（4）多孔介質(zhì)催化燃燒  

降低火焰溫度的另一個(gè)辦法就是盡可能快和多的加強(qiáng)火焰對(duì)外的傳熱。Zepter在燃燒器內(nèi)增加了多孔介質(zhì)（PIM），使得燃燒反應(yīng)發(fā)生在多孔介質(zhì)內(nèi)，這樣從燃燒器到周圍環(huán)境的輻射和對(duì)流換熱就被加強(qiáng)了。實(shí)驗(yàn)表明，使用PIM燃燒器的燃燒溫度低于1600K，NOx生成量在5-20ppm左右。  

PIM燃燒器還可以在燃燒器入口處添加催化劑，這樣燃料分子和氧化劑分子就會(huì)以一個(gè)比較低的活化能在催化劑表面進(jìn)行反應(yīng)。這樣反應(yīng)溫度相比于同類的燃燒要更低。由于反應(yīng)過(guò)程只在催化劑表面進(jìn)行，不會(huì)產(chǎn)生NOx，這樣催化燃燒的NOx生成可以降至1ppm。催化燃燒的缺點(diǎn)就是必須保證活性表面在一個(gè)比較低的溫度下不被氧化或蒸發(fā)，且催化劑造價(jià)相對(duì)較高，難以得到工業(yè)化應(yīng)用。  

（5）無(wú)焰燃燒  

傳統(tǒng)的火焰燃燒分為預(yù)混燃燒和擴(kuò)散燃燒，其主要特點(diǎn)包括：①燃料與氧化劑在高溫下反應(yīng)，溫度越高越有助于火焰的穩(wěn)定；②火焰面可視（甲烷燃燒的火焰一般為藍(lán)色，有碳煙產(chǎn)生時(shí)為黃色）；③大多數(shù)燃料在很薄的火焰層內(nèi)完成燃燒，但是燃燒反應(yīng)會(huì)在下游的不可見(jiàn)的區(qū)域內(nèi)完成。  

為了建立一個(gè)火焰，燃料與氧化劑之比必須在可燃極限之內(nèi)，同時(shí)需要點(diǎn)火裝置。一般情況下，火焰在點(diǎn)燃以后一般自己充當(dāng)點(diǎn)火器，對(duì)來(lái)流進(jìn)行點(diǎn)火。這就需要足夠高的火焰溫度來(lái)達(dá)到最小點(diǎn)火能量，但是高的火焰溫度會(huì)使得NOx生成增加。  

Wuenning J.G等在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)觀察到了一種無(wú)焰的燃燒，如圖4-5所示。在爐內(nèi)溫度為1000℃，空氣預(yù)熱到650℃的情況下，燃料在無(wú)焰的情況下燃燒，一氧化碳低于1ppm，NOx接近于零排放。  

為了穩(wěn)定火焰，可視的燃燒過(guò)程需要在燃燒后產(chǎn)生很強(qiáng)的煙氣回流；對(duì)于無(wú)焰燃燒，煙氣回流發(fā)生在燃燒之前，甚至可能在燃燒器當(dāng)中，這樣再循環(huán)的煙氣加熱了預(yù)混的燃料，降低了爐膛溫度，擴(kuò)大了反應(yīng)區(qū)域。  

無(wú)焰燃燒火焰分布均勻，燃燒溫度低，同時(shí)羥基生成少，這使得NOx產(chǎn)生更少。無(wú)焰燃燒需要以下條件：①分別射入高動(dòng)量的空氣和燃料流；②大量?jī)?nèi)部的或者外部的高溫燃燒產(chǎn)物循環(huán)；③熱量的快速移除，以保證爐膛內(nèi)各處均未達(dá)到絕熱火焰溫度。無(wú)焰燃燒不需要傳統(tǒng)的穩(wěn)燃裝置或條件（比如強(qiáng)渦）。

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