高温空气燃烧技术的研究进展

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1、高效蓄热式工业炉应用学术会议论文集祁海鹰等：高温空气燃烧技术的研究进展高温空气燃烧技术的研究进展*祁海鹰，李宇红，由长福，徐旭常（清华大学热能工程研究所，北京100084）摘要：本文通过介绍高温空气燃烧技术在国内外的研究进展和成果，着重分析了一些关键问题如燃烧组织、低氮氧化物生成与排放、蜂巢蓄热体性能等，讨论了工业窑炉污染排放标准问题，还结合企业的实际情况进行了高温空气燃烧技术应用的经济性分析，最后探讨了该技术在其它领域的应用前景。关键词：高温空气燃烧技术，燃烧组织，蜂巢蓄热体，污染排放，经济性分析一．概述研究也已开

2、始概念研究，并取得部分成果。对燃烧自从1999年在北京召开了高温空气燃烧技术的基础研究方面也取得了重要进展。在过去十年国际研讨会以后，我国对这项技术的研究和应用得中，国际上的研究主要集中在：（1）提高工业炉和到了迅速发展。高等院校如北京工业大学、北京理锅炉热效率；（2）降低NOx污染排放和（3）缩小工大学，清华大学、同济大学、东北大学、中南工工业设备尺寸三方面，并已经成功达到该技术的最业大学等都开展了应用基础研究，主要是建立了小初目的，开创了革命性的燃烧器和炉窑设计，尤其型燃烧试验装置，参照国际上采用的燃烧器模式，是

3、在钢铁加热领域，所积累的具有示范性的经验和用自己开发的蜂巢蓄热体，对换热效率、余热回收全尺寸装置以及高效低NOx排放的成果，为该技率、燃烧性能和NOx排放进行了研究，得到了一术在其他领域的应用提供了新的机会和挑战，这也些初步的结果[1，21]。同时也提出一些新的改进设想，是国际燃烧领域里的工程师和科学家所面临的。在如试图将通常的150℃排烟温度进一步降低，以获这方面，众所周知，日本和德国做出了开创性的贡得更高的节能效果。许多企业公司开发出多种具有献。由于日本政府的积极支持，使得新技术在日本自主知识产权的蓄热燃烧技术，

4、设计应用了自己的以及一些亚洲国际得到了很好的传播。在2000年1换向阀机构，并在降低NOx方面取得一定成果。月和3月国际上连续在瑞典的斯德哥尔摩和日本横其中以大连北岛能源技术公司为代表，在蓄热燃烧滨召开两届国际会议，今年11月又将在意大利罗和低热值煤气燃烧方面取得了相当的成绩。北京神马召开第四届高温空气燃烧和气化技术国际会议。雾公司、武汉钢铁公司、上海宝山钢铁公司等都积因为高温空气燃烧技术的潜力还远未开发出来，因极参与了新技术的研发和推广。在一年多时间内，此，本届国际会议的目的是提供机会交流最新研究在全国呈现出方兴未

5、艾的趋势。成果和交换对该技术潜在应用前景的看法，会上将国际上的研究依然是朝着高温空气燃烧技术在通过邀请报告，专门介绍由日本科学技术振兴会不同领域中应用的方向发展，多级焓提取煤气化技（JST）资助的气化技术示范项目，以及由意大利术（MEETSystem）已经进入了大型示范实验研究新技术、能源环境署（ENEA）资助的先进计算和阶段，直接煤燃烧、垃圾焚烧和炼油工艺的改进等模拟结果，介绍可再生燃烧器在陶瓷、石油工业和燃气轮机应用的可能性。届时我们将会看到引人注*本文由清华大学机械工程学院基金项目资助第一作者：电话、传真：01

6、0-62781740,目的最新成果。qihy@te.tsinghua.edu.cn-1-高效蓄热式工业炉应用学术会议论文集祁海鹰等：高温空气燃烧技术的研究进展纵观国内外研究进展，深感我国不仅在高温空（2）燃料含尘量、燃烧不完全生成的炭黑气燃烧技术的开发和应用方面，在燃烧过程的基础或高温裂解后的轻质燃料质点，以及其它气态物质研究方面以及在该技术在其他领域里应用的探索在蓄热体内部降温过程中可能因相变结晶，形成固方面都与国际具有很大差距。更重要的是我们尚未体颗粒，都可能对蓄热体安全工作和换热性能造成对该技术的关键和核心问题

7、——燃烧过程和组织损害。没有引起足够的重视，而更多地集中在蓄热问题为此，在特定的燃料和运行条件下，需要改变上，对我国工业炉窑领域NOx的污染排放现状缺蓄热体结构尺寸，例如加大孔尺寸，增加壁厚，降乏足够的整体的认识，一些研发工作出现急功近利低孔的数目等，而必然导致换热性能的变化。为在的趋势，因此，就不可能对该技术在其它领域里的保证运行的可靠性和安全性的前提下，维持较高的应用区的具有前瞻性的认识，而在研究及思路研究余热回收率，就必须探明最佳换向时间随各种条件力量方面采取相应的战略配备和调整措施。本文将的变化。针对以上问题

8、，通过介绍国内外研究进展，并对燃从图1可见，在其它条件不变时，余热回收率烧组织、低氮氧化物生成与排放、蜂巢蓄热体性能的大小完全取决于换向时间，不仅如此，其它参数等关键性问题进一步分析，讨论了工业窑炉污染排如压力损失、出口烟温以及蓄热体达到稳定工作状放标准，还结合企业的实际情况进行了高温空气燃态的换热周期次数都受制于换向时间。显然它们之[6]烧技