正壓膜富氧燃燒技術(shù)推動水泥行業(yè)降本增效節(jié)能減碳

近年來，在“雙碳”目標、市場需求收縮、成本壓力下，水泥企業(yè)節(jié)能降碳技術(shù)改造步伐加快。企業(yè)實施節(jié)能降碳技術(shù)改造，既能降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)競爭力，還能達到節(jié)能降耗的目標，可謂是一舉兩得。富氧燃燒便是助力企業(yè)節(jié)能降碳、增產(chǎn)增效技術(shù)之一。

富氧燃燒不是個新技術(shù)，在國外及其它行業(yè)應用已經(jīng)多年，但鑒于制氧系統(tǒng)的技術(shù)改造投資、制氧成本以及富氧燃燒的節(jié)能效果等多方面考慮，這一技術(shù)在水泥行業(yè)一直未得到廣泛的應用。

杭州海大機械設(shè)備有限公司（以下簡稱“海大公司”）副總經(jīng)理、總工陳長城指出，富氧燃燒的節(jié)能效果是影響投資效益及回收期的關(guān)鍵。富氧燃燒技術(shù)關(guān)鍵是制氧技術(shù) ＋ 燃燒技術(shù)，而節(jié)能效益的體現(xiàn)在于燃燒技術(shù)。水泥窯富氧燃燒如何發(fā)揮富氧在水泥煅燒中的作用，涉及的因素很多：有煤炭的熱值及相關(guān)成分，配料方案改變，燃燒器的適應性及調(diào)整，冷卻機的運行調(diào)整、一次風的流量及壓力調(diào)整等等，不同的水泥窯需要窯操做深入的探索，找到最佳節(jié)能點。富氧燃燒只有達到一定的節(jié)能效果，使節(jié)能效益＞ 生產(chǎn)成本 ＋ 財務成本 ＋ 固定資產(chǎn)折舊，該技術(shù)才能得到廣泛應用與推廣。

陳長城介紹，海大公司采用正壓膜富氧技術(shù)進行富氧助燃技術(shù)改造，技術(shù)上成熟可靠，改造投入適中，制氧系統(tǒng)運行及維護成本低，操作簡便，節(jié)能效果明顯，能夠顯著降低水泥生產(chǎn)過程中的能耗和碳排放，提高熟料質(zhì)量，同時降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

正壓膜富氧燃燒技術(shù)除富氧產(chǎn)品用于助燃外，其副產(chǎn)品——富氮氣體仍作為壓縮空氣重新應用于水泥生產(chǎn)；另外，通過優(yōu)化燃燒過程，提高能源利用效率，減少不必要的能源浪費。這一技術(shù)的應用，不僅減少水泥生產(chǎn)過程中的碳排放，還能為企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟效益，進一步提升企業(yè)的競爭力。

據(jù)了解，海大公司成立于2003年，深耕壓縮空氣凈化、設(shè)計、生產(chǎn)及節(jié)能改造領(lǐng)域20余載，2021年開始專注富氧燃燒技術(shù)在水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料、鍋爐等行業(yè)的應用研究。海大公司掌握的正壓膜法制氧技術(shù)，核心在于利用壓縮空氣中不同氣體通過正壓膜具有不同的滲透率，借助壓力差驅(qū)動，氧氣優(yōu)先透過、富集，從而制得35%～45%含氧量的富氧空氣。正壓膜制氧富氧技術(shù)憑借其制氧功耗極低（每立方米僅需0.07Kwh，噸熟料電耗在1.5kwh/tcl以內(nèi)）、膜組壽命長、運行穩(wěn)定可靠、操作簡便以及具有顯著的節(jié)能效果等優(yōu)勢，備受工業(yè)發(fā)達國家的贊譽，被譽為“資源的創(chuàng)造性技術(shù)”。

陳長城介紹，海大公司的水泥企業(yè)富氧節(jié)能項目目前已應用于央企——南方水泥某基地，項目在實施過程中，海大公司秉持著“最小干預、最大效益”的原則，確保在不改變原有壓縮空氣輸氣管路系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，額外搭建富氧制氧系統(tǒng)。

這一設(shè)計策略不僅提升了系統(tǒng)的靈活性和可靠性，還確保了在富氧系統(tǒng)遇到任何故障時，壓縮空氣供氣系統(tǒng)能夠迅速切換回原有的輸氣系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝，窯頭燃燒也可隨時切換回大氣助燃，從而維持生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可靠性。

項目自合同簽約至系統(tǒng)投運，耗時僅三個多月，在隨后的富氧助燃系統(tǒng)調(diào)試過程中，系統(tǒng)節(jié)能效果、產(chǎn)品質(zhì)量及系統(tǒng)電耗增加等情況都逐步得到驗證。該富氧燃燒系統(tǒng)投運后，熟料3天強度提升 ≥ 0.5 Mpa，熟料28天強度提升 ≥ 2 Mpa，噸熟料系統(tǒng)電耗增加在 ≤ 1.5 kwh/tcl以內(nèi)，節(jié)標煤在 ≥ 4 kg/tcl以上，熟料產(chǎn)量有所提升。

海大公司富氧技術(shù)設(shè)備選用的正壓制氧膜為韓國進口產(chǎn)品，該膜的使用壽命在8～10年，最長甚至可達15年；膜的制氧效率在半年內(nèi)衰減到95%后不再衰減，持續(xù)保持95%的制氧效率。陳長城表示，未來海大公司將不斷深入膜法富氧技術(shù)研發(fā)和系統(tǒng)優(yōu)化，為更多水泥企業(yè)帶來實實在在的節(jié)能降碳效益，助力行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。