袁輔平

（大冶有色金屬集團(tuán)控股有限公司，湖北 黃石 435005）

淺談固定式陽極爐的燃燒技術(shù)改進(jìn)

袁輔平

（大冶有色金屬集團(tuán)控股有限公司，湖北 黃石 435005）

以固定式陽極爐使用天然氣燃料生產(chǎn)再生銅為前提，介紹了高溫空氣燃燒、稀氧燃燒、催化燃燒等新型燃燒技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)、優(yōu)勢及不足，并結(jié)合固定式陽極爐的工藝特點(diǎn)、生產(chǎn)實(shí)踐，探討新型燃燒技術(shù)在陽極爐的應(yīng)用前景。對傳統(tǒng)燃燒技術(shù)，闡述了助燃空氣預(yù)熱、富氧助燃、半稀氧燃燒等優(yōu)化改進(jìn)的技術(shù)思路，介紹了實(shí)際應(yīng)用中的具體實(shí)踐情況。通過改進(jìn)完善傳統(tǒng)燃燒技術(shù)，取得節(jié)省能耗的效果。

固定式陽極爐；再生銅；高溫空氣燃燒；稀氧燃燒；富氧燃燒

1 引言

當(dāng)前，國內(nèi)的大多數(shù)再生銅生產(chǎn)企業(yè)使用固定式陽極爐（以下簡稱陽極爐）精煉廢雜銅，由于陽極爐熱效率低，因而燃料成本高。目前，再生銅行業(yè)處于不景氣周期，成本壓力巨大，如何改進(jìn)、優(yōu)化陽極爐的燃燒技術(shù)，以降低燃料成本，有著迫切的現(xiàn)實(shí)意義。

陽極爐燃料可使用天然氣、重油、粉煤等。粉煤的價格低廉，但工業(yè)和信息化部在《銅冶煉行業(yè)規(guī)范條件（2014）》明確規(guī)定：禁止使用直接燃煤的反射爐熔煉含銅二次資源。天然氣較之重油，具有高效清潔、無需制備存儲、易于實(shí)現(xiàn)過程控制的優(yōu)勢。隨著國家能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，天然氣將廣泛應(yīng)用在再生銅企業(yè)。位于管道天然氣的供應(yīng)地區(qū)的部分再生銅企業(yè)的燃料已從重油改為天然氣。因此，本文僅討論陽極爐天然氣的有關(guān)燃燒技術(shù)。

2 傳統(tǒng)燃燒技術(shù)的應(yīng)用情況及不足

天然氣的燃燒包括三個過程，即天然氣和助燃空氣的混合過程、混合氣體的升溫和著火過程、混合氣體的燃燒過程。天然氣燃燒的前提條件是天然氣與助燃空氣的混合［1］，因此根據(jù)天然氣與空氣混合方式的不同，將傳統(tǒng)燃燒技術(shù)分為擴(kuò)散式燃燒、部分預(yù)混式燃燒、預(yù)混式燃燒三類。

擴(kuò)散式燃燒方式：天然氣和助燃空氣分別送入爐膛，然后天然氣與助燃空氣中的氧一邊擴(kuò)散混合，一邊燃燒。擴(kuò)散燃燒的燃燒速度較慢， 相比于部分預(yù)混式燃燒、預(yù)混式燃燒，不易發(fā)生回火和爆炸，火焰較長且可以調(diào)節(jié)、較明亮。

部分預(yù)混式燃燒是將天然氣與所需的助燃空氣部分預(yù)先混合，天然氣噴出噴口后再與燃燒所需的其余二次空氣混合。預(yù)混式燃燒是將天然氣和燃燒所需的全部助燃空氣在燃燒器噴口前充分混合，然后點(diǎn)燃。相比擴(kuò)散式燃燒，部分預(yù)混式燃燒的火焰短；而預(yù)混式燃燒的火焰很短，甚至不可見，故又稱之為“無焰燃燒”。

