為了克服能源利用率偏低和能源生產(chǎn)、消費(fèi)中污染物大量排放等問(wèn)題，如NOX，SO2，CO2以及近幾年引起較大注意的N2O等，它們是產(chǎn)生光化學(xué)霧、酸雨、溫室效應(yīng)和臭氧層破壞的原因。近年來(lái)在改進(jìn)燃燒方式方面，正在開(kāi) 發(fā)、應(yīng)用低溫富氧燃燒技術(shù)和高溫低氧燃燒技術(shù)。常規(guī)燃燒方式中氧氣濃度為21%，入爐空氣溫度20～450℃，燃燒溫度（爐溫）1200～1400℃；低溫富氧燃燒是通過(guò)空氣膜分離，使氧氣濃度提高到28%～30%，而燃燒溫度可降低到800～1000℃；高溫低氧燃燒則是通過(guò) 特 殊裝置，使入爐空氣溫度提高到800℃（有的可高達(dá)1250℃）以上其氧氣濃度低于15％（有的可低達(dá)3%～5%），改變火焰結(jié)構(gòu)，從而使?fàn)t溫均勻、NOX生成減少、噪音降低、能源消耗減少。高溫低氧燃燒常被稱(chēng)為高溫空氣燃燒技術(shù)，其核心是熱循環(huán)再 生燃燒系統(tǒng)，主要由高 效熱交換器（熱再 生媒體）、燃燒器、快 速切換閥組成，本文就熱交換器進(jìn)行了一些計(jì)算和討論。

1、高溫空氣燃燒技術(shù)
　　1.1、高溫空氣燃燒的目的
　　高 性 能工業(yè)用爐開(kāi) 發(fā)項(xiàng)目的具體目標(biāo)：削減30%以上的CO2排放量（節(jié)能）；低NOX及低燃燒噪音；同時(shí)完成設(shè)備小型化。
　　以原有技術(shù)常識(shí)而言，因它們處于互相制約的關(guān)系，三者同時(shí)達(dá)成被認(rèn)為是不可能的事。這三點(diǎn)有可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)的方法是運(yùn)用高溫空氣燃燒爐。所謂的高溫空氣燃燒是把吹進(jìn)燃燒爐的空氣預(yù)熱到比原來(lái)高得多的1000℃以上，而且向維持著低氧濃度的高速?lài)娏髦写等肴剂希ǘ稳剂希?。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)高溫空氣燃燒已認(rèn)清了以下問(wèn)題。
　?。?）隨著溫度的高溫化出現(xiàn)的燃燒特性是，效率雖上升，但火焰溫度的上升是局部性，NOX濃度卻急劇增加。
　?。?）高溫空氣燃燒可達(dá)到：低NOX；低噪音；火焰溫度平坦化等在實(shí)用中的幾乎各種特性。
　　（3）在高溫且低氧空氣的燃燒中，以前幾乎看不到的以C2發(fā)光為中心的綠色火焰（greenflame）變旺。
　　以往傳熱的計(jì)算是憑經(jīng)驗(yàn)，如果基于科 學(xué)的演繹式確立新的傳熱計(jì)算法，并把它應(yīng)用于高溫空氣燃燒，那就很有可能使先 進(jìn)的工業(yè)用爐誕生。為進(jìn)行高溫空氣燃燒，所需要的高溫空氣是用1980年左右就已實(shí)用化的短時(shí)間轉(zhuǎn)換式蓄熱器(burner)預(yù)熱。在日本，1995年以后這種蓄熱器迅 速普及，在鋼鐵用加熱爐、熱處理爐、鋁熔解爐以及輻射發(fā)熱管（radianttube）等廣為利用。RTO蓄熱燃燒設(shè)備正在成為各企業(yè)自愿節(jié)能的重要支柱。
　　1.2高溫空氣燃燒的原理與效果
　　燃燒空氣的高速?lài)娏髟跔t內(nèi)形成的氣體再循環(huán)使?fàn)t內(nèi)溫度平坦化，從而為使用高溫空氣時(shí)抑 制有局部出現(xiàn)高溫域變成可能。另外由氣體循環(huán)的強(qiáng) 化或因燃燒分散出現(xiàn)的高溫或低氧空間的燃燒，其溫度勢(shì)（temperaturepotential）雖然高但其火焰體積大、溫度梯度及濃度梯度均小，是一種均一化及平滑化的燃燒2。由于助長(zhǎng)了聚合反應(yīng)，預(yù)料在高溫燃燒領(lǐng) 域?qū)崿F(xiàn)低NOX化也有可能。一旦爐內(nèi)溫度達(dá)到平坦化，平均爐溫就趨高溫化，單位傳熱面積的傳熱能力也增加，這些將使熱設(shè)備有可能實(shí)現(xiàn)小型化。
　　1.3高溫空氣燃燒的影響
　　現(xiàn)在高溫空氣燃燒技術(shù)也正在工業(yè)用爐以外的領(lǐng) 域 開(kāi) 發(fā)應(yīng)用。雖然這技術(shù)將導(dǎo)致大幅度削減二氧化碳及NOX；然而迄今為止尚未解明其真 正的基礎(chǔ)理論，以致無(wú)法實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。據(jù)日本工業(yè)用爐協(xié)會(huì)估計(jì)，為維持1990年二氧化碳發(fā)生量水準(zhǔn)，僅工業(yè)用爐改 善這一項(xiàng)在2010年就可望實(shí)現(xiàn)二氧化碳削減量約占35%。開(kāi) 發(fā)成果的實(shí)用化和普及化，不僅 有助于防止地球暖化，而且對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益也大有好處。