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        ZMO膜法富氧設備

        產品詳情

        一、膜分離制氧設備技術原理

           膜分離空分技術是八十年代國外新興的高科技技術,屬高分子材料科學,膜分離制氧設備是利用具有特殊選擇分離性的高分子聚合纖維材料作為分離元件,在一定驅動力作用下,使雙元或多元組份因透過膜的速率不同而達到分離或特定組份富集的目的。

        當帶壓空氣通過膜纖維毛細管時,氣體分子在壓力作用下,首先在膜的高壓側接觸,然后是吸附、溶解、擴散、脫溶、逸出。其中,空氣中的各種氣體在透過膜壁時具有不同的滲透速率,水蒸汽、氧氣、二氧化碳、氦氣等快速透過膜的高壓側滲透過濾出去富集作為產品氣體輸出,而氮氣因為透過膜的相對速率慢而滯留在膜的內側被排除。氧氣從膜的滲透側排出時其出口壓力近似于常壓,膜分離制氧系統為模塊式結構設計且沒有活動的部件,只依靠壓縮空氣或者以真空為動力直接抽取可提供連續穩定的氧氣。

         

        二、膜法富氧的種類和性能

        富氧膜組件主要分為卷式、中空式和板式三種

        卷式膜組件:富氧濃度27-31%。

        中空式膜組件:富氧濃度30-45%。

        板式膜組件:富氧純度23-35%

        富氧氣流量:0.04-50000NM3/h。

        當氧濃度30%左右,規模小于50000Nm3/h時,膜法投資、維護及操作費用僅為深冷和(V)PSA法的66%到98%,而且規模越小,膜法越經濟。


        三、膜法富氧的優點

        采用“局部增氧”、“梯度燃燒”和“對稱燃燒”等多項專利技術,可達到:

        1. 提高燃燒區的火焰溫度和降低排煙黑度

        燃燒過程是空氣中的氧參與燃料氧化并同時發出光和熱的過程,熱的傳遞一般通過輻射、傳導和對流三種方式進行。這三種傳遞方式哪一種作用最大主要取決于下列因素:一是火焰類型和形狀;二是加入的空氣中氧的含量;三是熔窯的周圍情況等。由于熱傳遞速率與溫度的四次方成正比,所以提高燃燒溫度將會大大增加熱輻射。

        從圖可以得出以下幾點:

        ①火焰溫度隨著氧濃度的提高而增高。

        ②隨著富氧空氣濃度逐漸提高,火焰溫度增加的幅度將逐漸下降,在絕熱狀態下,空氣氧含量從23%增加到25%時,火焰溫度增加100℃;空氣含氧量從25%增加到27%時,同樣是增加2%的含氧量,但火焰溫度只增加了約30℃.因此,為了有效地利用富氧空氣,其濃度不宜選高。按空氣過剩系數m=1.1~1.5組織火焰時,富氧空氣濃度取23%~27%為宜,而且空氣含氧量從21%增加到23%時,效果明顯。

        ③空氣過剩系數m不宜過大,否則同樣濃度的富氧空氣助燃,火焰溫度較低。通常在組織燃燒時,一般把空氣過剩系數大都控制在1.05~1.1,以獲得較高的火焰溫度,又能完全燃燒。

        2.加快燃燒速度,促使燃燒完全

        要使燃料達到完全燃燒,必須使燃料與空氣混合均勻或充分接觸,富氧空氣參與助燃后,不僅使火焰變短,提高燃燒強度,加快燃燒速度,獲得較好的熱傳導,同時,溫度提高了,將有利于燃燒反應完全。

        3. 降低燃料的燃點溫度和燃盡溫度

        燃料的燃點溫度不是一個常數它的高低和燃燒條件、受熱速度、空氣用量、周圍溫度等因素密切相關。富氧空氣參與助燃,將有利于降低燃料的燃點溫度,而且能減小火焰尺寸,并增加單位體積的熱釋放量。

        4. 減少燃燒后的排氣量

        通常的燃燒過程中只有占總量約1/5的氧參與燃燒,而其余占4/5的氮氣非但不能助燃,還將隨著燃燒的進行帶走大量熱量,隨著空氣中含氧量增加,排氣量逐漸減少,以含氧量27%的富氧與含氧量21%的普通空氣燃燒比較,在m=1時的排氣體積減少約22%。排煙黑度也明顯下降,有利于根治污染。

