低熱值煤氣在食品工業(yè)上的應(yīng)用
李玉霞 姜友誼
（河南藍(lán)天集團(tuán)股份有限公司 燃?xì)夤?nbsp; 駐馬店）
（鄭州中誠燃燒機(jī)工程技術(shù)有限公司 鄭州市）
摘 要：介紹了低熱值煤氣與燃?xì)饧t外線輻射燃燒技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用
關(guān)鍵詞：低熱值；煤氣；食品工業(yè)；應(yīng)用
一、 概述
所謂低熱值煤氣是指單位體積燃?xì)獾陌l(fā)熱量低，一般指發(fā)熱量在3000×4.18KJ/m3以下，如水煤氣（發(fā)熱量約2400×4.18KJ/m3）、發(fā)生爐煤氣（發(fā)熱量約1250×4.18KJ/m3）、高爐煤氣（發(fā)熱量約800×4.18KJ/m3）。成為低熱值煤氣的主要原因是煤氣中含有較多的CO2、N2等不活性成分。因此供給同樣的熱量所必需的燃料氣體的體積變的很大。此外，含多量不活性氣體的煤氣著火性差，火焰穩(wěn)定性也不好。
長期的實(shí)踐使我們知道著火困難、火焰不穩(wěn)定就會導(dǎo)致在燃燒過程中產(chǎn)生回火、斷火等，甚至發(fā)生危險事故。但是在我國目前情況下許多地方的低熱值煤氣又非常普遍，成本也很底，利用好這些低熱值煤氣非常符合實(shí)際情況。所以，這就促使我們通過研究與之相適應(yīng)的、高效的燃燒技術(shù)，來突破解決低熱值煤氣的燃燒應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)安全、高效的使用低熱值煤氣。通過我們近兩年來的研究與實(shí)踐，我們初步實(shí)現(xiàn)了低熱值煤氣在食品工業(yè)、金屬鑄造等領(lǐng)域的安全應(yīng)用。這里對我們實(shí)踐的初步經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，希望對相關(guān)同行有所幫助，也期望得到大家對不足之處批評指正。
二、 食品工業(yè)上的應(yīng)用
改革開放以來，國內(nèi)各行各業(yè)都得到了高速發(fā)展，尤其是食品工業(yè)，在國內(nèi)糧食充足、人民生活達(dá)到溫飽以后，對食品的品種及質(zhì)量，要求不斷更新和提高，為食品工業(yè)大發(fā)展提供了巨大而廣闊的市場空間。
（一）食品工業(yè)的用熱方法
我們了解到，食品工業(yè)的工藝用熱方式，主要是在食品生產(chǎn)過程中，對其半成品進(jìn)行加熱、烘烤和消毒。這里分兩個方面：一是使食品由生變熟，二是達(dá)到衛(wèi)生消毒的標(biāo)準(zhǔn)要求。
從熱源的角度分類，主要途徑有兩種：1.用電獲取熱源。這種方式生產(chǎn)成本高，而且我國的電力供應(yīng)尚屬發(fā)展階段，在從過去一直到未來較長一段時期內(nèi)，電價仍屬不斷提高的趨勢，普及應(yīng)用會受到較大制約；2.采用燃?xì)夤?/B>。這種方法成本較低，價格比較穩(wěn)定，許多低熱值煤氣可以利用，更重要的一點(diǎn)是近一兩年燃?xì)馐俏覈w速發(fā)展、高速普及的項(xiàng)目，隨著西氣東輸工程投入使用，將非常適宜大量普及應(yīng)用。可以預(yù)見今后燃?xì)鈱蔀榘ㄊ称饭I(yè)在內(nèi)的許多行業(yè)用熱的主要途徑。
（二）低熱值煤氣與燃?xì)饧t外線輻射技術(shù)的結(jié)合改造
1、 燃?xì)饧t外線輻射燃燒原理
燃?xì)饧t外線輻射技術(shù)一般使用的氣源是熱值高于20000×4.18KJ/m3的石油液化氣。液化氣的特征是著火性及火焰穩(wěn)定性非常好。而低熱值煤氣在這兩方面都不具備，如何利用低熱值煤氣與燃?xì)饧t外線輻射技術(shù)，必須從這種燃燒技術(shù)的燃燒與控制方式兩方面進(jìn)行改進(jìn)。首先我們分析一下燃?xì)饧t外線輻射技術(shù)的燃燒方式：
燃?xì)馔ㄟ^一定壓力從噴嘴進(jìn)入引射器的入口，同時卷吸入一定的助燃空氣，在引射器內(nèi)充分混合進(jìn)入導(dǎo)流板及殼體內(nèi)腔，最后通過（經(jīng)精確測算與實(shí)驗(yàn)制成的）曲面多孔陶瓷燃燒輻射區(qū)，遇外界強(qiáng)力火源著火燃燒，火焰迅速遍及整個表面，約幾分鐘后，燃燒移至貼近外表面2mm的焰道內(nèi)。此時淺藍(lán)色火焰消失，表面灼熱，顏色赤紅，達(dá)到穩(wěn)定燃燒。此刻表面溫度達(dá)到800-1400℃，輻射波長主要為2--6mm的短、中波紅外線。這個區(qū)間的波具有能量集中，熱效應(yīng)顯著等特點(diǎn)。當(dāng)被加熱食品受到紅外線輻射時，其分子振動頻率與紅外線頻率相等，吸收紅外線輻射能量，引起分子和原子強(qiáng)烈共振，使被加熱食品加熱達(dá)到工藝要求。
燃?xì)饧t外線輻射燃燒器，燃燒過程中有以下幾個特點(diǎn)：
（1）實(shí)現(xiàn)了燃?xì)馀c空氣的規(guī)定比例混合；
（2）燃燒焰道的容積熱很高，使混合氣體到達(dá)燃燒區(qū)后瞬間燃盡；
（3）火焰非常短，甚至看不到火焰；
（4）紅外線輻射加熱，無須中間傳媒，不接觸被加熱食品；
（5）熱效率非常高；不會二次（接觸）污染。
2、 低熱值煤氣結(jié)合燃?xì)饧t外線輻射技術(shù)的應(yīng)用
結(jié)合燃?xì)饧t外線輻射技術(shù)與低熱值煤氣的特征，我們采取了以下技術(shù)措施：
（1） 精確制定燃?xì)馀c空氣混合比例；
（2） 縮小陶板孔徑，增加單位面積空數(shù)；
（3） 強(qiáng)力點(diǎn)火，實(shí)時檢測。
從燃燒原理看，應(yīng)減少空氣吸入量，加大煤氣送入量，相對增加可燃成分含量；
從燃燒方式看，要克服低熱值煤氣著火性差的特點(diǎn)，一要減少單孔通氣量，二必須使用強(qiáng)力點(diǎn)火，使用自動高壓電極火花點(diǎn)火。另一方面要解決低熱值煤氣易斷火的缺點(diǎn)，應(yīng)從控制角度著手，必須對火焰進(jìn)行實(shí)時檢測，如果斷火必須立即切斷氣源，以保證安全。這幾個方面結(jié)合起來就能有效保證低熱值煤氣燃燒的安全、穩(wěn)定。所以我們認(rèn)為安全有效利用低熱值煤氣必須與智能燃燒控制技術(shù)相結(jié)合，才能安全、高效使其發(fā)揮最大效能。 