陽極爐采取表面加熱方式，加料作業(yè)中加入的銅原料沿著爐長方向布料在爐膛表面，化料作業(yè)時的燃燒火焰應(yīng)能到達(dá)爐膛后段，使?fàn)t膛前段、后段的銅原料的熔化速度不會相差過大。以100t的陽極爐為例，其火焰長度應(yīng)不少于4m。部分預(yù)混式燃燒、預(yù)混式燃燒的火焰長度難以滿足陽極爐的生產(chǎn)需要，故而陽極爐采用傳統(tǒng)燃燒技術(shù)時，通常指擴(kuò)散式燃燒。

擴(kuò)散式燃燒的燃燒裝置較為簡單，燃燒器往往可以自行制造。但存在過量空氣系數(shù)大、燃燒熱被冷空氣稀釋的弊端，導(dǎo)致燃料利用率不高。

3 新型燃燒技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

隨著再生銅冶煉節(jié)能、減排要求不斷提高，涌現(xiàn)出一批新型的燃燒技術(shù)，影響較大有高溫空氣燃燒、稀氧燃燒、催化燃燒。

3.1高溫空氣燃燒技術(shù)

高溫空氣燃燒技術(shù)的核心是高溫助燃空氣，即助燃空氣與煙氣交替流過燃燒器的蓄熱體（陶瓷小球或蜂窩陶瓷體），蓄熱體高效回收煙氣余熱后，再將助燃空氣加熱到800℃以上。加熱的助燃空氣與燃料混合后燃燒，同時燃燒區(qū)氧濃降低至2%～15%，因而節(jié)約燃料，燃燒過程的NOx排放同時大幅減少［2］。實(shí)踐中，高溫空氣燃燒可節(jié)能30%［3］。20世紀(jì)90年代以來，高溫空氣燃燒技術(shù)在國內(nèi)外加熱爐領(lǐng)域得到迅速推廣。

加熱爐應(yīng)用高溫空氣燃燒的實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)蓄熱體使用一段時間（一年甚至幾個月）后，會發(fā)生堵塞、變形、坍塌等諸多問題，致使通氣率顯著下降，排煙阻力劇增，致使加熱爐出現(xiàn)爐壓波動頻繁及爐壓偏高等問題［4］。

陽極爐作業(yè)中，部分熔融的金屬顆粒會在高速氣流的帶動下，進(jìn)入煙道。某廠的陽極爐生產(chǎn)3年后，發(fā)現(xiàn)煙道的高鋁磚普遍被銅渣侵蝕，煙道出口門楣處（距離陽極爐爐尾30m）高鋁磚整體被侵蝕成“銅磚”。高溫空氣燃燒的蓄熱體就安裝在燃燒器外側(cè)，與陽極爐距離更近，被煙氣帶入蓄熱體的金屬顆粒將更多，侵蝕問題無疑將更加嚴(yán)重。此外，陽極爐使用煤基還原劑，煤基使用后殘留的灰分體積小、比重輕，必然大量進(jìn)入蓄熱體，加劇堵塞，導(dǎo)致爐壓波動更加頻繁、爐壓進(jìn)一步提高。爐壓波動會降低燃燒的穩(wěn)定性，破壞正常的燃燒制度，增加能耗；爐壓高，會導(dǎo)致作業(yè)環(huán)境惡化，造成熱量的浪費(fèi)。蓄熱體堵塞，還不利于脫除銅原料中的雜質(zhì)，比如再生銅的“蒸鋅操作”就是使金屬鋅雜質(zhì)以蒸氣形態(tài)進(jìn)入煙氣，同時控制爐膛內(nèi)維持足夠的負(fù)壓使鋅蒸汽隨煙氣進(jìn)入煙道，蓄熱體堵塞后排煙阻力大，鋅蒸汽無法及時進(jìn)入煙道，將重新溶解于銅溶液，導(dǎo)致蒸鋅作業(yè)困難、作業(yè)時間延長。

高溫空氣燃燒具有顯著的節(jié)能、環(huán)保效果，而且不用氧氣助燃。陽極爐若采用該技術(shù)，實(shí)施難度小，但要實(shí)現(xiàn)長期平穩(wěn)運(yùn)行，必須先解決蓄熱體堵塞、爐壓波動頻繁及爐壓偏高等難題。

