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范文一：天然气燃烧控制
天然气燃烧控制
发表日期：2008 年 10 月 18 日 已经有 105 位读者读过此文
一：天然气的特性 天然气是一种无色、无味、易燃、易爆、高热值、比重轻的气体， 经过滤提纯普遍用于家庭燃气，富余部分用于工业。天然气的主要成 分为甲烷，甲烷燃点为 700℃，在气体燃料中燃点是较高的一种气体。 1、天然气的特点： 1、热值高：热值可达 8500KJ/m3,储运输送比较方便，利于熔化的 集中送热。 2、不含有有害的苯、萘等芳香烃物质，因是气体性燃料，无可燃 性颗粒燃料，燃烧完全，环境污染小。 3、安全性高：因主要成分为甲烷，起天然气中的甲烷含量在 94% 以上（低于 90%的天然气我们称为湿气），可燃气体的燃烧也取决于 甲烷的着火温度、 浓度范围， 着火温度 700℃、 着火浓度范围 5—15%， 所以，要想是天然气燃烧，必须达到较高的温度和要求的浓度。 4、天然气热值高，燃烧空气比例为 10：1，密度比例为 1：0.6， 燃烧的浓度范围又比较窄，燃烧速度取决于二者的混合速度，这就要 求在燃烧控制和选择燃烧设备时，要充分考虑火焰的可调性。 5、玻璃熔窑的熔化火焰传热主要靠辐射，火焰辐射传热能力取决 于火焰的亮度， 而火焰亮度取决于燃料燃烧过程中碳微粒的数量多少，
在各种燃料中，天然气的碳/氢质量比为 3.0---3.2，液体燃料的碳/氢质 量比为 6.0---7.4，固体燃料的碳/氢质量比为 10---30，所以说，在使用 天然气作为熔化热量来源时要考虑因火焰亮度低带来的热量损失，如 何增加火焰亮度。 6、由于火焰传热特性的改变，既火焰亮度降低致使火焰传递热量 的减少，在物料得到同样的热量时，消耗的燃料总热量会增多，废气 排放温度会明显增高，考虑燃烧天然气的热回收。 以天然气作为熔化玻璃液的燃料，要充分考虑其燃烧特性，如窑炉 的结构特点、保温状态、燃烧器性能等等，以确保玻璃的熔化质量和 能耗。 &S226; 二、输送和供给 从气井流出的天然气一般含有大量的矿物质、水蒸气、硫化氢等有 害杂质，它和铁反应生成硫化铁，呈片状剥落，腐蚀管道、机械设备， 必须经过分离器净化处理后在分发给用户。分离后的天然气甲烷含量 一般在 90—98%，其他碳氢化合物含量在 1—3%，杂质含量很低，含 有极少量的硫。 其输送方式是管路输送和液化后汽车输送： 汽车运输：将天然气加压至 20MPa 充装到特制高压钢瓶罐内汽车 运输，这就是所说的压缩天然气，是天然气输送的一种方法。用于天 然气管道辐射不到的地方。为用户供应天然气。目前国际上使用这种 运送天然气的高压钢瓶约 100 万只。也有用这种高压钢瓶为汽车加气
的，使用较多的国家是意大利，约 50 万辆。 压缩天然气的运输，是用汽车将装有压缩天然气的瓶组运至供气 站，每种瓶组大小不一。小瓶组为 152 只高压钢瓶组成，每个钢瓶为 75 升，2300m3 天然气(标准状态)。 可装大瓶组为 8 只 13m 长的高压钢瓶，可装 5000m3 天然气。 汽车运送到高压气站，经减压处理，输送到用户主管线。 长距离管道输送，一般采用高压输送，管径一般在 1000mm 以上，压 力在 10Mpa 以上。 玻璃工厂熔化使用的天然气所需压力一般在 20Kpa 左右即可，需减压 处理到使用压力要求后才可供玻璃工厂使用，在降压的同时，对天然 气进行过滤，并安装逆制阀、减压阀、稳压器、流量剂等设备，在减 压的过程中，由于减压吸热的原因，管路需要加热保温，防止冷凝冻 结，造成堵塞和设备的正常运转。 熔化供气系统与供油类似，流量计、气动薄膜调节阀、气动安全阀等 等，控制系统以采用气动设备为主，尽可能的减少电器设备，确保运 行安全。 &S226; 三、天然气的燃烧
天然气的燃烧是按连锁反应进行，燃烧过程是靠氧作为激发物，产 生分子间的碰撞，在一定温度下裂解、燃烧。 天然气的燃烧是由于碳氢化合物分解形成微小的碳粒子，一般在
