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高温空气燃炉技术在我国的发展前景

在冶金、机械、建材等部门所用的许多工业燃烧炉中,排出的废气温度高达600~1100℃。为充分有效地把这部分热量加以利用,许多研究人员在这方面做了大量研究工作。其中利用热回收装置回收烟气带走的余热,加热助燃用空气和燃气,再回送到炉子燃烧室,是一项有效且收益较大的措施。 
早期的回收余热用于空气预热的热回收装置主要是间壁式换热器和蓄热式换热器。间壁式换热器气体流向不变,工作状况稳定,但其预热温度不超过700℃,且寿命较短,热回收率低,排放的烟气仍有较高温度。蓄热式换热器预热温度可达1200℃,而排烟温度较低,可接近300℃,且寿命较长,热回收率最高可达70%。但早期这种蓄热式换热器的蓄热体采用格子砖材料,综合传热系数较低,蓄热体体积庞大、换向时间长、预热温度波动较大。同时,烟气的排出温度仍有300~600℃,换热设备要求既耐热、又气密,使结构复杂、操作不灵活。综合考虑换热器的经济性、材料性能、热效率等因素,目前性能较好的间壁式换热器的受热温度可达1000℃左右,得到的最高预热空气温度达700℃。若再提高预热温度,会出现高NOx问题及因换热器传热面积扩大引起的设备费用增加和换热器本身的寿命问题。而蓄热式换热器因高效节能的特性以及材料工业的发展而又展现出新的活力。
 
高温空气燃烧技术在我国的应用前景 
我国是世界燃料消耗大国。从我国能源现状来看,高温空气燃烧技术在我国将有广阔的应用前景。 
我国工业炉是能耗大户。“七五”期间,窑炉能耗占全国工业总能耗的1/4,占工业能耗的40%。而工业炉平均热效率较低,只有20%左右。产品平均单耗比发达国家高出40%。据统计,窑炉大部分能量归结为排烟损失,估计全国每年这部分能量相当于超过5000万t的标准煤。针对这种情况,提高我国工业炉燃料利用率及烟气余热回收率从而达到节能的潜力是很大的。 
长期以来,大气有害物超标排状况在我国相当严重。世界10个大气环境污染最严重的城市,我国就占了7个。为降低大气污染物排放量,首先要降低能耗,其次是控制排放量。而这2点正好符合高温空气燃烧的技术特征,即高效、节能和低污染。因此,高温空气燃烧技术在我国的应用势在必行。 
从我国能源结构来看,煤等固体燃料占的比重较大,液体和气体燃料比重较小。但进入20世纪80年代后,总的发展趋势是燃煤和燃油的窑炉比例下降,而燃气的窑炉比例大幅度上升。尽管目前高温空气燃烧技术还仅适合于直接燃用气体及部分液体燃料,但随着我国能源结构的调整、“西气东输”工程的实施、四川、内蒙等地不断发现天然气新资源以及高温空气燃烧技术的进一步开发,可以预计,高温空气燃烧技术在我国的应用将会有迅速的发展。
 


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