高温空气燃烧技术 Technology of High Temperature Air Combustion

1. 高温空气燃烧技术 Technology of High Temperature Air Combustion

2. NOx 空气 200-300 ℃ 燃料 掺冷 1350℃ 常规燃烧方式—— 高NOx排放 高温排烟 集中回热 常 规 回热器 < 600℃

3. 关键部件— 蜂巢蓄热体 2.5 X2.5X0.4 mm ——技术含量和 工业制造水平 换热的比表面积 （m2/m3） 240 1340 1 1/10 重量 切换时间（s） 120 30 形状和通流面积 曲线、小 直线、大 压力损失 高 低

4. 节约能源 防治污染 可持续发展

5. 技术的先进性和关键 - 基本原理 - 超低NOx 燃烧 - 投资+运行费用 - 关键技术 - 适用的燃料

6. 分散式余热回收方式 预热空气 Nox排放 (1270 K) 燃料 燃料 交替切换 烧嘴A 烧嘴B (1620 K) 钢坯 废气 废气 陶瓷球型蓄热体 切换阀 空气 基本原理—— 出处：NKK公司（日本）：“蓄热式烧嘴加热炉概要及其在钢铁设备上的应用”

7. 70 60 50 40 30 20 10 0 50-60% % 1400 预热前窑炉出口排烟温度(℃) 1200 燃料节约率 1000 25-30% 以往的水平 800 600 400 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 预热空气温度 节能潜力 ℃ 出处：NFK公司（日本)：产品目录

8. 低NOx稳定燃烧 K 要脱硝 预热空气温度 传统技术 不燃烧领域 燃烧区氧气浓度 (%) 超低NOx燃烧技术

9. 燃烧器结构 炉内 O2<15% (甚至<2%) 燃料 1620 K 陶瓷蓄热体 F1：供给中央喷管 燃烧用空气 高温预热 F2：直接喷入炉内 出处：NKK公司（日本）：“蓄热式烧嘴加热炉概要及其在钢铁设备上的应用”

10. 关键技术: 蓄热体 —— 技术关键之一 要求： - 蓄热量（cp）大 - 换热速率（l）高 - 高温结构强度好：温差压强、高 频变换、无脆裂、剥落和变形 - 抗氧化和腐蚀 - 经济 材料—— 影响装置小型化、换热效率和经济效益 - 陶瓷类（碳化硅及非金属耐火材料） - 耐热耐蚀钢类 - 碳素钢类

11. 蜂巢状蓄热体 ——日本NFK & NKK - 氧化铝，通道矩形断面边长2.5 mm，壁厚0.4 mm - 优化组合余热回收率、耐久性能、蜂巢形状、网目、壁厚 和分割、最佳切换时间 - 换热比表面积：1340 m2/m3 （常规球状蓄热体：240） - 重量：常规蓄热体1/10 - 切换时间：120 s(常规) 30 s - 高速蓄热和换热能力，进一步改善空气预热动态换热特性 - 直线蜂窝通道，通流面积大，压损低，不易堵塞 - 换热前后排烟温度相差无几（典型：50-100℃），空气预 热温度接近炉温（差50-100℃）。

12. 炉内气流结构 炉内 O2<15% (甚至<2%) 燃料 1620 K 陶瓷蓄热体 F1：供给中央喷管 燃烧用空气 高温预热 F2：直接喷入炉内

13. 200 150 100 50 0 ppm 烟气温度1350 ℃ NOx (换算为O2 = 11% ） 1100 ℃ 0 10 20 30 40 F1/(F1+F2) 关键技术: 一次和二次燃料比例 出处：NFK公司（日本)：产品目录

14. 量 NOx ? 二次燃料喷入主气流射流的回流区中 一次燃料燃烧耗氧 关键技术: 炉内气流混合 如何创造贫氧条件 局部过剩空气系数 a << 1 总过剩空气系数 a0 > 1 - 过低：不足以消耗足够的氧 - 过高：可能大量生成NOx 最佳比例！ 估计：一次射流区外：15%贫氧，耗1/4氧，一次燃料量亦占总量1/4

15. 与已燃气体 充分混合 射流角度和深度 实验手段 数值模拟 关键技术 二次燃料通道几何参数 KNOW HOW