多孔介质燃烧新技术及应用

多孔介质燃烧新技术及应用

饶文涛

随着经济的发展，我国能源消耗量愈来愈大，同时给环境造成的污染也愈来愈严重。近来我国对节能减排要求的越来越高，尤其是当前全球金融危机的不利形势下，各钢铁企业间的竞争已经逐渐演化为能耗水平的竞争。而降低能耗不仅要在生产过程中严格把控，更要采用先进的节能技术和配套相应的节能设备才能实现。

工业炉窑是把能源转化为热能并加以利用的装置，在冶金、机械、石化、建材等众多工业行业内数量众多，有广泛的应用。工业炉按供热方式可以分为火焰炉和电炉，电炉的优点是炉温均匀，便于实现自动控制，加热质量好，没有烟尘和噪音危害，缺点是会遇到电量不足和电费较贵的情况，所以没有广泛利用。火焰炉的主要优点是燃料来源广泛，价格便宜，其燃料可以是天然气、副产煤气、油、煤等气、液、固体燃料，其中使用最多的是气体燃料，以自由火焰为特征的燃烧技术，一直占据着气体燃烧的主要地位。燃烧器(烧嘴)是工业炉窑中负责完成燃烧的设备，但是传统的燃烧器存在热效率不高、污染物排放量大，容易造成环境污染、难以实现精确控制等问题，使大量能源被白白浪费的同时污染了环境。以目前钢铁行业中技术最先进的加热炉来说，自由火焰燃烧产生的热量中只有60％能传给加热的物料，30％被燃烧产生的烟气带走，10％被炉墙等散热浪费掉，同时由于自由火焰燃烧消耗时间长、需要空间大等缺点，一是造成加热设备体积庞大，二是即使设备做得如此庞大，燃料仍会由于来不及燃烧就排出炉外，造成燃烧尾气中含有大量有毒的CO，同时由于自由火焰温度不均匀，燃烧尾气中还有大量氮氧化物。对环境造成巨大的危害。

针对以上现状，近年来，各类燃烧节能技术在国内得到很大发展，比如高温空气燃烧技术(蓄热燃烧技术)能把30％被烟气带走的余热再回收60％～80％，节能效果显著，但是该技术在改善加热物体的温度均匀性、减少污染物排放方面在国内应用效果不佳。

近年来，在燃烧研究领域中，多孔介质燃烧技术越来越多的受到人们的青睐。其特点是气体混合物在一种既耐高温、导热性能又好的特殊多孔介质材料里完成燃烧，介质做成什么形状，火焰就是什么形状，炉子内部没有火焰，加热物体不是靠火焰，而是靠加热高温介质和温度均匀的烟气的辐射热。

多孔介质燃烧新技术，是继第一代常规气体燃烧技术，第二代蓄热燃烧技术之后，国际最新的第三代气体燃烧技术。

传统燃烧技术：“两大一小有毒”，氮氧化物含量大，燃烧装置大，调节比小、燃气适应性小，有毒的一氧化碳含量高。多孔介质燃烧技术：“两小一大零排放”，氮氧化物含量小，燃烧装置小，调节比大、燃气适应性大，有毒的一氧化碳含量低。

随着整个国家和钢铁行业节能减排压力的日渐增大，在宝钢许多节能技术都已经推广应用，进一步节能必须要有新技术，多孔介质燃烧新技术将于年内在宝钢工业炉上实现应用示范，该技术将填补宝钢天然气节能自主技术领域的空白。