全預(yù)混空氣燃燒方法的技術(shù)條件

全預(yù)混空氣燃燒方法的技術(shù)條件楊波120121605摘要以全預(yù)混空氣燃燒為研究對(duì)象，采用實(shí)驗(yàn)研究的方法，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，研究結(jié)果表明全預(yù)混空氣燃燒方法的技術(shù)條件為三個(gè),天然氣是一種公認(rèn)的清潔、高效、優(yōu)質(zhì)能源，在化工、電力、城市燃?xì)獾裙I(yè)和民用領(lǐng)域正得到廣泛的應(yīng)用。隨著西氣東輸全面實(shí)施，我國(guó)的天然氣工業(yè)將進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展階段。然而天然氣燃燒熱之高，污染排放物少，但是在正常的燃燒條件下仍排放大量的NOX、CO以及SO2.研究表明，天然氣催化燃燒技術(shù)不僅可以提高燃燒率，而且可以有望從根本上改善天然氣燃燒的污染物排放問(wèn)題。關(guān)鍵詞全預(yù)混空氣大氣式燃燒0引言我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，各項(xiàng)建設(shè)取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境代價(jià)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳，環(huán)境污染問(wèn)題反應(yīng)強(qiáng)烈。節(jié)能減排勢(shì)在必行。建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的主體，應(yīng)從多方面著手，積極主動(dòng)開(kāi)展工作，全面完成各項(xiàng)節(jié)能減排任務(wù)，促進(jìn)能源與環(huán)保協(xié)調(diào)發(fā)展，走可持續(xù)發(fā)展的新型工業(yè)化道路，因此必須采用清潔能源。1燃?xì)馊紵椒òl(fā)展趨勢(shì)人們是從擴(kuò)散燃燒現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)氣體燃料（天然氣）的。開(kāi)始人們還以為是神火而頂禮膜拜，形成所謂“拜火教”。我國(guó)是世界公認(rèn)的利用天然氣最早的國(guó)家。早在公元前250年我們的祖先在四川就知道用天然氣的擴(kuò)散燃燒方法煮鹽。后來(lái)過(guò)了2000多年，被稱為“燃?xì)夤I(yè)之父”的蘇格蘭工程師默克多才用焦?fàn)t氣的擴(kuò)散火焰來(lái)照明。當(dāng)時(shí)在1813年新年除夕之夜，在英國(guó)的惠斯頓大橋上兩排燃?xì)鉄粢黄鹫彰?，結(jié)束了靠蠟燭、油燈照明的日子。這也是當(dāng)時(shí)科技界輝煌的成就。燃?xì)鉄粽彰鞯暮镁安⒉怀?，?dāng)愛(ài)笛生發(fā)明了電白熾燈后，燃?xì)鉄魩捉?jīng)全力與電競(jìng)爭(zhēng)照明市場(chǎng)。結(jié)果無(wú)論在技術(shù)上，還是在經(jīng)濟(jì)上都競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)電白熾燈。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的驅(qū)使下，燃?xì)鉄舨坏貌蛔尦鼋^大部分的照明市場(chǎng)。后來(lái)還是大氣式燃燒的本生火焰為燃?xì)庵赋隽讼驘崮芊较虬l(fā)展的道路。由于大氣式燃燒方法使燃?xì)馊紵容^完全，易點(diǎn)火，污染少，使用簡(jiǎn)單，來(lái)源充足，價(jià)格便宜，運(yùn)送方便，結(jié)果逐步代替了煤，成為城市三大能源之一。隨著技術(shù)的發(fā)展與人們對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越高，人們發(fā)現(xiàn)大氣式燃燒方法有許多不可避免的缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外燃?xì)夤ぷ髡唛_(kāi)始進(jìn)一步研究全一次空氣預(yù)混燃燒方法及適應(yīng)這種燃燒方法的燃具。