3.2稀氧燃燒技術(shù)

稀氧燃燒技術(shù)由普萊克斯公司發(fā)明，2009年在金隆公司的回轉(zhuǎn)式精煉爐（以下簡稱回轉(zhuǎn)爐）得到成功應(yīng)用后，在國內(nèi)銅冶金行業(yè)迅速推廣普及。國內(nèi)還出現(xiàn)了環(huán)氧燃燒技術(shù)、多氧燃燒技術(shù)，也成功地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。以上三種技術(shù)的核心原理相同，本文統(tǒng)稱為“稀氧燃燒技術(shù)”。

“稀氧燃燒”技術(shù)的特點(diǎn)是：燃料和純氧分別通過不同噴嘴以高速射入爐膛，被爐膛中高溫?zé)煔庋杆傧♂尯笕紵?，燃燒時氧濃度在2%～10%范圍，火焰峰值溫度從傳統(tǒng)的富氧燒嘴的高溫下降到空氣助燃燒嘴的水平；在爐內(nèi)形成彌散均勻的火焰，無明顯熱點(diǎn)區(qū)域。低火焰溫度使NOx的排放降到最低。稀氧燃燒技術(shù)節(jié)能效果顯著，在國內(nèi)回轉(zhuǎn)爐的應(yīng)用中，噸陽極銅的能耗可節(jié)省50%以上［5］。

經(jīng)過改進(jìn)和完善，稀氧燃燒的火焰長度可達(dá)6～9m，并可配入壓縮風(fēng)，通過壓縮風(fēng)壓調(diào)節(jié)火焰長度和溫度分布，控制前期火焰短、后期火焰長，分別針對前段、后段冷料，以解決爐膛后段溫度低、化料慢的問題。陽極爐應(yīng)用稀氧燃燒，技術(shù)上完全可行，但實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中存在三個問題。

3.2.1氧氣供應(yīng)

稀氧燃燒的實(shí)踐表明：純氧的壓力、供氧量若達(dá)不到設(shè)定值，或波動較大，燃燒效果將很不理想，爐時顯著延長，達(dá)不到節(jié)能目的。

應(yīng)用稀氧燃燒，必須架設(shè)氧氣輸送管路。某廠在廠區(qū)內(nèi)建設(shè)一條DN100碳鋼氧管，長度僅800m，造價達(dá)32萬元。顯然，再生銅企業(yè)距離制氧廠越遠(yuǎn)，氧氣輸送管路的造價就越高，此外，若自行建造制氧站，應(yīng)用稀氧燃燒的一次性投入將極為高昂。

3.2.2燃燒裝置造價

目前，稀氧燃燒裝置的造價依然較高，單臺100t的陽極爐若采用國產(chǎn)燃燒裝置，價格為150～180萬元；若采用進(jìn)口設(shè)備，價格翻番。燃燒裝置造價的主體是控制閥組部分，即使陽極爐規(guī)格小于100t，造價下調(diào)空間也不大。

由于當(dāng)前再生銅行業(yè)整體形勢嚴(yán)峻，很多再生銅廠的開動率不足50%，技改投資意愿低落。引進(jìn)稀氧燃燒裝置后，在開動率不高時，資產(chǎn)折舊費(fèi)用相對高昂，一定程度上抵銷了燃燒成本的下降。

3.2.3陽極爐的爐壽

回轉(zhuǎn)爐應(yīng)用稀氧燃燒時發(fā)現(xiàn)，爐壽普遍比使用傳統(tǒng)燃燒低3個月以上［6］，原因是局部砌體損耗快。回轉(zhuǎn)爐為圓筒型，易于對局部砌體進(jìn)行挖修，檢修成本不大；而陽極爐由于自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，挖修相對困難，如果爐底反拱磚損傷，通常需要大修，其耐火材料用量數(shù)倍于回轉(zhuǎn)爐，檢修成本較高。

