在水泥生產中，煤耗基本占到整個熟料生產成本的一半以上，如何降低煤耗直接關系到水泥企業(yè)的經濟效益。近幾年來，一種采用膜法制氧的富氧助燃節(jié)能裝置，在我國已成功應用于水泥、石灰等行業(yè)的回轉窯爐，節(jié)能效果十分明顯，可達5—15%，備受業(yè)界關注。
2011年4月1日，國內首臺應用于水泥回轉窯的富氧助燃節(jié)能裝置在煙臺海洋水泥有限公司正式投入運行。運行當日，煙臺能源監(jiān)察大隊按照“全氧、富氧燃燒技術改造節(jié)能評價方法”進行了測試：在不增加燃料的前提下，爐窯火焰溫度相對提高了200℃。經煙臺海洋水泥有限公司運行對比測試，可節(jié)約燃煤11.19%，節(jié)能率達到10.03%。
今年7月18日，富氧助燃節(jié)能裝置在河南天瑞集團汝州水泥有限公司日產5000噸的水泥回轉窯上投入試運行。這是目前我國水泥爐窯配備的最大富氧助燃裝置。經效果試驗，爐窯火焰溫度提高了200℃，達到了預期效果。火焰溫度提高200℃，意味著節(jié)煤率最少可提高8%以上。日前，該裝置正進行節(jié)煤率的運行試驗。
記者在水泥行業(yè)調查了解到，棗莊中聯(lián)水泥有限公司、都江堰拉法基水泥有限公司等多家水泥企業(yè)紛紛與富氧助燃節(jié)能裝置企業(yè)簽訂安裝協(xié)議。
除了水泥產業(yè)，富氧助燃節(jié)能裝置在石灰回轉爐窯上的節(jié)能效果同樣顯著。2009年8月，我國首臺應用于石灰回轉窯的富氧助燃節(jié)能裝置在濟南鋼鐵集團耐火材料有限責任公司投入運行，這是我國燃用煤粉、輕燒白云石回轉窯上首次使用富氧助燃節(jié)能技術。經運行測試，該公司Ф3×52米燃用煤粉回轉窯在不增加燃料前提下爐膛火焰溫度升高109℃，產品產量增加12.34%，節(jié)煤率達到8%。按照日節(jié)煤5040公斤計算，一年就可節(jié)煤1814.4噸，噸煤按700元計，年節(jié)約資金127.01萬元，經濟效益43.2萬元。
今年6月15日，河北龍鳳山爐料廠一臺φ4×50m石灰回轉爐窯安裝了MZYR-1000富氧助燃節(jié)能裝置，經對比測試表明，在不增加燃料前提下，回轉窯火焰溫度相對提高100℃左右，平均達到100℃。石灰噸煤耗降低9公斤，年按300天計，可節(jié)約1674噸，煤價按780元每噸，年可節(jié)資金130多萬元。
據了解，富氧助燃節(jié)能裝置不僅適用于水泥、石灰、冶金回轉爐窯、焚燒爐、冶煉爐等。我國現(xiàn)有各種工業(yè)爐窯約80萬臺，年耗用燃料約3億多噸標準煤，其中水泥回轉爐窯每年消耗煤炭2.3億噸。如果富氧助燃節(jié)能技術在10％的工業(yè)爐窯上推廣使用，平均節(jié)煤率按10％計算，年可節(jié)約標準燃煤300萬噸，每噸標準煤按980元計算，年可產生社會經濟效益29.4億元。同時還可以減少排放煙氣量4254萬噸，減少排放二氧化碳750萬噸。
自然條件下一般燃燒需要消耗氧氣來完成。煤炭在工業(yè)窯爐的燃燒中因缺氧會導致熱效率低下。常規(guī)燃燒中空氣僅有20.9%的氧氣參與燃燒過程，而78%的氮氣則要吸收大量燃燒反應放出的熱量，并作為煙氣排出，造成嚴重的環(huán)境污染和能源浪費。
膜法制氧技術、富氧助燃的燃燒機理是以空氣為原料，通過高分子膜在壓力差的作用下產生出濃度為30%的富氧空氣，再通過助燃裝置將30%的氧氣送入燃燒設備中，使燃料在富氧燃燒中極大地轉化成熱能，大幅提高工業(yè)爐窯燃燒效率，由此達到節(jié)能之目的。華盛燃燒設備工程有限公司拓寬了應用領域，膜法制氧富氧助燃節(jié)能裝置大型化可達24000m3/h，使水泥回轉爐窯徹底改變了傳統(tǒng)用空氣助燃的歷史，開辟了回轉窯燃燒領域的新篇章。
資料顯示，截至2011年年底全國共有干法水泥生產線1513條，熟料設計產能14.37億噸，其中日產熟料4000噸及以上的生產線占56.87%，另有210條在建、擬建生產線，2012年年底新增熟料產能3億噸，使全國熟料產能將達到17.37億噸，需年耗標煤19975.5萬噸。如全部采用富氧助燃技術，按照節(jié)煤10%計，年可節(jié)煤1997.55萬噸，每噸標煤按980元計，全年可節(jié)約資金195.76億元人民幣。減少煙氣排放量163199.84萬Nm3，減少排放二氧化碳4993.88萬噸。
水泥行業(yè)專家認為，采用富氧助燃節(jié)能裝置是目前工業(yè)爐窯和工業(yè)鍋爐實現(xiàn)節(jié)能減排降耗的重要手段，也是工業(yè)爐窯和工業(yè)鍋爐節(jié)能改造的必由之路。此項技術的成功應用，標志著我國工業(yè)爐窯節(jié)能改造在科技創(chuàng)新方面達到了新的高度，有著積極的示范作用和重大的現(xiàn)實意義。隨著國家的大力推廣，富氧助燃節(jié)能技術有望成為水泥行業(yè)繼純低溫余熱發(fā)電之后又一新的節(jié)能舉措。
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