本文目的在介紹各種燃燒方法的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)論述全預(yù)混空氣燃燒方法主要特點(diǎn)及這種燃燒設(shè)備所需的技術(shù)條件。2擴(kuò)散式燃燒方法這是一種最簡(jiǎn)單的燃燒方法。在燃燒以前，燃?xì)馀c空氣不混合，燃?xì)庾曰鹂琢鞒龊?，靠擴(kuò)散與空氣混合燃燒。這種燃燒方法有簡(jiǎn)單，容易點(diǎn)火，不會(huì)回火，燃燒穩(wěn)定，燃具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是對(duì)于需要空氣多的高熱值燃?xì)猓ㄌ烊粴?、液化石油氣），靠層流擴(kuò)散是達(dá)不到完全燃燒的要求的，具體的缺點(diǎn)是煙氣中CO含量比較高，燃具的體積比較大。為此所有的民用燃具大部分淘汰了擴(kuò)散式燃燒方法。但是，層流擴(kuò)散式燃燒方法也有其不可忽視的優(yōu)點(diǎn)。例如這種燃燒方法的穩(wěn)定性比較高，沒(méi)有回火，不容易離焰。由于在燃燒過(guò)程中溫度不高，氧氣濃度低，所以沒(méi)有產(chǎn)生NOx的條件，其燃燒產(chǎn)物中幾乎沒(méi)有NOx。相反在這種條件下，CO卻容易產(chǎn)生。為此在采用這種燃燒方法時(shí)必須充分考慮有足夠的燃燒空間。目前我國(guó)還有不少使用低熱值人工燃?xì)獾牡貐^(qū)，如果采用大氣式燃燒方法火焰達(dá)不到穩(wěn)定時(shí)，可以考慮采用擴(kuò)散式燃燒方法。強(qiáng)制鼓風(fēng)擴(kuò)散燃燒方法多用于工業(yè)爐上的工業(yè)燃燒器。采用這種燃燒方法需要合理地組織空氣與燃?xì)饣旌希苊猱a(chǎn)生大量的NOx與CO。3部分預(yù)混空氣（大氣式）燃燒方法預(yù)先混入部分空氣的大氣式燃燒方法與擴(kuò)散式燃燒方法相比有燃燒完全、火焰短、熱強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)。但是這種燃燒方法有回火的可能，也會(huì)離焰與脫火。在控制好一次空氣的條件下，能具有一定范圍的不離焰不回火的穩(wěn)定火焰區(qū)，在此區(qū)內(nèi)可以調(diào)節(jié)負(fù)荷。這種燃燒方法，結(jié)合用燃?xì)庖淇諝獾囊湫托纬梢湫痛髿馐饺计骶?，在民用燃?xì)庥镁咧械玫綇V泛應(yīng)用。這是因?yàn)槠淙紵a(chǎn)物這CO較少，充分利用了燃?xì)獾谋旧韷毫εc空氣混合，燃具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用操作方便的結(jié)果。引射型大氣式燃具用于工業(yè)時(shí)，會(huì)遇到困難。因?yàn)楣I(yè)要求負(fù)荷大，結(jié)果造成引射器的體積龐大，在安裝與維護(hù)方面都會(huì)發(fā)生問(wèn)題，所以大工業(yè)爐一般不采用此種形燃具。大氣式（部分預(yù)混空氣）燃燒方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是改善了層流擴(kuò)散燃燒的燃燒不完全的缺點(diǎn)。民用燃具的熱負(fù)荷不高，靠燃?xì)鈮毫靡淦魍耆梢晕胱銐虻牟糠挚諝膺_(dá)到大氣式燃燒。同時(shí)還可以用調(diào)節(jié)燃?xì)鈮毫Φ姆椒ㄕ{(diào)節(jié)熱負(fù)荷，并且在不同的熱負(fù)荷下，一次空氣系數(shù)變化不大。這就是引射型大氣式燃燒器百余年來(lái)廣泛用于民用燃具的原因大氣式（部分預(yù)混空氣）燃燒方法也有不可避免較差，穩(wěn)定燃燒的范圍較小，必須采用防止離焰與回火的穩(wěn)焰措施。民用燃具中的紅外線輻射器和灶具就是采用多孔陶瓷板或雙金屬網(wǎng)作為穩(wěn)焰載體，達(dá)到穩(wěn)焰效果。工業(yè)燃具中，負(fù)荷小的與民用相同，采用多孔陶瓷板，負(fù)荷大的則多采用單火道及多火道穩(wěn)焰。民用燃具負(fù)荷小，可以考慮用利用燃?xì)鈮毫σ淇諝?，工業(yè)燃具負(fù)荷大，如果利用燃?xì)庖淇諝鈺?huì)使引射器的體積過(guò)于龐大，不得不采用強(qiáng)制鼓風(fēng)的方法。全預(yù)混空氣（無(wú)焰式）燃燒方法，最大的優(yōu)點(diǎn)是：燃燒強(qiáng)度大，火焰短，可以降低爐膛高度；不需要二次空氣，省去了二次空氣的入口的面積；具有較大的面積熱強(qiáng)度與體積熱強(qiáng)度，可縮小燃燒設(shè)備體積；火焰面可以靠近熱交換器，加大傳熱系數(shù)。