CN202132947U - 燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器 - Google Patents

燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器 Download PDF

Info

Publication number
CN202132947U
CN202132947U CN201120230571U CN201120230571U CN202132947U CN 202132947 U CN202132947 U CN 202132947U CN 201120230571 U CN201120230571 U CN 201120230571U CN 201120230571 U CN201120230571 U CN 201120230571U CN 202132947 U CN202132947 U CN 202132947U
Authority
CN
China
Prior art keywords
burning
gas fuel
aperture
value gas
medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN201120230571U
Other languages
English (en)
Inventor
王进卿
池作和
张光学
孙公钢
曾宪阳
丁凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Jiliang University
Original Assignee
China Jiliang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Jiliang University filed Critical China Jiliang University
Priority to CN201120230571U priority Critical patent/CN202132947U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN202132947U publication Critical patent/CN202132947U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

本实用新型公开一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器。它包括中心轴线相重合的富氧导管、点火气枪、预混燃烧室、二次风管和燃烧器喷口，二次风管同轴套设在预混燃烧室外，二次风管、预混燃烧室分别在各自的管壁上相应地设置有朝周向倾斜的空气管道、燃气管道；预混燃烧室内沿气流方向依次设有混合室、混合燃气均匀分配器、小孔介质、大孔介质，所述小孔介质和大孔介质的通气孔均为蜂窝式排列结构；富氧导管同轴套设在点火气枪外，富氧导管和点火气枪的出口端穿过预混燃烧室的壁面伸入混合室内。本实用新型采用分段式多孔介质，能显著提高低热值气体燃料燃烧的稳定性，增强其燃烧强度，缩小燃烧体积，提高燃烧效率，并能有效降低污染物的排放。

