CN104456560B - 多孔介质辐射管 - Google Patents

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吴道洪
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    • F23D2203/002Radiant burner mixing tubes

Abstract

本发明公开了一种多孔介质辐射管,包括:管体、供气管组件、点火装置和排烟管组件。管体包括第一部分、第二部分和第三部分,第一部分和第三部分内分别填充有多孔介质层。供气管组件分别与第一部分和第三部分连通,且供气管组件交替地向第一部分和第三部分提供混合气体。排烟管组件分别与第一部分和第三部分导通。供气管组件向第一部分和第三部分中的其中一个提供混合气体时,生成的烟气从排烟管组件的与第一部分和第三部分中的另一个连通的部分排出。根据本发明的多孔介质辐射管,可减少污染物的排放,提高燃料燃烧的热利用效率,降低管体表面温度的不均匀性,延长使用寿命,实现热负荷的无极连续可调,且可适应低热值的燃料。

Description

多孔介质辐射管
技术领域
[0001] 本发明涉及一种辐射管,尤其是涉及一种多孔介质辐射管。
背景技术
[0002]相关技术中公开的辐射管主要有电辐射管、常规的燃气辐射管、自身预热式辐射 管、蓄热式辐射管,以及由这些基本形式衍变出来的各种类型的辐射管。以上类型的辐射管 虽然在技术上己经相对成熟,但是都有一定的局限性和不足。
[0003] 其中,电辐射管的负荷控制较自由,但是需要消耗高品位能源,因此电辐射管的成 本高,不适合大规模的工业化应用。
[0004]常规燃气辐射管的负荷控制也较自由,且燃烧稳定,但是需要消耗高热值燃料,同 时排烟温度高(排烟温度即为燃烧烟气温度),热效率低,同时易产生局部高温,辐射管表面 温度不均勾性闻,生成的氮氧化物超标。
[0005] 自身预热式辐射管的结构较复杂,因此制造成本及故障率均较高,空气预热温度 有限,排烟温度依然不低于50(TC。
[0006] 蓄热式辐射管解决了排烟温度高、辐射管表面不均匀性高的问题,但是在使用低 热值煤气如高炉煤气时,加热温度的范围受到限制。且高炉煤气在低于650°C以下使得时, 安全性不高,必须使用高热值煤气作为长明火,从而增加了系统的不稳定性。
发明内容
[0007] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的目的在于 提供一种多孔介质辐射管,该多孔介质辐射管可燃烧低热值的燃气如高炉煤气等,且排烟 温度低,热效率高,同时也可避免产生局部高温,降低辐射管表面温度的不均匀性,同时降 低烟气中的氮氧化物的含量。
[0008] 根据本发明实施例的多孔介质辐射管,包括:管体,所述管体包括第一至第三部 分,所述第二部分的两端分别与所述第一部分和所述第三部分相连,所述第一部分和所述 第三部分内分别填充有多孔介质层;用于提供混合气体的供气管组件,所述供气管组件分 别与所述第一部分和所述第三部分连通,且所述供气管组件交替地向所述第一部分和所述 第三部分提供所述混合气体;点火装置,所述点火装置分别连接至所述第一部分和所述第 三部分以点燃所述混合气体;排烟管组件,所述排烟管组件分别与所述第一部分和所述第 三部分导通;其中,所述供气管组件向所述第一部分和所述第三部分中的其中一个提供所 述混合气体时,所述混合气体燃烧后生成的烟气从所述排烟管组件的与所述第一部分和所 述第三部分中的另一个连通的部分排出。
[0009] 根据本发明实施例的多孔介质辐射管,通过在多孔介质层内燃烧混合气体,从而 使得混合气体燃烧稳定、充分,进而增加了混合气体的产热,降低了能源消耗,同时也减少 了污染物的排放。混合气体稳定燃烧后对多孔介质层均匀加热,多孔介质层对管体进行加 热,由于多孔介质层的黑度大,从而使得管体的表面温度显著提升,进而极大的提高了燃料 燃烧的热利用效率。同时,管体的表面温度的不均匀性降低,从而延长了多孔介质辐射管的 使用寿命。另外,由于混合气体燃烧稳定,从而实现了多孔介质辐射管的热负荷的无极连续 可调,且使得多孔介质辐射管可适应低热值的燃料。
[0010] 另外,根据本发明的多孔介质辐射管还可具有如下附加技术特征:
