[发明专利]一种多孔材料预混燃烧的辐射加热方法及加热装置

说明书

本发明属于燃烧器领域，具体涉及一种多孔材料预混燃烧辐射加热方法及加热装置。本发明所述的辐射加热方法，是以多孔材料的空隙作为预混空间和燃烧空间，使可燃气体和助燃气体在空隙内进行充分预混形成混合气体，并在压力作用下向外扩散，在多孔材料表面被点火装置点燃后燃烧，燃烧放出的热量富集至混合气体的着火点后引燃多孔材料内的混合气体，混合气体在燃烧空间内持续燃烧放热，从而实现无火焰、无回火现象和爆燃现象、能够稳定持续的加热现象。本发明所述的辐射加热装置可以应用于壁炉、灶台、地暖、热水器等家用加热领域及化工、机械、冶金等工业加热领域。

技术领域

本发明属于燃烧器领域，具体涉及一种多孔材料预混燃烧辐射加热方法及加热装置。

背景技术

随着社会的发展和煤炭、石油等化石能源日益减少，人们对拓宽能源利用与节能减排的意识不断深入。我国目前主要燃烧方式为以自由火焰为特征的空间燃烧，待用这种方式燃烧气体燃料时，由于气体导热性能极差，造成火焰附近温度梯度陡而且分布不均，因而燃烧稳定性交叉，存在局部火焰温度过高造成氮氧化物排放加剧、所占体积大、燃烧效率低、容易熄火、着火爆炸危险性高和无法燃烧低热值气体等一系列缺陷。

近年来，多孔介质燃烧技术作为一种新颖独特的燃烧技术，具有燃烧效率高、清洁无污染、燃烧稳定性好、燃烧强度高、显著拓宽贫燃极限等优势，而备受各界广泛关注。多孔介质燃烧技术是利用惰性多孔介质材料取代自由空间，利用其较气体强大的蓄热功能和辐射特性实现热反馈，多孔体弥散作用使预混气分散在各个包室内燃烧，为无焰燃烧，相比于传统预混燃烧，是一种无需能源辅助外设条件下的高效回热燃烧技术。同时，高温多孔介质对上游预混染料的辐射加热可以实现超绝热燃烧，起到均匀温度和稳定火焰的作用，避免局部高温生成氮氧化物。另外，多孔介质燃烧技术对使用低热值(劣质)染料(高炉煤气、有机废气等)具有明显优势。由于集捷能、减排、环保于一身，将其应用于冶金、机械、化工、陶瓷、食品等行业以及家用环境，均将具有巨大的节能减排潜力和较高的安全性。

预混燃烧是指将燃气和空气在预混腔中混合，混合后的气体在燃烧器上进行燃烧。因此燃烧器的结构设计对混合后气体的燃烧情况具有较大影响。现有技术的预混燃烧，是通过三通管来同时进入空气和燃气后直接在三通管内进行第一预混，随后经过三通管的出气口流向预混腔或多孔材料，完成空气和燃气的预混。基于此的预混燃烧，具有易回火、燃烧不稳定、预混不充分等劣势。而分别将气体通入多孔材料内直接在空隙内进行预混燃烧，目前还未见相关报道。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术问题的不足，提供一种多孔材料预混燃烧的辐射加热方法及加热装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种多孔材料预混燃烧的辐射加热方法，所述方法是在压力作用下，使可燃气体和助燃气体在多孔材料的孔内预混后形成混合气体，溢散在多孔材料表面的混合气体在点火装置下点燃并燃烧，产生的热量富集在多孔材料上使得多孔材料的温度达到多孔材料内的混合气体的着火点后，使多孔材料内的混合气体持续燃烧并产生热量，实现辐射加热。

优选的，所述多孔材料为微孔材料或纳米多孔材料。

优选的，所述多孔材料包括金属材料和陶瓷材料，更优选的，所述陶瓷材料为多孔碳化硅陶瓷。

优选的，所述助燃气体为空气、富氧气体或氧气的一种或多种混合。

优选的，所述混合气体中可燃气体的体积分数为1％-99％。