[发明专利]一种角型多孔介质燃烧器

说明书

一种角型多孔介质燃烧器，包括燃气进口、燃烧前室、燃烧器外壳、保护区、预热区、缓冲区、燃烧区和烟气出口，预热区、缓冲区、燃烧区统称为多孔介质区域，均采用多孔介质材料填充；将预热区和燃烧区分别向内渐缩和向外渐扩一定的角度α，同时在预热区和燃烧区设置一个缓冲区，减小气流速度，防止火焰发生倾斜现象。能够明显拓宽火焰稳定速度极限范围，不仅有效地防止了火焰回火和脱火，也提高了出口辐射效率，同时也减小了多孔介质热震性损坏的发生。

技术领域

本发明属于燃烧器技术领域，尤其涉及一种角型多孔介质燃烧器。

背景技术

近年来，随着中国经济的迅猛发展，能源和环境问题越来越成为人们关注的重点。我国目前面临着化石燃料的不断减少，环境污染的不断加剧的困境，因此要建立可持续发展的经济模式，改善能源结构,改进能源消费方式，提高能源有效利用率，必须充分利用工业生产及能源生产中的各种低热值燃气，实现常规能源的高效清洁利用。低热值气体的可燃成分稀薄，使用常规燃烧技术难以有效利用，如何实现该种气体的有效燃烧、减缓直接排放造成的环境问题，一直是燃烧界的难题。

近年来，为了解决上述问题，不得不持续寻找更为高效、低排放的燃烧技术。在诸多强化燃烧和控制排放的新技术中，多孔介质燃烧器作为一种新型的节能环保燃烧器，以其独特的优势越来越受到人们的关注。多孔介质本身具有热能积累和反馈效应。由于多孔介质较大的比表面积，气体和固体之间可进行充分的热交换；同时，由于固体本身的比热容远大于气体的比热容，可燃气体燃烧时释放的热量经对流换热存储在固体内，其中的一部分再以热福射的形式反馈到上游，用来预热未燃的可燃气体。多孔介质中的预混燃烧有如下优点：提高燃料的燃烧效率，降低污染物排放，而且能够显著拓宽燃烧贫燃极限，同时无需传统的换热设备来进行燃烧余热的回收和传递，在减小设备体积、实现燃烧设备小型化方面具有强大的优势，为气体、液体、固体等燃料，特别低热值气体燃料高效清洁燃烧提供一条新途径。

传统的多孔介质燃烧器基本上都是轴向等宽的圆柱体或者是长方体燃烧器。在实践探究中出现了燃烧器的回火和脱火现象，甚至造成了爆炸等安全问题。除此之外，还造成火焰面附近温度梯度陡，温度分布不均，局部温度过高，燃烧不完全，同时内部压力过大破坏了燃烧器结构，缩短了燃烧器的使用寿命等一系列问题。

因此，亟需一种能够有效解决燃烧器回火和脱火的不稳定现象，保证功率调节范围大，燃烧更加充分，燃烧效率更高的多孔介质燃烧器。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种角型多孔介质燃烧器，能够有效解决燃烧器回火和脱火的不稳定问题，具有功率调节范围大，燃烧更加充分，燃烧效率更高的优点。

一种角型多孔介质燃烧器，其特征在于：包括燃气进口(1)、燃烧前室(2)、燃烧器外壳(3)、保护区(4)、预热区(5)、缓冲区(6)、燃烧区(7)和烟气出口(8)，缓冲区(6)设置在预热区(5)和燃烧区(7)之间，预热区(5)、缓冲区(6)、燃烧区(7)统称为多孔介质区域，均采用多孔介质材料填充，预热区5和燃烧器区7分别向外渐缩和渐扩一定的角度α，角度范围为0°＜α＜40°。

所述燃烧器主体形状为两个漏斗关于中心对称。

所述预热区(5)、缓冲区(6)和燃烧区(7)分别装填小孔多孔介质、中孔多孔介质和大孔多孔介质。

所述多孔介质材料选用氧化铝泡沫陶瓷或者氧化锆泡沫陶瓷，其中小孔多孔介质采用孔密度为50PPI～60PPI，孔隙率为80％以上的氧化铝泡沫陶瓷或者氧化锆泡沫陶瓷；中孔多孔介质采用孔密度为30PPI～40PPI，孔隙率为80％以上的氧化铝泡沫陶瓷或者氧化锆泡沫陶瓷；大孔多孔介质采用孔密度为10PPI～20PPI，孔隙率为80％以上的氧化铝泡沫陶瓷或者氧化锆泡沫陶瓷。

所述保护区(4)为挡板砖，挡板砖的板厚为10～40mm，孔隙率为80％～90％，挡板砖上开设有多个通孔，通孔的平均孔径为2～4mm。