1130—1180℃温度下发生裂解，这些碳粒子不断的燃烧和不断的裂解 形成高强度的火焰辐射热能，供玻璃熔窑使用，而天气中的甲烷确不 易裂化，造成火焰亮度底，降低了燃气玻璃熔窑的热效率。这就是我 们常看到的燃气玻璃熔窑看不见火焰，化料速度底的原因。 天然气的增碳燃烧：天然气增碳燃烧分为自增碳和外增碳两种方法， 一、自增碳燃烧： 自增碳是通过天然气本身裂解产生的碳微粒的增碳方法， 燃烧发生 的一系列化学反应，在这些反应中，燃料在一些自由基例如 O、OH、 H 碰撞下发生反应，产生更多的 H 或者是分解成更小的碎片。甲烷的 燃烧是 CH4 被连续地转化成 CH3，CH2，CH。最初形成的各种氧化 的中间产物与燃料中的碳结合而首先变为 CO， 并且燃料中的氢基变为 H2，所有的中间产物将接着进一步氧化，再一次通过自由基的作用， 而变为 CO2 和 H2O。总热量的大部分释放都是发生在第二阶段。当点 燃预混燃料时，局部温度将提高到一个非常高的值，提高了反应速率， 从而也引起燃料的燃烧，并且释放出热量。通过热传导把热量引导到 了未燃的相邻区域，相邻区域的温度提高，反应加快，燃烧得以延续。 我们知道，热量的扩散是火焰燃烧得以延续的原因，燃烧传播的速度 取决于燃烧后的温度以及未燃混合物的热传导性。为了把高温区域的 自由基传递到与之接触的低温的
未燃混合物中，质量扩散也是很重要 的；通常质量和热扩散率是相同的。 自增碳是使天然气在 1130—1180℃温度、缺氧的环境下，尽可能
多的裂化，形成碳微粒，这就在燃烧控制上，出现了问题：由于天然 气燃烧速度低，需要在高温缺氧环境裂解析出碳微粒，以在火焰剧烈 燃烧段增加火焰的亮度，既增加火焰的辐射强度。要想出现此环境， 就要降低天然气与空气的混合速度，势必会造成火焰软而无力、浑长、 刚性下降，不适应玻璃熔窑熔化。 &S226; 如果增加天然气与空气的混合速度，火焰刚性增加，燃
烧速度加快，无充足的析碳时间，火焰亮度下降，出现无明火现象。 天然气燃烧应具备的火焰特性： 1、 火焰应具有较高刚性，利于火焰调整，减少耐火材料的侵蚀。 2、 火焰温度要高，火焰中心出现缺氧状态，以利于天然气中甲烷的 裂解，产生更多的碳微粒，提高火焰亮度。 3、 具有较大的火焰覆盖面积，利于火焰对玻璃原料和玻璃液的热传 导。 4、 较底的废气排放温度。 5、 有较好的火焰可调性，符合工艺要求。 要想符合上述火焰的要求，应从下两方面去做工作： 一是喷枪，天然气简单的可以用一个管道通入窑内就可以燃烧，但 他绝对达不到熔化的要求，一般采用引入压缩空气的方法，使天然气 与压缩空气之间具有较大的速度差，形成喷入窑内的火焰中部出现缺 氧状态，利于甲烷的裂解，析碳，同时可以通过调整压缩空气的流量 和喷出速度，达到调整火焰长度的目的。当然喷枪的结构多种多样，
有内混式、外混式等等，多种多样，只要选择适应自己窑炉特性的喷 枪即可。
&S22 二、是窑炉结构的适当改变，最好不要直接用燃油窑炉（有些 燃油窑炉结构适用于烧天然气，应直接可以使用），可能造成的不利 因素有：1、碹顶温度过高，烧损大碹，减少窑炉寿命。2、火焰软、 飘，烧损碹角和蓄热室。3、火焰覆盖面小，不利于热传导。 二、外增碳燃烧 天然气燃烧外增碳方法是从外部引入碳微粒， 达到提高火焰亮度的 目的，一般采用，掺入煤粉（石油焦）或重油混烧的方式。这种方式 最使用于玻璃窑炉，可方便的控制火焰长度、刚性、覆盖面，热辐射 与燃烧重油基本相同，极大的降低了能源消耗。 总的来说，天然气的使用应考虑以下几点： 1、采用压缩空气，使火焰具有一定的喷出速度，最好不采用天然气高 速喷出控制火焰长度的方法。 2、窑体结构适当改变，确保燃气燃烧的正常。如碹顶结构、小炉的结 构等等。 3、 适当增加助燃风流速，既增加小炉喷火口的流速，加快火焰燃烧 速度，利于火焰的燃烧控制。 4、混
烧时的控制方法。等等。
范文二：天然气燃烧特性
天然气燃烧特性
天然气最主要的成分是甲烷，基本不含硫，无色、无臭、无毒、无腐蚀性，具有安全、热值高、洁净和应用广泛等优点，目前已成为众多发达国家的城市必选燃气气源。
城市燃气应按燃气类别及其燃烧特性指数（华白数W和燃烧势CP）分类，并应控制其波动范围。
华白数W按式（1）计算： W?Qg
d （1）
式中：W—华白数，MJ/m3（kcal/m3);Qg—燃气高热值，MJ/m3/（kcal/m3）；d—燃气相对密度（空气相对密度为1)。
燃烧势CP按式2计算：
CP?K?1.0H2?0.6?CmHn?CO??0.3CH4d （2） （3） 2 K?1?0.0054?O2
式中：CP——燃烧势；
