[发明专利]对冲式冷火焰燃烧系统

说明书

一种对冲式冷火焰燃烧系统，其特点在于：包括燃料稀释装置、氧化剂混合装置、燃料射流装置、氧化剂射流装置、连接器，供料管路、流量控制阀和流量计，所述的燃料射流装置包括燃料喷嘴；所述的氧化剂射流装置包括氧化剂喷嘴；所述的供料管路包括燃料管路、稀释气体管路、氧化剂管路、强氧化剂管路，每一条管路上都设有所述的流量控制阀和流量计。本发明燃烧的火焰为冷火焰，温升为300K至500K，具有结构简单、污染物排放低、燃烧振荡低、燃烧效率高的特点，本发明能根据不同燃烧场合需求，可以改变外形尺寸实现多用途匹配。

技术领域

本发明涉及节能环保领域和燃烧领域，具体涉及一种低温升、低污染物污染排放、燃烧稳定、燃烧效率高的对冲式冷火焰燃烧系统。

背景技术

随着工业的快速发展，开发一种稳定可控、低排放的燃烧技术日趋重要。现广泛应用于能源动力领域的燃烧技术均为热火焰燃烧，传统燃气轮机燃烧室一般采用扩散燃烧，燃烧温度高，燃气中的氮氧化物排放量高。由于热火焰燃烧容易产生释热不均导致燃烧不稳定，从而导致燃烧振荡和噪声问题。不稳定的燃烧过程产生低频高幅压力振动甚至可能破坏燃烧室的结构。因此热火焰燃烧存在的污染物排放高、燃烧不稳定、燃烧效率低等问题亟待解决。

冷火焰燃烧是燃烧温升300K～500K的一种燃烧，与传统热火焰(温升1000K～2000K) 相比，具有点火延迟时间短、低温升、反应彻底、污染物排放量低、能量转化率高的特点。另一方面，冷火焰燃烧在自然条件下很难自持稳定进行，需要进行人为的燃烧组织。

发明内容

为了实现稳定自持的冷火焰燃烧，本发明提供一种对冲式冷火焰燃烧系统，该系统燃烧火焰为冷火焰，温升为300K至500K，具有结构简单、污染物排放低、燃烧振荡低、燃烧效率高的特点，本发明能根据不同燃烧场合需求，可以改变外形尺寸实现多用途匹配。

为达到上述目的，本发明采用的技术解决方案如下：

一种对冲式冷火焰燃烧系统，其特点在于：包括燃料与稀释气体混合的燃料稀释装置、氧化剂混合装置、燃料射流装置、氧化剂射流装置、连接器，供料管路、流量控制阀和流量计，所述的燃料射流装置包括燃料喷嘴；所述的氧化剂射流装置包括氧化剂喷嘴；所述的供料管路包括燃料管路、稀释气体管路、氧化剂管路、强氧化剂管路，每一条管路上都设有所述的流量控制阀和流量计；

所述的燃料稀释装置的上游接所述的燃料管路和稀释气体管路，所述的燃料稀释装置的下游接所述的燃料射流装置，所述的氧化剂混合装置的上游接所述的氧化剂管路和强氧化剂管路，所述的氧化剂混合装置的下游接所述的氧化剂射流装置，所述的射流装置的燃料喷嘴与所述的氧化剂射流装置的氧化剂喷嘴排布成一定角度，所述的稀释燃料与所述的混合氧化剂经所述的喷嘴喷出后能够相遇燃烧得到冷火焰。

所述的燃料喷射装置由燃料稀释装置、燃料射流装置装配而成一体；所述氧化剂喷射装置由氧化剂混合装置、氧化剂射流装置装配而成一体。

所述的燃料为气态燃料或液态燃料或粉末状燃料。

所述的燃料稀释气体可以但不限于空气、氮气。

所述的氧化剂可以但不限于空气、氧气。

所述的强氧化剂可以但不限于臭氧。

所述的燃料射流装置和氧化剂射流装置的中心线构成的角度α满足关系式：0°α≤ 180°。

所述供料管路均配有流量调节阀和流量计，随工作需要调节气体流量。

本发明的有益效果是：

1.通过控制燃料稀释和氧化剂混合，以及喷嘴的布局，能够实现冷火焰的稳定持续燃烧。相较于热火焰燃烧温升2000K，冷火焰燃烧温升为300K至500K。

2.冷焰燃烧能源利用率高，能有效降低氮氧化物排放。