热力燃烧

　　热力燃烧又称热化学转化或热燃烧，是把可燃有害组分温度升高到反应温度，使其进行氧化分解的方法。反应温度通常为650～820℃范围，所以需要使用辅助燃料燃烧供热。热力燃烧使用的设备称为热力燃烧室(炉)，也称热反应器等。
　　热力燃烧的条件热力燃烧的条件是废气与氧气在反应温度下充分接触一定的时间。这就是在供氧充分的情况下，热力燃烧的反应温度、驻留时间、湍流混合的三个要素，也就是国外所称的温度(Temperature)、时间(Time)、湍流(Turbulence)的“三T条件”。“三T条件”具体指出了热力燃烧的必要条件，但不能指明如何实际应用，特别是湍流混合的实际应用比较复杂。“三T条件”从定性来看，是互相关联的，在一定范围内改善一个条件可以降低其他两个条件的要求，例如：提高反应温度可以缩短驻留时间，并可降低湍流混合的要求。在“三T条件”中，延长驻留时间，将增大燃烧设备；提高温度会多耗辅助燃料；因而改进湍流混合的情况是最为经济的方法。这是设计燃烧炉结构时要注意研究的一个重要方面。
　　反应温度与驻留时间两个因素，是有一定的互换性的，温度高允许驻留时间短。但是，实际应用有一定的限制，因为氧化速率对温度有十分强烈的相关性。对于一般的碳氢化合物及有机蒸气，燃烧净化炉的工程设计可取反应温度为760℃，驻留时间为0．5s。
　　热力燃烧的流程热力燃烧中的废气一般是以空气为本底的，所以含有足够的氧。可用部分废气助燃以使辅助燃料燃烧，这部分废气称为助燃废气。辅助燃料燃烧后产生的高温燃(烟)气，再与其余部分废气混合，达到氧化分解的温度。这其余部分的废气称为旁通废气。如废气的本底是惰性气体，则需提供空气或氧气助燃，辅助燃料的燃烧，此时全部废气都将成为旁通废气。
　　热力燃烧过程可以分为三个步骤：首先是辅助燃料用废气或空气助燃燃烧，以此提供热量；然后是废气与燃烧产生的高温燃气混合，以达到反应温度；废气在反应温度下，停留一定时间，使废气中可燃的有害组分进行氧化分解反应，从而得到净化了的气体。在实际燃烧中这三个步骤是相互混杂的，而且界限是不分明的。
　　热力燃烧炉的结构热力燃烧炉要使废气升温到760℃，保持0．5；的驻留时间，才能使废气中可燃的有害组分(碳氢化合物及溶剂蒸气)销毁掉。为得到760℃的温度，要用辅助燃料，用一部分含氧废气来助燃，如果废气缺氧，则用外来空气助燃；另一部分旁通废气与高温燃气湍流混合，使废气均匀地升温到760℃得到销毁。因此，热力燃烧炉的主体结构有两部分：一是燃烧器，燃烧辅助燃料以产生高温燃气；二是燃烧室，使高温燃气与冷废气(旁通废气)湍流混合达到反应温度并保持所需的驻留时间。然后将已销毁过而含有大量热量的废气通过热回收设施，经烟囱排空。
　　热力燃烧炉结构，按照使用的燃烧器不同，可以分为配焰燃烧器系统和离焰燃烧器系统两大类，分别简称为配焰炉与离焰炉。配焰燃烧器是将燃烧配布成许多小火焰，布点成线，使废气分别围绕许多小火焰流过去，以此来达到迅速完全的湍流混合，并有利于“火焰接触”。离焰燃烧器是先由燃烧火焰产生高温燃气，然后再与废气混合。或者说，火焰是分离控制的。配焰燃烧器与离焰燃烧器主要区别在于离焰燃烧器火焰的产生及其控制是分离的。
　　热力燃烧法的应用热力燃烧法，适用于可燃有机质含量较低的废气的净化处理。这类废气往往只含极少的有机物质。废气本身不可燃。废气中可燃组分经过燃烧氧化，虽也可以产生热量，但热值很低，仅为38～750kJ／m3，不能靠此维持燃烧。因此，在热力燃烧中，要净化的废气不是作为燃烧所用的燃料，而是含氧量足够时作为助燃气体，不含氧时只是焚烧对象而已。
　　热力燃烧法广泛应用于石油工业、油脂工业、电镀行业、油漆行业等一些含有机物废气的治理过程。但大多数热力燃烧都需要使用一定量的辅助燃料，故其运行费用较高。所以比较完善的热力燃烧系统均包括热量回收设施。一般，采用热力燃烧法净化有害气体时使用天然气作燃料。
　　
　　——摘自《安全科学技术百科全书》（中国劳动社会保障出版社，2003年6月出版）