[0011] 在本发明的一些实施例中,所述多孔介质层均包括第一子多孔介质层和第二子多 孔介质层,所述第二子多孔介质层邻近所述第二部分设置,其中所述第二子多孔介质层的 比表面积大于所述第一子多孔介质层的比表面积。其中,第二子多孔介质层可提供混合气 体的燃烧空间,从而保证混合气体均匀、稳定地燃烧,进而减少污染物的产生和排放。第一 子多孔介质层可阻断火焰,从而保证多孔介质辐射管使用的安全性,同时使得混合气体在 第二子多孔介质层内的预热时间缩短,由此,混合气体可迅速点燃并充分燃烧。
[0012] 具体地,所述点火装置分别伸入到所述第一部分和所述第三部分内的所述第二子 多孔介质层中。从而使得混合气体在第二子多孔介质层内燃烧。
[0013] 更具体地,所述点火装置伸入到所述第二子多孔介质层的部分邻近所述第一子多 孔介质层设置。由此,混合气体在进入第二子多孔介质层后可被迅速点燃,从而使得混合气 体燃烧更加充分。
[0014] 优选地,所述多孔介质层为泡沫陶瓷层。由此,多孔介质层的耐高温性及导热性较 强。
[0015] 在本发明的一些实施例中,所述供气管组件包括:供气总管;第一供气支管和第二 供气支管,所述第一供气支管分别与所述供气总管和所述第一部分相连,所述第二供气支 管分别与所述供气总管和所述第三部分相连;第一控制阀,所述第一控制阀连接至所述供 气总管、所述第一供气支管和所述第二供气支管以控制所述供气总管与所述第一供气支管 和所述第二供气支管中的其中一个导通。由此,供气管组件可交替地向第一部分和第三部 分提供混合气体。
[0016] 具体地,所述第一控制阀为三通阀。从而使得供气管组件结构简单、紧凑。
[0017] 可选地,所述供气总管上设有第一气动快切阀。从而在多孔介质辐射管出现异常 时,第一气动快切阀可迅速阻断供气总管内混合气体的流动,进而保证多孔介质辐射管的 使用安全性。
[0018] 可选地,所述第一供气支管和所述第二供气支管上分别设有一个第二气动快切 阀。由此,在多孔介质辐射管出现异常时,第一供气支管和第二供气支管内的混合气体可被 迅速阻断,从而提高多孔介质辐射管的使用安全性。
[0019] 进一步地,所述第一供气支管和所述第二供气支管上分别设有第一流量调节装 置。由此,可调节混合气体的流量,从而调节多孔介质辐射管运行时释放的热量,进而实现 多孔介质辐射管的热负荷的可调。
[0020] 在本发明的一些实施例中,所述排烟管组件包括:排烟总管;第一排烟支管和第二 排烟支管,所述第一排烟支管分别与所述排烟总管和所述第一部分导通,所述第二排烟支 管分别与所述排烟总管和所述第三部分导通;第二控制阀,所述第二控制阀连接至所述排 烟总管、所述第一排烟支管和所述第二排烟支管以控制所述排烟总管与所述第一排烟支管 和所述第二排烟支管中的其中一个导通。
[0021] 可选地,所述排烟总管、所述第一排烟支管和所述第二排烟支管上分别设有一个 第二流量调节装置。由此,可调节烟气的流量,从而提高多孔介质辐射管的调节能力。
[0022] 具体地,所述混合气体包括可燃气体和空气。
[0023] 优选地,所述混合气体的过剩空气系数为1。从而避免空气过多造成热量损失。
[0024] 优选地,所述点火装置为电加热装置。由此,可实现点火装置的自动控制以及远程 控制,从而实现多孔介质辐射管的自动控制。同时,可提高点火装置的加热效率,使得点火 装置的温度上升快。
[0025] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变 得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0026] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得 明显和容易理解,其中:
[0027]图1是根据本发明实施例的多孔介质辐射管的结构示意图。
[0028] 附图标记:
[0029] 多孔介质辐射管1〇〇、
[0030] 管体1、第一部分11、第二部分12、第三部分13、
[0031]多孔介质层2、第一子多孔介质层21、第二子多孔介质层22、
[0032] 第一烧嘴31、第二烧嘴32、
[0033] 供气管组件4、供气总管41、第一供气支管42、第二供气支管43、第一控制阀44、
[0034] 第一气动快切阀51、第二气动快切阀52、第一流量调节装置53、第二流量调节装置 54、
[0035] 排烟管组件6、排烟总管61、第一排烟支管62、第二排烟支管63、第二控制阀64、
[0036]点火装置7、第一点火装置71、第二点火装置72
具体实施方式