H2——燃气中氢含量，%（体积）；
CmHn——燃气中除甲烷以外的碳氢化合物含量，%（体积）； CO——燃气中一氧化碳含量，%（体积）；
CH4——燃气中甲烷含量，%（体积）；
d——燃气相对密度（空气相对密度为1）；
K——燃气中氧含量修正系数；
O2——燃气中氧含量，%（体积）。
城市燃气的分类应符合表的规定。
城市燃气的分类（干，0℃，101.3kPa）表
燃气热值的单位定义及换算
燃气热值的单位有两个单位系列：
一是“焦耳”系列：J（焦耳）/ Nm3、KJ（千焦）/Nm3、MJ（兆焦）/Nm3；换算关系是：1MJ（兆焦）=1000KJ（千焦）、1KJ（千焦）=1000J（焦耳）；
二是“卡”系列：cal（卡）/ Nm3、Kcal（千卡）/Nm3；换算关系是：1Kcal（千卡） =1000cal（卡）；
两个单位系列的换算关系是：1cal（卡）=4.1868 J（焦耳）；1KJ（千焦）=238.85 cal（卡）；1MJ（兆焦）=238.85 Kcal（千卡）。
纯天然气的组分
纯天然气的组分是CH4：98%；C2H6：0.3%；C3H8：0.3%；CmHn：0.4%；N2：1%。
气的热值、绝对密度、相对密度
纯天然气的热值是36220KJ/Nm3（9651千卡/ Nm3）[天然气热值的一般取值是36000KJ/Nm3（8600千卡/ Nm3）]；绝对密度是0.6844Kg/ Nm3；相对密度是0.5682。这说明，天然气比空气轻。天然气在密闭空间内泄漏，将积聚在密闭空间的上部；在大气中放散，将上升至天空。
热值、汽油热值、电热功是换算的
天然气热值、汽油热值、电热功如下表：
天然气热值：36000 KJ/Nm3
汽油热值：46000 KJ/Kg
汽油密度：700 Kg/m3
电（度）：3600 KJ
1升汽油的热值：32200 KJ/L
1标方天然气的热值相当于1.12升汽油的热值；
1标方天然气的热值相当于10度电的热值；
1升汽油的热值相当于8.94度电热功的热值。
天然气的价格是A元/ Nm3、汽油价格是B元/ L、电价格是C元/度，在等热值的条件下，天然气、汽油、电之间的价格比是多少？
在等热值的条件下，天然气价格/汽油价格=A/1.12B；天然气价格/电的价格=A/10C。
国家规范规定，人工煤气、天然气的热值标准
人工煤气的热值标准执行《中华人民共和国标准GB13612—92·人工煤气》，热值标准是3500 Kcal（千卡）/Nm3[14.7MJ（兆焦）/Nm3]；天然气的热值标准执行《中华人民共和国标准GB17820—1999·天然气》，热值标准是7500 Kcal（千卡）/Nm3[31.40MJ（兆焦）/Nm3]。
范文三：天然气低碳催化燃烧
在未来的某一天，也许路边的烧烤摊上不会再见到烟熏火燎的状况，烤串用的烧烤炉被一种封闭式的烤箱代替。锅炉也不会再因为废气排放对大气造成污染，危害人类的生命健康。而这一切，得益于一项新型的燃烧方式——催化燃烧的应用。它的神奇之处就在于使超低浓度的燃料得到完全的燃烧氧化，转化效率接近100%。2013年第2期《前沿科学》发表了张世红、Valerie Dupont和Alan Williams的《天然气低碳催化燃烧特性与应用》一文，向我们介绍了天然气催化燃烧的特性、理论和应用。
天然气催化燃烧的理论研究
催化燃烧的研究最早可以追溯到19世纪初。然而直到进入20世纪70年代，人们意识到催化燃烧能够带来巨大的经济效益和环境效益，才开始进行广泛的研究和应用开发。对催化剂的进一步开发和研究为催化燃烧的研究开辟了新的途径。直到今天，催化燃烧的主要研究集中在催化剂及制备工艺和催化装置及控制技术两方面。
在对贫甲烷/氧气/氮气混合气体燃烧进行的理论研究中，使用的是滞止点流动反应器实验装置。内部铝支架的中间是固定在陶瓷框架里面的催化剂铂金属薄箔。在燃烧时，铂元素与反应物一起参与到反应中去，形成热循环，在反应过后试验气体成为尾气排放，铂恢复原状并继续参与下一个这样的循环。通过反复的试验和数值模拟发现，因为有催化剂因素的存在，可燃气体能在低浓度的情况下发生催化燃烧并完全氧化，不形成CO、氮氧化物和未完全燃烧的碳氢化合物，燃烧发生在常规气相易燃极限之外，因此燃烧更加稳定。催化剂表面的异相反应抑制了气相氧化反应的程度，提高了单相点燃的表面温度。