預(yù)期隨著稀氧技術(shù)的進(jìn)一步成熟，使用經(jīng)驗(yàn)的積累，選用合理的耐火材料，爐壽問題會得到改善；稀氧燃燒裝置價格也將進(jìn)一步下降。再生銅市場回暖后，只要能解決氧氣來源問題，稀氧燃燒技術(shù)在陽極爐的應(yīng)用前景值得看好。

3.3催化燃燒

天然氣催化燃燒技術(shù)是一種典型的非火焰燃燒技術(shù)，催化劑的存在能使燃燒反應(yīng)能在相對較低的溫度下完全反應(yīng)。以紅外輻射方式放出能量，以可見光形式損失的能量很少，能量利用率高［7］。

目前，催化燃燒技術(shù)已成功應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，由于催化劑主要為鉑族貴金屬，價格昂貴、壽命短，嚴(yán)重制約催化燃燒技術(shù)的推廣。相對廉價的稀土催化劑的研究工作剛剛?cè)〉秒A段性進(jìn)展。催化燃燒技術(shù)在固定式陽極爐的應(yīng)用前景尚不明朗。

4 傳統(tǒng)燃燒技術(shù)的改進(jìn)及生產(chǎn)實(shí)踐

某廠和大多數(shù)再生銅企業(yè)一樣，技改資金有限，通過立足于企業(yè)實(shí)際，對燃燒技術(shù)的不斷研究、摸索，用較小的投入對既有設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)完善，積累了許多經(jīng)驗(yàn)，可供參考。

4.1助燃空氣預(yù)熱

一般來說，將助燃空氣預(yù)熱后，可以促進(jìn)燃料充分燃燒；預(yù)熱空氣帶入的物理熱，可提高燃燒溫度，降低燃料消耗?？諝忸A(yù)熱到300～500℃，燃燒溫度可提高100～200℃，燃料消耗可降低10%～20%［8］。

2008年10月，某廠在陽極爐煙道出口處安裝一臺自制的多管式換熱器，助燃空氣先進(jìn)入換熱器，與陽極爐煙氣進(jìn)行熱交換，再送入陽極爐燃燒器。換熱器投入使用后，助燃空氣溫度從原先的30～40℃提高到280～330℃（化料階段）?；纤俣让黠@提高，化料時間縮短1h，天然氣消耗降低5～10Nm3/t銅。然而隨著時間的推移，助燃空氣溫度不斷下降，3個月后下降到250℃（化料階段），6個月后下降到180℃，陽極爐化料速度、天然氣單耗也回落到技改前的水平。

生產(chǎn)1年后，停爐檢查發(fā)現(xiàn)：換熱器內(nèi)積灰嚴(yán)重，前室積灰厚度達(dá)到500mm，換熱管壁上包裹著10～20mm厚的結(jié)焦，部分換熱管已經(jīng)腐蝕。分析原因是，換熱器與陽極爐之間沒有設(shè)置余熱鍋爐，換熱器進(jìn)口溫度高達(dá)600～800℃，大部分煙塵沉降在換熱器，還有半熔融的顆粒固化在管壁，加劇了管壁的腐蝕。安裝多管式換熱器后，煙氣流通的阻力增大，加劇積灰及換熱器堵塞。有研究認(rèn)為，陽極爐煙氣中灰分的硬度高，為減小磨損、減少積灰，煙氣流速應(yīng)取較低值（3～4m/s）［9］，然而實(shí)際煙氣流速達(dá)13m/s，對Q235材質(zhì)的換熱管沖擊大、加劇損耗。

實(shí)踐表明，對助燃空氣進(jìn)行預(yù)熱，可以提高燃燒溫度、加快化料速率，減少能耗；但換熱器的維護(hù)困難，運(yùn)行效果隨著使用時間的延長而下降。如果要取得良好的運(yùn)行效果，需要合理設(shè)計換熱器，減少煙氣阻力、便于在線清灰，換熱管選用抵抗高溫腐蝕的材質(zhì)，延長使用壽命。

