5.7　催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器

5.7.1　扩散式催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器

图5-8为扩散式催化氧化燃气无焰燃烧红外辐射加热器结构。它的外壳由薄钢板制成。燃气引入后由气体分配管从下部的小孔喷出，布满气体分配室，然后气体经过筛孔板上升到填料层，均匀地被送入催化剂层，与空气接触而进行燃烧。金属丝网对催化剂层起保护作用，同时也利于辐射。

图5-8　扩散式催化氧化燃气无焰燃烧红外辐射加热器结构

1—筛板孔；2—气体分配室；3—气体分配管；4—金属丝网；5—催化剂层；6—填料层

这种扩散式催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器工作时，燃气在进行催化燃烧之前没有和空气预混，即一次空气系数为零。燃烧所需空气是在燃烧层中借扩散而获得的。由于催化剂的作用，燃烧反应在比较低的温度下进行（400～450℃），该温度就是辐射加热器表面所具有的温度。

上述过程包括两个方面：燃气燃烧与热量传递。燃气不断流向燃烧层，空气不断向燃烧层扩散，在燃烧层中不停地进行催化燃烧，燃烧表面就连续地发射出红外辐射。

5.7.2　引射式催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器

图5-9为引射式催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器结构。燃气进入引射器，将空气引入进行预混，再溶入催化剂层进行燃烧。其燃烧温度比扩散式催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器的高，辐射的波长也与多孔陶瓷板辐射器相近。燃烧时没有火焰，可将辐射表面靠近被加热物体，从而提高效率。

图5-9　引射式催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器结构

1—引射器；2—金属丝网；3—催化剂层；4—填料层；5—预混室

5.7.3　催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器的特点与应用

（1）催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器的特点

① 燃烧温度较低，由于催化剂的作用，燃烧反应的活化能降低，使燃烧能在较低温度下进行。扩散式催化燃烧的温度一般在400℃左右，引射预混式催化燃烧的温度在500℃以上。燃烧时没有火焰，可将辐射表面靠近被加热物体，从而提高效率。

② 辐射波长主要集中在3.5μm与4μm 以上，故是在中波与长波段辐射。

③ 催化燃烧产物即烟气中NO_x的排放浓度很低，甚至接近于零，是一种低污染燃烧装置。烟气中NO_x含量测定见表5-1。

表5-1　烟气中NO_x含量测定　　

④ 催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器的表面温度均匀，辐射表面可做成各种形状，使加热过程更有效。

（2）催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器的应用

① 干燥过程中，由于辐射加热器表面温度较低，产生的红外辐射容易被一些有机物料吸收，因此，可以有效地应用于涂层、油漆、纺织品、木材、纸张、树脂等的干燥。对于产生有机溶剂蒸气的过程，使用催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器加热干燥不会引起爆炸。

上海曾以高硅氧纤维和氧化铝纤维为载体、以金属Pd为催化活性物质制成催化氧化辐射板，燃烧城市煤气对油漆烘干进行试验，烘道内温度比用金属网辐射器的温度高。 在达到同样漆膜硬度的情况下，节约燃气50%。辐射器的温度高为什么会提高效率，见14.3节。

北京曾以γ-Al₂O₃纤维作载体、以Pt-Co为催化活性物质和助剂制成催化燃烧板，采用引射式燃烧，用于电焊条的烘干，不仅提高了电焊条药皮的强度，而且节约燃料近40%。

② 用催化氧化燃气燃烧红外辐射加热器采暖，属于低温辐射采暖。其主要特点是：柔和舒适，作为局部采暖热损失小，空气流动较弱，气温可以稍低，节约了能源。因此，用催化氧化燃气燃烧红外辐射器采暖是一种采暖的良好方法，特别适用于有易燃物品、大空间的采暖，也可以用于野营、露天操作、展览馆等处的采暖。

③ 设备和仪表的防冻。

④ 塑料加热。