天然气催化燃烧的开发应用研究
张世红研究团队以催化燃烧机理和应用研究为课题，对近零污染物排放，催化剂中毒特性和贫天然气/空气混合比如何调节等问题进行了深入的工业产品和产业化研究。开发研制了天然气催化燃烧V型冷凝锅炉、天然气催化燃烧烤箱、天然气催化燃烧炉窑。
在对天然气催化燃烧V型冷凝锅炉的研究中，燃烧炉采用催化燃烧的方式以后，可以避免火焰燃烧方式的诸多缺点。张世红研究团队通过对普通快速型燃气热水器和家用燃气灶的烟气进行了测量，发现燃气热水器及燃气灶排放的烟气虽然都被空气明显稀释过，但污染物排放浓度仍然比催化燃烧高很多，因此证明催化燃烧贫CH4的异相燃烧方式能够产生节约燃料和减少环境污染的效果是十分明显的。试验数据表明，催化燃烧V型冷凝锅炉的热效率明显比普通燃气锅炉要高。利用分析仪测量催化燃烧和气相燃烧两种情况下的烟气成分及含量发现目前的催化燃烧几乎已经达到了燃烧完全的程度和近零污染物排放。
张世红研究团队的另一项成果催化燃烧烤箱更贴近于我们的生活。和普通烤箱相比，催化燃烧烤箱不仅节约了电能，而且由于催化燃烧器的辐射面积相比普通电烤炉的发热管的面积要大，所以在催化燃烧烤箱中食物能够更好地接受高温辐射所传来的能量。通过对普通烤箱和催化燃烧烤箱同时烧烤两块相同部位的牛肉比较，催化烧烤箱中烤出的牛肉口感鲜嫩，清爽，柔软汁多，容易嚼烂，气味更明显，肉香味诱人。
在对天然气催化燃烧炉窑研究中，张世红研究团队通过对炉窑设备的改进，使烤盘周边温度达到了850摄氏度左右，烧出的陶器特征明显、形状规则、表面光滑、无凸起坑洼现象。和普通电炉窑烧出的陶器相比，前者因为受热均匀，其品质更加细腻，颜色淡雅细致，更接近于自然本色，可以作为装水的容器。
天然气催化燃烧的应用亟待推广
张世红教授认为，天然气催化燃烧实现了真正意义上的低碳脱硝排放，烟气经过高温而达到无菌且成分与新鲜空气相同。天然气催化燃烧在供热、食品工业、化工和炉窑、部分冶金行业和农业中因其燃烧的稳定性、完全燃烧和近零污染可以发挥出普通燃烧不可代替的作用。
比如，天然气催化燃烧V型冷凝锅炉的研究结果为当前北京市的大气污染治理提供了新的思路和途径。天然气催化燃烧炉窑研究的成果对未来的景观设计、园林园艺工艺、艺术品制作和古建材料制作中具有重要的意义。
随着人们对环保意识的不断提升，这种无污染的燃烧方式将会有更广泛的应用推广空间。
文章来源：科技日报
范文四：天然气燃烧新技术
天津城设管理职业技术学院
毕业设计论文
题目：天然气燃烧新技术
作者：李干
系别：能源机电系
专业：城市燃气工程技术
学号：080401024
指导教师：李军
2011年3月
目录
内容摘要 ···········第3页
正文
一、天然气目前的现状········ 第4页
二、天然气的燃烧方式·········第5、6页
1、扩散式燃烧··········第5页
2、大气式燃烧·········第5页
3、预混式燃烧·········第6页
三、目前天然气燃烧利用方式的特点·········第6
页
四、天然气燃烧新技术·············第6、7页
五、总结················第8页
参考资料··················第9页
内容摘要
我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了
巨大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,
环境污染问题反应强烈。节能减排势在必行。建设节约型和环
境友好型社会的主体,应从多方面着手,积极主动开展工作,全
面完成各项节能减排任务,促进能源与环保协调发展,走可持
续发展的新型工业化道路。
天然气是一种公认的清洁、高效、优质能源，在化工、
电力、城市燃气等工业和民用领域正得到广泛的应用。随着西
气东输全面实施，我国的天然气工业将进入一个快速发展阶
段。 然而天然气燃烧热之高，污染排放物少，但是在正常的
燃烧条件下仍排放大量的NOX、CO以及SO2.研究表明，天然
气催化燃烧技术不仅可以提高燃烧率，而且可以有望从根本上
改善天然气燃烧的污染物排放问题。
催化燃烧可以使燃料在较低的温度下实现完全燃烧，对改
善燃烧过程、降低反应温度、促进完全燃烧、抑制有毒有害物
质的形成等方面具有极为重要的作用，是一个环境有好的过
