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燃烧强化

[拼音]:ranshao qianghua

[外文]:intensification of combustion

用各种物理的、化学的方法,使燃烧在尽可能小的空间内达到尽可能高的燃烧效率。强化燃烧有多种方法。

旋流燃烧

用斜叶片、螺旋槽或切向进气使燃料气流旋转,以增强湍流脉动和混合,强化传热性质,增大燃气回流,延长燃料颗粒停留时间,从而强化燃烧。这种方法已广泛用于各种燃烧装置中。

乳状和浆状燃料燃烧

将油与水混合或将煤粉与油或水混合,制成油-水、油-煤、水-煤、水-油-煤等不同类型的乳状或浆状燃料,使之燃烧,这样不仅能够节约燃料,而且可以强化燃烧。人们正在研究将这类燃料用于锅炉、工业炉、内燃机和煤粉气化炉等。

流化床燃烧

控制供气速度,使燃料颗粒(直径几毫米)与空气的混合物在填料床层上方形成沸腾状态的稠密颗粒群,在这种状态下的燃烧称为流化床燃烧,又称为沸腾燃烧。流态化使传热传质强化和颗粒停留时间增长,因而能强化燃烧。这种燃烧方式既可有效地燃用低挥发分的煤和劣质煤,又可降低氮氧化物排放的污染。流化床燃烧已为小型电站锅炉和工业炉所采用。

超声速燃烧

燃烧通常发生于亚声速条件下。某些速度很高的飞行器,如超声速飞行的战术导弹,其冲压发动机中的燃烧发生在超声速条件下,亦即人工爆震燃烧。这时火焰以强爆震波速度传播,可获得较高的燃烧速率。

催化燃烧

用铂、钴和铬的氧化物,或者稀土金属氧化物,制成某种形状(常常是蜂窝状)的催化床,可以使燃料含量很低的混合物着火,并维持火焰不灭。由于燃烧区温度不高而且均匀,着火和稳定火焰的范围宽,可在较大的燃料和空气混合比范围内保持较高的燃烧强度,同时又能降低烟粒和氮氧化物的排放。但由于某些技术上的困难(如催化物易于”中毒”等),这种方法尚未广泛用于工程中。

脉动燃烧

通常认为燃烧中的振荡会导致事故,因而尽量避免,但也有人试图用脉动强化燃烧,例如用声学共振腔、间歇注入燃料、人工引入超声波振荡和放大火焰中电噪声等方法来强化燃烧,但这些方法尚未进入实用阶段。

其他强化方法

在某些装置如烧煤的磁流体发电机燃烧室中,用高温燃烧方法将煤粉喷入1700℃左右的预热空气中燃烧,可以产生2700℃左右的高温。煤粉的快速热解和强烈挥发可使燃烧强化。高炉的煤粉喷吹也有类似的效果。还有人试验用电场或磁场控制雾化或改变火焰形状,或在火焰中利用小能量放电来强化燃烧或扩大火焰稳定范围,并控制氮氧化物的生成等。这些方法都尚处于探索之中。

参考书目
  1. A.Stambuleanu, Flame Combustion Processes in Industry, Abacus Pr.,1977.

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文章名称:《燃烧强化》
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