[发明专利]引射烟气回流式低浓度煤层气燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，特别是涉及一种引射烟气回流式低浓度煤层气燃烧器。

背景技术

一般瓦斯、矿井瓦斯和风排瓦斯总称为煤层气，是煤层伴生的一种混合气体，在我国储量巨大，而且排空量很大，造成浪费。煤层气主要的成分是CH₄和N₂，伴有少量H₂S、SO₂、CO₂、CO、NO₂、H₂等气体。CH₄占含量20%-90%，对于不可燃部分，N₂占了很大一部分，因此，相对于纯CH₄气体，煤层气相对来讲较难燃烧，需要通过强化燃烧来实现煤层气的稳定燃烧。 

普通的气体燃烧器只适用于天然气、煤气等高热值、高浓度的气体，对燃气性质要求较高，如发明专利号95219811.8和专利号00101580.x，由于煤层气热值相对较低，如果用他们来进行煤层气的燃烧，虽然能够实现点燃，但是将难以实现稳定的燃烧，而且，上述专利所用的煤层气甲烷浓度也较高（60%以上），较低浓度（30%-50%）很难实现燃烧利用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种可燃烧低浓度煤层气并实现负荷调节、稳定燃烧、效率高效的引射烟气回流式低浓度煤层气燃烧器。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

引射烟气回流式低浓度煤层气燃烧器，包括燃烧器外壳，所述燃烧器外壳的底部设有煤层气入口Ⅰ，在燃烧器外壳的顶部外圆周上设置环形腔体，在环形腔体的圆周上均布设有多个煤层气入口Ⅱ；在燃烧器外壳的内壁上部设置催化层；

所述催化层由燃烧器外壳的中心向外壳内壁之间依次设置的多个环形陶瓷片组成，相邻环形陶瓷片之间形成燃气微通道；在环形陶瓷片的表面涂有催化剂；

所述煤层气入口Ⅰ包括与燃烧器外壳的底部连接的空气量调节外壳，所述燃烧器外壳的底部设置引射空气渐扩喷管，在空气量调节外壳内设置引射空气渐缩喷管，所述引射空气渐扩喷管的小端与引射空气渐缩喷管的小端对应；

所述煤层气入口Ⅱ包括煤层气输入管Ⅰ和煤层气输入管Ⅱ；所述煤层气输入管Ⅰ一端伸进环形腔体，伸入端上设置引射烟气渐缩喷管；所述煤层气输入管Ⅱ的一端伸向催化层的下方并与燃烧器外壳内连通，煤层气输入管Ⅱ的另一端设置引射烟气渐扩喷管，所述引射烟气渐缩喷管的小端与引射烟气渐扩喷管的小端对应；

所述环形腔体的内壁设有与燃烧器外壳内相通的烟气引射通孔，所述烟气引射通孔位于催化层的上方。

作为本发明的一种优选方案，所述环形陶瓷片的横截面成梭形。

作为本发明的另一种优选方案，所述空气量调节外壳上设有与引射空气渐缩喷嘴对应的进气孔。

作为本发明的一种改进方案，所述引射烟气渐缩喷管的大端口直径为1.3cm，所述引射烟气渐缩喷管的小端口直径为6mm，所述引射烟气渐缩喷管的小端口伸进引射烟气渐扩喷管的小端内，引射烟气渐缩喷管与引射烟气渐扩喷管之间的空隙为1mm，引射烟气渐缩喷管和引射烟气渐扩喷管的总长度为4～6cm。

作为本发明的另一种改进方案，所述引射空气渐缩喷管的大端口直径为3.2cm，所述引射空气渐缩喷管的小端口直径为1.1cm，所述引射空气渐缩喷管的小端口伸进引射空气渐扩喷管的小端口内，引射空气渐缩喷管与引射空气渐扩喷管之间的空隙为1.0～3.5mm，引射空气渐扩喷管和引射空气渐缩喷管的总长度为8.0～12.0cm。

与现有技术相比，本发明的引射烟气回流式低浓度煤层气燃烧器具有如下优点：

1、该燃烧器利用的是低浓度煤层气，使用这种燃料不仅可以解决燃料的短缺问题，而且可以避免能源的浪费。由于温度的均匀化，使得有害气体的排放降低，排出的主要燃烧产物为CO₂和H₂O。

2、该燃烧器使用环形陶瓷片组成的燃气微通道，流道内实现重整反应，产生的H₂可以实现强化燃烧的目的；微流道壁面表面积很大，而且为陶瓷表面，可以起到蓄热，从而实现稳定燃烧的目的。

3、该燃烧器利用引射烟气来预热煤层气，可以稳定燃烧和提高燃烧效率，而且烟气还为催化反应提供了活性粒子。

4、该燃烧器直接利用火焰辐射热，以及回流烟气来预热混合气流，这样不仅可以稳定燃烧与提高燃烧效率，而且烟气还为催化反应提供了活性粒子。

附图说明