[0037] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0038]在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“内”、“外”等指示的方位或位置 关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指 示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理 解为对本发明的限制。
[0039] 此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者 隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两 个或两个以上。
[0040]在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相 连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地 连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连, 可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术 语在本发明中的具体含义。
[0041] 下面参考图1描述根据本发明实施例的多孔介质辐射管100。
[0042] 根据本发明实施例的多孔介质辐射管1〇〇,如图1所示,包括:管体1、供气管组件4、 点火装置7和排烟管组件6。
[0043] 管体1包括第一部分11、第二部分12和第三部分13,第二部分12的两端分别与第一 部分11和第三部分13相连,第一部分11和第三部分13内分别填充有多孔介质层2。其中,管 体1的两端分别为A端和B端,A端为第一部分11的自由端,B端为第三部分13的自由端。A端设 有第一烧嘴31,B端设有第二烧嘴32。其中,第一烧嘴31和第二烧嘴32的结构等已为本领域 的普通技术人员所熟知,这里不再详细描述。
[0044] 在本发明的一个具体不例中,第一部分11和第三部分13分别形成为直管,第二部 分I2形成为弧形管,第一部分11、第二部分12和第三部分13依次相连构成“U”形,使得管体1 形成为“U”形管。当然,管体1的形状不限于此,管体1的形状可根据实际的应用情况具体设 计,例如,第一部分11、第二部分I2和第三部分I3分别形成为同轴的直管,此时管体1形成为 直管。
[0045] 供气管组件4用于提供混合气体,供气管组件4分别与第一部分11和第三部分13连 通,供气管组件4交替地向第一部分11和第三部分13提供混合气体。其中,供气管组件4通过 第一烧嘴31向第一部分11提供混合气体,供气管组件4通过第二烧嘴32向第三部分13提供 混合气体。
[0046]点火装置7分别连接至第一部分11和第三部分13以点燃混合气体,排烟管组件6分 别与第一部分11和第三部分13导通,其中,排烟管组件6与管体1的A端相连从而与第一部分 11导通,排烟管组件6与管体1的B端相连从而与第三部分13导通。
[0047]供气管组件4向第一部分11和第三部分I3中的其中一个提供混合气体时,混合气 体燃烧后生成的烟气从排烟管组件6的与第一部分11和第三部分13中的另一个连通的部分 排出。也就是说,当供气管组件4向第一部分11提供混合气体时,混合气体燃烧后生成的烟 气依次通过第二部分12、第三部分13和排烟管组件6排出,当供气管组件4向第三部分13提 供混合气体时,混合气体燃烧后生成的烟气依次通过第二部分12、第一部分11和排烟管组 件6排出。
[0048]具体而言,在多孔介质辐射管100的运行过程中,混合气体、烟气需要定期换向,即 多孔介质辐射管100为间断换向式燃烧,空气、烟气在管体1内的流动方向发生周期性改变。 为方便描述,将多孔介质辐射管100的一个运行周期划分为前半周期和后半周期,设定多孔 介质辐射管100的启动阶段,即多孔介质辐射管100的第一个运行周期内,供气管组件4在前 半周期向第一部分11提供混合气体,供气管组件4在后半周期向第三部分13提供混合气体。 [0049]下面以多孔介质辐射管100的第一个运行周期的工作过程为例来描述多孔介质辐 射管100的运行过程。
