文献综述（或调研报告）：
- 研究背景
2017年全球能源需求增长2.2％，高于其10年平均值1.7％。石油需求增长1.8％，而产量增长连续第二年低于平均水平。[1]在中国，近年天然气消费量年增长率超过15％，而其产量增长相对缓慢已经导致天然气进口的增加。2014年中国是世界第三大液化天然气进口国和世界第六大管道燃气进口国。[2]全球化石能源储备的不断枯竭，还导致了随之产生的燃烧污染物排放量的增加和累积，比如CO2为代表的温室气体、氮氧化物（NOx），以及烟尘，地球环境状况持续恶劣。从全球性的气候变化大会到世界各国的低碳发展，碳减排已经成为全球共同的意愿和迫切要求。由于中国的能源结构仍以煤炭为主，其二氧化碳排放显著高于世界其它国家。节约能源、保护环境如今已是人类共同肩负的使命和责任。
在此背景下，低污染物排放以及低能耗的燃烧方式受到关注。许多工业领域开始探索利用预加热助燃的蓄热式燃烧技术。这种燃烧技术相比传统燃烧技术而言，运用了热能再循环方法，具有较高的效率，减少了燃料消耗，从而可以减少能耗及二氧化碳排放量。其燃烧发生在高温低氧的氛围里，具有均匀的热通量分布和反应稳定的特点，因而在一些工况下可以大幅减少氮氧化物的生成。[3]北京神雾研究的应用该燃烧技术的蓄热式燃烧炉能够通过预热空气和气体，大大提高低热值燃烧气体的温度。而从蓄热式燃烧器排出的烟气温度只有150~180℃，大大节省了能源。在神武的蓄热式燃烧器加热炉出现的十年期间，只要可提供高炉煤气，几乎所有在钢铁厂建造的轧制加热炉都只采用高炉煤气，罕有例外。[4]2013年，国内蓄热式氧化炉生产厂家共生产RTO设备158套。未来五年，受宏观经济条件及国家产业政策影响，预计国内生产企业蓄热式氧化炉的产量将以25%的复合增长率继续增长。到2018年，国内生产企业蓄热式氧化炉的产量将达到484套。[5]
我国每年因开采煤炭产生的大量的瓦斯气体，其中乏风瓦斯排放占90%左右，浪费了宝贵资源，还对大气环境造成严重污染。据国家安监总局统计数据，我国乏风瓦斯量2004年为90亿m3，到2017年已经达到170亿m3。[6]乏风瓦斯 CH4浓度一般低于1%，直接利用难度较大，量大面广，基于GWP的计算方法，其温室效应大约是二氧化碳的25倍，在温室气体中约占温室气体总量的19%[7]。目前蓄热式燃烧法在乏风瓦斯处理中应用最广，可达到热量回收和减少排放的目的。
近代工业的挥发性有机化合物（简称VOCs）污染排放日益严重。根据环保部污控司组织中科院生态中心、清华大学、同济大学等高等院校和科研院所对人为污染源排放情况的估算结果显示，工业源排放量占比最高，达55.5％，而在工业源的４个环节中，含VOC产品的使用过程环节排放最多，占整个工业源排放的60％以上。[8]在VOC的人为排放中生物质的燃烧占主要部分。[9]用于VOC处理的最广泛的热技术是直接燃烧、回热和再生氧化。其中蓄热式燃烧法具有热力回收系统、热效率高、在有机物浓度达到一定值时可实现自供热操作等优势。[10]
蓄热式燃烧技术在低热值气体燃烧、VOCs和乏风瓦斯等工业废气的处理中均具有突出的利用优势，在节能减排上具有显著贡献，因此具有重要的研究意义和应用价值。而蓄热式换热器是实现该技术的关键设备，其换热特性和阻力特性直接影响到预热空气的预热温度、烟气排放的出口温度以及系统中各个设备的材料耐受度和耐久度。[11]
- 蓄热式换热器简介
在蓄热式换热器中，蓄热材料填充在蓄热床中，电磁阀交替地引导气流通过蓄热材料。热流体将热量释放到储热介质，称为热阶段，冷流体吸收热量而被加热称为冷阶段。由于蓄热式换热器的周期性，必须使用至少两个蓄热床来形成连续运行系统，以便在任何时刻一个床被加热而另一个床被冷却。[12]
蓄热式换热器的性能以流动特性和传热特性为主要衡量指标。
传热性能指标：
a.传热速率
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