蓄热式燃烧技术

    在高温窑炉中，热损失的主要部分是排烟的显热损失，当烟气温度为900~1300℃时，烟气余热约占窑炉总能耗的50~70%。因此，积极采用良好的烟气余热回收技术，降低排烟热损失是实现工业窑炉节能的主要途径。

    一般认为，助燃空气预热温度每提高100℃，即可节约燃料5%，窑炉的产量可以提高2%左右。并且由于利用烟气余热来预热助燃空气和燃料，可提高燃料的理论燃烧温度，这样一来低热值燃料也可以用于高温工业窑炉，具有显著的经济效益。

    蓄热式高温空气燃烧技术是一种新型的节能技术，目前已在加热工业中的应用得到迅速推广，取得了举世瞩目的节能环保效益。由于高效蓄热换热载体，如蜂窝陶瓷蓄热体、陶瓷小球等的应用，可将工业窑炉中燃烧用空气预热到1000℃以上，而排烟温度可降至150℃，低温烟气带走的能量只占燃料化学能的10%左右，使余热回收达到极限。这是传统工业炉燃烧技术所无法达到的。 

 使用高温空气燃烧技术的加热炉示意图如下：

    常温空气流经换向阀进入蓄热室A，在经过蓄热体（陶瓷小球或蜂窝体）时被加热，在短时间内常温空气被加热到接近炉膛温度；高温空气进入炉膛后，卷吸周围炉内的烟气形成含量低于21%的低氧高温气流，同时向这股气流中注入燃料油或气，使燃料在低氧状态下燃烧；炉膛内燃烧后的烟气流经蓄热室B和换向阀排入大气，高温烟气在经过蓄热体时将热量储存在蓄热体内，温度降低至150℃以下。换向阀所处位置工作温度不高，它以一定周期（一般30~180s）进行切换，使两个蓄热体处于蓄热与放热交替工作状态。

    传统燃烧方式一般是将空气和燃料进行预先混合后燃烧，由于燃烧速度快，因此火焰存在局部高温区。由于局部高温区的存在，为助燃空气中N2与O2反应生成NOx 创造了条件，因此传统燃烧方式存在高NOx排放问题，NOx是酸雨产生的成分，NOx排放对环境造成了危害。 

      蓄热式燃烧技术由于空气预热温度高达1000℃，高于燃料的燃点，燃烧稳定性极高，为燃料分级燃烧和低氧燃烧创造条件，可有效地抑制NOx的生成。在烧嘴设计时采取一些针对性措施，使进入炉内的高温高速气流卷吸炉内燃烧产物，稀释反应区的含氧体积浓度，获得浓度为15~3%的低氧气氛。这种燃烧是一种动态反应，不具有静态火焰，扩大了火焰燃烧区域，火焰的边界几乎扩展到炉膛的边界，从而使得炉膛内温度均匀，这样一方面提高了产品加热质量，另一方面延长了炉膛寿命，同时它具有高效和超低NOx排放等多种优点，又称为“第二代再生燃烧技术”。

      第二代再生燃烧技术提出高温低氧燃烧的新概念，在实际应用中，不仅提高了燃料利用率，而且可以降低NOx的排放量，减少环境污染，由于第二代再生燃烧技术具有的显著优点，它将成为我国工业炉今后技术改造开发应用的重点。

    总之，蓄热式燃烧技术具有以下优点：

1．  高效节能，提高热工设备的效率，平均节能率30%以上。

2．  大幅度降低烟气中NOx和CO2的排放；

3．  改善整个炉膛的温度分布，使炉膛温度趋于均匀，提高加热质量。

4．  拓宽了可用燃料的热值范围，为单一使用低发热值的燃料创造了条件。

5．  减少氧化烧损，降低燃烧噪音。