无焰燃烧的技术原理概述(无焰燃烧器工作原理)
无焰燃烧的技术原理概述
一、判断无焰燃烧状态的方法
关于无焰燃烧状态的定义,国际上没有非常明确的规范,目前大家比较认同的是Wunning父子的研究,他们通过大量的实验得出了在扩散燃烧方式下,混合与燃烧同时进行,烟气内部循环率与温度的关系。
无焰燃烧的技术原理概述(无焰燃烧器工作原理)
燃料射流和氧化剂射流的轴向演化和径向扩散导致周边空气卷吸,使射流中心区域内的燃烧产物及不参与反应的气体逐渐稀释,达到“低氧”燃烧状态。
除了这些之外,还有其它的判断方法。举例来说,温升被用来判断燃烧是否为无焰燃烧状态。Kumar等认为,燃烧过程经过归一化后,反应器内温度变化约15%可被定义为无焰燃烧。AntonioLavaliere等人使用入口温度和温升来描述燃烧的状况,研究还得出以下结论:进口温度低于自燃温度且温升大于进口温度称为回馈燃烧,进口温度高于其进口温度的过程称为高温燃烧,进口温度高于其进口温度,又称为无焰燃烧。
二、无焰燃烧系统
在没有外部热源的情况下,只通过回收利用燃烧烟气余热或高温余热,使反应物加热至1000℃以上,炉内烟气调节过程控制燃料、空气和烟气混合,炉膛燃烧区域氧的体积分数为2%-5%。火烧边界延伸至整个炉膛,使炉温分布均匀,燃烧效率和利用率大幅度提高,形成一种不同于传统发光火焰的新型燃烧方式。
三、无焰燃烧特性
1.高温低氧是实现无焰燃烧的基本条件,在反应前氧化剂要预热,达到一定的高温或充分预热,使炉膛在燃烧时,炉膛任何位置的温度都大于燃油自燃点;
2.采用诸如通过高速射流的卷吸作用或通过燃烧器特殊结构产生回流,以及充填稀释气体等方法,将燃料和氧化剂充分稀释,燃烧反应区氧浓度尽可能保持在2%-15%之间;
3.在无焰燃烧模式下,燃烧“柔和”,没有燃烧噪音,燃烧空间在较大的范围内扩散,使整个空间温度分布均匀,污染物排放量减少。
四、实现无焰燃烧途径
1.充入氮气。
2.高速射流。
3.特殊的燃烧室结构。