        5. 增加熱量利用率

        用通??諝猓ê?1%)燃燒,加熱溫度為1300℃時,其可利用熱量Q1為42%,而用含氧26%的富氧空氣燃燒時,可利用熱量Q2為56%,增加14%,而且隨著加熱溫度提高及氧濃度提高,所增加比例就越大,有的增加33%,因此節能效果越好。

        6. 降低空氣過剩系數

        富氧助燃,可降低空氣過剩系數,從而達到節能的目的。


        四、板式膜與制氧系統組成與工藝流程

        經由鼓風機送入的空氣首先經多孔介質材料過濾,除去絕大部分的塵埃等機械雜質。經凈化的空氣送入富氧膜分離器內部后,在后級真空泵負壓的拉動下,空氣經配氣孔,均勻分散到周圍的富氧膜中。滲透率高的氣體如O2、H2O、CO2等很快地透過膜壁,在膜的滲透側富集,經集氣管收集為富氧氣體,其富氧濃度約為23~35%;而滲透率小的氣體如N2、Ar 其滲透時間長,大部分保留不透過膜,并保留在膜的滯留側排入大氣,所排出的富氮氣體純度達82~90%。這種以膜分離材料為基礎的負壓操作氧氮分離技術即負壓流程膜法氧氮分離。MB、MJ 系列均可負壓操作實現氧氮分離。

        板式膜法富氧系統僅適用于負壓操作,專為滿足特殊場合需要而開發的膜組件適合于諸如3-5L 的小型便攜式供氧至數以噸計的大型工業富氧用氧需求,尤其在富氧助燃、大型富氧通風方面有著優越的性價比;設備安裝方便,模塊化的設計可滿足您不斷增長的氧氣需求。

        板式膜制氧系統特點

        ◆系統以空氣為原料,不需任何輔料,無污染廢物,環保制氧

        ◆系統采用先進的膜分離技術,結合創新的ATF 單元技術,結構簡單,體積小巧,只需要簡單的連接安裝,便可運行,使用方便。

        ◆開、停車方便迅速,開車后10 分鐘內可達到氧濃度。

        ◆無閥門切換等運動部件,不需定期更換易損件,無需維護。

        ◆能適應供氧發展需要持續簡便增容。

        ◆全套系統均為低壓系統、程序控制,輔以自動報警系統,運行安全可靠。

        ◆操作彈性大,氧氣純度和產量均可任意調整。

        ◆無變壓和相變過程,最大極限工作真空絕壓可達5Kpa。

        ◆關鍵核心膜富氧膜分離器具有較高的分離系數和滲透量以及超長的使用壽命,通常超過5 年。

        ◆可根據用戶要求實現自動化控制、增壓擴展

        ◆在氧含量25~35%的富氧空氣中,最具優勢的性能價格比,能耗極(0.12Kw/M3)


        五、膜法富氧主要應用領域

        玻璃窯、水泥窯、陶瓷窯等。

        工業鍋爐(鏈條爐、拋煤機爐、煤粉爐、沸騰爐、燃油爐、燃氣爐、快裝爐等)、加熱爐、冶煉爐等。

        氧化反應、生物發酵。

        造氣爐。

        醫療保健、富氧空調、高原氧吧。


        六、助燃技術用于窯爐可行性分析

        技術上可行:經過十多年的不斷創新和完善和數十家工業用戶的實際應用證明,其技術比較成熟、可行,正如用戶使用了2年后的總結:僅預熱系統和富氧噴嘴與鍋爐接觸, 對鍋爐的性能和安全無任何影響。

        綜合效益顯著:根據數十家用戶的實際應用證明,具有增產、提高產品品質、節能。一般不到兩年就能收回全部投資,而且延長爐齡、穩定爐況、有利環保等。

        現場實施容易:現場實施改造和運行是比較簡單的,僅需在有關爐窯附近增設一套膜法富氧助燃系統即可,關鍵是預熱系統和富氧噴嘴的設計.對爐窯操作者來說,則有近乎換了一臺新設備的感覺,既能減輕他們的勞動強度,又能改善他們的工作環境。

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