程，启用用领域不断扩展，已广泛的应用在生产与日常生活的
诸多方面
天然气燃烧新技术
我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境代
价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,环境污染问题反应强烈。节能减排势在
必行。建设资源节约型和环境友好型社会的主体,应从多方面着手,积极主动开展
工作,全面完成各项节能减排任务,促进能源与环保协调发展,走可持续发展的新
型工业化道路，因此必须采用清洁能源。
天然气作为未来的主要能源，具有许多其他能源所不具备的优势：
1 ．天然气是最清洁的燃料。天然气燃烧后生成二氧化碳和水，与煤炭和重
油比较，燃烧天然气产生的有害物质大幅度减少，如以天然气代替燃煤，可减少
氮氧化物排放量 80 — 90 ％，一氧化碳排放量可减少 52 ％，并基本杜绝二氧
化硫的排放和城市酸雨的产生。
2 ．天然气更经济实惠，比液化石油气便宜约 50 ％左右。
3 ．天然气热效高，在同样压力下，天然气在燃烧时较相同体积的大部分其
他矿物燃料释放出更高的热值。
4 ．天然气还具有安全的特点，燃烧时不会产生一氧化碳等有毒气体，不会
危害人体健康，密度比空气轻，即使泄泄露，也是往上空飘散，不易形成爆炸源。
然而我国国民经济持续快速增长，工业化进程明显加快，石油和化学工业发
展迅速，形成了巨大的能源需求，旧有能源体系已无法适应新形势的需要，由此
产生的资源、环境和安全，节能减排问题越来越受到社会关注。天然气作为一种
非常重要的化工生产原料，天然气安全及其减少其燃烧对环境造成的污染越来越
受到关注
目前我国燃气燃烧的方式主要有三种：扩散式燃烧、大气式燃烧、预混式燃
烧。
（1）、扩散式燃烧
将管口喷出的燃气进行燃烧，如果燃气中不含氧化剂，则燃烧所需的氧气将
依靠扩散作用从周围大气获得。这种燃烧方式称为扩散式燃烧
在层流状态下，扩散燃烧依靠分子扩散作用是周围氧气进入燃烧区；在紊流
状态下，则依靠紊流扩散作用来获得燃烧所需要的氧气。由于分子扩散进行的比
较缓慢，因此层流扩散燃烧的速度取决于氧的扩散速度。燃烧的化学反应进行得
很快，因此火焰焰面厚度很小
（2）、大气式燃烧
1855年本生创造出一种燃烧器，他能从周围大气中吸入一些空气与燃气预混，
在燃烧时形成不发光的蓝色火焰，这就是实验室常用的本生灯。预混式燃烧的出
现使燃烧技术得到很大的发展。
扩散式燃烧容易产生煤烟，燃烧温度也相当低，但当预先混入一部分燃烧所
需空气后，火焰就变得清洁，燃烧得以强化，火焰温度也提高了。因此部分预混
式燃烧得到了广泛的应用。在习惯上又称大气式燃烧
本生火焰是部分预混层流火焰的经典例子，它由内锥和外锥组成。在内锥表
面火焰向内传播，而未燃的燃气空气混合物则不断地从锥内向外流出。在气流的
法向分速度等于法向火焰传播速度之初便出现一个稳定的焰面，其形状近似于一个圆锥面，颜面内侧有一层很薄的浅蓝色燃烧层，因此内锥又称蓝色锥体
由于一次空气量小于燃烧所需要的空气量，因此在蓝色椎体上仅仅进行一部分燃烧过程。所得的中间产物穿过内锥面，其外部按扩散方式与空气混合面燃烧。一次空气系数越小，外锥就越大
（3）预混式燃烧
完全预混式燃烧是在部分预混式燃烧的基础上发展起
来的，它虽然出现的较晚。但因为在技术上比较合理，很快便得到了广泛的应用
进行完全预混式燃烧的条件是：
第一、 燃气和空气在着火前预先按化学当量比混合均匀
第二、 设置专门的火道，使燃烧区内保持稳定的高温
在以上条件下，燃气-空气混合物到达燃烧区后在瞬间燃烧完毕。火焰很短甚至看不见，所以又称无焰燃烧
完全预混式燃烧火道的容积热强度很高，并且能在很小的过剩空气系数下达到完全燃烧，因此燃烧温度较高
完全预混式可燃物的燃烧速度极快，但火焰稳定性差。
完全预混式燃烧过程的热强度与火道有很大的关系。正确设计的货到不仅提高了燃烧稳定性，增加了燃烧强度，而且高温火道对迅速燃尽也起了很大的作用 天然气燃烧利用方式主要是借助燃烧器进行燃烧。燃烧器的种类很多。按一次空气系数分类可分为1、扩散式燃烧器，燃气与空气不预混，一次空气系数等于0；2、大气式燃烧器，燃气与一部分空气预先混合，一次空气系数为0.2~0.8；
3、预混式燃烧器，燃气与空气完全预混，一一次空气系数大于1.