[0050]参照图1,在第一个运行周期的前半周期内:供气管组件4向第一烧嘴31提供混合 气体,混合气体进入第一部分11的多孔介质层2内并被点火装置7点燃,混合气体在多孔介 质层2的孔隙内燃烧,并对多孔介质层2进行加热,多孔介质层2的温度逐渐上升至混合气体 的着火点,由此,火焰在第一部分11的多孔介质层2内迅速传播,并逐渐进入稳定状态。由于 混合气体在多孔介质层2的孔隙内燃烧,因此混合气体燃烧稳定、充分。
[0051]火焰稳定燃烧后对第一部分11的多孔介质层2均匀加热,加热后的多孔介质以 热传导及热辐射的方式对管体1进行加热,由于多孔介质层2的黑度大,辐射传热效率高,从 而使得管体1的表面温度与多孔介质层2之间的温差较小,进而使得管体1的表面温度显著 提升,极大的提高了燃料燃烧的热利用效率。同时,由于管体1的表面温度与多孔介质层2之 间的温差较小,而多孔介质层2被均匀加热,因此管体1的表面温度的不均匀性降低,从而延 长了多孔介质辐射管100的使用寿命。这里,温度的不均匀性指的是,在多个测试点中,最高 温度与最低温度之差与多个测试点的平均温度的比值。
[0052]加热后的管体1对进入第一烧嘴31的混合气体进行预热,混合气体的温度上升,使 得混合气体在进入多孔介质层2后的预热时间减短,混合气体可迅速燃烧,从而使得混合气 体的燃烧更加稳定、充分,进而增加了混合气体的产热,降低了能源消耗。同时,也减少了氮 氧化物等污染物的排放,例如在本发明的一个具体示例中,一氧化氮(N0)、一氧化碳(C0)的 生成量显著降低,甚至可减少70%以上。
[0053]由于预热后的混合气体燃烧较稳定,且多孔介质层2的热容量较大,因此在燃烧过 程中即使混合气体的热值发生波动,多孔介质层2也能维持温度的稳定,从而使得混合气体 稳定燃烧而不熄灭。因此当混合气体进入稳定燃烧后,点火装置7可停止工作。
[0054]由于混合气体的热值发生波动时仍能稳定燃烧,因此多孔介质辐射管100可适应 低热值的燃料,例如低浓度瓦斯气、有机废气、热值低于lOOOkcal/Nm3的高炉煤气等。同时, 多孔介质辐射管100的热负荷调节比(即多孔介质辐射管100安全工作时的最低负荷与多孔 介质辐射管100的额定负荷之比)较大,例如在本发明的一个具体示例中热负荷调节比最大 可达到1:6,从而实现过工况下多孔介质辐射管100的热负荷的无极连续可调。
[0055]混合气体燃烧后产生的烟气依次流经第二部分12、第三部分13,烟气对第三部分 13内的多孔介质层2进行预热,最后烟气从管体1的B端导引至排烟管组件6并排出。由于多 孔介质层2的比表面积大,使得多孔介质层2具有良好的蓄热性能,因此第三部分内的部分 多孔介质层2在烟气预热后温度甚至可达到着火点以上,且排出的烟气的温度大幅度降低, 从而实现烟气余热的回收,提高烟气余热的利用效率。
[0056]由于烟气余热可得到回收,因此省略了换热器等附属预热回收设备,从而使得多 孔介质辐射管100的结构紧凑,且便于密封,进而保证了多孔介质辐射管100使用的稳定性 及安全性,同时也降低了多孔介质辐射管100的综合投资成本。
[0057] 在第一个运行周期的后半周期内:供气管组件4向第二烧嘴32提供混合气体,混合 气体进入第三部分13内的多孔介质层2。由于第三部分13的部分多孔介质层2在前半周期内 温度达到着火点以上,因此混合气体在第三部分I3的多孔介质层2内直接燃烧,并逐渐进入 稳定状态。燃烧后产生的烟气依次流经第二部分I2、第一部分11,最后从管体1的A端导引至 排烟管组件6并排出。混合气体在第三部分I3的多孔介质层2内的燃烧过程以及燃烧后对管 体1的加热过程,与混合气体在前半周期内的相应过程相同,这里就不再详细说明。
[0058] 多孔介质辐射管100之后的运行过程与第一个运行周期的工作过程大体相同,这 里将不再详细描述。需要指出的是,经过一个运行周期后,第一部分11内的部分多孔介质层 2及第三部分I3内的部分多孔介质层2的温度均可达到混合气体的着火点以上,使得混合气 体可维持燃烧状态,因此点火装置7无需工作。
[0059] 根据本发明实施例的多孔介质辐射管100,通过在多孔介质层2内燃烧混合气体, 从而使得混合气体燃烧稳定、充分,进而增加了混合气体的产热,降低了能源消耗,同时也 减少了污染物的排放。混合气体稳定燃烧后对多孔介质层2均匀加热,多孔介质层2对管体1 进行加热,由于多孔介质层2的黑度大,从而使得管体1的表面温度显著提升,进而极大的提 高了燃料燃烧的热利用效率。同时,管体1的表面温度的不均匀性降低,从而延长了多孔介 质辐射管100的使用寿命。另外,由于混合气体燃烧稳定,从而实现了多孔介质辐射管1〇〇的 热负荷的无极连续可调,且使得多孔介质辐射管100可适应低热值的燃料。