提高熱效率；燃燒產(chǎn)物可以在火焰面的下方流出，使熱流向下，有利于冷凝式熱水器，有利于向下輻射的工藝要求；在全預(yù)混空氣燃燒的條件下，燃燒產(chǎn)物中CO及NOx含量都比較低；這種燃燒方法，在穩(wěn)定的燃?xì)馀c空氣的混合比例下，可以使熱效率隨著負(fù)荷降低而增加。大大提高了燃?xì)馊紵O(shè)備的年熱效率。首先這種燃燒方法需要組織好二次空氣，為此需要足夠的二次空氣進(jìn)口面積及必要的爐膛高度。所以很難減小燃燒設(shè)備的體高燃燒穩(wěn)定范圍。4全預(yù)混空氣（無(wú)焰式）燃燒方法將燃燒所需空氣全部混入燃?xì)庠龠M(jìn)行燃燒的全預(yù)混空氣燃燒方法的特點(diǎn)是火焰短，附著于燃燒表面，看不到火焰，故稱無(wú)焰式燃燒方法，或稱其為全一次預(yù)混空氣燃燒方法。這種燃燒方法的穩(wěn)定性燃燒產(chǎn)物可以在火焰面的下方流出，使熱流向下，有利于冷凝式熱水器，有利于向下輻射的工藝要求；在全預(yù)混空氣燃燒的條件下，燃燒產(chǎn)物中CO及NOx含量都比較低；這種燃燒方法，在穩(wěn)定的燃?xì)馀c空氣的混合比例下，可以使熱效率隨著負(fù)荷降低而增加。大大提高了燃?xì)馊紵O(shè)備的年熱效率。尤其對(duì)于大負(fù)荷熱水器在低于額定負(fù)荷下能維持高效率，是很有現(xiàn)實(shí)節(jié)能意義的。依靠過(guò)去的技術(shù)，在民用燃具中，除了紅外線輻射器外，其他大負(fù)荷燃燒設(shè)備（如熱水器）難以實(shí)現(xiàn)以上要求，為此限制了此種燃燒方法的應(yīng)用。目前燃?xì)馊紵O(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)4.1社會(huì)要求燃?xì)馊紵O(shè)備首先的任務(wù)是安全。因?yàn)槿細(xì)馐聵I(yè)本身是造福于人類的，但是，一旦發(fā)生了事故，對(duì)受害者是百分之百的“造害”另一方面，安全問(wèn)題解決不好燃?xì)馐聵I(yè)不能發(fā)展。4.2市場(chǎng)需要隨著社會(huì)的發(fā)展與技術(shù)的進(jìn)步，先是人民生活水平不斷提高，對(duì)燃?xì)庠O(shè)備提出更高的要求。目前家庭的廚房設(shè)備越來(lái)越高檔，因此要求燃?xì)庠O(shè)備外形漂亮，體積巧小，并且與周圍家具及環(huán)境協(xié)調(diào)。除了美觀以外還要求使用方便，負(fù)荷大、功能多、價(jià)格廉等。4.3安裝條件根據(jù)我國(guó)民用建筑的現(xiàn)況，除了帶有獨(dú)立煙道的別墅住宅及二、三層建筑和少數(shù)帶有符合規(guī)范的專用煙道的高樓以外，絕大部分建筑基本上沒(méi)有條件安裝靠熱壓頭的自然煙道排煙的熱水器或其他燃燒設(shè)備。為此生產(chǎn)廠家開(kāi)發(fā)了靠風(fēng)機(jī)排煙或鼓風(fēng)的燃?xì)馊紵O(shè)備。目前燃?xì)馊紵O(shè)備技術(shù)水平：早在60年代末70年代初我國(guó)就開(kāi)發(fā)了全預(yù)混燃燒的紅外線輻射器。90年代開(kāi)始了引射型紅外線民用灶具的批量生產(chǎn)。近年來(lái)，在熱水器方面我國(guó)生產(chǎn)廠家分別開(kāi)發(fā)了強(qiáng)制排煙、機(jī)力鼓風(fēng)、強(qiáng)制給排氣型的熱水器，在安全、控制技術(shù)方面已趨成熟（要重視批量生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定性），有的廠家引進(jìn)國(guó)外技術(shù)開(kāi)發(fā)了近似全預(yù)混的燃燒器，為了防止回火，利用進(jìn)水冷卻燃燒器頭部。這就說(shuō)明我國(guó)已具備了采用全預(yù)混燃燒方法的條件。發(fā)展全預(yù)混空氣燃燒方法所需要的技術(shù)條件發(fā)展全預(yù)混空氣燃燒方法需要如下技術(shù)條件：首先要解決空氣鼓風(fēng)，目前我國(guó)不少?gòu)S家已經(jīng)開(kāi)發(fā)了強(qiáng)排、強(qiáng)制給排氣的熱水器，因此參照一些國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)制鼓風(fēng)燃燒的技術(shù)可以順利解決。第二步要解決的問(wèn)題是燃燒器頭部的燃燒火孔或穩(wěn)焰載體的選擇。采用常規(guī)的雙金屬網(wǎng)或者多孔陶瓷板的可以滿足面積熱強(qiáng)度要求低的地方，如紅外線輻射器常采用多孔陶瓷板作為穩(wěn)焰載體。