Description

燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器
技术领域
本实用新型涉及一种燃烧器，尤其涉及一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器。
背景技术
 长期以来，我国工业生产中气体燃料的燃烧主要是以自由火焰为特征的空间燃烧，采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，因而燃烧稳定性较差。特别是钢铁企业炼铁高炉中产生的高炉煤气，由于其热值低、着火点高、着火浓度范围窄、燃烧稳定性差、容易熄火等原因，阻碍了高炉煤气作为气体燃料在工业生产中的高效利用。
 近几年，在燃烧器内加入多孔介质的技术逐渐被人们重视。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，利用其相对于气体而言强大得多的蓄热功能和辐射特性实现热反馈，从而使燃烧反应大大增强的一项技术。多孔介质燃烧技术有很多优点：燃烧效率高、燃烧稳定性好、负荷调节范围广、燃烧强度高、燃烧体积小，而且污染物排放低。因此利用多孔介质燃烧技术的特点，将它应用在低热值气体燃料燃烧上，开发一种高效低污染的燃烧器具有较大的潜力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种燃烧效率高、稳定性好、污染物排放低的燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：该燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器包括中心轴线相重合的富氧导管、点火气枪、预混燃烧室、二次风管和燃烧器喷口，所述二次风管同轴套设在预混燃烧室外，二次风管、预混燃烧室分别在各自的管壁上相应地设置有朝周向倾斜的空气管道、燃气管道；预混燃烧室内沿气流方向依次设有混合室、混合燃气均匀分配器、小孔介质、大孔介质，所述小孔介质和大孔介质的通气孔均为蜂窝式排列结构；富氧导管同轴套设在点火气枪外，富氧导管和点火气枪的出口端穿过预混燃烧室的壁面伸入混合室内。
进一步地，本实用新型所述大孔介质的通气孔的孔径为3-5mm、孔隙率为80-85%，所述小孔介质的通气孔的孔径为0.5-1mm、孔隙率为75-85%。其中，大孔介质的材料优选氧化钇基氧化锆、氧化钙基氧化锆或碳化硅。小孔介质的材料优选刚玉（Al2O3）、氧化钙基氧化锆或碳化硅。
进一步地，本实用新型所述混合燃气均匀分配器的通气孔的孔径为3-5mm、孔隙率为80-90%。混合燃气均匀分配器的材料可选用耐高温金属或合金。 
进一步地，本实用新型所述富氧导管的出口处安装有旋流叶片。
进一步地，本实用新型所述二次风管的出口处安装有旋流叶片。
进一步地，本实用新型所述富氧导管的出口端呈扩口状。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：（1）本实用新型采用多孔介质燃烧技术，能显著提高低热值气体燃料燃烧的稳定性，增强其燃烧强度，缩小燃烧体积，并能有效降低污染物的排放。（2）本实用新型采用分段式多孔介质，气体依次通过小孔介质和大孔介质的蜂窝式排列结构的通气孔。当气体通过小孔介质时，由于小孔介质孔径和孔隙率相对较小，预混的可燃气体在其中可进行进一步地混合，并且小孔介质还可起到蓄热体的作用，使经过的气体能较好地得到预热。而当气体通过大孔介质时，由于其孔径相对较大，辐射作用穿透得较深远，温度升高较快，预热后的混合气体便在大孔介质中发生燃烧。此外，由于预混的可燃气体先前已在小孔介质中预热，从而使大孔介质内的气体燃烧效率得到大大提高。（3）本实用新型采用富氧与低热值气体进行预混，而不是传统的空气，因而降低了气体燃料的着火点，促进其着火燃烧；并且本实用新型在富氧导管的出口端安装了旋流叶片，使得富氧与低热值气体能更好地进行混合。（4）本实用新型采用了分段式燃烧方式，把气体燃料燃尽所需的空气通过二次风旋流方式送入，不仅加强了燃烧后期的扰动，提高燃烧效率，而且能降低污染物排放；另一方面，这部分空气在二次风管内还受到高温多孔介质的预热，从而能有效促进燃烧。（5）本实用新型可以燃烧低热值气体或劣质气体燃料，如高炉煤气，能广泛应用于冶金、化工、能源行业，具有较大的社会和经济效益。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的A向视图；
图3是图1中混合燃气均匀分配器的A向示图；
图中：1、燃气管道，2、空气管道，3、二次风管，4、预混燃烧室，5、二次风旋流叶片，6、富氧导管，7、点火气枪，8、富氧导管旋流叶片，9、混合室，10、混合燃气均匀分配器，11、小孔介质，12、大孔介质，13、燃烧器喷口，14、混合燃气均匀分配器的通气孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1、图2、图3所示，本实用新型包括中心轴线相重合的富氧导管6、点火气枪7、预混燃烧室4、二次风管3和燃烧器喷口13。其中，二次风管3同轴套设在预混燃烧室4外。如图2所示，二次风管3的管壁上设置有朝周向倾斜的空气管道2；同样，预混燃烧室4在自身的管壁上也设有朝周向倾斜的燃气管道1。如图1所示，预混燃烧室4呈分段式结构，即在预混燃烧室4内，沿主气流方向，从左到右依次设有混合室9、混合燃气均匀分配器10、小孔介质11、大孔介质12。富氧导管6同轴套设在点火气枪7外，富氧导管6和点火气枪7的出口端穿过预混燃烧室4的壁面伸入混合室9内。小孔介质11和大孔介质12的通气孔均呈蜂窝式结构。大孔介质12的材料优选氧化钇基氧化锆、氧化钙基氧化锆或碳化硅，其通气孔的孔径为3-5mm，孔隙率为80-85%。小孔介质11的材料优选刚玉（Al2O3）、氧化钙基氧化锆或碳化硅，其通气孔的孔径为0.5-1mm，孔隙率为75-85%。混合燃气均匀分配器10的材料通常选用耐高温金属或合金。作为本实用新型的一种简单的实施方式，混合燃气均匀分配器10可以是一块多孔板，其上规则地、均匀地分布有大小一样的通气孔14（参见图3），各通气孔的孔径优选为3-5mm，孔隙率优选为80-90%，各通气孔沿预混燃烧室4的轴向贯穿多孔板。作为本实用新型的优选实施方式，富氧导管6、二次风管3内分别安装有二次风旋流叶片5和富氧导管旋流叶片8，富氧导管6出口端呈扩口状。
本实用新型的预混燃烧室4采用分段式多孔介质结构，多孔介质包括小孔介质11和大孔介质12。由于小孔介质11和大孔介质12的通气孔均呈蜂窝式排列结构，可使气体经过混合室9、混合燃气均匀分配器10后，再依次顺利地通过小孔介质11和大孔介质12。并且，当气体通过小孔介质11时，预混的可燃气体在其中可进行进一步地混合。由于相对于大孔介质12，小孔介质11孔径较小、孔隙率较小，而小孔介质11可起到蓄热体的作用，使得经过的气体能较好地得到预热。而当气体通过大孔介质12时，由于其孔径相对较大，辐射作用穿透得较深远，温度升高较快，预热后的混合气体便在大孔介质12中发生燃烧。此外，预混的可燃气体先前已在小孔介质11中经过预热，从而使大孔介质12内的气体燃烧效率得到大大提高。另一方面，由于大孔介质内温度分布均匀，能将最高温度保持在较低水平，降低了NOX的生成。
本实用新型在混合室9处设置了富氧导管6，采用富氧与低热值气体进行预混，而不是传统的空气，因而降低了气体燃料的着火点，促进其着火燃烧。并且，本实用新型在富氧导管6的出口端安装了富氧导管旋流叶片8，使得富氧与低热值气体能更好地进行混合。
本实用新型在二次风管3处设置了二次风旋流叶片5，把气体燃料燃尽所需的空气通过二次风旋流方式送入，不仅加强了燃烧后期的扰动，提高燃烧效率，而且能降低NOX排放；另一方面，这部分空气在二次风管3内还受到高温多孔介质的预热，从而能有效促进燃烧。
本实用新型的工作过程如下：
燃烧器先用通有焦炉煤气的点火气枪7预热，然后相应地从混合室9的燃气管道1、二次风管的空气管道2和富氧导管6分别通入低热值燃气、空气、富氧。富氧和低热值燃气在混合室9内充分混合后，经过混合燃气均匀分配器10均匀分配后进入小孔介质11进行预混以达到预热的目的，后进入大孔介质12内燃烧。从空气管道2进入的空气经过二次风旋流叶片5后产生旋流，与经大孔介质12燃烧后的气体进行混合，从而提供了燃烧后期所需的空气。燃烧稳定后，关闭点火气枪7，完全由低热值气体燃烧。