[0060] 在本发明的一些实施例中,如图1所示,多孔介质层2均包括第一子多孔介质层21 和第二子多孔介质层22,第二子多孔介质层22邻近第二部分12设置。其中,第二子多孔介质 层22的比表面积大于第一子多孔介质层21的比表面积,也就是说,第二子多孔介质层22的 孔隙直径较大,第一子多孔介质层21的孔隙直径较小。
[0061]由于第二子多孔介质层22的孔隙直径较大,因此第二子多孔介质层22可提供混合 气体的燃烧空间,混合气体可在第二子多孔介质层22内均匀、稳定地燃烧,从而减少污染物 的产生和排放。
[0062]当混合气体在第二子多孔介质层22内点燃后,火焰向混合气体流动方向的上游传 播,也就是说,火焰从第二子多孔介质层22向相应的第一子多孔介质层21传播。由于第一子 多孔介质层21的孔隙直径较小,因此,第一子多孔介质层21可阻断火焰,从而保证多孔介质 辐射管100使用的安全性。在本发明的一个具体示例中,混合气体的流速大于火焰传播速 度,从而避免第二子多孔介质层22内的火焰向混合气体流动方向的上游传播,进而进一步 地保证多孔介质辐射管100使用的安全性。
[0063]另外,第一子多孔介质层21可吸收火焰的热量,以对流经第一子多孔介质层21的 混合气体进行预热,例如在本发明的一个具体示例中,第一子多孔介质层21可将混合气体 加热至350度左右,从而使得混合气体在第二子多孔介质层22内的预热时间缩短,由此,混 合气体可迅速点燃并充分燃烧。
[0064]可选地,多孔介质层2为泡沫陶瓷,由此,多孔介质层2的耐高温性及导热性较强。 [0065]具体地,如图1所示,点火装置7分别伸入到第一部分11和第三部分13内的第二子 多孔介质层22中,从而使得混合气体在第二子多孔介质层22内燃烧。更具体地,点火装置7 伸入到第二子多孔介质层22的部分邻近第一子多孔介质层21设置,由此,混合气体在进入 第二子多孔介质层22时可被迅速点燃,从而使得混合气体燃烧更加充分。在本发明的一个 具体示例中,点火装置7包括第一点火装置71和第二点火装置72,第一点火装置71设在管体 1的A端并伸入到第一部分11内的多孔介质层2中,第二点火装置72设在管体1的B端并伸入 到第三部分13内的多孔介质层2中。
[0066]可选地,点火装置7的温度加热至750度以上,从而迅速点燃混合气体。
[0067]优选地,点火装置7为电加热装置,由此,可实现点火装置7的自动控制以及远程控 制,从而实现多孔介质辐射管100的自动控制。同时,可提高点火装置7的加热效率,使得点 火装置7的温度上升快。
[0068]在本发明的一些实施例中,如图1所示,供气管组件4包括供气总管41、第一供气支 管42、第二供气支管43和第一控制阀44。
[0069]其中,供气总管41提供混合气体,第一供气支管42分别与供气总管41和第一部分 11相连,第二供气支管43分别与供气总管41和第三部分13相连。具体地,第一供气支管42与 第一烧嘴3丨相连,第二供气支管43与第二烧嘴32相连。第一控制阀44连接至供气总管41、第 一供气支管42和第二供气支管43,第一控制阀44控制供气总管41与第一供气支管42和第二 供气支管43中的其中一个导通。由此,供气管组件4可交替地向第一部分11和第三部分13提 供混合气体。
[0070] 在本发明的一个具体示例中,在多孔介质辐射管100运行的前半周期内,第一控制 阀44控制供气总管41与第一供气支管42导通,此时,供气总管41与第二供气支管43之间处 于关闭状态,混合气体从供气总管41流经第一供气支管42后流入第一部分11。在多孔介质 辐射管100运行的后半周期内,第一控制阀44控制供气总管41与第二供气支管43导通,此 时,供气总管41与第一供气支管42之间处于关闭状态,混合气体从供气总管41流经第二供 气支管43后流入第三部分13。
[0071] 可选地,如图1所示,第一控制阀44为三通阀,从而使得供气管组件4结构简单、紧 凑。
[0072] 在本发明的一些具体实施例中,如图1所示,供气总管41上设有第一气动快切阀 51,从而在多孔介质辐射管100出现异常时,第一气动快切阀51可迅速阻断供气总管41内混 合气体的流动,进而保证多孔介质辐射管100的使用安全性。
[0073] 可选地,如图1所示,第一供气支管42和第二供气支管43上分别设有一个第二气动 快切阀52,由此,在多孔介质辐射管100出现异常时,第一供气支管42和第二供气支管43内 的混合气体可被迅速阻断,从而提高多孔介质辐射管1〇〇的使用安全性。
