[發明專利]一種多層多孔介質燃燒器

有效

• 申請號: 202110056740.7
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112856406B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 李軍;陳達南;黃宏宇;小林敬幸
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/46;F23D14/60;F23D14/62
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;莫瑤江

本發明公開了一種多層多孔介質燃燒器，包括多層多孔介質本體，所述多層多孔介質本體包括：第一層，為均一擴散層并分布有孔隙；第二層，為預熱層并分布有孔隙；第三層，為穩定燃燒層并分布有孔隙；第四層，為后燃燒層并分布有孔隙；第一層至第四層的孔隙孔徑大小由小到大排序依次為：第一層、第二層、第四層、第三層。本申請通過巧妙設計多層多孔介質本體的層級結構以及每一層的孔隙孔徑大小和厚度，能較好的克服燃料燃燒現存在的問題，如燃燒速度低、可燃范圍窄、污染物排放等。因為多孔介質上述特有的性質，能夠提高燃料的燃燒速率和效率，拓寬燃料可燃極限，擴大燃燒區域，使得溫度分布更加均勻，實現低污染物排放。

技術領域

本發明涉及燃燒器，具體涉及一種多層多孔介質燃燒器。

背景技術

隨著社會的發展，各行業對能源的需求量不斷增加，一系列能源與環境問題將日益突出。因此，尋找替代化石燃料的新燃料以及發展其燃燒技術成為了國內外學者重點研究的課題。氨具有較高的體積能量密度，儲氫容量高達17.7(wt)％，能作為一種潛在燃料于各種發電系統中應用。此外，氨還具有儲存成本低、安全性高、基礎設施配套完善等優勢，因此，氨是一種具有前景的氫能源載體及潛在燃料。然而氨氣具有燃燒火焰速度低、可燃范圍窄、氮氧化物排放高等缺點，在實際生產中尚未得到普及，未得到普及的主要原因之一在于現有技術中并不存在可適用于純氨氣燃燒，氨氣與氫氣混合燃燒，氨氣與氣態碳氫化合物混合燃燒，以及純氣態碳氫化合物燃燒的燃燒器。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種多層多孔介質燃燒器，以強化燃料的燃燒，提高其燃燒效率，并實現低污染物排放，可適用于純氨氣燃燒，氨氣與氫氣混合燃燒，氨氣與氣態碳氫化合物混合燃燒，以及純氣態碳氫化合物燃燒。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種多層多孔介質燃燒器，包括多層多孔介質本體，所述多層多孔介質本體包括：

第一層，為均一擴散層并分布有孔隙；

第二層，為預熱層并分布有孔隙；

第三層，為穩定燃燒層并分布有孔隙；

第四層，為后燃燒層并分布有孔隙；

第一層至第四層的孔隙孔徑大小由小到大排序依次為：第一層、第二層、第四層、第三層。

進一步地，所述第一層至第四層的孔隙密度均在10PPI～50PPI范圍內，孔隙率均在0.5～0.95范圍內。

進一步地，所述第一層至第四層的厚度均在10mm～100mm范圍內。

進一步地，所述多孔介質本體的材料為碳化硅、氧化硅、氧化鋯、氧化鋁、耐熱鑄鐵或不銹鋼。

進一步地，所述多孔介質本體的輻射率為0.7～0.9。

進一步地，所述的多層多孔介質燃燒器還包括燃燒室，所述燃效室的進氣端設置有堆積球區，以用于放置金屬球；所述堆積球區的上方為多層多孔介質本體安裝區，用于安裝所述多層多孔介質本體；預混氣經過堆積球區的后的再進入至所述多層多孔介質本體中。

進一步地，所述燃燒室的外殼采不銹鋼材料，內壁鋪設耐火磚。

進一步地，所述的多層多孔介質燃燒器還包括溫度傳感器，用于監測燃燒室內的溫度，監測其溫度是否在合理范圍內，若溫度值不在設定范圍內，則調節預混氣的當量比和/或對進口流量進行調整。

進一步地，所述燃燒室設置有可視窗口，用以觀察燃燒室內部燃燒情況，判斷火焰是否熄滅或是否在多孔介質內穩定燃燒。

進一步地，在所述多層多孔介質本體的上方設置有點火器。

本發明與現有技術相比，其有益效果在于：