電極板作用
電極板作用示意圖

負氧理論

  • 系以二氧化鈦、二氧化鐺、氧化鋅等氧化物為基礎,製造帶負電的活性氧。
  • 二氧化鈦為一種光觸媒原子,在鍋爐燃燒室內經380nm可見光照射後,規子電洞對(原子)中的電子(帶負電)吸收能量而穿越3.2ev之能隙至導電帶(對岸),因電子的Photo Reduction作用,使氧變成帶負電之活潑性很高的氧,即Activated Oxygen,C+,O2->CO2,留在原地(價電帶)之電洞(帶正電),因為電洞的Photo Oxidation作用(汽態)分解成OH+H+,電洞會和二氧化鈦表面上的HO反應(氧化),生成氧化性很高的OH-自由基。
  • 活潑的OH-自由基和帶負電之活潑性很高的氧,會把有機物(碳氫化合物)分解,重新降解成為二氧化碳和水,因而達到潔淨及節能的效果。

富氧理論

  • 空氣的組成主要由78%的氮氣、21%的氧氣及1%的稀有氣體和雜質組成的混合物,一般的自然燃燒狀態下,氧氣濃度為21%,如果用比自然狀態下,含氧量高的空氣作為助燃空氣時,則稱富氧燃燒。
  • 由負氧理論得知帶負電之活潑性很高的氧會與碳氫化合物完全燃燒->降解成二氧化碳和水,另電極板效應(水的電解電位為1.23V)又將水(汽態)還原為H與O2(2H2O)->2H2+O2),如此周而復始循環,本產品依實驗得知,可增加2%~5%的含氧量,此即所謂的富氧理論。
  • 隨著富氧空氣中含氧量的增加,理論空氣需要量減少,例如含氧量21%時,燃燒1立方公尺的CH4所需之理論空氣量為9.52立方公尺,而含氧量28%時,燃燒1立方公尺的CH4所需之理論空氣量為7.14立方公尺;空氣量降低25%,從而改變燃燒特性,使燃燒容易在接近理論空氣需要量下進行。
  • 提升火燄溫度:火燄溫度和空氣中的氧濃度有關,一般來說,火焰溫度隨空氣中含氧農度增加而升高,當含氧濃度小於30%時,火焰溫度會隨著氧濃度上升而急速增加,但當含氧濃度大於30%時,火焰溫度增加就趨緩。
  • 空氣過剩系數 21% 23% 25% 27% 29% 31%
    1.0 2,120 2,250 2,350 2,400 2,415 2,425
    1.2 1,800 2,000 2,150 2,270 2,350 2,380
    1.5 1,420 1,700 1,900 2,080 2,200 2,280
    火焰溫度與富氧空氣中的氧濃度之間關係(出處:工業爐節能技術手冊)
  • 氧氣濃度於21%時,火焰溫度1420℃,當氧氣濃度提升至23℃時,火焰溫度提升至1700℃,火焰溫度提升280℃。

使用效益

  • 排煙量降低:空氣中僅有21%的氧參與燃燒反應,其餘79%空氣並沒有作用,反而帶走大量的熱能,增加態源耗損。故當空氣中的含氧量越高,燃燒所需之空氣供應量就可降低,煙氣產生量也越少,同時排煙損失的能量也可大幅降低。
  • 分解熱增加:隨著燃燒溫度升高,尤其是溫度超過2,000℃,燃燒產物吸收了分解熱而產生解離,當遇到低溫表面,這些解離的成分將會放出分解熱,增加了熱傳效果。
  • 節約能源:由於富氧燃燒火焰溫度高,火焰與被加熱物之間的溫差增大,使爐內幅熱傳增加,提高了爐內熱量利用率。同時由於排煙量減少,排煙熱損失也相對降低,因此提高了設備熱效率,減少燃料使用量。
  • 降低汙染物:排煙量減少,排煙熱損也相對降低,因此提高了設備的熱效率,減少燃料使用量。

適用產業

火力發電廠:汽電共生設備

水泥業:旋窯爐

鋼鐵業:加熱爐、退火爐

食品業:蒸氣鍋爐、熱媒爐

造紙業:蒸氣鍋爐、熱媒爐

紡織業:蒸氣鍋爐、熱媒爐

焚化爐:焚化設備

石化業、化工業:蒸氣鍋爐、熱媒爐、廢液爐

電子業:RTO鍋爐

磁磚業:窯爐、乾燥爐

任何需要使用火力的產業及設備


適用燃料

本離子技術不需改變燃料本體,而是改善燃燒時的空氣品質(即以離子的方式電解出氫及氧氣),因此適用於任何用於燃燒的燃料(例如:重油、汽油、柴油、瓦斯、天然氣、煤碳、垃圾等…)。

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