり、炉とボイラーの耐用年数が効果的に延長されます。

製品の生産量と品質の向上に役立ちます
ガラス業界では、焼成条件の改善により溶解速度が向上し、加熱時間が短縮され、生産量が増加し、不良率が減少し、歩留まりが向上します。

優れた環境保護効果
排ガス中に運ばれる固体未燃物を完全燃焼させ、排ガスの黒さを低減し、燃焼分解により生成する可燃性ガスや有害ガスを完全燃焼させ、有害ガスの発生を低減します。排気ガスの量は明らかに減少し、熱汚染が減少します。
酸素富化燃焼の経済効果分析
条件仮定：5t/hキューポラの場合、年間稼働時間は3600時間、初期コークス比率は1：10、収率は70％。経済的利益の計算:
コークスの 15% を節約します (コークスの価格は 2000 元/T) 5 * 3600 / 70% * (1:10) * 15% * 2000 = 770000 元/年。

酸素160nm3 / hを使用（酸素価格は1.0元/m3） 160 * 3600 * 1.0 = 576000元/年

設備投資額は約15万元で、一回限りの投資（想定）

容量が15%増加しました。5 * 3600 * 15% = 2700 トン/年

結論: 直接的な経済利益は、生産コストを年間60,000元削減し、生産能力を年間2,700トン増加させることです。スーパーコネクトと間接的なメリットはかなり大きいです！