[發明專利]柱式側壁輻射式低熱值氣體多孔介質燃燒器

在審

• 申請號: 201811514647.0
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109611838A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 夏永放;田曉春;高宇;馬珊珊;楊碩;徐有寧;馬瑞
• 申請（專利權）人: 沈陽工程學院
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/46;F23D14/82
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種柱式側壁輻射式多孔介質燃燒器，包括燃氣管、漸縮口空氣引流管、燃燒段、電子點火裝置等。空氣進入通過引射作用進去與燃氣進行混合，然后在燃燒管段側壁均勻布氣進入多孔介質燃燒區。多孔介質燃燒區包括小孔區和大孔區，大小孔區材料均為耐高溫剛玉材料，小孔區起到燃燒防回火功能，兼有對預混氣體預熱作用，將燃燒控制在大孔區內。燃燒段氣流導管壁面上均勻布置氣體均流微孔，使預混氣流均勻分布，保證燃燒均勻。雙層多孔介質套筒兩端使用同心金屬圓盤加襯耐高溫保溫棉進行固定，同時在燃燒進氣端上部加裝電子點火裝置。本發明的側壁輻射式多孔介質燃燒器與傳統表面式燃燒器相比，燃燒區加大，輻射傳熱強度增加，達到高效、均勻傳熱的效果。該種燃燒器可以燃燒煤礦瓦斯、高爐煤氣、生物質氣等低熱值氣體，可被應用于食品加工、造紙、木材加工、牧草加工、供熱等方面。

技術領域

本發明為一種表面輻射式多孔介質燃燒器，屬于燃燒技術、低品位能源利用、強化傳熱領域。

背景技術

我國經濟的飛速發展、工業化進程的不斷加快，我們賴以生存的環境遭到嚴重污染、生態系統不斷惡化，應用高效、經濟與環境友好型的能源利用技術與策略正日趨變得更加重要。為了改變我國能源利用現狀、優化能源利用結構、緩解環境保護壓力，國家大力倡導發展低熱值氣體燃燒技術。目前雖有常規技術(包括直接燃燒、熱力燃燒、催化燃燒等)在使用，但仍存在利用效率較低、利用量不高、浪費量巨大、污染環境嚴重等問題。多孔介質燃燒作為一種可行的燃燒方式之一，從技術、經濟前景視角很大程度上被證實具有顯著優勢來解決上述問題。

多孔介質燃燒技術具有較寬的動力負荷范圍、高燃燒效率、極貧燃料/空氣當量比極限、低CO、NOx污染物排放等優點，可被廣泛應用于石油、采礦、冶金、化工、汽車等行業。對于輻射式多孔介質燃燒器利用紅外加熱原理，可被廣泛應用于工業生產加工烘干或供熱過程中。紅外加熱器的傳熱率主要由熱源溫度和被加熱物料的吸收率決定的，由于輻射熱流量正比于溫度四次方，熱源溫度決定著設備的運行效率。紅外加熱器的另外一個優點就是其傳熱速率比對流傳熱快數倍。這些優點應用于工業生產中可以縮小燃燒器尺寸、提高生產效率。

目前，多孔介質燃燒技術開發應用比較廣泛，公開號為CN102287819B的“一種燃用低熱值氣體燃料的多孔介質燃燒器”發明專利，該發明為勻分配器、小孔多孔介質段、大孔多孔介質段三段式結構，多孔介質為蜂窩狀介質，燃燒器外側設置同軸二次風管，燃燒傳熱屬于圓柱形斷面式對流輻射傳熱，傳熱面積比較有限，傳熱速率有受到一定限制。公開號為CN103528060B的“多引射切圓預混多孔介質燃氣灶的燃燒輻射器及燃燒方法” 發明專利，該燃燒器燃燒區的多孔介質結構與CN102287819B發明專利比較類似，采用多段式多孔介質結構，而氣體預混室結構有所不同，CN103528060B專利進氣結構采用柱狀切圓式結構，空氣通過引射作用進去預混室，然而，該發明燃氣管段較短，存在回火的安全隱患。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種燃燒效率高、輻射強度大、燃燒低熱值氣體的側壁輻射式多孔介質燃燒器。

本發明的側壁輻射式多孔介質燃燒器主要原理與傳統表面式燃燒器相比，燃燒區加大，輻射傳熱強度增加，達到快速高效、均勻傳熱的效果。

本發明的主要構思方案為：該燃燒器包括燃氣管、漸縮口空氣引流管、均氣管段，同心圓小孔、大孔多孔介質套筒、電子點火裝置等。燃料通過燃氣管進入均氣管段，同時將空氣進入通過引射進入均氣管段與燃氣預混，然后通過燃燒管段的上均氣孔進入泡沫陶瓷套筒多孔介質區。多孔介質區包括小孔區和大孔區，大、小孔區材料選用耐高溫氧化釔基氧化鋯、碳化硅、或耐高溫氧化鋁材料，其幾何形式為泡沫狀結構，孔隙空間四通八達。小孔區起到燃燒防回火功能，兼有對預混氣體預熱作用，將燃燒控制在大孔區內。燃燒段氣流導管壁面上均勻布置氣流均勻分布微孔，使預混氣流均勻分布，保證燃燒均勻。雙層多孔介質套筒兩端使用金屬加襯耐高溫保溫棉進行固定，同時在燃燒進氣端上部加裝電子點火裝置。