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1、1,第 五 节气 体 燃 料 燃 烧 过 程 及 燃 烧 设 备,2,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,1 燃烧过程及方法,制约燃烧速度的因素是混合（扩散）。混合过程是一个湍流扩散及机械掺混的过程。,3,(1)煤气与空气的流动方式；,(2)气流速度（相对速度）；,(3)煤气与空气气流的交角、流股(束)直径；,(4)煤气的热值；,(5)空气过剩系数。,影响混合的因素：,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,4,根据煤气与空气在燃烧前（烧嘴内）是否预混合及混合的程度，燃烧方式分：,保证燃烧反应进行的主要因素是:着火温度和着火浓度范围。,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,5,1、长焰燃烧特点：,第五节 气体燃
2、料燃烧过程及设备,6,边混合边燃烧，燃烧速度慢，燃烧速度取决于流股 的混合；,(2)=1.151.25；,(3)火焰较长，且沿火焰长度上温度分布较均匀，可适用于容积和宽度稍大的窑炉；,(4)可使用热煤气。可充分利用煤气中焦油化学热及 煤气显热，热利用率较高；,(5)空气、煤气预热温度限制较少；,(6)煤气压力可较低，一般5003000Pa即可；,(7)煤气中烃类易热解析出炭粒，所以火焰黑度较高，辐射较强；,(8)生产能力大，烧嘴结构简单，成本低，经济性好。,7,2、短焰燃烧法：,煤气与部分空气(1)在烧嘴内预混合，喷出后靠射流从周围空气中吸入空气(二次空气)并与之混合、继续燃烧。火焰由内焰与外
3、焰两个锥体组成。,特点：短焰燃烧与长焰燃烧基本相似，只是燃烧速度较大、火焰较短、燃烧温度较高、燃烧较易完全，但稳定性较差。,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,8,3、无焰燃烧法,是指煤气和空气在烧嘴内完全混合（a1），喷出后立即燃烧的燃烧方法。几乎无火焰。主要特点：空气过剩系数小（a1.05左右），燃烧温度高，不完全燃烧热损失极小，但燃烧不稳定性增强。,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,近年来随着高速烧嘴的出现，煤气与空气不仅在无焰烧嘴内混合，而且也可在烧嘴内燃烧，这对于控制喷出气流的速度和温度可以不受限制。在燃烧过程中，一般要根据工艺要求来控制火焰的性质及刚度。,9,第五节 气体燃料燃烧过程及设
4、备,性质：指火焰的气氛。有氧化焰、还原焰、中性焰：氧化焰：燃烧产物含一定量O2而无CO或只有极微量的CO存在，此时气体具有氧化能力。还原焰：燃烧产物含一定量的CO，此时气体具有还原能力。中性焰：指燃烧气体中既无O2也无CO，一般只能做到接近于中性焰。刚度：指火焰的刚直情况，它与喷出气流的速度有关。流速大，则刚度好。,10,2 气体燃料燃烧设备烧嘴的种类,2.1 长焰烧嘴,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,图37 单管式煤气烧嘴,图38 双管式煤气烧,11,应用较多的是套管式长焰烧嘴，其结构和特点：,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,12,2.2 短焰烧嘴,低压涡流式(DWI型)烧嘴在硅工业、冶金工
5、业中广泛采用。,特点：结构简单，煤气压力要求低(400800Pa)，对燃料要求低。,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,13,2.3 无焰烧嘴,(1)在高压煤气的喷射作用下，按比例吸入助燃 空气并在烧嘴内混合喷射式无焰烧嘴；,(2)通过加压机将煤气与空气按比例混合后送入 烧嘴。,混合方式有两种：,喷射式无烟烧嘴的基本构造是一喷射器，一般为了混合气体的速度在断面上更加均匀，在扩张段后面加一个收缩段，接下去是烧嘴砖。,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,14,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,15,2.4 其它类型烧嘴,(1)高速烧嘴,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,16,预混式高速喷嘴：,第五节 气体燃料
6、燃烧过程及设备,17,非预混式高速喷嘴考拍维斯特拉高速喷嘴,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,18,(2)平焰烧嘴,形成一个旋转的园盘形火焰。可防止火焰直接与物料接触，适合隔焰烧成，辐射能力强。,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,19,(3)浸没式烧嘴,烧嘴浸没在液体中进行燃烧，对液体直接加热。,主要用于玻璃池窑中玻璃液的加热。,为减少玻璃液内的气泡，加速澄清和缩小浸没式烧嘴的尺寸，可用富氧空气或纯氧作氧化剂。,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,20,(4)低NOx烧嘴,利用空气从环形喷嘴喷出时的喷射作用，使一部分烟气回流到煤气喷嘴附近，并与空、煤气掺混在一起，防止生成局部高温，降低氧气中NOx的浓度。,再循环式低NOx烧嘴：,第五节 气体燃料燃烧过程及设备,