對(duì)于面積熱強(qiáng)度要求大的地方就需要采用其他的火孔型式及相適應(yīng)的穩(wěn)焰措施。在這方面，我國(guó)高校和生產(chǎn)廠家都做了一些工作，歐洲的生產(chǎn)廠家業(yè)也提供了不少的型式，尤其是碳纖維與金屬纖維燃燒載體的出現(xiàn)，更進(jìn)一步促進(jìn)了全預(yù)混空氣燃燒方法的發(fā)展。但是，無(wú)論采用哪種火孔型式或哪種穩(wěn)焰載體，都需要把燃燒設(shè)備的穩(wěn)定工作曲線（如圖1）做出來(lái)。此曲線受燃?xì)庑再|(zhì)、燃?xì)鈮毫?、燃燒火孔的型式、穩(wěn)焰載體性能、燃燒設(shè)備的爐膛及熱交換器的構(gòu)造等因素的影響，不能盲目采用國(guó)外或其他不是自己做出來(lái)的曲線。下一步就要解決燃?xì)馀c空氣的混合問(wèn)題了。最節(jié)能最方便的方法是利用燃?xì)鈮毫恳淦魑諝?。目前的紅外線輻射器就是采用這種方法。以天然氣為例，燃?xì)庖淇諝獾囊浔刃枰_(dá)到1比10至1比11，對(duì)于液化石油氣引射比需要高達(dá)1比35之多。要達(dá)到如此大的引射比，在目前陶瓷板的阻力和液化石油氣的額定壓力（2800帕）條件下，要達(dá)到足夠的引射比，必須保證噴嘴與文吐利嚴(yán)格對(duì)中，文吐利管內(nèi)壁光滑。否則也是不容易達(dá)到的。就是可以達(dá)到也會(huì)因負(fù)荷加大使引射器體積過(guò)分龐大，而不能使用?，F(xiàn)在的形勢(shì)是，已經(jīng)有了空氣鼓風(fēng)，完全可以甩開(kāi)燃?xì)庖淇諝獾囊淦鳎每諝馀c燃?xì)獾膲毫C(jī)力混合。很明顯在這種條件下，空氣引射燃?xì)鈱?huì)大大地降低引射比，同時(shí)也會(huì)減小引射器的體積。關(guān)于燃?xì)馀c空氣的比例混合器國(guó)外廠家已有產(chǎn)品進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，例如霍尼韋爾（Honeywell）與西特（Sit）兩家公司都推出自己的產(chǎn)品。但是，國(guó)外的產(chǎn)品一般把執(zhí)行機(jī)構(gòu)與控制電路合為一體，圖2就是這種帶文吐利管的燃?xì)饪諝獗壤y的示意圖。當(dāng)需要提高燃燒設(shè)備的負(fù)荷時(shí)，可加大風(fēng)機(jī)壓力，提高空氣流量，同時(shí)在文吐利與調(diào)節(jié)器的作用下，燃?xì)饬髁恳搽S之加大，并保持原來(lái)與空氣流量的比例。同理，在小負(fù)荷條件下，也可以保持燃?xì)馀c空氣的比例不變。一般來(lái)說(shuō)，國(guó)外產(chǎn)品性能穩(wěn)定，但價(jià)格比較貴。有時(shí)國(guó)外的控制技術(shù)不一定符合國(guó)情。所以最好的辦法是根據(jù)國(guó)情自己設(shè)計(jì)。有關(guān)燃?xì)馀c空氣比例混合的技術(shù)問(wèn)題另文詳述。根據(jù)以上論述，我國(guó)發(fā)展全預(yù)混空氣燃燒技術(shù)的條件已經(jīng)成熟。首先在強(qiáng)制給排氣的熱水器的基礎(chǔ)上，加以改進(jìn)就可成為先進(jìn)的節(jié)約能源（以低熱值計(jì)的熱效率可達(dá)100%），保護(hù)環(huán)境（CO與NQ含量都低）的冷凝式熱水器。目前我國(guó)燃?xì)馊紵姆绞街饕腥N：擴(kuò)散式燃燒、大氣式燃燒、預(yù)混式燃燒。（1）擴(kuò)散式燃燒將管口噴出的燃?xì)膺M(jìn)行燃燒，如果燃?xì)庵胁缓趸瘎?，則燃燒所需的氧氣將依靠擴(kuò)散作用從周圍大氣獲得。這種燃燒方式稱為擴(kuò)散式燃燒在層流狀態(tài)下，擴(kuò)散燃燒依靠分子擴(kuò)散作用是周圍氧氣進(jìn)入燃燒區(qū)；在紊流狀態(tài)下，則依靠紊流擴(kuò)散作用來(lái)獲得燃燒所需要的氧氣。由于分子擴(kuò)散進(jìn)行的比較緩慢，因此層流擴(kuò)散燃燒的速度取決于氧的擴(kuò)散速度。燃燒的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得很快，因此火焰焰面厚度很小（2）大氣式燃燒1855年本生創(chuàng)造出一種燃燒器，他能從周圍大氣中吸入一些空氣與燃?xì)忸A(yù)混，在燃燒時(shí)形成不發(fā)光的藍(lán)色火焰，這就是實(shí)驗(yàn)室常用的本生燈。