Claims (6)

1.一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器，其特征在于：包括中心轴线相重合的富氧导管（6）、点火气枪（7）、预混燃烧室（4）、二次风管（3）和燃烧器喷口（13），所述二次风管（3）同轴套设在预混燃烧室（4）外，二次风管（3）、预混燃烧室（4）分别在各自的管壁上相应地设置有朝周向倾斜的空气管道（2）、燃气管道（1）；预混燃烧室（4）内沿气流方向依次设有混合室（9）、混合燃气均匀分配器（10）、小孔介质（11）、大孔介质（12），所述小孔介质（11）和大孔介质（12）的通气孔均为蜂窝式排列结构；富氧导管（6）同轴套设在点火气枪（7）外，富氧导管（6）和点火气枪（7）的出口端穿过预混燃烧室（4）的壁面伸入混合室（9）内。
2.根据权利要求1所述的一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器，其特征在于：所述大孔介质（12）的通气孔的孔径为3-5mm、孔隙率为80-85%，所述小孔介质（11）的通气孔的孔径为0.5-1mm、孔隙率为75-85%。
3.根据权利要求1所述的一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器，其特征在于：所述混合燃气均匀分配器（10）的通气孔的孔径为3-5mm、孔隙率为80-90%。
4.根据权利要求1所述的一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器，其特征在于：所述富氧导管（6）的出口处安装有旋流叶片。
5.根据权利要求1所述的一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器，其特征在于：所述二次风管（3）的出口处安装有旋流叶片。
6. 根据权利要求1所述的一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器，其特征在于：所述富氧导管（6）的出口端呈扩口状。
CN201120230571U 2011-07-01 2011-07-01 燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器 Expired - Lifetime CN202132947U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201120230571U CN202132947U (zh) 2011-07-01 2011-07-01 燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201120230571U CN202132947U (zh) 2011-07-01 2011-07-01 燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202132947U true CN202132947U (zh) 2012-02-01

Family

ID=45521714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201120230571U Expired - Lifetime CN202132947U (zh) 2011-07-01 2011-07-01 燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN202132947U (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102287819A (zh) * 2011-07-01 2011-12-21 中国计量学院 一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器
CN102937292A (zh) * 2012-11-09 2013-02-20 沈阳工程学院 周期换向的浸没火焰多孔介质燃烧器
CN103008591A (zh) * 2013-01-07 2013-04-03 陈寅明 一种连铸割枪点火器
CN103542409A (zh) * 2013-09-25 2014-01-29 河南省新密市久隆耐火材料有限公司 铝矾土竖窑燃烧装置
CN103994437A (zh) * 2014-04-05 2014-08-20 沈阳工程学院 回热式双锥体对冲火焰多孔介质燃烧器
CN104613472A (zh) * 2015-01-04 2015-05-13 中国矿业大学 一种二维温度测量多孔介质燃烧器
CN105299642A (zh) * 2015-11-02 2016-02-03 无锡华光锅炉股份有限公司 一种煤气燃烧器结构
CN106032907A (zh) * 2015-03-12 2016-10-19 宝山钢铁股份有限公司 高炉煤气燃烧器点火装置及方法
CN106051817A (zh) * 2016-07-20 2016-10-26 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 用于蓄热式燃烧器的点火烧嘴以及燃烧器
CN110186043A (zh) * 2019-04-30 2019-08-30 中国科学院广州能源研究所 阵列多孔表面火焰燃烧器
CN113944928A (zh) * 2021-11-18 2022-01-18 中广核研究院有限公司 分级燃烧器

