[發明專利]一種部分催化燃燒的預混噴嘴、噴嘴陣列及燃燒器

有效

• 申請號: 201611233695.3
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106642107B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 李鋼;徐綱;杜薇;盧新根;朱俊強;穆勇;尹娟;劉富強;楊金虎
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/48;F23D14/66;F23D14/46
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種部分催化燃燒的預混噴嘴，其特征在于，該預混噴嘴包括中間圓筒、外壁圓筒、網孔板、波浪旋流結構和催化劑涂層，其中：

波浪旋流結構位于外壁圓筒內；中間圓筒位于波浪旋流結構內接圓的內部，或者位于波浪旋流結構的內接圓與外切圓之間的某一位置；網孔板位于中間圓筒內部；

波浪旋流結構具有一旋流器，該旋流器是催化劑的載體，包括旋流器褶皺形葉片、旋流器入口圓柱、旋流器出口圓柱和網孔板安裝卡口，旋流器褶皺形葉片位于燃燒器外壁與中間圓筒之間的流道內，是催化劑的載體；旋流器入口圓柱和旋流器出口圓柱分別位于旋流器的進口和出口處，用于將旋流器褶皺葉片和中間圓筒連接起來；

燃料和空氣進入預混噴嘴前已經相互摻混；燃燒在兩個區域進行，在旋流器上進行催化燃燒，在燃燒器出口進行有焰燃燒；

當中間圓筒位于旋流器褶皺形葉片的內接圓與外切圓之間的某一位置時，能夠修剪掉或保留中間圓筒內部的部分或全部旋流器褶皺形葉片；

該預混噴嘴在該中間圓筒與該外壁圓筒之間還包括多圓筒結構，在該多圓筒結構上覆蓋催化劑涂層。

2.根據權利要求1所述的部分催化燃燒的預混噴嘴，其特征在于，在該預混燃燒器中，由燃燒器入口進入燃燒器的為有害氣體或低熱值氣體、其它燃料與空氣的混合物，該混合物為多種可燃氣體與空氣的混合物，或者為可燃固體顆粒與空氣的混合物，或者為霧化的燃料液滴、水蒸氣與空氣的混合物；這些氣體進入燃燒器前可預熱。

3.根據權利要求1所述的部分催化燃燒的預混噴嘴，其特征在于，所述旋流器具有一斜流通道，該斜流通道與軸向的夾角為0-90°，為左旋或右旋。

4.根據權利要求1所述的部分催化燃燒的預混噴嘴，其特征在于，所述網孔板上開孔面積與網孔板面積的比例為0-100％，網孔板上開孔面積與網孔板面積的比例為0此時網孔板不開孔，網孔板上開孔面積與網孔板面積的比例為100％此時網孔板系全部開孔，相當于不設置網孔板。

5.根據權利要求4所述的部分催化燃燒的預混噴嘴，其特征在于，所述網孔板上開孔面積與網孔板面積的比例為40％-80％，網孔板上孔的直徑為0.1-10mm，孔的大小相同或不同，孔的形狀為圓形、橢圓形、多邊形或者是這些形狀的組合。

6.根據權利要求1所述的部分催化燃燒的預混噴嘴，其特征在于，所述旋流器出口與燃燒器出口的距離A為0-1000mm，所述旋流器出口與旋流器中間流道出口距離B為0-1000mm，旋流器褶皺形葉片與中間圓筒之間的間隙大小C和旋流器褶皺形葉片與燃燒器外壁之間的間隙大小D為0-100mm。

7.根據權利要求6所述的部分催化燃燒的預混噴嘴，其特征在于，所述旋流器出口與燃燒器出口的距離A為預混噴嘴外徑的1-5倍，所述旋流器出口與旋流器中間流道出口距離B為預混噴嘴外徑的0.1-1倍；旋流器褶皺形葉片與中間圓筒之間的間隙大小C和旋流器褶皺形葉片與燃燒器外壁之間的間隙大小D為預混噴嘴外徑的0.01-0.1倍。

8.根據權利要求1所述的部分催化燃燒的預混噴嘴，其特征在于，

所述旋流器入口圓柱和所述旋流器出口圓柱個數分別為2-1000個，截面形狀為三角形、多邊形、圓形或橢圓形；

所述中間圓筒截面形狀為圓形、橢圓形或多邊形；

所述旋流器褶皺葉片入口形狀為圓形、橢圓形或多邊形，所述旋流器褶皺葉片出口形狀為褶皺形或鋸齒形。

9.一種部分催化燃燒的預混噴嘴陣列，其特征在于，該預混噴嘴陣列包括多個權利要求1至8中任一項所述的預混噴嘴，其中：

該預混噴嘴陣列為圓形陣列，所述圓形陣列包括P圈預混噴嘴，每圈預混噴嘴包括Q個預混噴嘴，其中1≤P、Q≤100；或者

該預混噴嘴陣列為矩形陣列，所述矩形陣列包括P行預混噴嘴，每行預混噴嘴包括Q個預混噴嘴，其中1≤P、Q≤100。

10.一種燃燒器，其特征在于，其包括多個權利要求1-8中任一項所述的預混噴嘴，或者包括權利要求9所述的預混噴嘴陣列。