[发明专利]一种无焰燃烧及热量回收装置和应用

权利要求书

1.一种无焰燃烧及热量回收装置，其特征在于，所述装置包括：炉膛本体(1)、设置在炉膛本体的进口端(101)上的燃烧器(2)、设置在炉膛本体(1)内部的内循环件(3)、形成于内循环件(3)与炉膛本体(1)之间的环腔(4)、设置于所述内循环件(3)和/或所述炉膛本体(1)上的冷凝换热件(5)；

其中，所述内循环件(3)为一端敞口一端密闭的筒体，所述内循环件的敞口端(301)面向炉膛本体的进口端(101)，且与炉膛本体的进口端(101)之间留有预设间距，以使得从燃烧器(2)喷出的燃料和氧化剂进入所述内循环件(3)进行无焰燃烧，燃烧烟气从内循环件的敞口端(301)流出，经过所述环腔(4)再从炉膛本体的出口端(102)排出；所述冷凝换热件(5)用于将燃烧烟气中的热量进行回收；所述内循环件(3)的材料导热系数为0.01-5W/m·K；所述冷凝换热件(5)的设置位置由所述内循环件(3)的材料导热系数决定；其中，所述内循环件(3)的材料导热系数为0.01-1W/m·K时，所述冷凝换热件(5)设置于内循环件(3)上或同时设置于内循环件(3)和炉膛本体(1)上；所述内循环件(3)的材料导热系数为1-5W/m·K时，所述冷凝换热件(5)设置于炉膛本体(1)上。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内循环件(3)为直筒状或非直筒状；当所述内循环件(3)为非直筒状时，从所述内循环件的敞口端(301)到封闭端按照预设角度逐渐扩张或逐渐缩小。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述预设角度大于0°，且小于或等于15°。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内循环件(3)与所述炉膛本体(1)的长度之比为(0.3～0.9)：1，所述内循环件(3)与所述炉膛本体(1)的水力直径之比为(0.3～0.9)：1。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预设间距为所述炉膛本体(1)的长度的1％～15％。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述燃烧器(2)同时包括有焰燃烧器和无焰燃烧器，该燃烧器(2)设置于炉膛本体的进口端(101)的对称中心处或非对称中心处。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内循环件(3)与炉膛本体(1)的横截面独立的选自圆形或正多边形。

8.一种权利要求1-7任一项所述装置的应用，其特征在于，所述应用包括下列步骤：

(1)利用有焰燃烧器在内循环件中形成稳定的有焰燃烧；当内循环件中烟气平均温度上升至600℃～800℃后，关闭有焰燃烧器，同时开启无焰燃烧器，形成无焰燃烧；

(2)控制冷凝换热件中冷凝介质的流速，使得内循环件中无焰燃烧的平均温度为900-1300℃。