燃燒過程強(qiáng)化途徑
網(wǎng)站編輯:admin │ 發(fā)表時(shí)間:2015-10-15 │
燃?xì)馊紵俣热Q于混合速度和化學(xué)反應(yīng)速度,混合速度由流體動(dòng)力學(xué)因素來確定,化學(xué)反應(yīng)速度則由燃?xì)庑再|(zhì)、氧化劑性質(zhì)和可燃混合物的濃度、溫度、壓力等因素確定。
在工程上最容易得到且廉價(jià)的氧化劑就是空氣中的氧,其性質(zhì)是一定的,而燃燒通常又在大氣壓下進(jìn)行,所以氧化劑性質(zhì)和壓力這兩個(gè)因素是相對固定的。因此,強(qiáng)化燃燒過程主要應(yīng)從提高溫度和加強(qiáng)氣流混合等方面來考慮。實(shí)用的強(qiáng)化燃燒途徑主要有以下幾方面。
1.預(yù)熱燃?xì)夂涂諝?/span>
預(yù)熱燃?xì)夂涂諝饪梢蕴岣呋鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?,增加反?yīng)區(qū)內(nèi)的反應(yīng)速度,提高燃燒溫度,從而增加燃燒強(qiáng)度。在實(shí)際工程中,常常是利用煙氣余熱來預(yù)熱空氣,這樣既可以使燃燒強(qiáng)化,又可以提高燃燒設(shè)備的熱效率。但當(dāng)溫度升高時(shí),也伴隨著燃燒產(chǎn)物的分解,此時(shí)會(huì)吸收一部分熱量。當(dāng)爐膛溫度在1500℃以下時(shí),二氧化碳和水蒸氣的分解是不大的。但是當(dāng)采用富氧燃燒或燃燒溫度較高時(shí),分解的影響就比較顯著。為了避免熱分解帶來的不良后果,燃燒溫度應(yīng)限制在1800—2000℃以下。
2.加強(qiáng)紊動(dòng)
無論是大氣式燃燒,還是擴(kuò)散式燃燒,加強(qiáng)紊動(dòng)都能增加燃燒強(qiáng)度。在工程上,通常采用火焰穩(wěn)定性允許范圍內(nèi)盡量提高爐子入口或燃燒室中氣流速度,并在入口處采用阻力較大的擋板來增加紊動(dòng)尺度。
3.煙氣再循環(huán)
將一部分燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠僖蛉紵?,使之與尚未著火的或正在燃燒的燃?xì)饪諝饣旌衔锵嗷セ旌?,可提高反?yīng)區(qū)的溫度,從而增加燃燒強(qiáng)度。煙氣再循環(huán)的方式通常有內(nèi)部再循環(huán)和外部再循環(huán)兩種,前者是在爐膛內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的,后者是在爐膛外實(shí)現(xiàn)。煙氣再循環(huán)的氣量不能太大,當(dāng)煙氣量超過某一最佳數(shù)值時(shí),由于惰性物質(zhì)可對混合物的稀釋,燃燒速度反而會(huì)下降,甚至發(fā)生缺氧和不完全燃燒。
4.采用旋轉(zhuǎn)氣流
在氣體從燒嘴口噴出以前,使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),因此從噴口流出的氣體除了有軸向和徑向分速度外,還有切向分速度。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致徑向和軸向壓力梯度的產(chǎn)生,他們返過來有影響流場。在旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈時(shí),軸向反壓力可能相當(dāng)大,甚至沿軸向方向發(fā)生反向流動(dòng),產(chǎn)生內(nèi)部回流區(qū)。一般會(huì)在燒嘴上采用機(jī)械旋轉(zhuǎn)裝置,大科采用的是旋風(fēng)片的形式,這也是借鑒了國外先進(jìn)技術(shù)后設(shè)計(jì)的。