一、目前钢铁行业的用能大户如烧结机点火车、钢铁包烘烤、废钢预热、废钢熔炼等领域均采用空气与燃料（天然气、焦炉煤气、混合煤气、转炉煤气和高炉煤气等）组织燃烧的技术，存在的突出缺点是：

1）燃烧火焰温度低，工艺过程时间长；

2）火焰的刚度不足和火焰长度不够，局部加热空间内温度场均匀性差；

3）烟气氮氧化物含量高，大部分企业烟气直接排放不达标或者增加脱氮工艺，增加了投入和维护成本；

4）每吨粗钢熔炼的燃料消耗量大，能量利用率偏低，致使成本增加，企业利润率降低；

5）烟气排放量大，燃料燃烧效率低，烟气余热回收率低等，能量利用率低的同时对环境生态影响大。

（2）纯氧燃烧技术特点

纯氧燃烧是钢铁行业燃烧领域的又一次革命，与上述三个路径的技术契合度高。富（纯）氧燃烧是利用纯氧气或富氧空气（氧气含量大于21%）作为燃烧过程的助燃剂。纯氧燃烧技术节能的基本原理可以从燃烧反应方程式清晰表达：

空气助燃时：CH₄+2O₂+7.52N₂=CO₂+2H₂O+7.52N₂+热量；

氧气助燃时：CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O+热量。

空气中，O₂体积只占21%，N₂体积达到了79%。纯氧燃烧减少了助燃介质中既不参加燃烧反应也不促进燃烧反应的N₂量，从而减少了烟气中N₂带走的热量，达到节能的目的。

（1）可大幅提高低热值燃料利用率

燃料与纯氧燃烧由于没有空气中氮气的参与，相对燃烧温度更高，这样可以提高更多低热值燃料的利用率，如高炉煤气等，低热值的燃料的利用可以大幅节约成本。

（2）大幅降低NOx和碳排放

纯氧与燃料燃烧，由于氧化剂中没有了氮气，所以在高温燃烧过程中也不会产生氮氧化物，其次纯氧燃烧温度较高，在相同的排烟温度下加热受热体所能提供的能量就越高，相对燃料消耗量也大大降低，减少向大气中的碳排放。

（3）大幅提升节能率降低运营成本

表1  能量节约率核算表

（4）排烟量小，车间环境友好

纯氧燃烧由于没有了氮气的参数，使得排烟量大幅下降，排烟量的下降也大大降低了废烟气对周围生态环境的影响和破坏。

（5）大幅提高供热效率缩短工艺时间

纯氧燃烧火焰温度高，相对空气助燃温度提升约1000℃，热辐射力强，在钢包烘烤和铁矿石烧结等多个领域可大幅缩短烘烤时间，提高工艺生产线的产能。

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