3.1、定義與分類
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類型 |
定義說明 |
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富氧燃燒器 |
助燃氣體中氧氣濃度高于空氣（>21%，一般30-90%） |
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純氧燃燒器 |
助燃氣體為接近或等于100%的氧氣 |
3.2、基本原理
- 傳統燃燒：使用空氣助燃，氧氣含量約21%，其余是氮氣。
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富氧/純氧燃燒：
- 提高氧氣濃度，減少氮氣參與；
- 燃燒更加充分，火焰溫度更高；
- 熱量集中，效率更高；
- 減少NOₓ和CO₂排放（尤其適合碳捕集）。
3.3、結構組成
- 主燃氣噴嘴（天然氣、煤氣、重油等）
- 助燃氣體噴嘴（富氧/純氧）
- 混合腔（或分層式結構）
- 點火裝置與火焰監測器
- 冷卻保護（部分高溫應用需水冷/風冷）
3.4、技術特點
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特性 |
描述 |
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火焰溫度高 |
可達2500~3000℃，遠高于空氣燃燒器的1800℃左右 |
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燃燒速率快 |
提高熱交換效率，縮短加熱時間 |
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節能降耗 |
減少煙氣量，降低排煙熱損；燃料消耗下降10-40% |
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降低排放 |
NOₓ生成量減少（氮氣含量低），CO₂減排適合碳捕集 |
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可精準控制 |
火焰形狀、強度、噴射角度靈活設計，適用于不同工業窯爐 |
3.5、應用領域
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行業 |
應用設備或場景 |
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冶金 |
鋼包烘烤器、中間包、加熱爐、退火爐等 |
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有色金屬 |
鋁熔化爐、鋅鍋、鎂爐等 |
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玻璃工業 |
熔窯、退火窯 |
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水泥與建材 |
回轉窯、石灰窯 |
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垃圾焚燒 |
高溫裂解爐 |
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能源與化工 |
合成氣發生爐、加氫裝置 |
3.6、典型優點與經濟效益
- 節省燃料：比空氣燃燒節能10~40%
- 提升產能：提高單位時間產量，爐溫可快速響應
- 爐溫均勻：熱輻射強，有助于溫度均勻分布
- 延長爐齡：燃燒區域集中，減少爐襯腐蝕
- 減少尾氣處理負擔：廢氣量大幅減少
3.7、存在的風險點與應對
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風險點 |
應對措施 |
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成本高（氧氣來源） |
使用富氧替代純氧、與制氧系統聯用 |
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爐襯壽命縮短（高溫） |
采用高溫耐火材料，優化火焰分布 |
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控制復雜（易局部過熱） |
精確配比控制系統、分級供氧、流量調節 |
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安全性要求高（純氧爆炸風險） |
增加氧氣防爆裝置、設氧濃超限報警 |