預(yù)混式燃燒的出現(xiàn)使燃燒技術(shù)得到很大的發(fā)展。擴(kuò)散式燃燒容易產(chǎn)生煤煙，燃燒溫度也相當(dāng)?shù)?，但?dāng)預(yù)先混入一部分燃燒所需空氣后，火焰就變得清潔，燃燒得以強(qiáng)化，火焰溫度也提高了。因此部分預(yù)混式燃燒得到了廣泛的應(yīng)用。在習(xí)慣上又稱大氣式燃燒本生火焰是部分預(yù)混層流火焰的經(jīng)典例子，它由內(nèi)錐和外錐組成。在內(nèi)錐表面火焰向內(nèi)傳播，而未燃的燃?xì)饪諝饣旌衔飫t不斷地從錐內(nèi)向外流出。在氣流的法向分速度等于法向火焰?zhèn)鞑ニ俣戎醣愠霈F(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定的焰面，其形狀近似于一個(gè)圓錐面，顏面內(nèi)側(cè)有一層很薄的淺藍(lán)色燃燒層，因此內(nèi)錐又稱藍(lán)色錐體由于一次空氣量小于燃燒所需要的空氣量，因此在藍(lán)色椎體上僅僅進(jìn)行一部分燃燒過(guò)程。所得的中間產(chǎn)物穿過(guò)內(nèi)錐面，其外部按擴(kuò)散方式與空氣混合面燃燒。一次空氣系數(shù)越小，外錐就越大（3）預(yù)混式燃燒完全預(yù)混式燃燒是在部分預(yù)混式燃燒的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它雖然出現(xiàn)的較晚。但因?yàn)樵诩夹g(shù)上比較合理，很快便得到了廣泛的應(yīng)用進(jìn)行完全預(yù)混式燃燒的條件是：燃?xì)夂涂諝庠谥鹎邦A(yù)先按化學(xué)當(dāng)量比混合均勻設(shè)置專門(mén)的火道，使燃燒區(qū)內(nèi)保持穩(wěn)定的高溫在以上條件下，燃?xì)?空氣混合物到達(dá)燃燒區(qū)后在瞬間燃燒完畢?；鹧婧芏躺踔量床灰?jiàn)，所以又稱無(wú)焰燃燒完全預(yù)混式燃燒火道的容積熱強(qiáng)度很高，并且能在很小的過(guò)?？諝庀禂?shù)下達(dá)到完全燃燒，因此燃燒溫度較高完全預(yù)混式可燃物的燃燒速度極快，但火焰穩(wěn)定性差。完全預(yù)混式燃燒過(guò)程的熱強(qiáng)度與火道有很大的關(guān)系。正確設(shè)計(jì)的貨到不僅提高了燃燒穩(wěn)定性，增加了燃燒強(qiáng)度，而且高溫火道對(duì)迅速燃盡也起了很大的作用天然氣燃燒利用方式主要是借助燃燒器進(jìn)行燃燒。燃燒器的種類很多。按一次空氣系數(shù)分類可分為1、擴(kuò)散式燃燒器，燃?xì)馀c空氣不預(yù)混，一次空氣系數(shù)等于0；2、大氣式燃燒器，燃?xì)馀c一部分空氣預(yù)先混合，一次空氣系數(shù)為0.2?0.8；3、預(yù)混式燃燒器，燃?xì)馀c空氣完全預(yù)混，一一次空氣系數(shù)大于1.對(duì)燃燒器的技術(shù)要求主要有以下幾個(gè)方面（1）燃燒比較完全。（2）燃燒穩(wěn)定。當(dāng)燃?xì)鈮毫?、華白指數(shù)和燃燒勢(shì)在正常范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，不發(fā)生回火和脫火現(xiàn)象（3）燃燒效率較高。（4）再而頂壓力下，燃燒器能達(dá)到所要求的熱負(fù)荷（5）結(jié)構(gòu)緊湊、金屬消耗少、調(diào)節(jié)方便、工作無(wú)噪聲擴(kuò)散式燃燒器燃燒穩(wěn)定，不會(huì)回火，運(yùn)行可靠;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；操作簡(jiǎn)單，容易點(diǎn)火；可利用低壓燃?xì)猓細(xì)鈮毫?00-400帕或者更低時(shí)，仍能正常工作；不需要鼓風(fēng)。然而其燃燒強(qiáng)度低，火焰長(zhǎng)，需要較大的燃燒室；容易產(chǎn)生不完全燃燒。為使燃燒安全，必須供給較多的過(guò)剩空氣；由于過(guò)?？諝庀禂?shù)較大，燃燒溫度低。其適用于沸水器、熱水器、紡織業(yè)中的加熱設(shè)備及小型采暖鍋爐，用作點(diǎn)火器和指示性燃燒器。大氣式燃燒器通常利用燃?xì)庖湟淮慰諝?，故屬于引射式燃燒器。根?jù)燃?xì)鈮毫Φ牟煌挚煞譃榈蛪阂浜透撸ㄖ校阂淦?，前者多用于民用后者多用于工業(yè)裝置。大氣式燃燒器比擴(kuò)散式燃燒器火焰短、火力強(qiáng)、燃燒溫度高；可以燃燒不同性質(zhì)的燃?xì)猓紵容^完全、燃燒效率比較高、煙氣中CO含量比較少；可應(yīng)用低壓燃?xì)猓捎诳諝庖揽咳細(xì)馕?