[0074]进一步地,如图1所示,第一供气支管42和第二供气支管43上分别设有第一流量调 节装置53,由此,可调节混合气体的流量,从而调节多孔介质辐射管1〇〇运行时释放的热量, 进而实现多孔介质辐射管100的热负荷的可调。可选地,第一流量调节装置53为手动蝶阀。
[0075] 在本发明的一些实施例中,混合气体包括可燃气体和空气,由于预热后的混合气 体在多孔介质层2内可充分燃烧,因此在本发明的一个具体示例中,混合气体的过剩空气系 数为1,从而避免空气过多造成热量损失。可选地,供气总管41上设有混气装置(图未示出), 从而使得可燃气体和空气可被混合均匀后,再流入管体1燃烧。由此,可保证混合气体燃烧 的均匀性及充分性,从而提高多孔介质辐射管1〇〇热负荷的调节精度。
[0076] 在本发明的一些实施例中,如图1所示,排烟管组件6包括排烟总管ei、第一排烟支 管62、第二排烟支管63和第二控制阀64。
[0077] 其中,第一排烟支管62分别与排烟总管61和第一部分11导通,第二排烟支管63分 另IJ与排烟总管61和第三部分13导通。具体地,第一排烟支管62与管体1的A端相连,第二排烟 支管63与管体1的B端相连。第二控制阀64连接至排烟总管61、第一排烟支管62和第二排烟 支管63,第二控制阀64控制排烟总管61与第一排烟支管62和第二排烟支管63中的其中一个 导通。
[0078] 具体地,在供气管组件4向第一部分提供混合气体时,第二控制阀64控制排烟总管 61与第二排烟支管63导通,此时,烟气从管体1的B端流入第二排烟支管63后由排烟总管61 排出。在供气管组件4向第三部分提供混合气体时,第二控制阀64控制排烟总管61与第一排 烟支管62导通,此时,烟气从管体1的A端流入第一排烟支管62后由排烟总管61排出。
[0079] 可选地,第二控制阀64为三通阀,从而使得排烟管组件6结构简单、紧凑。
[00S0]可选地,如图1所示,排烟总管61、第一排烟支管62和第二排烟支管63上分别设有 一个第二流量调节装置54,由此,可调节烟气的流量,从而提高多孔介质辐射管100的调节 能力。可选地,第二流量调节装置54为手动蝶阀。
[0081] 在本发明的一些实施例中,多孔介质辐射管100用于加热炉膛,多孔介质辐射管 100的热负荷的范围为50kw至250kw,多孔介质辐射管100可将炉膛的温度加热至500度至 1100度之间。
[0082] 在本发明的一个示意性实施例中,供气管组件4提供的混合气体包括高炉煤气和 空气,过剩空气系数为1,其中,高炉煤气的热值为750Kcal/Nm3,高炉煤气的额定流量为 175Nm3/h,助燃空气量为125Nm3/h。管体1的直径为300mm,在管体1的A端和B端,混合气体的 进口分别为DN100的管道,烟气的出口分别为DN1〇〇的管道。在第一部分11和第三部分13内, 多孔介质层2的长度分别为l5〇Omm,其中,第一子多孔介质层21的孔隙直径为1mm至2mm,第 一子多孔介质层21的长度为300mm,第二子多孔介质层22的孔隙直径为2mm至4mm,第二子多 孔介质层22的长度为l2〇〇mm。排烟温度低于180度,管体丨的表面温度不均匀性为0.〇2。多孔 介质辐射管100的热负荷为150kw,可实现热负荷范围在25kw至150kw之间的调节。
[0^3] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、 “示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结 f、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的 示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特 点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0084] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不 脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本 发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1. 