本發(fā)明涉及一種帶強(qiáng)化預(yù)熱的超低熱值燃?xì)馊紵鳎A(yù)熱用燃?xì)膺M(jìn)口、均質(zhì)多孔介質(zhì)、燃燒段、點(diǎn)火針、異構(gòu)多孔介質(zhì)、煙氣段、多孔輻射層、內(nèi)殼、外殼、預(yù)熱段、螺旋葉片、低熱值燃?xì)膺M(jìn)口、煙氣出口和保溫層；燃燒段內(nèi)填充異構(gòu)多孔介質(zhì)；異構(gòu)多孔介質(zhì)沿內(nèi)殼的軸向方向分為若干組多孔介質(zhì)，并按照孔隙密度從靠近預(yù)熱用燃?xì)膺M(jìn)口位置沿軸向方向階躍遞減排布；每組多孔介質(zhì)由中心多孔介質(zhì)層和環(huán)形多孔介質(zhì)層組成，在徑向方向上，從中心多孔介質(zhì)層到環(huán)形多孔介質(zhì)層的孔隙密度呈階躍性遞增分布；螺旋葉片置于預(yù)熱段內(nèi)，固定在內(nèi)殼外側(cè)，由煙氣段延伸至燃燒段的中上游；本發(fā)明可拓寬貧燃極限，實(shí)現(xiàn)超低熱值燃?xì)飧咝紵⒔档臀廴疚锱欧拧?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種燃?xì)馊紵鳎唧w涉及一種帶強(qiáng)化預(yù)熱的超低熱值燃?xì)馊紵鳌?/p>

背景技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)中存在大量可回收利用的超低熱值氣體，這些氣體由于點(diǎn)火困難、穩(wěn)定性差等因素難以有效利用，多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)具有負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣、燃燒效率高、燃燒器體積小和污染物排放低的優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上高效處理超低熱值氣體的有效途徑之一。專利CN201110183845.5提出了一種燃用低熱值氣體燃料的多孔介質(zhì)燃燒器，通過(guò)采用分段式多孔介質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)，提高了低熱值燃料的火焰穩(wěn)定性，降低了污染物排放；專利CN201610918177.9提出了一種氣體燃料用多孔介質(zhì)燃燒器，有效地防止回火，減少了NOx排放。在熱流方向的控制和熱流合理分配方面現(xiàn)有技術(shù)尚存在一定的改進(jìn)空間，通過(guò)優(yōu)化孔隙結(jié)構(gòu)和強(qiáng)化邊界傳熱能實(shí)現(xiàn)熱量的有效遷移，拓寬貧燃極限，并獲得更合理的溫度分布。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種帶強(qiáng)化預(yù)熱的超低熱值燃?xì)馊紵鳎槍?duì)燃燒困難、穩(wěn)定性差的超低熱值燃?xì)猓岢隽艘环N能夠促燃?xì)馊紵ㄟ^(guò)優(yōu)化孔隙結(jié)構(gòu)和強(qiáng)化邊界傳熱，合理分配熱流，提高火焰穩(wěn)定性，拓寬了貧燃極限，實(shí)現(xiàn)超低熱值燃?xì)飧咝紵⒔档臀廴疚锱欧拧?/p>

