[發明專利]一種燃用液體燃料的多孔介質燃燒裝置

無效

• 申請號: 200910011606.4
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101556040A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 劉宏升;吳丹;解茂昭;史俊瑞
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F23D11/00
• 分類號: F23D11/00;F23D11/42;F23D11/44;F23D14/14;F23D14/02;F23D14/62
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本發明屬于多孔介質燃燒技術領域，涉及到一種燃用液體燃料的多孔介質燃燒裝置。

背景技術

目前，能源與環境問題成為人類社會發展的頭等大事，如何實現高效和清潔燃燒是國內外燃燒界共同面臨的緊迫課題。長期以來，傳統的燃燒方式以自由空間的燃燒為主，一直受燃燒效率低、污染物排放量大的困擾。作為一種新型燃燒方式，多孔介質燃燒技術是用惰性多孔介質材料取代自由空間，利用其相對于氣體而言強大得多的蓄熱功能和輻射特性實現熱反饋，從而使燃燒反應大大增強的一項技術。已有研究表明多孔介質燃燒技術可以提高燃燒效率、擴展貧燃極限、處理各類垃圾和廢棄物，具有其他燃燒方式不可比擬的優越性。

多孔介質燃燒主要包括多孔介質內的預混合燃燒和液體燃料燃燒兩種燃燒方式。目前多孔介質中預混合燃燒技術已經比較成熟，已有的多孔介質氣體燃燒器主要采用漸變型或多段式結構，可以燃燒低熱值氣體或低品質氣體燃料，同時污染物排放水平低，并具有良好的可燃極限；而關于液體燃料在多孔介質燃燒的研究，國際上還處于初級階段，而國內幾乎是一片空白。

將多孔介質作為液體燃料的燃燒器，其同時也是很好的霧化器，因為多孔介質具有優良的總體熱輸運特性，而且內結構復雜、有很大的內表面積，能夠有力的促進液體燃料的蒸發，易于形成可燃混合氣，可以避免不完全燃燒時產生碳煙等問題。國內外學者的大量研究證明，在大孔隙率多孔介質中，燃燒液體燃料能大幅度擴展貧燃極限，可最大限度地降低碳煙及NOx的排放，這對于液態有害垃圾的焚燒具有極大的應用前景。

因此，開發一種可以燃用液體燃料的多孔介質燃燒裝置，實現自由空間內無法實現的部分液體燃料的燃燒，同時在提高液體燃料的燃燒效率、降低污染物排放水平等方面都具有重要的現實意義。

發明內容

本發明提供了一種燃用液體燃料的多孔介質燃燒裝置，其目的是解決自由空間內不易燃燒的液體燃料的燃燒、提高液體燃料的燃燒效率及降低污染物排放水平等問題。

本發明的技術方案如下：

燃用液體燃料的多孔介質燃燒裝置主要由燃燒器殼體，燃油噴射器，預混合室，多孔板，脈沖點火器，多孔介質泡沫陶瓷，多孔介質小球組成。主要技術方案為：燃燒器殼體由多孔板分成上、下兩部分，上方為多孔介質燃燒室，下方為預混合室；燃燒室內部自上而下依次布置大直徑多孔介質小球區和小直徑多孔介質小球區，多孔介質小球由下方的多孔介質泡沫陶瓷支撐，泡沫陶瓷所圍成的空間內布置燃油噴射器和脈沖點火器，其中泡沫陶瓷的材料為耐高溫氧化鋯或Al₂O₃，燃油噴射器與供油泵相連；燃燒室底部是兼具支撐和防回火功能的多孔板；預混合室位于燃燒室下方，預混合室的側面和底部分別布置燃氣進口和空氣進口。

本裝置使用時，首先空氣和燃氣分別從預混合室的空氣進口和燃氣進口進入，在預混合室內混合，通過多孔板進入主燃燒室，點火后在多孔介質泡沫陶瓷處燃燒，對泡沫陶瓷預熱，預熱到一定溫度，將液體燃料噴射到高溫泡沫陶瓷上，液體燃料在迅速完全的汽化后，實現燃燒，燃燒火焰在氣流的推動下穩定在泡沫陶瓷上方的小直徑多孔介質小球區域，上方的大直徑多孔介質小球區域可以防止燃燒的熱量損失，燃燒穩定后關閉燃氣進口，停止供燃氣。

本發明的效果和益處是：燃燒裝置內無需汽化裝置，液體燃料噴射到泡沫陶瓷上，在熱泡沫陶瓷表面及內部迅速完全的汽化后，實現穩定燃燒過程；由于泡沫陶瓷保證了液體燃料良好的汽化效果、進而確保了燃燒裝置具有燃燒充分、污染物排放量低等特點。本發明不僅適于烴類、醇類液體燃料的燃燒，也可用于常態下不易燃燒的柴油、煤油甚至可燃性工業廢液等的燃燒，同時兼具了氣體燃料燃燒器的功能，在不噴射液體燃料的情況下，可作為氣體燃料燃燒器使用，不同直徑多孔介質小球的布置實現多層次燃燒結構，可以優化氣體燃料的燃燒特性，并能夠擴大氣體燃料的貧燃極限，具有很廣闊的市場前景。

附圖說明

附圖是燃用液體燃料的多孔介質燃燒裝置的結構示意圖。

圖中：1.燃燒器殼體；2.燃油噴射器；3.燃氣進口；4.空氣進口；5.預混合室；6.多孔板；7.脈沖點火器；8.多孔介質泡沫陶瓷；9.小直徑多孔介質小球；10.大直徑多孔介質小球。

具體實施方式

以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的實施步驟。

實施例一

步驟1.先讓空氣和燃氣分別從空氣進口和燃氣進口進入預混合室，在預混合室混合后，脈沖點火器點火，使多孔介質泡沫陶瓷區域出現燃燒火焰。