[發(fā)明專利]一種堆積陶瓷小球多孔介質(zhì)燃燒器及其使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610048572.6
• 申請(qǐng)日: 2016-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN105588128A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建學(xué);王杏坤;蕭琦;孟杰;索金莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京礦大節(jié)能科技有限公司
• 主分類號(hào): F23D14/02
• 分類號(hào): F23D14/02;F23D14/46;F23G7/06
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低濃度預(yù)混氣體燃燒技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種堆積陶瓷小球多孔 介質(zhì)燃燒器及其使用方法，以濃度低于爆炸極限下限、熱值250Kcal/m³～ 420Kcal/m³的預(yù)混氣體作為燃料，通過設(shè)置以堆積陶瓷小球作為多孔介質(zhì)的 預(yù)熱區(qū)和燃燒區(qū)，保證低濃度、低熱值預(yù)混氣體穩(wěn)定、完全燃燒。本技術(shù)適 用于以石油、化工行業(yè)的工藝尾氣或煤炭行業(yè)的抽排瓦斯等各種低濃度、低 熱值預(yù)混氣體作為燃料的燃燒裝置。

背景技術(shù)

石油、煤炭在開采過程中產(chǎn)生大量低濃度、低熱值伴生氣、煤礦瓦斯； 石油、化工、制造、冶金、制藥等行業(yè)在生產(chǎn)中也會(huì)產(chǎn)生大量低濃度、 低熱值工藝尾氣，如煉油廠尾氣、油頁巖煉油尾氣、制備活性炭尾氣等。 部分伴生氣、煤層氣或工藝尾氣濃度可能在爆炸極限下限以下，低熱值 通常在250Kcal/m³～420Kcal/m³，在自然條件不能連續(xù)、穩(wěn)定燃燒，因此 通常無法利用。如果直接排放，不但浪費(fèi)能源而且污染環(huán)境。目前的利 用方法有摻混其它燃料提高熱值或高熱值氣體伴燒等；這些方法在利用 低濃度、低熱值預(yù)混氣體的同時(shí)要消耗大量優(yōu)質(zhì)燃料，限制了低濃度、 低熱值氣體的利用范圍，同時(shí)利用成本提高、經(jīng)濟(jì)效益降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種堆積陶瓷小球多孔介質(zhì)燃燒器及其使用方 法，以濃度低于爆炸極限下限、熱值250Kcal/m³～420Kcal/m³的預(yù)混氣體作 為燃料，實(shí)現(xiàn)低濃度、低熱值預(yù)混氣體穩(wěn)定、完全燃燒，使燃燒產(chǎn)生熱量得 到利用。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技 術(shù)方案是：一種堆積陶瓷小球多孔介質(zhì)燃燒器，其特征在于，它包括穩(wěn)流段 殼體、保溫材料、燃燒段殼體、燃燒室、絕熱燃盡室和噴口腔；

所述穩(wěn)流段殼體及內(nèi)部腔體沿氣流運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置為漸擴(kuò)形；所述穩(wěn)流段 殼體與燃燒段殼體通過法蘭連接；所述穩(wěn)流段殼體與所述燃燒段殼體內(nèi)襯有 保溫材料；

所述燃燒段殼體內(nèi)部腔體沿氣流運(yùn)動(dòng)方向依次設(shè)置為所述燃燒室、所述 絕熱燃盡室和所述噴口腔；所述燃燒室內(nèi)兩端設(shè)置兩排擋塊磚，兩排所述擋 塊磚之間填充堆積陶瓷小球多孔介質(zhì)，所述堆積陶瓷小球多孔介質(zhì)是由一個(gè) 以上的陶瓷小球堆積而成，所述陶瓷小球材質(zhì)為莫來石或剛玉，所述燃燒室 頂部和底部分別設(shè)置有裝球口和卸球口；所述燃燒段殼體內(nèi)中部腔體設(shè)置為 所述絕熱燃盡室，所述燃燒段殼體后部漸縮形腔體為所述噴口腔。

進(jìn)一步地，所述燃燒室內(nèi)所述堆積陶瓷小球多孔介質(zhì)長度L1為0.45m～ 0.8m；所述絕熱燃盡室長度L2為0.2m～0.4m，所述堆積陶瓷小球多孔介質(zhì) 與所述絕熱燃盡室橫截面積相同。

進(jìn)一步地，所述堆積陶瓷小球多孔介質(zhì)與所述絕熱燃盡室橫截面積A的 確定依據(jù)公式：A＝C₁·Q·(1-C₂·d²)^1/2；其中C₁為常數(shù)，單位為h/m，取值范圍 3.58×10^-4～8.24×10^-4；C₂為常數(shù)，單位為1/mm²，取值范圍1.59×10^-4～ 1.76×10^-4；Q為所述蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)或絕熱燃盡室內(nèi)通入的低濃度預(yù)混氣 體的體積流量，單位為m³/h；d為陶瓷小球直徑，單位為mm。

進(jìn)一步地，所述噴口腔的出口直徑為D，所述噴口腔的長度為L3，所 述噴口腔的長度L3為所述噴口腔的出口直徑D的1～2倍。

進(jìn)一步地，所述保溫材料為低水泥澆注料或硅酸鋁纖維板。

進(jìn)一步地，所述陶瓷小球直徑d為5mm～25mm。

當(dāng)?shù)蜐舛阮A(yù)混氣體為含較多雜質(zhì)或粉塵的氣體時(shí)，優(yōu)選地，所述陶瓷小 球?yàn)楣饷嫣沾尚∏颍蝮w直徑d為5mm～25mm。

當(dāng)?shù)蜐舛阮A(yù)混氣體為不含雜質(zhì)的較清潔氣體時(shí)，優(yōu)選地，所述陶瓷小球 為帶溝槽陶瓷小球，球體直徑d為15mm～25mm，所述溝槽寬度為2mm～ 5mm，所述溝槽深度為2mm～3mm。

一種堆積陶瓷小球多孔介質(zhì)燃燒器的使用方法，其包括以下步驟：