（4）多孔介質(zhì)催化燃燒  

降低火焰溫度的另一個辦法就是盡可能快和多的加強(qiáng)火焰對外的傳熱。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)境的輻射和對流換熱就被加強(qiáng)了。實驗表明，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以一個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)過程只在催化劑表面進(jìn)行，不會產(chǎn)生NOx，這樣催化燃燒的NOx生成可以降至1ppm。催化燃燒的缺點就是必須保證活性表面在一個比較低的溫度下不被氧化或蒸發(fā)，且催化劑造價相對較高，難以得到工業(yè)化應(yīng)用。  

（5）無焰燃燒  

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)會在下游的不可見的區(qū)域內(nèi)完成。  

為了建立一個火焰，燃料與氧化劑之比必須在可燃極限之內(nèi)，同時需要點火裝置。一般情況下，火焰在點燃以后一般自己充當(dāng)點火器，對來流進(jìn)行點火。這就需要足夠高的火焰溫度來達(dá)到最小點火能量，但是高的火焰溫度會使得NOx生成增加。  

Wuenning J.G等在實驗室內(nèi)觀察到了一種無焰的燃燒，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，可視的燃燒過程需要在燃燒后產(chǎn)生很強(qiáng)的煙氣回流；對于無焰燃燒，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。  

無焰燃燒火焰分布均勻，燃燒溫度低，同時羥基生成少，這使得NOx產(chǎn)生更少。無焰燃燒需要以下條件：①分別射入高動量的空氣和燃料流；②大量內(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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