对燃烧器的技术要求主要有以下几个方面
一、 燃烧比较完全。
二、 燃烧稳定。当燃气压力、华白指数和燃烧势在正常范围内波动时，不
发生回火和脱火现象
三、 燃烧效率较高。
四、 再而顶压力下，燃烧器能达到所要求的热负荷
五、 结构紧凑、金属消耗少、调节方便、工作无噪声
扩散式燃烧器燃烧稳定，不会回火，运行可靠；结构简
单，制造方便；操作简单，容易点火；可利用低压燃气，燃气压力为200-400帕或者更低时，仍能正常工作；不需要鼓风。然而其燃烧强度低，火焰长，需要较大的燃烧室；容易产生不完全燃烧。为使燃烧安全，必须供给较多的过剩空气；由于过剩空气系数较大，燃烧温度低。其适用于沸水器、热水器、纺织业中的加热设备及小型采暖锅炉，用作点火器和指示性燃烧器。
大气式燃烧器通常利用燃气引射一次空气，故属于引射式燃烧器。根据燃气压力的不同，它又可分为低压引射和高（中）压引射器，前者多用于民用后者多用于工业装置。
大气式燃烧器比扩散式燃烧器火焰短、火力强、燃烧温度高；可以燃烧不同性质的燃气，燃烧比较完全、燃烧效率比较高、烟气中CO含量比较少；可应用低压燃气，由于空气依靠燃气吸入，所以不需要送风设备；适应性强，可以满足较多工艺的需求。然而由于只预混了部分空气，而不是全部燃烧所需的空气，故火孔热强度、燃烧温度虽比自然引风扩散式燃烧器高，但仍受限制，仍不能满足某些工艺的要求；当热负荷较大时，多火孔燃烧器的结构比较笨重。适用范围广，在
家庭及公用事业的燃气用具如家用灶、热水器、沸水器及食堂灶用得最广，在小型锅炉及工业炉上也有应用
完全预混式燃烧器有混合装置及头部两部分组成。根据燃烧器使用的压力、混合装置及头部结构的不同，完全预混式燃烧器按压力可分为加压混合和采用引射作为混合装置；按头部结构分为无火道头部结构、有火道头部结构、用金属或陶瓷稳焰器做成的头部结构。
完全预混式燃烧器燃烧完全，化学不完全燃烧较少；过剩空气少，当用于工业炉直接加热工作时，不会引起工件过分氧化；燃烧温度高，容易满足高温工艺要求；火道式无焰燃烧器燃烧强度大，因而可缩小燃烧室容积。设有火道，容易燃烧低热值燃气；不需鼓风，节省鼓风设备。然而完全预混式燃烧器为保证燃烧稳定，要求燃气热值及密度要稳定；发生回火的可能性大，调节范围比较小。为防止回火，头部结构比较复杂和笨重；热负荷大的燃烧器，结构庞大和笨重。故每个燃烧器的热负荷一般不超过2300千瓦。噪音大，特备是高压和高负荷时更是如此。主要应用在工业加热装置上。
然而能源的过度消耗导致了日益严重的环境污染。天然气是重要的化石清洁能源。然而天然气燃烧热之高，污染排放物少，但是在正常的燃烧条件下仍排放大量的NOX、CO以及SO2.研究表明，天然气催化燃烧技术不仅可以提高燃烧率，而且可以有望从根本上改善天然气燃烧的污染物排放问题
催化作用与燃烧技术的结合已有很长的历史，但现代催化燃烧技术是近几十年来对环境与节能的要求日益迫切的形势下应运而生的一门新兴技术。20世纪50~60年代，汽车尾气净化技术和有机废气催化焚烧技术的发展为研究共进料情况下燃起催化氧化积累了大量实验依据和数学模型。20世纪90年代初期，各国政府对空气质量法规中排放标准的进一步紧缩，史为高温催化燃烧技术的研究提供了新的动力。从20世纪70年代中期开始，被催化燃烧技术所带来的经济效益和环境效益所吸引。各大企业和科研部门针对该技术的应用和基础理论展开了全球性的研究竞赛，特别是在21世纪初，新兴的石油化学工业以及精细化学工业的蓬勃发展，推动了催化作用基础理论的研究，大大的深化了对催化剂和催化的本质的认识。催化燃烧技术不仅在消除污染、环境保护方面显示出独特的优势，而且在能源利用的节省方面也甚为有效。
催化燃烧可以使燃料在较低的温度下实现完全燃烧，对改善燃烧过程、降低反应温度、促进完全燃烧、抑制有毒有害物质的形成等方面具有极为重要的作用，是一个环境有好的过程，启用用领域不断扩展，已广泛的应用在生产与日常生活的诸多方面
