一、膜分離制氧設(shè)備技術(shù)原理
   膜分離空分技術(shù)是八十年代國(guó)外新興的高科技技術(shù)，屬高分子材料科學(xué)，膜分離制氧設(shè)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(qū)動(dòng)力作用下，使雙元或多元組份因透過(guò)膜的速率不同而達(dá)到分離或特定組份富集的目的。
當(dāng)帶壓空氣通過(guò)膜纖維毛細(xì)管時(shí)，氣體分子在壓力作用下，首先在膜的高壓側(cè)接觸，然后是吸附、溶解、擴(kuò)散、脫溶、逸出。其中，空氣中的各種氣體在透過(guò)膜壁時(shí)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(guò)膜的高壓側(cè)滲透過(guò)濾出去富集作為產(chǎn)品氣體輸出,而氮?dú)庖驗(yàn)橥高^(guò)膜的相對(duì)速率慢而滯留在膜的內(nèi)側(cè)被排除。氧氣從膜的滲透?jìng)?cè)排出時(shí)其出口壓力近似于常壓,膜分離制氧系統(tǒng)為模塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)且沒(méi)有活動(dòng)的部件,只依靠壓縮空氣或者以真空為動(dòng)力直接抽取可提供連續(xù)穩(wěn)定的氧氣。

二、膜法富氧的種類(lèi)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：1-30000NM3/h。 當(dāng)氧濃度30%左右，規(guī)模小于30000Nm3/h時(shí)，膜法投資、維護(hù)及操作費(fèi)用僅為深冷和(V)PSA法的66％到98％，而且規(guī)模越小，膜法越經(jīng)濟(jì)。
三、膜法富氧的優(yōu)點(diǎn)
   采用“局部增氧”、“梯度燃燒”和“對(duì)稱(chēng)燃燒”等多項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，可達(dá)到：
1. 提高燃燒區(qū)的火焰溫度和降低排煙黑度
     燃燒過(guò)程是空氣中的氧參與燃料氧化并同時(shí)發(fā)出光和熱的過(guò)程，熱的傳遞一般通過(guò)輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流三種方式進(jìn)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(lèi)型和形狀；二是加入的空氣中氧的含量；三是熔窯的周?chē)闆r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(huì)大大增加熱輻射。 從圖可以得出以下幾點(diǎn)： 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(tài)下，空氣氧含量從23%增加到25%時(shí)，火焰溫度增加100℃；空氣含氧量從25%增加到27%時(shí)，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(guò)剩系數(shù)m=1.1～1.5組織火焰時(shí)，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(shí)，效果明顯。 ③空氣過(guò)剩系數(shù)m不宜過(guò)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(shí)，一般把空氣過(guò)剩系數(shù)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(dá)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(qiáng)度，加快燃燒速度，獲得較好的熱傳導(dǎo)，同時(shí)，溫度提高了，將有利于燃燒反應(yīng)完全。
3. 降低燃料的燃點(diǎn)溫度和燃盡溫度
   燃料的燃點(diǎn)溫度不是一個(gè)常數(shù)它的高低和燃燒條件、受熱速度、空氣用量、周?chē)鷾囟鹊纫蛩孛芮邢嚓P(guān)。富氧空氣參與助燃，將有利于降低燃料的燃點(diǎn)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(guò)程中只有占總量約1/5的氧參與燃燒，而其余占4/5的氮?dú)夥堑荒苤?，還將隨著燃燒的進(jìn)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(shí)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(shí)，其可利用熱量Q1為42%，而用含氧26%的富氧空氣燃燒時(shí)，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(jié)能效果越好。
6. 降低空氣過(guò)剩系數(shù)
   富氧助燃，可降低空氣過(guò)剩系數(shù)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

四、膜法富氧主要應(yīng)用領(lǐng)域
    玻璃窯、水泥窯、陶瓷窯等。 工業(yè)鍋爐（鏈條爐、拋煤機(jī)爐、煤粉爐、沸騰爐、燃油爐、燃?xì)鉅t、快裝爐等）、加熱爐、冶煉爐等。 氧化反應(yīng)、生物發(fā)酵。 造氣爐。 醫(yī)療保健、富氧空調(diào)、高原氧吧。
五、助燃技術(shù)用于窯爐可行性分析
    技術(shù)上可行:經(jīng)過(guò)十多年的不斷創(chuàng)新和完善和數(shù)十家工業(yè)用戶(hù)的實(shí)際應(yīng)用證明，其技術(shù)比較成熟、可行,正如用戶(hù)使用了2年后的總結(jié):僅預(yù)熱系統(tǒng)和富氧噴嘴與鍋爐接觸, 對(duì)鍋爐的性能和安全無(wú)任何影響。 綜合效益顯著:根據(jù)數(shù)十家用戶(hù)的實(shí)際應(yīng)用證明，具有增產(chǎn)、提高產(chǎn)品品質(zhì)、節(jié)能。一般不到兩年就能收回全部投資,而且延長(zhǎng)爐齡、穩(wěn)定爐況、有利環(huán)保等。 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施容易:現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施改造和運(yùn)行是比較簡(jiǎn)單的,僅需在有關(guān)爐窯附近增設(shè)一套膜法富氧助燃系統(tǒng)即可,關(guān)鍵是預(yù)熱系統(tǒng)和富氧噴嘴的設(shè)計(jì).對(duì)爐窯操作者來(lái)說(shuō)，則有近乎換了一臺(tái)新設(shè)備的感覺(jué)，既能減輕他們的勞動(dòng)強(qiáng)度,又能改善他們的工作環(huán)境。