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種帶強(qiáng)化預(yù)熱的超低熱值燃?xì)馊紵鳎A(yù)熱用燃?xì)膺M(jìn)口、均質(zhì)多孔介質(zhì)、燃燒段、點(diǎn)火針、異構(gòu)多孔介質(zhì)、煙氣段、多孔輻射層、內(nèi)殼、外殼、預(yù)熱段、螺旋葉片、低熱值燃?xì)膺M(jìn)口、煙氣出口和保溫層；所述外殼為金屬材質(zhì)長(zhǎng)方體或圓柱體，所述預(yù)熱用燃?xì)膺M(jìn)口位于所述外殼側(cè)面中心位置；所述內(nèi)殼為金屬圓柱體，位于所述外殼的內(nèi)部；所述內(nèi)殼與所述外殼在內(nèi)殼的徑向方向上存在的空隙為所述預(yù)熱段；所述內(nèi)殼包覆在所述均質(zhì)多孔介質(zhì)、所述燃燒段和所述煙氣段外側(cè)；所述均質(zhì)多孔介質(zhì)填充于所述內(nèi)殼的前段，與所述預(yù)熱用燃?xì)膺M(jìn)口和所述預(yù)熱段相通；所述均質(zhì)多孔介質(zhì)的另一邊連通所述燃燒段，所述點(diǎn)火針置于所述均質(zhì)多孔介質(zhì)與燃燒段之間的空隙內(nèi)；所述燃燒段內(nèi)填充所述異構(gòu)多孔介質(zhì)；所述異構(gòu)多孔介質(zhì)沿所述內(nèi)殼的軸向方向分為若干組多孔介質(zhì)，并按照孔隙密度從靠近所述預(yù)熱用燃?xì)膺M(jìn)口位置沿軸向方向階躍遞減排布；每組多孔介質(zhì)由中心多孔介質(zhì)層和環(huán)形多孔介質(zhì)層組成，中心多孔介質(zhì)層為圓柱體，環(huán)形多孔介質(zhì)層包覆在中心多孔介質(zhì)層外側(cè)，在徑向方向上，從中心多孔介質(zhì)層到環(huán)形多孔介質(zhì)層的孔隙密度呈階躍性遞增分布；所述煙氣段位于所述內(nèi)殼的尾段，內(nèi)部設(shè)置有所述多孔輻射層；所述螺旋葉片置于所述預(yù)熱段內(nèi)，固定在所述內(nèi)殼外側(cè)，由所述煙氣段延伸至所述燃燒段的中上游；所述外殼在遠(yuǎn)離所述預(yù)熱用燃?xì)膺M(jìn)口的外壁上設(shè)有所述低熱值燃?xì)膺M(jìn)口，所述低熱值燃?xì)膺M(jìn)口與所述預(yù)熱段相通；所述外殼外包裹所述保溫層。預(yù)熱用燃?xì)鈴念A(yù)熱用燃?xì)膺M(jìn)口進(jìn)入內(nèi)殼中，先通過(guò)所述均質(zhì)多孔介質(zhì)，對(duì)預(yù)熱用燃?xì)馄鸬秸鳌⒎乐够鼗鸬淖饔茫伤鳇c(diǎn)火針點(diǎn)火，預(yù)熱用燃?xì)庠谒鋈紵蔚漠悩?gòu)多孔介質(zhì)中進(jìn)行燃燒，燃燒的煙氣從所述煙氣出口排出。當(dāng)燃燒段達(dá)到一定溫度后，停止預(yù)熱用燃?xì)夤?yīng)，超低熱值預(yù)混氣從所述低熱值燃?xì)膺M(jìn)口進(jìn)入，在所述預(yù)熱段內(nèi)盤(pán)旋流動(dòng)換熱，螺旋葉片起到強(qiáng)化換熱的作用，有利于熱量由所述煙氣段和燃燒段傳遞給超低熱值預(yù)混氣；預(yù)熱后的超低熱值預(yù)混氣通過(guò)所述均質(zhì)多孔介質(zhì)，在異構(gòu)多孔介質(zhì)中燃燒，由于異構(gòu)多孔介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)，避免了燃燒過(guò)程中溫度分布不均，提高了火焰穩(wěn)定性，降低CO和NOX排放；布置在所述煙氣段的多孔輻射層可防止脫火的發(fā)生，最后煙氣通過(guò)所述煙氣出口排出。

優(yōu)化地，所述螺旋葉片高度不小于所述內(nèi)殼與所述外殼之間空隙的四分之三，避免所述預(yù)熱段內(nèi)阻力分布不均，致使超低熱值預(yù)混氣不能得到有效換熱。