4.2富氧試驗(yàn)1——空氣增氧

富氧燃燒（oxygen enriched combustion，簡稱OEC）指的是用比普通空氣含氧量（21%）更高的富氧空氣作為助燃劑進(jìn)行燃燒，大幅提高火焰溫度，使高溫?zé)煔獾妮椛淞Υ蠓岣?。?dāng)煙氣的溫度從1200℃提高到1300℃時，其輻射能力將提高37%［10］，將加快陽極爐熔化冷態(tài)銅原料的速度，節(jié)省燃料。30%～40%的富氧燃燒可以降低20%～30%的燃料消費(fèi)［10］。貴溪冶煉廠的固定式陽極爐，引進(jìn)富氧助燃技術(shù)，重油燃料的消耗下降了20.95%［11］。

但有研究認(rèn)為，富氧燃燒會導(dǎo)致爐溫過高，30%氧氣濃度的火焰溫度為2500K，比通常空氣燃燒提高近300K［12］，會導(dǎo)致冶金爐耐火材料加劇損耗。因此，雖然富氧燃燒在工業(yè)爐的應(yīng)用歷史很悠久，但在陽極爐應(yīng)用很少。

考慮到陽極爐改用富氧燃燒，燃燒裝置的改造工作量小，易于實(shí)施，主要技改投入是氧氣輸送管路的建造費(fèi)用。因此某廠于2014年6月實(shí)施富氧改造，建造了氧氣管路，氧管直接連通到2#陽極爐燃燒器的助燃風(fēng)管上，向助燃空氣中摻入氧氣，實(shí)現(xiàn)空氣增氧。

改造后，在陽極爐化料階段，控制氧氣量600Nm3/h，天然氣量650Nm3/h，氧氣濃度為28%。爐膛內(nèi)有強(qiáng)烈的燃燒噪音，化料時間縮短20%。澆鑄期間，銅液溫度增加20～30℃，澆鑄溜槽、中間包粘接少，無需燒火保溫。天然氣單耗平均降低20%。

試驗(yàn)期間，曾因?yàn)檠鯕夤?yīng)不足，一度將氧氣濃度降低到25%，發(fā)現(xiàn)爐膛內(nèi)燃燒噪音明顯減輕，化料速度下降，2個工作門的溫度差縮小到100℃，天然氣單耗降低＜5%。

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，富氧濃度為28%時，燃燒器火焰長度較常規(guī)燃燒縮短2.5m，火焰前鋒面收縮到1#工作門，如圖1所示。1#工作門爐膛發(fā)亮刺眼，2#門爐膛呈暗紅色。用最大量程為1500℃的紅外測溫儀測量發(fā)現(xiàn)，整個爐次期間，1#門處的溫度為1400℃～1500℃，化料期間甚至超過測溫儀最大量程。2#門溫度1200℃～1250℃。試驗(yàn)一周后，1#工作門處爐頂拱發(fā)生明顯變形，被迫停止試驗(yàn)。

圖1　陽極爐內(nèi)火焰分布示意圖

分析認(rèn)為，富氧燃燒時，爐膛內(nèi)溫度分布不均，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力；高溫區(qū)集中在1#工作門，該處溫度甚至超過1450℃（陽極爐使用的鎂鉻磚的荷重軟化溫度），導(dǎo)致鎂鉻磚的極快損耗，使?fàn)t頂拱發(fā)生變形。

有研究指出［13］：富氧燃燒的火焰長度明顯短于常規(guī)燃燒的火焰長度，隨著富氧氣體中O2體積分?jǐn)?shù)的增加，火焰長度逐漸縮短。另有研究也指出［14］：隨著氧氣濃度的增加，富氧燃燒的燃料燃燒速度加快，整個爐膛的高溫區(qū)分布趨于集中，燃燒器區(qū)域溫度上升幅度較大。

空氣增氧方案，氧濃為25%時，節(jié)能效果不明顯。在氧濃達(dá)到28%時，雖然顯著降低燃料單耗，但暴露出火焰長度過短，導(dǎo)致爐膛內(nèi)溫度分布不均、高溫區(qū)分布過于集中的弊端，對爐壽極為不利。從全壽命周期成本的角度來看，可能得不償失。于是，考慮借鑒稀氧燃燒技術(shù)，解決富氧燃燒的溫度分布問題。