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102287819A (zh) * 2011-07-01 2011-12-21 中国计量学院 一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器
CN102937292A (zh) * 2012-11-09 2013-02-20 沈阳工程学院 周期换向的浸没火焰多孔介质燃烧器
CN103008591A (zh) * 2013-01-07 2013-04-03 陈寅明 一种连铸割枪点火器
CN103008591B (zh) * 2013-01-07 2015-03-11 陈寅明 一种连铸割枪点火器
CN103542409A (zh) * 2013-09-25 2014-01-29 河南省新密市久隆耐火材料有限公司 铝矾土竖窑燃烧装置
CN103994437B (zh) * 2014-04-05 2016-03-02 沈阳工程学院 回热式双锥体对冲火焰多孔介质燃烧器
CN103994437A (zh) * 2014-04-05 2014-08-20 沈阳工程学院 回热式双锥体对冲火焰多孔介质燃烧器
CN104613472A (zh) * 2015-01-04 2015-05-13 中国矿业大学 一种二维温度测量多孔介质燃烧器
CN106032907A (zh) * 2015-03-12 2016-10-19 宝山钢铁股份有限公司 高炉煤气燃烧器点火装置及方法
CN106032907B (zh) * 2015-03-12 2018-06-29 宝山钢铁股份有限公司 高炉煤气燃烧器点火装置
CN105299642A (zh) * 2015-11-02 2016-02-03 无锡华光锅炉股份有限公司 一种煤气燃烧器结构
CN106051817A (zh) * 2016-07-20 2016-10-26 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 用于蓄热式燃烧器的点火烧嘴以及燃烧器
CN110186043A (zh) * 2019-04-30 2019-08-30 中国科学院广州能源研究所 阵列多孔表面火焰燃烧器
CN113944928A (zh) * 2021-11-18 2022-01-18 中广核研究院有限公司 分级燃烧器
CN113944928B (zh) * 2021-11-18 2023-09-01 中广核研究院有限公司 分级燃烧器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102287819B (zh) 一种燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器
CN202132947U (zh) 燃用低热值气体燃料的多孔介质燃烧器
CN100538177C (zh) 双通道引射节能燃烧器
CN102777894B (zh) 一种逆向喷粉燃烧机
CN109882841B (zh) 一种解耦燃气燃烧器
CN201190996Y (zh) 组合燃气燃烧器
CN205447747U (zh) 热烟气自循环型超低NOx燃烧器
CN203489263U (zh) 一种富氧燃烧器
CN201944851U (zh) 一种双旋流富氧平焰燃烧器
CN201652349U (zh) 双气体燃料燃烧器
CN203068525U (zh) 可调节预混式燃气烧嘴
CN101131235A (zh) 一种可实现钢坯加热过程超低氧化烧损的燃烧器
CN104296142A (zh) 燃气无焰纯氧燃烧器
CN204005989U (zh) 气体射流引射高温烟气回流燃烧器
CN208108090U (zh) 一种超低氮金属纤维表面燃烧器
CN108518677A (zh) 一种低氮气体燃烧器
CN202209676U (zh) 一种喷煤嘴
CN201875703U (zh) 一种煤粉燃烧器及煤粉锅炉
CN101839478B (zh) 煤粉工业锅炉的稳燃方法及装置
CN208253580U (zh) 一种低氮气体燃烧器
CN209672585U (zh) 超低氮氧化物排放燃气热风炉
CN102032570A (zh) 一种制氢转化炉顶烧高温预热空气扁平焰燃烧器
CN203586214U (zh) 工业炉窑燃气烧嘴空气导流器
CN203231303U (zh) 液压调节预混式燃气烧嘴
CN208222490U (zh) 分级燃烧低氮燃烧器

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20120201

Effective date of abandoning: 20130227

AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20120201

Effective date of abandoning: 20130227

RGAV Abandon patent right to avoid regrant