，所以不需要送風(fēng)設(shè)備；適應(yīng)性強(qiáng)，可以滿足較多工藝的需求。然而由于只預(yù)混了部分空氣，而不是全部燃燒所需的空氣，故火孔熱強(qiáng)度、燃燒溫度雖比自然引風(fēng)擴(kuò)散式燃燒器高，但仍受限制，仍不能滿足某些工藝的要求；當(dāng)熱負(fù)荷較大時(shí)，多火孔燃燒器的結(jié)構(gòu)比較笨重。適用范圍廣，在家庭及公用事業(yè)的燃?xì)庥镁呷缂矣迷?、熱水器、沸水器及食堂灶用得最廣，在小型鍋爐及工業(yè)爐上也有應(yīng)用完全預(yù)混式燃燒器有混合裝置及頭部?jī)刹糠纸M成。根據(jù)燃燒器使用的壓力、混合裝置及頭部結(jié)構(gòu)的不同，完全預(yù)混式燃燒器按壓力可分為加壓混合和采用引射作為混合裝置；按頭部結(jié)構(gòu)分為無(wú)火道頭部結(jié)構(gòu)、有火道頭部結(jié)構(gòu)、用金屬或陶瓷穩(wěn)焰器做成的頭部結(jié)構(gòu)。完全預(yù)混式燃燒器燃燒完全，化學(xué)不完全燃燒較少；過(guò)?？諝馍?，當(dāng)用于工業(yè)爐直接加熱工作時(shí)，不會(huì)引起工件過(guò)分氧化；燃燒溫度高，容易滿足高溫工藝要求；火道式無(wú)焰燃燒器燃燒強(qiáng)度大，因而可縮小燃燒室容積。設(shè)有火道，容易燃燒低熱值燃?xì)猓徊恍韫娘L(fēng)，節(jié)省鼓風(fēng)設(shè)備。然而完全預(yù)混式燃燒器為保證燃燒穩(wěn)定，要求燃?xì)鉄嶂导懊芏纫€(wěn)定;發(fā)生回火的可能性大，調(diào)節(jié)范圍比較小。為防止回火，頭部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜和笨重；熱負(fù)荷大的燃燒器，結(jié)構(gòu)龐大和笨重。故每個(gè)燃燒器的熱負(fù)荷一般不超過(guò)2300千瓦。噪音大，特備是高壓和高負(fù)荷時(shí)更是如此。主要應(yīng)用在工業(yè)加熱裝置上。然而能源的過(guò)度消耗導(dǎo)致了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染。天然氣是重要的化石清潔能源。然而天然氣燃燒熱之高，污染排放物少，但是在正常的燃燒條件下仍排放大量的NOX、CO以及SO2,研究表明，天然氣催化燃燒技術(shù)不僅可以提高燃燒率，而且可以有望從根本上改善天然氣燃燒的污染物排放問(wèn)題催化作用與燃燒技術(shù)的結(jié)合已有很長(zhǎng)的歷史，但現(xiàn)代催化燃燒技術(shù)是近幾十年來(lái)對(duì)環(huán)境與節(jié)能的要求日益迫切的形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生的一門(mén)新興技術(shù)。20世紀(jì)50~60年代，汽車尾氣凈化技術(shù)和有機(jī)廢氣催化焚燒技術(shù)的發(fā)展為研究共進(jìn)料情況下燃起催化氧化積累了大量實(shí)驗(yàn)依據(jù)和數(shù)學(xué)模型。20世紀(jì)90年代初期，各國(guó)政府對(duì)空氣質(zhì)量法規(guī)中排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步緊縮，史為高溫催化燃燒技術(shù)的研究提供了新的動(dòng)力。從20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始，被催化燃燒技術(shù)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益所吸引。各大企業(yè)和科研部門(mén)針對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用和基礎(chǔ)理論展開(kāi)了全球性的研究競(jìng)賽，特別是在21世紀(jì)初，新興的石油化學(xué)工業(yè)以及精細(xì)化學(xué)工業(yè)的蓬勃發(fā)展，推動(dòng)了催化作用基礎(chǔ)理論的研究，大大的深化了對(duì)催化劑和催化的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。