[實用新型]一種擴散式多孔介質(zhì)燃燒器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820726967.1
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN208205003U
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳元元;許學成;李斌;李本文;賀鑄
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學
• 主分類號: F23D14/14
• 分類號: F23D14/14;F23D14/72
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 陳治位

本實用新型提供了一種擴散式多孔介質(zhì)燃燒器，涉及多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)領(lǐng)域。該燃燒器包括燃燒器本體、熱電偶、打火電極、檢測電極；本體包括外殼、內(nèi)殼、進氣通道，內(nèi)殼插入外殼的第一空腔內(nèi)；內(nèi)殼具有與第一空腔連通且同軸的第二空腔；第二空腔的軸線方向依次設(shè)置有空氣分配盤、煤氣分配盤；第一空腔內(nèi)且在煤氣分配盤端面下游區(qū)域依次設(shè)置有第一大孔泡沫陶瓷板、小孔泡沫陶瓷板以及第二大孔泡沫陶瓷板；進氣通道包括煤氣進口、空氣進口、空氣管道以及煤氣管道，煤氣進口經(jīng)穿過空氣分配盤的煤氣管道與煤氣分配盤連通，空氣進口通過空氣管道與空氣分配盤連通。該燃燒器具有能有效地防止回火，方便火焰監(jiān)測，預測并診斷多孔介質(zhì)材料的使用情況等功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種擴散式多孔介質(zhì)燃燒器。

背景技術(shù)

我國能源結(jié)構(gòu)中，天然氣、水電、核電等清潔能源占比相當小，遠遠低于世界平均水平，天然氣等清潔能源在我國發(fā)展具有較大空間。高爐煤氣、煤礦瓦斯氣等低熱值氣體可燃成分少、熱值低，在傳統(tǒng)自由火焰燃燒條件下，難以點燃控制，燃燒非常困難，容易回火與吹熄，常常被當作尾氣直接排入大氣中。這不僅造成能源浪費，而且因含有甲烷而造成溫室效應(yīng)。所以改進和發(fā)展燃燒技術(shù)，實現(xiàn)常規(guī)能源的高效清潔利用和低熱值氣體的回收利用尤為重要。

傳統(tǒng)燃燒是以自由火焰為特征的有焰燃燒，燃燒效率低，溫度分布不均，污染物排放高等缺點。多孔介質(zhì)燃燒是一種新型潔凈的燃燒技術(shù)。多孔介質(zhì)不僅作為一種熱量回流的媒介，同時也是作為一種氣體燃燒的承載體。主要作用有以下三點：強化了其輻射作用并能及時將火焰面附近的熱量向兩端傳遞，使得火焰面附近的溫度分布較為均勻；氣體的彌散效應(yīng)，強化了氣體燃燒的傳熱傳質(zhì)作用；使氣體燃燒的穩(wěn)定性大大增強。

泡沫陶瓷作為一種特殊的多孔介質(zhì)，其密度小、強度大、透氣性能好、耐熱、耐磨損和耐腐蝕，導熱系數(shù)比金屬材料小，但與氣體相比大得多，熱容量和熱輻射能力比氣體大數(shù)千倍，是比自由空間好的燃燒場，用這類材料做成的燃燒室既能滿足絕熱要求，又能保證有良好的換熱效果，能實現(xiàn)低熱值氣體的穩(wěn)定燃燒。

多孔介質(zhì)燃燒可以提供長波、中波、短波輻射，適應(yīng)于各種不同的加熱情況，可以替代常規(guī)燃燒器廣泛應(yīng)用于商用和居住空間加熱、化工和金屬加工、玻璃退火、涂料和油漆干燥、食品加工、紙漿和造紙干燥、揮發(fā)性有機化合物的焚燒處理等領(lǐng)域。

然而，由于種種限制，多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中還沒有得到廣泛應(yīng)用，局限于低溫加熱領(lǐng)域，而面向中高溫加熱領(lǐng)域的多孔介質(zhì)燃燒器研究多集中于實驗研究，還沒有實現(xiàn)廣泛的工業(yè)應(yīng)用。中高溫加熱領(lǐng)域是工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵，是能源消耗與污染物排放的重中之重，因此，急需開發(fā)適用于中高溫加熱領(lǐng)域的多孔介質(zhì)燃燒器。另外，目前的多孔介質(zhì)燃燒器基本都采用預混燃燒的形式，由于多孔介質(zhì)燃燒器的燃燒反應(yīng)是在整個面板截面上進行的，相應(yīng)的，燃燒介質(zhì)(空、燃氣)在進入燃燒區(qū)域前也是以整個多孔介質(zhì)截面為流通面積流動，使得燃燒介質(zhì)進入燃燒區(qū)域前流速較低(低于1m/s)，如此小的速度采用預混燃燒將很容易產(chǎn)生回火，引起安全事故。擴散式燃燒由于燃燒介質(zhì)在進入燃燒區(qū)域前是獨立流動的，避免了回火的產(chǎn)生，因此，如果將擴散式燃燒與多孔介質(zhì)燃燒相結(jié)合，既能保持多孔介質(zhì)燃燒的優(yōu)點，又可以發(fā)揮擴散式燃燒不易回火的優(yōu)點。

多孔介質(zhì)燃燒器一般為預混式燃燒器，目前常見的預混式多孔介質(zhì)燃燒器多應(yīng)用于低溫加熱領(lǐng)域(溫度低于400℃)，由于火焰溫度較低，其基本燃燒系統(tǒng)比較簡單，基本思路為空氣和煤氣在預混室混合后，進入到多孔介質(zhì)內(nèi)燃燒。然而，隨著多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)向中高溫加熱領(lǐng)域推廣，這種簡單的結(jié)構(gòu)布置就不再適用，具體缺陷表現(xiàn)為：

(1)預混燃燒存在回火風險