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燃烧与节能
一、燃烧的概况
燃烧是一种快速氧化反应。当物质被加热到一定的温度，便会在激烈的快速氧化反应中产生光和热，并使温良升高。要使燃烧稳定而连续地进行，需要连续不间断地供给足量的空气，并使空气中的氧与燃料能有良好的接触。
1．燃料开始燃烧的最低温度——着火温度
燃料的着火温度随燃料}‘i，J种类、燃料的形态、燃烧时周刚的叫i境而变，如平摊燃料比堆积的燃料热毫难以集中，所以同样种类的燃料平摊时着火温良要高一些。常见燃料的着火温度如下丧：
从上裘可知燃料的着火温度远高于室温，如能用余热来升高空气的温度，可使燃料的温度升高，促进燃烧反应的进行。
有些工业加热炉如电厂锅炉、炼焦炉等是用余热来预热空气，提高燃烧效率而满足生产工艺的要求的。
以煤的燃烧过程为例，该过程系放热反应，放出热量如下：
C+Oz一C0z+97千卡／摩尔
C+{-Oz一C0+29.39千卡／摩尔
CO+1-Oz一C0z+67.61千卡／摩尔
Hz+专02一H20+ 57.70千卡／摩尔
2．燃料不完全燃烧的两种情况
(1)化学性不完全燃烧
燃烧时煤中可燃物没有得到足够的氧，或与氧接触不良，因而燃烧产物中还台有一部分可燃物Hz、co等随燃烧产物（废气）排出。
(2)机械性不完全燃烧
如：煤未燃烧，就从炉栅条间掉落下去，被煤渣带走，及粉煤被废气带出……等都会造fJ叟机械性不完全燃烧。
3．空气过剩系数
煤燃烧所需的氧，主要来源于空气。煤巾可燃物宪全燃烧时，根据化学反应式计算出来的空气量，称理论空气需要量。为了使煤完全燃烧，实际供给的空气量往往大于理论量。供应量与理论空气量之比值，称为空气过剩系数。
空气过剩系数的大小与燃料的种类、燃烧方法以及燃烧装置的结构特点有关。气体燃料的空气过剩系数一般在i.os～i.is，液体燃料为1.15～1.25，固体燃料则更大一些，为1.20～1.50，人工加煤的小锅炉有时可达2.00
空气量过多，不仅多消耗了送风机f内电能，而且燃烧后的废气中氮气含量增高，氮气是惰性气体，会随废气带出很多热量，因而增加了热损失；燃烧过程中如Nz含量高，相应地便降低了CO，H20的分压。由于三原子介质C02、H：O能传递辐射能，降低其含量可影响传热效率。因此空气过剩系数一定要适当，才能节约能量。采用低过剩系数可以节能
燃料燃烧时进空气量不足会引起燃烧不完全，产生烟尘和CO等未燃组分。反之，燃烧时进风量过大，则又增加了排出烟气的热损失。为了降低燃料比耗，必须按不引起不完全燃烧为限度的低空气过剩系数来调整燃烧工况。
在大工厂内，对加热炉燃烧时的空气过剩系数进行自动调节，如：有些工厂采用氧的敏感元件来检测和进行空气过剩系数的自动调节，以使能比较稳妥地收到节能的效果。
但在依靠手工操作来调整加热炉燃烧工况的情况下，日常监测管理尤为重要，定期对烟气抽样以分析氧含量，每次抽样分析后，必须及时调整生物质燃烧机的空气过剩系数。但在降低空气过剩系数的同时，由于减少了烟气排出量，又会引起炉膛压力下降。为了防止冷空气渗入，还要及时调整烟道挡板，这样才能确保在低空气过剩系数燃烧工况下进行操作。
三、富氧烧燃可以节能
燃料燃烧时，从空气中氧浓度与绝热火焰温度之间的关系可以看出，随着氧浓度的提高，火焰温度上升，但当氧浓度达到一定值后，随着氧浓度的增加，温度的上升变得缓慢起来，因此氧浓度过高也就没有必要。从提高效率的角度考虑，以用23～28%的富氧空气力好。
为了得到23～28%的富氧空气，日本利用高分子物质具有氧化氮容易透过的性质，选用尼龙6、聚碳酸酯、甲基橡胶、丁基橡胶、乙基纤维素、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、醋酸纤维素、聚乙烯、天然橡胶、硅橡胶等材料的轼透过膜进行试验，其结果如图1所示：
如上图所示以硅橡胶系材料为较好，膜厚0.1，册，因薄膜的强度低，为防止因承受两而的压力差造成膜的断裂，可将其贴在多孔质的膜上，作为氧富化膜使用。
由氧富化膜与引风机组成的氧富化空气供给装置，在0.3kg／cmz的吸引压力下运行，该装置能供给氧浓度为25%的空气240 NITl3111。膜室由四个小膜室组成。
富氧燃烧的升温速度快，操作时间缩短，设备能力提高，因而节能效果是大的。例如对玻璃熔化炉、陶瓷烧成炉等高温炉的节能效果较大。用该法制取lNm3 28%浓度的富氧空气韵电耗为0.1度，按每度电折合2450千卡计算，其节能效果如表3所示。
四、结束语
1．采用低空气过剩系数燃烧，主要是按不引起不完全燃烧为限度而调整燃烧工况。当有自动调节的设施时，能够容易而稳定地取得节能效果。如依靠手工操作调整，就必须加强监测并及时调节，才能收到实效。
2．寓氧燃烧的节能效果是大的，但通过膜进行富氧燃烧的方法是一种新技术，对合适膜材料的选择，需要不懈地进行试验和改进，以提高节能的效果。
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