氧气燃料燃烧及其在钢铁再加热炉中的应用及ADEV氧分析仪使用
钢铁再加热是一个对温度均匀性要求极高的能源密集型过程。传统上,换热器用于预热燃烧空气以节约能源。然而,随着技术的进步,富氧(O2)燃烧和再生式燃烧器逐渐成为主流,它们能够提供比传统换热器更高的预热空气温度。尽管如此,这些技术仍有其局限性,如设备老化、能源效率随时间下降、高昂的维护成本以及氮氧化物排放的增加。
燃烧的三大要素是燃料、氧气和足够的点火能量。当燃料与氧气能够无阻碍地结合并发生反应时,燃烧效率达到*高。但在实际供热过程中,除了燃烧效率,热传递效率也是一个关键因素。氧气燃料燃烧及其在钢铁再加热炉中的应用及ADEV氧分析仪使用
普通空气中含有氮气(N2)和氩气(Ar),这意味着在空气-燃料燃烧中,部分燃料能量被用于加热这些非燃烧气体,导致能量损失。相比之下,全氧燃烧技术则能显著减少这种能量浪费。
全氧燃烧主要用于金属焊接和切割,尤其是钢铁行业,因为它能够实现比空气燃料火焰更高的温度。近年来,全氧燃烧器技术被引入钢铁再加热领域,成为一个**点。该技术的概念*早由亚伯拉罕在1982年提出,旨在产生富含二氧化碳(CO2)的烟气。阿贡国家实验室(ANL)也对此进行了深入研究,包括技术经济评估和小规模试点研究。
全氧燃料燃烧是指使用工业级氧气完全替代空气作为燃烧氧化剂的方法。工业级氧气通常以液态供应并汽化为气体,或直接在现场生成。液态氧气的纯度通常超过99.99%,而现场生成的氧气纯度通常在90%至93%之间。使用现场生成的氧气具有成本优势,因为它无需液化和运输,且在较低压力下输送,有助于减少电力消耗。在配备炼钢空气分离设备的综合钢铁厂中,高纯度氧气(99.99%)可以通过管道直接从空气分离厂输送。
当使用工业级氧气替代空气时,可以消除氮气的影响。这不仅提高了燃烧效率,还优化了热传递效果。全氧燃烧对燃烧过程的影响是多方面的。首先,由于废气量的减少,热效率得到显著提高。其次,炉内大气中二氧化碳和水的浓度增加,增强了辐射传热,从而提高了加热速率。这些因素共同作用,节省了燃料消耗,降低了二氧化碳和氮氧化物的排放,如果燃料中含有硫,还能降低硫氧化物的排放。
与空气燃烧相比,氧燃料燃烧在火焰温度、点火延迟等方面表现出显著差异。这些差异主要归因于二氧化碳和氮气之间的气体特性不同。二氧化碳的分子量、热容量和氧气扩散率与氮气有所不同,这些差异对热传导和燃烧反应动力学产生了影响。氧气燃料燃烧及其在钢铁再加热炉中的应用及ADEV氧分析仪使用
使用纯氧燃料进行钢铁再加热具有显著优势。首先,热效率更高,可达80%,而空气燃料的效率仅为40%至60%。其次,纯氧燃料能够提高加热速率和生产效率,减少燃料消耗,使钢铁产品更快速地达到所需温度。此外,纯氧燃料还能提高温度的均匀性,并减少对环境的影响。
使用ADEV G406MO氧纯度分析仪钢铁再加热炉中测量氧气含量:
精度:G406MO氧纯度分析仪的精度极高,能够确保测量结果的准确性。其误差范围控制在满量程的1%以下,这意味着无论测量何种浓度的氧气,结果都极为接近真实值。
测量范围:分析仪的测量范围广泛,能够覆盖从0%到100%的氧气浓度。这意味着它可以应对多种不同场景和应用,无论是低浓度的氧气环境还是高浓度的氧气环境,都能够得到准确的测量结果。
应用领域:G406MO氧纯度分析仪广泛应用于各种环境和使用场景。它不仅可以用于测量惰性气体中的氧含量,还可以用于测量碳氢气体、氦气(He)、氢气(H2)以及二氧化碳(CO2)中的氧含量。这使得它在工业、医疗、科研等领域都有广泛的应用前景。
标定方法:为了确保分析仪的准确性,需要定期进行标定。G406MO氧纯度分析仪的标定过程简单可靠,它使用经过认证的标准气体进行标定,标准气体的浓度大约为80%量程或更高。这样可以确保分析仪在不同浓度下的测量准确性。
温度补偿:分析仪内置温度补偿功能,能够自动适应不同环境温度,确保测量结果的稳定性。这一功能对于在不同环境下进行氧气浓度测量非常重要,它可以消除由于温度变化引起的测量误差。
接口设计:G406MO氧纯度分析仪配备了1/8”接头,方便与其他设备或系统进行连接。这种标准化的接口设计使得分析仪在集成到现有系统或与其他设备连接时更加简便和可靠。氧气燃料燃烧及其在钢铁再加热炉中的应用及ADEV氧分析仪使用
操作控制:分析仪的操作控制简单直观,它配备了旁边的不锈钢开关键、正面的功能键以及屏幕开关键。这些按键使得用户可以轻松控制分析仪的开关、设置参数以及查看测量结果。
流量影响:分析仪的流量影响范围在0.25-2.5 L/M之间,推荐流量为1 L/M。这意味着在不同的气流速度下,分析仪都能够保持稳定的测量性能。
压力要求:分析仪的工作压力范围在0.2-1公斤之间,排空时则与大气压相同。这一压力范围适应了大多数应用场景的需求,使得分析仪在各种环境下都能够正常工作。
电源供应:G406MO氧纯度分析仪采用可充电电池供电,单次充电可持续使用60天。如果选择使用内置泵,电池续航时间约为1天。这种长续航的电池设计使得分析仪在连续工作时无需频繁更换电池,大大提高了使用便利性。
响应时间:分析仪的响应速度极快,90%满量程的响应时间仅为10秒。这意味着它能够迅速捕捉到氧气浓度的变化,为用户提供及时准确的测量结果。这一特性使得G406MO氧纯度分析仪在需要快速响应的应用场景中表现出色,如工业过程控制、环境监测等。
总之,全氧燃烧技术为钢铁再加热领域带来了**性的变革。通过消除氮气的影响,全氧燃烧不仅提高了燃烧效率和热传递效果,还降低了能耗和污染物排放。随着技术的不断发展和完善,全氧燃烧有望在未来成为钢铁行业的主流加热方式。氧气燃料燃烧及其在钢铁再加热炉中的应用及ADEV氧分析仪使用