4.3富氧試驗(yàn)2——環(huán)氧增氧

徐州燃控的稀氧燃燒采用環(huán)氧設(shè)計，助燃用氧氣分成2部分，一部分氧氣（中心氧）和天然氣一起經(jīng)天然氣槍送入爐膛，另一部分氧氣（環(huán)氧）則經(jīng)設(shè)在燃燒器兩側(cè)的氧槍直接送入爐膛，利用氧氣的高速射流，強(qiáng)烈卷吸爐氣以實(shí)現(xiàn)爐氣在爐子內(nèi)部循環(huán)，促進(jìn)更均勻的溫度分布和熱量傳遞。

富氧試驗(yàn)的第二階段，參考了徐州燃控的環(huán)氧式稀氧燃燒裝置，設(shè)計了環(huán)氧增氧裝置：原有燃燒器保留，既鼓入天然氣，又鼓入助燃空氣代替中心氧；在燃燒器的兩側(cè)各安裝一根Φ40mm氧槍，代替環(huán)氧的氧槍，向空氣助燃火焰中射入純氧，利用高速氧氣流卷吸爐內(nèi)煙氣，形成強(qiáng)烈的攪拌作用，稀釋純氧，將燃燒時有效氧濃度降低＜21%范圍，延長火焰長度，使燃燒溫度場均勻，防止?fàn)t內(nèi)耐火內(nèi)襯因?yàn)榫植繙囟冗^高而燒損。

試驗(yàn)中，控制天然氣量530Nm3/h，壓力0.18MPa；氧量550Nm3/h，壓力0.15MPa；助燃空氣量5000 Nm3/h，壓力3kPa。燃燒效果極不理想，火焰長度較富氧第一階段縮短近2m，火焰前鋒面甚至未達(dá)到1#工作門，如圖1。顯然無法滿足熔化銅料的需要。分析認(rèn)為原因有兩個：

一是環(huán)氧增氧方案中，各種氣體的流速都遠(yuǎn)小于稀氧燃燒，對比數(shù)據(jù)見表1，稀氧燃燒的中心氧的氣流速度竟然是環(huán)氧增氧方案的4.53倍，環(huán)氧的氣流速度則相差1.26倍。環(huán)氧增氧的氣流速度遠(yuǎn)未達(dá)到高速，無法實(shí)現(xiàn)強(qiáng)烈卷吸、攪拌爐氣的初衷，起不到拉伸火焰長度的作用。

表1　稀氧燃燒與環(huán)氧增氧燃燒的對比

二是通入爐膛的天然氣先接觸到純氧。由于爐氣沒有被強(qiáng)烈卷吸、攪拌，導(dǎo)致送入爐膛的純氧未被爐氣稀釋就接觸到天然氣并燃燒，燃燒速度較富氧空氣助燃進(jìn)一步提高，火焰長度進(jìn)一步縮短。有研究指出，天然氣在空氣中和在純氧中燃燒速度相差10.7倍，且燃燒速度越快，火焰越短，燃燒強(qiáng)度和溫度也越高［15］。

4.4半稀氧燃燒

環(huán)氧增氧方案的失敗，關(guān)鍵在于助燃空氣流速低，因此對環(huán)氧增氧方案進(jìn)行改造，在燃燒器管路上連接Φ25mm壓縮風(fēng)管，利用壓縮風(fēng)的高速射流與助燃空氣共同起到中心氧的作用，如圖2所示。燃燒時，控制壓縮風(fēng)量400～600 Nm3/h，壓力0.4～0.6MPa，其余參數(shù)不變。

