[發(fā)明專利]陣列多孔表面火焰燃燒器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910362865.5
• 申請(qǐng)日: 2019-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110186043B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣利橋;霍杰鵬;楊浩林;曾小軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號(hào): F23D14/02
• 分類號(hào): F23D14/02;F23D14/58;F23D14/60;F23D14/64;F23D14/70;F23D14/76;F23D14/84
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江;王家鳴

本發(fā)明公開(kāi)了一種陣列多孔表面火焰燃燒器，通過(guò)在燃燒器頭部陣列布置多孔預(yù)混氣分配器，燃料空氣混合氣在多孔介質(zhì)表面均勻流出，由于多孔材料本身具有穩(wěn)燃作用，可以控制燃料/空氣總的配比，實(shí)現(xiàn)貧燃條件下的穩(wěn)定燃燒，從而降低火焰整體溫度，對(duì)抑制NOx的生成有著明顯的效果。燃料空氣混合氣被點(diǎn)燃后，在每個(gè)多孔介質(zhì)表面包絡(luò)形成均勻、大比表面積的火焰面，實(shí)現(xiàn)低溫燃燒，提高了燃燒火焰穩(wěn)定性并降低了NOx的排放，可廣泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金、陶瓷、水泥、印染和食品烘干等行業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及清潔能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種陣列多孔表面火焰燃燒器。

背景技術(shù)

提供熱源的工業(yè)燃?xì)馊紵魇菍?shí)現(xiàn)化石能源清潔高效利用的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛應(yīng)用于冶金、陶瓷、水泥和印染等行業(yè)。工業(yè)燃燒器基本使用化石燃料，高效清潔燃燒是燃燒器技術(shù)發(fā)展持續(xù)追求的目標(biāo)，在國(guó)家和地方日益嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)法規(guī)要求下，越來(lái)越多的工業(yè)加熱工藝和生產(chǎn)環(huán)節(jié)中燃燒相對(duì)清潔的燃料如天然氣、液化氣等，可以有效降低不完全燃燒產(chǎn)物和炭煙排放，然而，這些高熱值清潔燃料的燃燒過(guò)程由于釋熱迅速，且火焰整體溫度高，導(dǎo)致NOx污染物排放容易超標(biāo)。

為抑制工業(yè)燃?xì)馊紵魅紵蠳Ox的生成，已經(jīng)研發(fā)了各種低NOx燃燒器技術(shù)，并形成各種燒嘴或燃燒器成套裝備。控制燃燒過(guò)程溫度和燃燒場(chǎng)氣氛是降低NOx排放的有效途徑。例如，煙氣再循環(huán)燃燒技術(shù)現(xiàn)已成為一種常用的方法，通過(guò)將部分煙氣與空氣混合供給，可有效降低燃燒過(guò)程N(yùn)Ox生成；或者利用燃燒器自身的旋流燃燒方式，可以在燃燒器出口軸線附近實(shí)現(xiàn)高溫?zé)煔獾木砦瑥亩档蚇Ox排放。其次，采用濃淡燃燒或分層燃燒技術(shù)，通過(guò)控制燃料和空氣進(jìn)口位置與配比，在燃燒器出口火焰面附近形成局部高燃料當(dāng)量比(低過(guò)量空氣系數(shù))富燃料氣氛，或低當(dāng)量比的貧燃料區(qū)間，讓燃料先在低溫下的富燃料(還原氣氛)狀況下燃燒，然后再在富氧化劑氣氛下快速燃燒，從而抑制NOx的生成。對(duì)于工業(yè)燃燒裝置來(lái)說(shuō)，燃燒溫度的控制是抑制NOx生成的關(guān)鍵，當(dāng)火焰溫度低于1800K時(shí)，熱力型NOx生成很少，由于煙氣再循環(huán)和分層燃燒技術(shù)均能夠降低火焰面溫度，因此，這兩種方法兼?zhèn)涞蜏厝紵档蚇Ox排放的優(yōu)點(diǎn)。采用超貧燃燒技術(shù)也是降低NOx的有效途徑之一，其原理也是利用低溫燃燒來(lái)降低NOx的，但會(huì)帶來(lái)火焰不穩(wěn)定導(dǎo)致燃燒器工作不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。除了稀釋和低當(dāng)量比降低混合氣熱值降低燃燒溫度外，通過(guò)擴(kuò)大火焰面也是降低燃燒溫度的一種有效方法，如先進(jìn)的均質(zhì)壓燃HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)就是利用低溫燃燒來(lái)有效控制燃燒器NOx生成的，但是目前該技術(shù)原理裝置在工業(yè)燃燒系統(tǒng)罕見(jiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種陣列多孔燃燒器，以降低NOx的生成，實(shí)現(xiàn)燃燒器高熱負(fù)荷、低火焰面燃燒溫度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。

一種陣列多孔表面火焰燃燒器，包括燃料進(jìn)口管1、空氣進(jìn)口管2、空氣旋流器3、燃料空氣預(yù)混腔4、多孔隔板5、氣體分配板6和燃燒器套筒8，

在氣體分配板6上陣列布置若干個(gè)燒結(jié)多孔預(yù)混氣分配器7，該燒結(jié)多孔預(yù)混氣分配器7為一端開(kāi)口、一端封閉、中心具有通孔的桶狀圓柱體，該桶裝圓柱體由粉末狀金屬或陶瓷顆粒燒結(jié)而成，燒結(jié)材料粉末顆粒粒徑小于燃料空氣混合氣火焰的熄火間距；

燃料空氣混合氣通過(guò)多孔隔板5進(jìn)入氣體分配板6上的各個(gè)燒結(jié)多孔預(yù)混氣分配器7，在燒結(jié)多孔預(yù)混氣分配器7內(nèi)，燃料空氣混合氣流過(guò)通孔后再穿過(guò)壁面和端面，在燒結(jié)材料孔隙的作用下，點(diǎn)火后形成的火焰無(wú)法退回通孔內(nèi)，而是穩(wěn)定在壁面和端面，形成一個(gè)包裹外表面的完整火焰面。