1燃氣紅外輻射加熱技術
1．1引言
紅外輻射，俗稱紅外線，是一種電磁波。它和可見光、紫外線、x射線以及微波、無線電一樣既具有波動性又具有粒子性，傳播速度約爲3x108米／秒，可以在真空中傳播，也可以在介質中傳播，具有直射、折射、反射、干涉、衍射等物理現象。它們之間的區別僅在於波長(或頻率)不同。可見光的波長範圍約爲0．38—0．75微米，紅外輻射的波長範圍約爲0．75—1000微米，波長大於1000微米的爲微波和無線電電波。透過三棱鏡可以把可見光分成爲紫、藍、青、綠、黃、橙、紅七種顏色，而紅外輻射的波長比紅光的波長還長，即在光譜的紅色端以外，所以稱之爲紅外線，人們的視覺感覺不到它。
燃氣與其燃燒所需的空氣全部預混以後，在一定條件下進行無焰燃燒，可以直接產生紅外輻射用於各種加熱過程。
燃氣紅外加熱技術在工業和民用燃燒設備中得到了廣泛的應用。實踐證明它比傳統的對流加熱具有投資省、啓動快、效率高、污染少等優點。經過特殊設計的紅外輻射器還能夠發射出波長較長的遠紅外輻射，對某些物體更有效地加熱，進一步節約能源。
常用的燃氣輻射器有金屬網輻射器和多孔陶瓷板輻射器兩種。目前國際上大力發展各種優質多孔陶瓷板燃氣輻射器，它具有燃燒均勻、輻射波波長較長和不易回火等優點。同濟大學燃氣紅外研究所採用一種全新的幹法成型工藝，研究成功了x型複合層多孔陶瓷板燃氣輻射器。
1．2X型多孔陶瓷板燃氣輻射器的研究
X型複合層多孔陶瓷板燃氣輻射器有以下主要結構特點：
(1)具有高發射率表面層
多孔陶瓷板燃氣輻射器在正常工作時其表面溫度爲800—850oC，在這種溫度下其主要的輻射能量波長爲2—6微米。然而，普通陶瓷在這一波段內的發射率卻是很低的(見圖2，c)。爲了提高輻射器的輻射能力，我們研究了一種高發射率材料，作爲複合層多孔陶瓷板的.表面層。它具有廣譜高發射率的特點(見圖2，b)，從而彌了陶瓷的缺點，使輻射能力提高。X型複合層多孔陶瓷板採用幹壓法成型工藝，基板和表面層在模具中一次壓成，人窯後一起燒結，結合牢固不會脫落。與熱壓鑄成型法相比，幹壓法不需要石蠟和制蠟餅工序，不需埋燒脫蠟過程，縮短了燒成周期，並大大提高了窯位的利用率。據估算，用新的幹壓法工藝製造多孔陶瓷板，其原材料、輔助材料和能源的消耗約爲熱壓鑄法工藝的1／2左右。
(2)機械強度和抗熱震性能較好
透過對基板材料配方、粉體制備與燒結工藝等反覆研究和改進，提高了多孔陶瓷板的械械強度。又由於降低了熱膨脹係數，其抗熱震性能較好，能長期承受冷、熱急變而不破壞。
表1所示多孔陶瓷板的物理性能。從表中可以看出，用幹壓法成型的多孔陶瓷板密度較低，而抗折強度和熱膨脹係數都優於國外同類產品的指標.
(3)燃燒穩定性和燃燒完全度好
對X型複合層多孔陶瓷板燃氣輻射器(新型輻射器)和市售的多孔陶瓷板燃氣輻射器的極限熱強度進行測試，其結果列於表2。從表中可見x型複合層多孔陶瓷板燃氣輻射器的極限熱強度較高，也即燃燒的穩定範圍較大。
燃燒完全度可用煙氣中一氧化碳的濃度來衡量。對複合層多孔陶瓷板進行燃燒試驗，其結果列於表3.將煙氣中一氧化碳Co的濃度(表示換算到a＝1的一氧化碳濃度)和多孔陶瓷板的表面溫度to(oC)繪成曲線表示於圖3，可以看出，額定負荷下(11kcal／cm2·h)煙氣中Co低於40pPm；當熱負荷在額定值的 20％範圍內波動時，C0在100pPm以下。總的來說，一氧化碳排放量是很低的。
從以上研究和試驗結果表明，X型複合層多孔陶瓷板機械強度較高，而熱膨脹係數較小，因此使用性能好。用它做成的x型多孔陶瓷板燃氣輻射器燃燒穩定，排煙中的C0含量較普通燃燒器大爲降低，是一種清潔的綠色燃燒裝置。
1．3多孔陶瓷板燃氣輻射器的應用
燃氣紅外輻射器在各種乾燥工藝上得到了廣泛的應用。實踐已經證明，燃氣紅外輻射器發出的輻射波長較長，使一些被加熱的物容易吸收，因此已在許多工藝中得到採用，如：