高温低氧燃烧技术及其高效低污染特性分析.pdfVIP

第31卷第4期 中南工业大学学报 vd．31No．4 2000年8月 J．CENT．SoLrrHUNIV．TECHNOL ^llg2000 高温低氧燃烧技术及其高效低污染特性分析 蒋绍坚1。艾元方1。彭好义‘．萧泽强1，周孑民1．汪洋洋2．熊家政2 (1．中南大学应用物理与热能工程系，湖南长沙410083； 2．株洲工业炉制造公司，湖南株洲412005) 【擅薹]研究了一种高温低氧燃烧新技术，即采用蓄热室，预热助燃剂使其温度迭到800℃以上；采用分级燃烧厦妒 内部分烟气回流的方法．使燃烧区氧体积分敷降低王15％以下．分析结果表明：谊燃烧技术具有显著的节能、低污 染特性，与未采取任何度热回收措施的传统燃烧技术相比，可实现节能60％以上．cq排赦量战少60％以上，NO= 排被浓度低于30～50趴． [关■词】节能；污染；高温低氧燃烧技术；蓄热式烧嘴 [中圈分类号】1哪8．1；IKl2[文t标识码】A [文章编号】l∞5研92(幻∞)O螂ll—阱 意图．它主要由蜂窝陶瓷蓄热室、一次燃料与二次燃 高温低氧燃烧(HTAC)具有高效低污染特 性¨…，但如何实现其工业应用，还有许多同题有待 料喷口、高温空气喷口及绝热管道等组成．蜂窝陶瓷 解决．在此，研究了一种高温低氧燃烧烧嘴的结构及 蓄热室作用有2点：一是当炉内高温烟气经过蓄热 其原理，并分析、计算了高温低氧燃烧的节能和降污 室时，与陶瓷蓄热体进行以对流和辐射换热为主的 潜力． 热交换，蓄热体被加热，烟气温度降低．蓄热室起蓄 热作用；二是经过切换后，当室温下的冷空气进入蓄 1高温低氧燃烧火焰特性 热室时，蓄热体释放显热，以对流换热为主的方式加 热空气，使空气温度预热到800℃以上，蓄热室起预 高温低氧燃烧是指燃料在温度高于800℃，而 热空气的作用．蜂窝陶瓷蓄热体主要成分为氧化铝， 氧体积分数低于15％的气氛中的燃烧．作者以丙烷 为燃料，研究了不同助燃剂预热温度和氧体积分数 图2为其结构示意图．由于该蓄热体具有很大的比 下的火焰特征”41．结果表明，高温低氧燃烧火焰与 表面积，比普通陶瓷球蓄热体的比表面积大4—5 传统燃烧火焰迥然不同．随着助燃剂预热温度的升 倍，因而采用这种蓄热体，只需较小的体积就可实现 高及氧体积分数的降低，火焰逐渐增大，当助燃剂温 高温烟气显热的“极限”回收，使空气温度从室温预 度升至900℃以上，氧体积分数降至8％以下时，火热到接近炉内烟气温度，从而达到高温低氧燃烧所 焰几乎充满了整个炉膛；同时，火焰亮度也随着预热 需的温度条件． 温度的升高与氧体积分数的降低而逐渐变弱，最后 燃料分一次燃料和二次燃料共2路供入炉膛， 几乎观察不到火焰．火焰体积增大，说明炉内温度的 一次燃料流量比二次燃料流量少得多．一次燃料喷 分布趋于均匀化，炉膛平均温度升高，炉内传热得以 入经蓄热室预热后的助燃剂气流中，在喷入炉膛前 增强，因而具有节能和减少c02排放量的特性；而 发生燃烧，燃烧的混合气流高速喷射到炉内，剧烈地 火焰亮度变弱，则表明高温低氧燃烧不存在传统燃 引射周围静止气体或低速气流，形成