催化燃燒技術(shù)不僅在消除污染、環(huán)境保護(hù)方面顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，而且在能源利用的節(jié)省方面也甚為有效。催化燃燒可以使燃料在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)完全燃燒，對(duì)改善燃燒過(guò)程、降低反應(yīng)溫度、促進(jìn)完全燃燒、抑制有毒有害物質(zhì)的形成等方面具有極為重要的作用，是一個(gè)環(huán)境有好的過(guò)程，啟用用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，已廣泛的應(yīng)用在生產(chǎn)與日常生活的諸多方面催化燃燒是典型的氣--固相催化反應(yīng)，它借助催化劑降低了反映的活化性，使其在較低的起燃溫度200?300攝氏度下進(jìn)行無(wú)焰燃燒，有機(jī)物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化表面，同時(shí)產(chǎn)生CO2和h2o，并放出大量的熱量。引起氧化反應(yīng)溫度低，所以大大的抑制了空氣中的n2形成高溫NOX.而且由于催化劑有選擇性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物的氧化過(guò)程，使其多數(shù)形成分子氮。與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比催化燃燒有大量的優(yōu)勢(shì)：（1）起燃溫度低，能耗少，燃燒易達(dá)穩(wěn)定，甚至到起燃溫度后無(wú)需外接傳熱就能完成氧化反應(yīng)（2）凈化效率高，污染物（如NOX及不完全燃燒產(chǎn)物等）的排放水平較低（3）適應(yīng)氧濃度范圍大，噪音小，無(wú)二次污染。且燃燒緩和，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，操作管理也很方便天然氣催化燃燒可以分為三大類：第一類是擴(kuò)散催化燃燒。燃?xì)馕唇?jīng)預(yù)混從平面燃燒器后端達(dá)到催化劑表面，淹沒(méi)過(guò)期從四周擴(kuò)散到催化劑表面。使燃?xì)庠诖呋瘎┍砻娲呋紵?，熱量從表面輻射出去燃燒溫度一般小?00攝氏度。目前，市場(chǎng)上的催化燃燒爐灶和部分正在開(kāi)發(fā)的催化燃燒紅外輻射加熱器屬于此類燃燒方式；第二類是預(yù)混貧燃絕熱催化燃燒。使用蜂窩狀催化劑。天然氣與空氣經(jīng)過(guò)預(yù)混和預(yù)熱在絕熱反應(yīng)器中的蜂窩狀催化劑上發(fā)生表面催化燃燒和氣相燃燒，燃燒溫度高達(dá)1200~1300攝氏度，應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)；第三類是預(yù)混輻射催化燃燒。催化劑可以是管、平面或蜂窩狀。天然氣與空氣經(jīng)過(guò)與混在催化燃燒其中發(fā)生表面催化和氣相反應(yīng)，燃料能量轉(zhuǎn)換為紅外輻射能量傳出。催化燃燒紅外輻射加熱器的燃燒方式可以采用第一類和第三類催化燃燒天然氣按一定比例與空氣混合，在催化劑表面進(jìn)行無(wú)焰燃燒，避免氣相燃燒發(fā)出的可見(jiàn)光而造成的能量損失，其能量大部分轉(zhuǎn)化為紅外射線，可以用于物體干燥加熱，稱為催化燃燒紅外輻射加熱。紅外輻射加熱以電磁波的形式傳遞熱量，不需要任何媒介，熱損失小。當(dāng)被加熱分子受到某種頻率的紅外線照射時(shí)，輻射源的輻射能譜與被加熱物分子產(chǎn)生共振吸收，加速分子內(nèi)部的熱運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到升溫加熱的目的。目前市場(chǎng)受紅外加熱設(shè)備一般是電紅外，可以發(fā)射全波段的紅外光譜并得到廣泛應(yīng)用，缺點(diǎn)是一次性投資和運(yùn)作成本高，能源利用率低，而能源短缺不可回避，發(fā)展節(jié)能技術(shù)是資源節(jié)約型社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性選擇，天然氣紅外加熱技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生，并已經(jīng)在工業(yè)和民用燃燒設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用。