CN108954311A - 一种变孔径多孔陶瓷燃烧板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种变孔径多孔陶瓷燃烧板，其进气面上均匀密布若干个小孔，直径小于出气面孔径，孔截面可以是各种形状，且深入燃烧板一定厚度范围内的孔径不变，然后孔径逐渐变大，可以是V型、曲线型或阶梯型扩大，所有孔垂直穿透燃烧板，出气面即为燃烧面，进气面孔径小于所用燃气在该陶瓷体发生壁面淬熄所需的熄火距离，而出气面孔径接近发生淬熄的熄火距离，最小孔深度大于2倍淬熄距离；兼容多种燃气时，进气孔径以最小淬熄距离计算，厚度以最大值计算；在孔径扩大区可涂覆催化剂以促进燃烧更加迅速和充分，提高红外转化率。本发明可以提高燃烧稳定性和火焰速度，拓宽燃烧极限范围，降低污染物排放浓度。

Description

一种变孔径多孔陶瓷燃烧板
技术领域：
本发明涉及一种变孔径多孔陶瓷燃烧板，属于燃烧技术领域。
背景技术：
目前民用和工业用红外线燃烧器的燃烧体主要有陶瓷燃烧板、金属波纹板、金属纤维编织物等，其中陶瓷燃烧板因成本低、热稳定性好而广泛应用，这种陶瓷燃烧板采用孔径不变、孔间距非常小的蜂窝状结构，为了兼容不同气种，如液化气和天然气，其孔径应小于各气种在该陶瓷体中的最小淬熄距离，且因孔径在进出气面相同，在主动式风压供给空气的环境中，混合气体压力较大，将导致在大部分情况下气流速度较快，火焰脱离燃烧板表面较多，燃烧板温度不高，对进气预热效果不好，使燃烧温度相对较低，红外线转化率较低，污染物生成较多，同时在贫燃情况下不易形成稳定燃烧，而在无二次空气供给时，如密封式燃烧环境中，要求燃气空气的配比提出严格要求。
发明内容：
本发明为了解决以上问题，提出了一种变孔径多孔陶瓷燃烧板。
本发明解决以上技术问题的方案是：采用一种进气面孔径小于所用燃气中的最小淬熄距离、厚度超过所用燃气的最大淬熄距离的2倍以上，混合气透过最小孔后，孔径扩大降低气流速度，确保燃烧面尽可能接近陶瓷面，但因陶瓷板足够厚、且导热系数低，不会产生过热和气流波动回火。
由于出气孔扩大，流速降低，火焰面最低可降低至燃烧板孔壁面，提升了陶瓷孔壁温度，使进入燃烧前的预混气充分预热，燃气和氧气分 子活化，燃烧更加充分，故可以提高燃烧稳定性和火焰速度，拓宽燃烧极限范围，降低污染物排放浓度。
不同气种或者配比不合适的预混气进入该蜂窝陶瓷板后，在孔径扩大区可形成自适应的燃烧面，即自动在某个孔径区进入分子活化，使燃烧面尽可能接近陶瓷体，甚至在孔内燃烧，形成超绝热燃烧，进一步提升燃烧温度，进而提高红外辐射转化率。
为了进一步提高红外转化率，可在孔径扩大区的内表面增加促进燃烧和红外转化的催化剂。
附图说明：
附图1为圆形通孔陶瓷燃烧板截面图。
附图2为方形通孔陶瓷燃烧板截面图。
具体实施方式：
实施例一：图1为密布的圆形通孔构成的陶瓷燃烧板，进气面孔径约1mm，并保持该孔径深入8mm后开始以90°角的V型对称扩大，至直径1.6mm左右，最小孔间距约2.0mm，均匀密布。本燃烧板适用于液化气和天然气，但不适用约焦炉气和水煤气。
参考各种燃气淬熄距离如下：
常温下(20℃)
燃气种类 天然气 液化气 焦炉气 水煤气
淬熄距离mm 2.5 2 1.3 0.5
温度对淬熄距离影响(天然气)
火孔表面温度 ℃ 20 100 200 400
熄火距离 mm 2.5 2.3 2 1.6
由于进气温度一般较低，即使经过预热的混合气，一般建议不超过300 ℃，否则可能出现冷焰燃烧现象。此时燃烧板进气孔径远小于最小淬熄距离，且小孔深远超过2倍淬熄距离，故正常情况下不会出现回火。燃烧时燃烧面紧邻出气面，由于燃烧温度较高，一般可达800℃以上，在辐射、传导等作用下，燃烧板出气面温度也很高，可能超过400℃(与出气速度、混合气温度、导热系数等等有关)，此时淬熄距离变小，而接近出气面时，孔径却在扩大，将使火焰进一步靠近出气孔，甚至可能在出气孔内燃烧，此时将形成超绝热燃烧效果，使燃烧温度提高，红外转化率也显著提高。
实施例二：图2为密布的方形通孔构成的陶瓷燃烧板，进气面孔边长约1*1mm，并保持该孔径深入8mm后开始以圆弧角的对称扩大，至边长1.6*1.6mm左右，最小孔中心距约2.0mm，均匀密布，在圆弧扩大的内孔表面均匀涂覆氧化铈等构成的催化剂。本燃烧板适用于液化气和天然气，但不适用约焦炉气和水煤气。
本方案的燃烧增温原理基本类似方案一，不同的是，由于圆弧扩大面涂覆有催化剂，可使燃烧过程更加迅速，红外转化效率更高，当然成本也将较高。
本方案的优点是燃烧板孔隙率较高，气流通量大，且有催化剂作用，使单位面积内热强度显著增加。

Claims (3)

1.一种变孔径多孔陶瓷燃烧板，其特征在于：其进气面上均匀密布若干个小孔，直径小于出气面孔径，孔截面可以是各种形状，且深入燃烧板一定厚度范围内的孔径不变，然后孔径逐渐变大，可以是V型、曲线型或阶梯型扩大，所有孔垂直穿透燃烧板，出气面即为燃烧面，进气面孔径小于所用燃气在该陶瓷体发生壁面淬熄所需的熄火距离，而出气面孔径接近发生淬熄的熄火距离，最小孔深度大于2倍淬熄距离。
2.根据权利要求1所述的一种变孔径多孔陶瓷燃烧板，其特征在于：兼容多种燃气时，进气孔径以最小淬熄距离计算，厚度以最大值计算。
3.根据权利要求1所述的一种变孔径多孔陶瓷燃烧板，其特征在于：可在靠近燃烧面的孔径扩大区的表面涂覆可促进燃烧的催化剂，提升红外转化率。
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