2.應用旋轉(zhuǎn)氣流
在氣體從噴口噴出以前,使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),將大大改善氣流混合過程,提高燃燒強度。
3.預熱燃氣和空氣
預熱燃氣和空氣,可以提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?,增加反應區(qū)內(nèi)的反應溫度,從而提高燃燒溫度,增加燃燒強度。
在實際工程中,常常是利用煙氣余熱來預熱空氣和燃氣,這樣既可以強化燃燒,又回收了煙氣余熱,可降低燃料消耗,提高熱效率。
4.煙氣再循環(huán)
將一部分煳燒所產(chǎn)生的高溫煙氣引向燃燒器,使之與尚未著火的或正在燃燒的燃氣/空氣混合物摻混,可提高反應區(qū)的溫度,從而增加燃燒強度。
煙氣再循環(huán)的方式,包括內(nèi)部再循環(huán)和外部再循環(huán)兩種。
二、燃燒引起的環(huán)境污染與防治
世界上的能量主要由燃料燃燒而得,但在燃料燃燒的同時,會產(chǎn)生一系列的燃燒產(chǎn)物,污染環(huán)境。燃燒燃料引起的對環(huán)境的污染主要是大氣污染。地球周圍被大氣層所包圍。它主要由氮和氧組成,此外還有一些其它氣體和一些水滴、塵埃等?!皾崈艨諝狻钡慕M成如下:
按容積/% N2 O2 Ar
78 21 1
其它微量,按×10-6 C02 Ne He CH4 H2 Kr Xe
315 18 5.2 1.2 0. 5 0.5 0.08
N02 03
0.02 0.0l~0.04
其中雖含有C02、N02、O3等有害氣體,但數(shù)量極少,對人體和環(huán)境均無明顯的影響。若有害氣體的濃度超過上列數(shù)據(jù),則稱為大氣被污染。特別是CO、NOx,S02、S03對人的危害最大。
對燃氣燃燒而言,一般因燃氣經(jīng)過脫硫凈化,燃燒以后生成的S02、S03數(shù)量很少。而且,只要完全燃燒,煙氣中的CO含量也是很小的。因此,燃氣燃燒引起對大氣環(huán)境的污染,其中危害最大且.最難處理的是氮的氧化物NOx
燃燒產(chǎn)生的氮的氧化物主要是NO,而N02很少,不過NO排入大氣中后,很快就被氧化成N02。N02的毒性五倍于NO,對人類和動植物都有大的危害。更為嚴重的是,NO2在日光作用下會產(chǎn)生新生態(tài)氧原子。這新生態(tài)氧原子在大氣中將會引起一系列連鎖反應井與未燃盡的碳氫化合物一起形成光化學煙霧,其毒性更強。
因此,為了防止NO2及其引起的光化學煙霧的危害,就必須抑制燃料燃燒時的NO生成量。
燃料燃燒產(chǎn)生的氮氧化物主要來自兩個方面:一是燃燒時空氣帶入的氮,在高溫下與氧反應所生成的NO,稱為“溫度型NO”(T-NO);二是來自燃料中固有的氮化合物經(jīng)過復雜的化學反應生成的氮氧化物,稱為“燃料型N0”(F-NO)。
所以,影響NO生成的主要因素為,燃料中氮化合物的含量,火焰溫度和高溫下的停留時間,燃燒區(qū)中氧濃度等。
目前,氮氧化物污染防治主要從兩方面著手:采取低NOx的燃燒方法和采用低NOx燃燒器,參見第六章。
燃燒的環(huán)境污染防治,還包括噪聲控制。
燃氣燃燒的噪聲,主要來自風機、燃燒氣流和燃燒火焰三個方面。風機在一定工況下運轉(zhuǎn)時,產(chǎn)生強烈的噪聲,其中包括空氣動力性噪聲和機械性噪聲;當燃燒系統(tǒng)中的氣流形成紊流時出現(xiàn)了速度和壓力的脈動,也產(chǎn)生噪聲,由于這種被動具有隨機性,因此氣流噪聲是寬頻帶噪聲;火焰噪聲是由于燃燒反應的波動引起的局部地區(qū)流速和壓力變化而產(chǎn)生的。均勻混合的層流火焰是無聲的。火焰噪聲來源于氣流的紊動和局部地區(qū)組分不均勻。
噪聲防治,主要從控制聲源和控制噪聲傳播兩方面考慮。如提高風機裝配的精確度,消除不平衡性;改變噴嘴形狀減少噪聲的產(chǎn)生等。
對已產(chǎn)生的噪聲采取吸音、消音、隔音和阻尼等措施來降低和控制噪聲的傳播,也是十分有效的。常用的減噪裝置有:隔聲罩、消聲器等。
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