如涂裝工業(yè)可用于汽車、自行車、縫紉機(jī)和家用等的漆膜干燥，紡織工業(yè)活性染料印花的干燥、塑料制革工業(yè)樹(shù)脂干燥和皮革干燥以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)谷物油料干燥和種子處理等實(shí)踐證明，天然氣紅外輻射加熱比傳統(tǒng)的對(duì)流加熱和紅外加熱具有投資省、效率高、運(yùn)行成本不低和污染少等優(yōu)點(diǎn)。天然氣催化燃燒紅外輻射加熱技術(shù)利用其體燃燒在催化劑表面均勻燃燒，克服了非催化天然氣紅外輻射加熱技術(shù)的缺點(diǎn)，比非催化天然氣紅外技術(shù)具有更高的能量轉(zhuǎn)化率和能源利用率催化燃燒在環(huán)境友好工程中的應(yīng)用催化燃燒應(yīng)用在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電領(lǐng)域美國(guó)在20世紀(jì)末最后十年里，天然氣電廠以每年6000MW裝機(jī)容量的速度逐年遞增。隨著‘‘西氣東輸’’世紀(jì)工程的啟動(dòng)，我國(guó)天然氣發(fā)電領(lǐng)域也逐步與世界接軌，因此對(duì)該領(lǐng)域中存在的應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題的探究已是刻不容緩。天然氣燃燒中的環(huán)境問(wèn)題是由于天然氣的熱值較高，似的燃燒室溫度高達(dá)1800攝氏度，助燃空氣中的N2,發(fā)生高溫氧化，造成NOX污染。它以催化燃燒代替?zhèn)鹘y(tǒng)的獲賠燃燒方式，燃燒室溫度被降至1500攝氏度以下，能夠有效的抑制熱效應(yīng)NOX，生成反映的發(fā)生。工業(yè)領(lǐng)域?qū)Υ呋紵夹g(shù)的興趣還在于，催化劑能夠穩(wěn)定貧燃火焰，進(jìn)行高溫燃比燃燒，增大了燃料的利用率；另外，催化劑促進(jìn)的無(wú)焰燃燒，產(chǎn)生的熱流溫度適中，無(wú)需冷卻空氣進(jìn)行稀釋，可直接驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電不僅能夠降低對(duì)環(huán)境的破壞，還大大的提高了燃?xì)廨啓C(jī)的效率推廣催化燃燒技天然氣催化技術(shù)燃燒紅外輻射加熱技術(shù)克服了一半天然氣紅外輻射加熱燃燒溫度高、容易回火、NOX、CO2和UHC排放量高等缺點(diǎn)。目前，催化燃燒技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的階段，它的作用也越來(lái)越被人們所重視。催化燃燒技術(shù)也在許多領(lǐng)域得到了運(yùn)用。例如汽車及其他機(jī)動(dòng)車輛由于引入了催化技術(shù)、節(jié)省了燃料，加盟很低了廢棄物的排放，使環(huán)境污染的程度大大降低。催化技術(shù)也成功應(yīng)用于家用燃?xì)獾拇呋紵?，水泥熟料的煅燒，但進(jìn)一步的研究仍是非常必要的。催化燃燒領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，意義之大，在未來(lái)的社會(huì)發(fā)展美中，它具有舉足輕重的地位，對(duì)節(jié)能降耗，合理利用資源和保護(hù)環(huán)境上都具有重要的推動(dòng)作用。因此，大力推進(jìn)催化燃燒技術(shù)的研究工作，積極術(shù)的應(yīng)用，對(duì)社會(huì)的發(fā)展和環(huán)境的保護(hù)具有深刻積極的影響5結(jié)論催化燃燒領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，意義之大，在未來(lái)的社會(huì)發(fā)展美中，它具有舉足輕重的地位，對(duì)節(jié)能降耗，合理利用資源和保護(hù)環(huán)境上都具有重要的推動(dòng)作用。因此，大力推進(jìn)催化燃燒技術(shù)的研究工作，積極術(shù)的應(yīng)用，對(duì)社會(huì)的發(fā)展和環(huán)境的保護(hù)具有深刻積極的影響參考文獻(xiàn).《燃?xì)馊紵c應(yīng)用》（第三版）同濟(jì)大學(xué)、哈爾濱建筑大學(xué)、重慶建筑大學(xué)、北京那個(gè)建筑工程學(xué)院編中國(guó)建筑工程出版社《燃?xì)鈶?yīng)用技術(shù)》普理查德等中國(guó)