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_超焓燃烧_理论的研究与应用

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Vol 29 No 6

Nov 2010

冶 金 能 源

ENERGYFORMETALLURGICALINDUSTRY

33

超焓燃烧 理论的研究与应用

高增丽 周 燕 李 红

(山东理工大学材料科学与工程学院)

摘 要

*

超焓燃烧 与传统燃烧相比,在提高燃烧效率、扩展贫焰极限、节约能量和减轻

污染排放等方面具有显著优越性。文章介绍了国内外对 超焓燃烧 理论的研究成果及其在实际中的应用。关键词 超焓 燃烧

Investigationsandapplicationsofthe excessenthalpycombustion theory

GaoZengli ZhouYan LiHong

(ShandongUniversityofTechnology)

Abstract

Excessenthalpycombustion hasremarkableadvantagesoverthetraditionalcombustion

inincreasingcombustionefficiency,extendingtheleanflammabilitylimit,savingenergyandreducingpollutantemissions.Someinternationalanddomesticinvestigationsandapplicationswerepresented.Keywords excessenthalpy combustion

1 超焓燃烧 概念及特点

所谓 超焓 是指在原有混合气所具有的

技术 ,这种燃烧本质上不改变火焰结构,在热烟气流经蓄热材料时将烟气的显热主要以辐射的方式高效地转化成蓄热体的辐射能,以预热未燃混合气,实现 超焓燃烧 ;(2)直接的火焰区热再循环

[2]

焓值基础上再添加一部分焓之后的状态,是通过

在高温烟气通道上放置多孔介质或者直接采用多孔介质取代自由空间,利用其相对于气体而言强大的蓄热功能实现热反馈,即将燃烧产生的热量及尾气中的余热用于加热反应区上游的预混合气,从而使燃烧反应大大增强。在忽略对外热损失的情况下,火焰温度可超过与未经预热的混合气状态相应的绝热火焰温度,故又称为 超绝热燃烧 。实现 超焓燃烧 的途径主要有两条:

(1)间接的烟气热量火焰外部再循环

[1]

,即在火焰区插入多孔介质,热能

由燃烧区多孔体以辐射和传导反馈给上游未燃气体,提高层流火焰速率,改变火焰的内部结构,形成 超焓火焰 。

相对于传统本生灯式自由火焰燃烧, 超焓燃烧 具有高热效率、高燃烧速率、贫焰极限高(即低热值燃料可燃烧)、高的辐射输出(有利于定向、均匀、无接触加热)、均匀燃烧温度、较大的燃烧当量比、极低的污染物排放等优点。2 国内外对 超焓燃烧 理论的研究

超焓燃烧 在燃烧速率、节能以及污染物排放等方面有着传统自由燃烧无法比拟的优越性,但由于其是燃烧与导热、对流、辐射耦合在一起的复杂换热,近40年一直是国内外学者研究的热点。

,

即在火焰区外侧利用烟气热再循环实现 超焓燃烧 ,这便是很早就在玻璃炉窑上利用的 蓄

热燃烧 技术,后来逐步发展完善成今天在各种高温工业炉窑上广泛应用的 高温空气燃烧

*国家863高技术基金重点项目(2009AA063202),山东省自然科学基金项目(ZR2009FQ023)。收稿日期:2010-05-05

高增丽(1973- ),博士生;255049山东省淄博市。

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