一种多孔介质辐射管,其特征在于,包括: 管体,所述管体包括第一至第三部分,所述第二部分的两端分别与所述第一部分和所 述第三部分相连,所述第一部分和所述第三部分内分别填充有多孔介质层,所述多孔介质 层包括第一子多孔介质层和第二子多孔介质层,所述第一子多孔介质层的孔隙直径为lmm 至2ram,所述第一子多孔介质层的长度为3〇〇mm,所述第二子多孔介质层的孔隙直径为2nrai至 4mm,所述第二子多孔介质层的长度为1200mm; 用于提供混合气体的供气管组件,所述供气管组件分别与所述第一部分和所述第三部 分连通,且所述供气管组件交替地向所述第一部分和所述第三部分提供所述混合气体; 点火装置,所述点火装置分别连接至所述第一部分和所述第三部分以点燃所述混合气 体,所述点火装置分别伸入到所述第一部分和所述第三部分内的所述第二子多孔介质层 中,使得混合气体在所述第二子多孔介质层内燃烧; 排烟管组件,所述排烟管组件分别与所述第一部分和所述第三部分导通•, 其中,所述供气管组件向所述第一部分和所述第三部分中的其中一个提供所述混f气 体时,所述混合气体燃烧后生成的烟气从所述排烟管组件的与所述第一部分和所述第三部 分中的另一个连通的部分排出。
2. 根据权利要求1所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述第二子多孔介质层邻近所 述第二部分设置,其中所述第二子多孔介质层的比表面积大于所述第一子多孔介质层的比 表面积。 _
3. 根据权利要求1所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述点火装置伸入到所述第= 子多孔介质层的部分邻近所述第一子多孔介质层设置。
4. 根据权利要求1所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述多孔介质为泡沫陶瓷。
5. 根据权利要求1所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述供气管组件包括: 供气总管; & 第一供气支管和第二供气支管,所述第一供气支管分别与所述供气总管和所述第一部 分相连,所述第二供气支管分别与所述供气总管和所述第三部分相连; 第一控制阀,所述第一控制阀连接至所述供气总管、所述第一供气支管和所述第二供 气支管以控制所述供气总管与所述第一供气支管和所述第二供气支管中的其中一个导通°
6. 根据权利要求5所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述第一控制阀为三通阀。
7. 根据权利要求5所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述供气总管上设有第一气云力 快切阀。 ^ _
8. 根据权利要求5所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述第一供气支管和所述第一 供气支管上分别设有一个第二气动快切阀。 _
9. 根据权利要求5所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述第一供气支管和所述第一 供气支管上分别设有第一流量调节装置。
10. 根据权利要求1所述的多孔介质福射管,其特征在于,所述排烟管组件包括: 排烟总管; 第一排烟支管和第二排烟支管,所述第一排烟支管分别与所述排烟总管和所述第—部 分导通,所述第二排烟支管分别与所述排烟总管和所述第三部分导通; > 第二控制阀,所述第二控制阀连接至所述排烟总管、所述第一排烟支管和所述第二排 烟支管以控制所述排烟总管与所述第一排烟支管和所述第二排烟支官中的其中一个导通。
11. 根据权利要求10所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述排烟总管、所述第一排 烟支管和所述第二排烟支管上分别设有一个第二流量调节装置。
12. 根据权利要求1所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述混合气体包括可燃气体 和空气。
13. 根据权利要求I2所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述混合气体的过剩空气系 数为1。 —
14. 根据权利要求1所述的多孔介质辐射管,其特征在于,所述点火装置为电加热装置。
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