催化燃烧是典型的气--固相催化反应，它借助催化剂降低了反映的活化性，使其在较低的起燃温度200~300摄氏度下进行无焰燃烧，有机物质氧化发生在固体催化表面，同时产生CO2和H2O，并放出大量的热量。引起氧化反应温度低，所以大大的抑制了空气中的N2形成高温NOX.而且由于催化剂有选择性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物的氧化过程，使其多数形成分子氮。
与传统的火焰燃烧相比催化燃烧有大量的优势：
（1）起燃温度低，能耗少，燃烧易达稳定，甚至到起燃温度后无需外接传热就能完成氧化反应
（2）净化效率高，污染物（如NOX及不完全燃烧产物等）的排放水平较低
（3）适应氧浓度范围大，噪音小，无二次污染。且燃烧缓和，运转费用低，操作管理也很方便
天然气催化燃烧可以分为三大类：第一类是扩散催化燃烧。燃气未经预混从平面燃烧器后端达到催化剂表面，淹没过期从四周扩散到催化剂表面。使燃气在催化剂表面催化燃烧，热量从表面辐射出去燃烧温度一般小于600摄氏度。目前，市场上的催化燃烧炉灶和部分正在开发的催化燃烧红外辐射加热器属于此类燃烧方式；第二类是预混贫燃绝热催化燃烧。使用蜂窝状催化剂。天然气与空气经过预混和预热在绝热反应器中的蜂窝状催化剂上发生表面催化燃烧和气相燃烧，燃烧温度高达1200~1300摄氏度，应用于燃气轮机；第三类是预混辐射催化燃烧。催化剂可以是管、平面或蜂窝状。天然气与空气经过与混在催化燃烧其中发生表面催化和气相反应，燃料能量转换为红外辐射能量传出。催化燃烧红外辐射加热器的燃烧方式可以采用第一类和第三类催化燃烧
天然气按一定比例与空气混合，在催化剂表面进行无焰燃烧，避免气相燃烧发出的可见光而造成的能量损失，其能量大部分转化为红外射线，可以用于物体干燥加热，称为催化燃烧红外辐射加热。红外辐射加热以电磁波的形式传递热量，不需要任何媒介，热损失小。当被加热分子受到某种频率的红外线照射时，辐射源的辐射能谱与被加热物分子产生共振吸收，加速分子内部的热运动，从而达到升温加热的目的。目前市场受红外加热设备一般是电红外，可以发射全波段的红外光谱并得到广泛应用，缺点是一次性投资和运作成本高，能源利用率低，而能源短缺不可回避，发展节能技术是资源节约型社会发展的战略性选择，天然气红外加热技术由此应运而生，并已经在工业和民用燃烧设备上得到广泛应用。如涂装工业可用于汽车、自行车、缝纫机和家用等的漆膜干燥，纺织工业活性染料印花的干燥、塑料制革工业树脂干燥和皮革干燥以及农业生产谷物油料干燥和种子处理等实践证明，天然气红外辐射加热比传统的对流加热和红外加热具有投资省、效率高、运行成本不低和污染少等优点。
天然气催化燃烧红外辐射加热技术利用其体燃烧在催化剂表面均匀燃烧，克服了非催化天然气红外辐射加热技术的缺点，比非催化天然气红外技术具有更高的能量转化率和能源利用率
催化燃烧在环境友好工程中的应用
（1）催化燃烧应用在燃气轮机发电领域
美国在20世纪末最后十年里，天然气电厂以每年6000MW装机容量的速度逐年递增。随着‘‘西气东输’’世纪工程的启动，我国天然气发电领域也逐步与世界接轨，因此对该领域中存在的应用技术问题的探究已是刻不容缓。天然气燃烧中的环境问题是由于天然气的热值较高，似的燃烧室温度高达1800摄氏度，助燃空气中的N2，发生高温氧化，造成NOX污染。它以催化燃烧代替传统的获赔燃烧方式，燃烧室温度被降至1500摄氏度以下，能够有效的抑制热效应NOX，生成反映的发生。工业领域对催化燃烧技术的兴趣还在于，催化剂能够稳定贫燃火焰，进行高温燃比燃烧，增大了燃料的利用率；另外，催化剂促进的无焰燃烧，产生的热流温度适中，无需冷却空气进行稀释，可直接驱动燃气轮机发电不仅能够降低对环境的破坏，还大大的提高了燃气轮机的效率
推广催化燃烧技天然气催化技术燃烧红外辐射加热技术克服了一半天然气红外辐射加热燃烧温度高、容易回火、NOX、CO2和UHC排放量高等缺点。目前，催化燃烧技术的研究与应用进入了一个快速发展的阶段，它的作用也越来越被人们所重视。催化燃烧技术也在许多领域得到了运用。例如汽车及其他机动车辆由于引入了催化技术、节省了燃料，加盟很低了废弃物的排放，使环境污染的程度大大降低。催化技术也成功应用于家用燃气的催化燃烧，水泥熟料的煅烧，但进一
步的研究仍是非常必要的。