圖2　半稀氧燃燒裝置改造示意圖

燃燒裝置改進(jìn)后，燃燒火焰長度延伸到2#工作門，與常規(guī)燃燒相當(dāng)，燃燒噪音強(qiáng)烈，同時火焰呈彌散形態(tài)、不成束集中，與富氧燃燒的火焰特征截然不同，更類似于稀氧燃燒。2個工作門的溫度差降低到100℃，明顯優(yōu)于富氧試驗(yàn)，1#門處的溫度1300～1400℃，顯著改善。每批冷料的熔化時間縮短30min，渣性更稀。銅水溫度較常規(guī)燃燒提高20℃，澆鑄前放銅口的燒氧時間縮短50%以上。

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，如果停用壓縮風(fēng)，燃燒狀態(tài)立即惡化。進(jìn)一步的試驗(yàn)中，停止使用氧氣，將壓縮風(fēng)量增加到600 Nm3/h，只用壓縮風(fēng)和助燃空氣供氧，燃燒效果依然良好，爐膛溫度均勻，澆鑄期間可以停止供熱，天然氣單耗降低10%。

顯然，技術(shù)指標(biāo)的改善，壓縮風(fēng)的配入起到了關(guān)鍵作用。測算可得，壓縮風(fēng)流量為400Nm3/h、壓力為0.4MPa時，流速可達(dá)22.59 m/s，如果流量增加到600 Nm3/h，流速可達(dá)33.89 m/s。由于壓縮風(fēng)高速射流起到攪拌爐氣、稀釋氧氣的作用，機(jī)理接近于稀氧燃燒，故稱之為半稀氧燃燒。

預(yù)計隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，過程控制的進(jìn)一步完善，能耗指標(biāo)將進(jìn)一步改善。雖然節(jié)能效果比不上稀氧燃燒、富氧燃燒，但其對爐壽沒有明顯影響，尤其是不用氧氣，只需壓縮風(fēng)（陽極爐廠家一般都有壓縮風(fēng)裝置），改造容易、成本低廉，值得進(jìn)一步研究完善。

需要指出的是，富氧燃燒還存在突出的NOx污染問題。研究指出［16］，富氧燃燒時，煙氣中NOx濃度隨富氧空氣中O2濃度的提高而成倍增加。富氧氣體中O2濃度達(dá)到26%時，煙氣中NOx濃度約為常規(guī)燃燒工況的3倍［13］。在環(huán)境排放指標(biāo)日趨嚴(yán)格的現(xiàn)狀下，若不開發(fā)出相應(yīng)的NOx抑制技術(shù)，將極大地限制富氧燃燒技術(shù)的前景。

5 結(jié)論

從長遠(yuǎn)來看，對于固定式陽極爐，新型燃燒技術(shù)中的稀氧燃燒是最有發(fā)展前途的，應(yīng)用前提是能確保氧氣的供應(yīng)和降低造價。生產(chǎn)實(shí)踐也表明，在資金有限的條件下，且無法保障氧氣供應(yīng)時，通過對傳統(tǒng)燃燒系統(tǒng)改造，用較少的投入，也可以降低燃料消耗，獲得較好經(jīng)濟(jì)效益。

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Introduction on Stationary Anode Furnace Combustion Technology Improvement

YUAN Fu-ping
（Daye Nonferrous metal group Holding co.， LTD，Huangshi 435005，Hubei， China）

As a precondition of the stationary anode furnace manufacturing recycled copper by gas fuel， the technical characteristics，advantages and disadvantages of the high temperature air combustion， dilute oxygen combustion， catalytic combustion and other new types of combustion are analyze， and the new types application prospect base on the stationary anode furnace's process features and production practices are discussed in this article. For the traditional combustion technology， such as the combustion air preheating，oxygen-enriched combustion and half-dilute oxygen combustion， some ameliorative theories and practices are expounded in this article. Through those experiments， we've achieved the goal of energy saving and consumption reducing.

fixed anode furnace；secondary copper；high temperature air combustion；dilute oxygen combustion；oxygen enriched combustion

TF806

B

1009-3842（2016）03-0063-05

2016-03-07

袁輔平（1977-），男，湖北黃石人，高級工程師，主要從事火法煉銅方面的技術(shù)管理工作。E-mail:yfpls@sina.com