進入21世紀(jì)以來，隨著全球工業(yè)化的飛速發(fā)展和人口的不斷增長，能源與環(huán)境問題口益引起世界各界的廣泛關(guān)注。

目前，我國飛速的經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的進程極大地刺激了對能源的需求。我國的能源構(gòu)成主要是煤、石油、天然氣、水電和核電，形成了以電力為中心，煤炭、石油、天然氣和可再生能源全面發(fā)展的能源供應(yīng)格局，建立了比較完善的能源供應(yīng)體系。然而，我國貧油富煤的能源構(gòu)成與世界各國依然存在著很大的差距，人均擁有量和消費量遠(yuǎn)低于世界平均水平，能源的利用效率僅為34%，落后發(fā)達(dá)國家約20年，CO2的排放量占全球總排放量的11%，僅次于美國，因此我國若要構(gòu)建更加經(jīng)濟清潔和安全穩(wěn)定的能源供應(yīng)系統(tǒng)仍然需要付出很大的努力。

工業(yè)窯爐已愈來愈成為我國鋼鐵冶金和石油化工等過程工業(yè)中舉足輕重的熱工設(shè)備，但同時也帶來了巨大的能源消耗和環(huán)境污染。雖然改革開放使我國工業(yè)窯爐的技術(shù)水平有了顯著發(fā)展，但工業(yè)爐的能源利用效率依然較低，僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)中期的水平，我國工業(yè)窯爐的熱效率平均不到36%，而國際上的平均水平為50%以上。

截至2005年底，針對我國運行的大約95萬臺工業(yè)爐的調(diào)查結(jié)果顯示，工業(yè)爐能耗占全國工業(yè)總能耗的35%左右，熱利用效率與發(fā)達(dá)國家相比還存在著很大差距，如下表1.1。據(jù)估計全國每年工業(yè)窯爐排煙損失所帶來的能耗就超過5000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

長期以來，我國始終堅持以節(jié)約為首，開發(fā)與節(jié)約并舉的能源戰(zhàn)略基本方針為了進一步加強我國的節(jié)能力度，國家相關(guān)部門就曾經(jīng)提出了1999~2000年的10年間工業(yè)爐的熱效率應(yīng)提高10%~20%的計劃。雖然我國在工業(yè)爐燃燒方面采用的常規(guī)節(jié)能技術(shù)有顯著成效，但仍然有很大的潛力。

在世界天然氣消費總量中有90%~95%用作了清潔燃料，天然氣可以顯著降低煤和石油等燃料燃燒產(chǎn)物中SOX和粉塵的含量，但NOX排放下降卻并不明顯。NOX是天然氣燃燒過程中最為嚴(yán)重的污染物，NOX通常是N20 , NO , NO2 , N203 , N03 ,N204, N20:等氮氧化物的總稱，但最主要的是NO和NOZ，其中NO占大約90%以上。  NO是無色且具有輕度刺激性的氣體，濃度較高時對人和動物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)會造成極大的損害，在大氣中還容易形成酸雨以及消耗臭氧層，被臭氧氧化成具有劇毒的NO2。 NO2是一種赤褐色并帶有刺激性的氣體，它對人體的心臟、肝、腎等重要器官有很大影響，還會使人體血液中的血紅蛋白生成變性血紅蛋白，從而降低血液的輸氧能力。人只要在含量為1 X 10-4^-1. 5 X 10-4的NO2環(huán)境中停留30min~60min,就會因肺水腫而死亡。另外，NOX還是形成光化學(xué)煙霧的“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;，美國洛杉磯光化學(xué)煙霧就曾使許多人深受其害。

人類的工業(yè)生產(chǎn)造成的溫室效應(yīng)一直以來都是引起人們高度關(guān)注的全球性的氣候問題。近100多年來，由于溫室效應(yīng)導(dǎo)致了全球平均地表溫度升高了0.3~0. 7℃。CO2, CH4, N20和氟氯烷烴(CFCS)是主要的溫室氣體，其中CO2對溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)率為55%， CH4, CFCS和N20也起到了相當(dāng)重要的作用。CO2濃度在1959-1998年的40年間增加了16.1%，自進入工業(yè)化時代的200多年里N20的含量大約增長了15%，而CH4濃度增加了10%。全球氣候變暖，不僅會加快地球兩極的冰雪融化，使海平面上升，進而影響全球自然生態(tài)系統(tǒng)，改變動植物的活動和生長周期，還會加劇洪澇、干旱及其他氣象災(zāi)害的發(fā)生，危及沿海地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和居民的身體健康，甚至產(chǎn)生更多的疾病和增加死亡率。

因此，長期高能耗高污染的工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)對我們的生存環(huán)境造成了巨大的威脅，尤其是由于我國能源結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的工業(yè)爐污染更為嚴(yán)重，面臨著如此嚴(yán)峻的能源與環(huán)境的形勢，我國在21世紀(jì)工業(yè)窯爐發(fā)展的新階段需要始終堅持貫徹節(jié)能和環(huán)保的重要方針。我們不僅需要開發(fā)新能源，還要更加合理高效的利用現(xiàn)有能源。在我國全面貫徹實施科學(xué)發(fā)展觀戰(zhàn)略的關(guān)鍵時期，研究和應(yīng)用高效節(jié)能低污染的燃燒技術(shù)是我國工業(yè)燃燒界的當(dāng)務(wù)之急，對于緩解目前嚴(yán)峻的能源現(xiàn)狀具有重要的意義。