催化燃烧领域的应用广泛，意义之大，在未来的社会发展美中，它具有举足轻重的地位，对节能降耗，合理利用资源和保护环境上都具有重要的推动作用。因此，大力推进催化燃烧技术的研究工作，积极术的应用，对社会的发展和环境的保护具有深刻积极的影响
参考文献
1、《燃气燃烧与应用》（第三版） 同济大学、哈尔滨建筑大学、重庆建筑大学、北京那个建筑工程学院编 中国建筑工程出版社
2、《燃气应用技术》 普理查德等 中国建筑工业出版社，1983
3、《燃气供应》 詹淑慧 中国建筑工业出版社 2004
4、《天然气催化燃烧理论与应用》 张世红、何林、孙巍 北京建筑工程学院，北京
5、《催化燃烧技术的应用进展》 田凌燕、蔡烈奎、汪军平、王华 克拉玛依石油公司 炼油化工研究所 新疆 克拉玛依
范文五：天然气烧嘴：有焰燃烧
天然气烧嘴：有焰燃烧
有焰燃烧的燃烧速率主要取决于煤气与空气的很合速率。因此强化燃烧和组织火焰的主要途径是设法改变煤气空气的混合条件，这在很大程度上是通过改变燃烧器（或称烧嘴）的结构来实现的，例如：①将煤气和空气分成很多股细流；②使空气和煤气以不同角度和速率相遇；③利用旋流装置来强化气流的混合等。
当煤气和空气成两股并列气流分别送到炉内是，混合条件最差，火焰最长。当喷出速率不变，但煤气和空气以两股同心射流的方式送到炉内时，混合条件较前有所改善，火焰较短。如在空气通道中装设旋流导向叶片则火焰会更短。缩小出口断面增大气流出口速率，并使煤气空气流以一定角度相遇，则更有利于混合。最后，如使煤气和空气在烧嘴内部预先进行部分混合（半无焰燃烧），则可以得到更短的火焰。
必须指出，任何一种烧嘴的工作都是为了满足一定生产条件的要求，每一种烧嘴的产生和发展都有它的具体条件，因此不能脱离稍作的使用条件孤立的评论烧嘴的结构合理与否，更不能片面地根据火焰的长短来区分烧嘴工作的好坏，而是应当看它是否能够适应和满足具体生产条件对火焰特性的要求而定。例如，火焰形状及其温度分布能否满足加热工艺的要求；烧嘴负荷的调节范围能否满足炉子供热制度的要求等。在某种使用条件下认为是比较好的烧嘴在另一种生产条件下就可能完全不能使用。因此在选择烧嘴和分析其结构特性时，必须和烧嘴的使用条件结合起来。一般来说，一个性能良好的烧嘴主要满足使煤气和空气进行充分混合，或为混合提供必要的条件；在规定的负荷变化范围（调节比）内保证火焰的稳定，既不脱火也不回火，并能保证在规定的负荷条件下燃料的完全燃烧。
有焰烧嘴结构的主要部件是喷头部分，它的尺寸和形状不但保证，煤气和空气以一定的流量和速率进入燃烧室（炉膛），而且要创造煤气和空气相混合的一定条件，例如使它们呈交叉射流或旋转射流等，以便得到炉子所要求的一定特性的火焰。有的烧嘴也在喷头之前采取结构措施（例如使气体切向进入）以强化气流混合。
有焰烧嘴的具体结构形式繁多，为便于掌握各种烧嘴的基本特点，可将有焰烧嘴按下列特征进行分类：
（1）按煤气的发热量分类：①高发热量煤气烧嘴（天然气、焦炉气、石油
气烧嘴）；②中发热量煤气烧嘴（混合煤气烧嘴）；③低发热量煤气烧嘴（发生炉煤气、高炉煤气烧嘴）。
（2）按烧嘴的燃烧能力分类：①小型烧嘴；②中型烧嘴③大型烧嘴。
（3）按火焰长度分类：①短焰烧嘴；②长焰烧嘴。
（4）按火焰长度的可调性分类：①火焰长度固定（煤气量不变时）的烧嘴；②火焰长度可调的烧嘴。
（5）按混合方式分类：①靠空气与煤气的紊流扩散而混合的烧嘴（直流式烧嘴）；②靠流股交角混合的烧嘴；③靠旋流装置混合的涡流式烧嘴；④靠机械作用混合的烧嘴。
（6）按混合地点分类：①在烧嘴和炉膛中都要混合作用的烧嘴；②只在炉膛中混合的烧嘴。
（7）按煤气与空气配比的调节方法分类：①手动调节空煤气配比的烧嘴；②自动调节空煤气配比的烧嘴。
（8）按流股的形状分类：①扁平流股的烧嘴（如缝式烧嘴）；②圆形流股的烧嘴；③盘形流股的烧嘴（平焰烧嘴）。
（9）按空气与煤气饿预热情况分类：①空气和煤气不预热的烧嘴；②空气与煤气预热的烧嘴。
（10）按燃料的使用范围分类：①一种煤气用的烧嘴；②二种煤气用的烧嘴；③煤气和液体燃料共用的烧嘴。
中威环保设备有限公司是一家经营燃气烧嘴、燃控系统及燃气窑炉设计、改造、新建工程项目公司。我公司承接国内外大型燃气窑炉、回转窑、“煤改气”工程项目。
