- 紅外輻射加熱干燥理論與工程實踐
- 褚治德主編
- 1388字
- 2020-07-31 17:44:45
5.7 催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器
5.7.1 擴散式催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器
圖5-8為擴散式催化氧化燃氣無焰燃燒紅外輻射加熱器結構。它的外殼由薄鋼板制成。燃氣引入后由氣體分配管從下部的小孔噴出,布滿氣體分配室,然后氣體經過篩孔板上升到填料層,均勻地被送入催化劑層,與空氣接觸而進行燃燒。金屬絲網對催化劑層起保護作用,同時也利于輻射。
圖5-8 擴散式催化氧化燃氣無焰燃燒紅外輻射加熱器結構
1—篩板孔;2—氣體分配室;3—氣體分配管;4—金屬絲網;5—催化劑層;6—填料層
這種擴散式催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器工作時,燃氣在進行催化燃燒之前沒有和空氣預混,即一次空氣系數為零。燃燒所需空氣是在燃燒層中借擴散而獲得的。由于催化劑的作用,燃燒反應在比較低的溫度下進行(400~450℃),該溫度就是輻射加熱器表面所具有的溫度。
上述過程包括兩個方面:燃氣燃燒與熱量傳遞。燃氣不斷流向燃燒層,空氣不斷向燃燒層擴散,在燃燒層中不停地進行催化燃燒,燃燒表面就連續地發射出紅外輻射。
5.7.2 引射式催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器
圖5-9為引射式催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器結構。燃氣進入引射器,將空氣引入進行預混,再溶入催化劑層進行燃燒。其燃燒溫度比擴散式催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器的高,輻射的波長也與多孔陶瓷板輻射器相近。燃燒時沒有火焰,可將輻射表面靠近被加熱物體,從而提高效率。
圖5-9 引射式催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器結構
1—引射器;2—金屬絲網;3—催化劑層;4—填料層;5—預混室
5.7.3 催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器的特點與應用
(1)催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器的特點
① 燃燒溫度較低,由于催化劑的作用,燃燒反應的活化能降低,使燃燒能在較低溫度下進行。擴散式催化燃燒的溫度一般在400℃左右,引射預混式催化燃燒的溫度在500℃以上。燃燒時沒有火焰,可將輻射表面靠近被加熱物體,從而提高效率。
② 輻射波長主要集中在3.5μm與4μm 以上,故是在中波與長波段輻射。
③ 催化燃燒產物即煙氣中NOx的排放濃度很低,甚至接近于零,是一種低污染燃燒裝置。煙氣中NOx含量測定見表5-1。
表5-1 煙氣中NOx含量測定
④ 催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器的表面溫度均勻,輻射表面可做成各種形狀,使加熱過程更有效。
(2)催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器的應用
① 干燥過程中,由于輻射加熱器表面溫度較低,產生的紅外輻射容易被一些有機物料吸收,因此,可以有效地應用于涂層、油漆、紡織品、木材、紙張、樹脂等的干燥。對于產生有機溶劑蒸氣的過程,使用催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器加熱干燥不會引起爆炸。
上海曾以高硅氧纖維和氧化鋁纖維為載體、以金屬Pd為催化活性物質制成催化氧化輻射板,燃燒城市煤氣對油漆烘干進行試驗,烘道內溫度比用金屬網輻射器的溫度高。 在達到同樣漆膜硬度的情況下,節約燃氣50%。輻射器的溫度高為什么會提高效率,見14.3節。
北京曾以γ-Al2O3纖維作載體、以Pt-Co為催化活性物質和助劑制成催化燃燒板,采用引射式燃燒,用于電焊條的烘干,不僅提高了電焊條藥皮的強度,而且節約燃料近40%。
② 用催化氧化燃氣燃燒紅外輻射加熱器采暖,屬于低溫輻射采暖。其主要特點是:柔和舒適,作為局部采暖熱損失小,空氣流動較弱,氣溫可以稍低,節約了能源。因此,用催化氧化燃氣燃燒紅外輻射器采暖是一種采暖的良好方法,特別適用于有易燃物品、大空間的采暖,也可以用于野營、露天操作、展覽館等處的采暖。
③ 設備和儀表的防凍。
④ 塑料加熱。