[实用新型]一种液体燃料催化重整微型燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧装置，具体涉及一种液体燃料催化重整微型燃烧器。

背景技术

以微尺度燃烧器为核心的微型供能系统以其体积小、质量轻、能量密度高、供能时间长等优点越来越受到重视。但是微尺度燃烧器的尺寸比传统燃烧器小几个数量级，其小的特征尺度使得比表面积增大，散热速率大大提高，引起严重的热损失，使得火焰难以稳定，易发生熄火现象；同时，尺寸的减小，导致燃料和空气在燃烧器中停留时间短，不能保证燃料的充分燃烧，尤其是液体燃料。因此，在微小尺度内实现稳定燃烧而不熄火是微型燃烧器首要解决的难题。

目前微型燃烧器多针对气体燃料的燃烧。与气体燃料燃烧相比，液体燃料安全性能优良、便于储存运输且具有更高的能量密度，更具有实用性。但液体燃料微尺度燃烧是一个边蒸发、边混合、边燃烧的过程，存在的主要问题是雾化、蒸发较难，混合不充分，导致燃烧不稳定、燃烧效率低、散热损失大。目前，有些微燃烧器采用多孔介质使液体燃料充分雾化，但是仍不能很好地解决点火问题，且燃烧后综合热利用效率较低，产物中CO产量较高，造成环境污染。

因此，需要一种针对液体燃料专门设计的微型燃烧器，使其大大改善液体燃料微尺度燃烧的燃烧性能。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的液体燃料微尺度燃烧过程中燃烧不稳定、燃烧效率低以及综合热利用效率低的问题，提出了一种液体燃料催化重整微型燃烧器。

为解决技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种液体燃料催化重整微型燃烧器，包括圆形顶盖板、与顶盖板连接一体的壳体，所述顶盖板上开设有两个对称的燃料进口孔，所述壳体侧面上部开设有两个对称的空气进口孔，壳体侧面下部开设有两个对称的排气孔，壳体底部中心处开设有点火器孔；所述壳体内部安装有内侧套筒、中间套筒和外侧套筒，所述空气通道设于壳体与外侧套筒之间，并与空气进口相连通；排气通道设于外侧套筒与中间套筒之间，并与排气出口相连通；燃料通道设于中间套筒与内侧套筒之间，并与燃料进口相连通；燃烧室设于内侧套筒内；其中：燃料通道与空气通道之间呈90°交叉连通，燃料通道和空气通道与燃烧室一侧相连通，排气通道与燃烧室的另一侧相连通。

本实用新型中，所述顶盖板上设有的两个料进口孔、壳体侧面上部设有的两个空气进口孔、壳体侧面下部设有的两个排气孔分别关于圆形顶盖板圆心所在的中轴线对称。

本实用新型中，所述内侧套筒的内侧、外侧均设有环形螺纹，以增加表面积和传热强度。

本实用新型中，所述内侧套筒的外侧螺纹上设有液体燃料裂解重整催化剂层，该液体燃料裂解重整催化剂层中所含催化剂的成分为CuO/ZnO/Al₂O₃，CuO作为主催化剂，ZnO和Al₂O₃作为助催化剂，用于将液体燃料裂解/重整为CO、CH₄或H₂等易燃气体。

本实用新型中，所述内侧套筒的内侧螺纹上设有燃烧催化剂层，该燃烧催化剂层中所含有催化剂的成分为铂Pt，用于提高燃料燃烧效率。

本实用新型中，所述顶盖板和壳体均采用导热系数低的材料，如陶瓷，为的是减少微型燃烧器的向外界散热，提高燃烧器整体热效率。所述套筒组由外侧套筒、中间套筒、内侧套筒组成，套筒组采用导热系数高、耐高温的材料，如高镍含量的不锈钢。

本实用新型中，所述燃料通道、燃烧室和排气通道的高度均相等。

本实用新型中，燃烧器的高度为25～35mm，顶盖板厚度为2mm，壳体厚度为2mm，燃料通道宽度为1.5mm，高度为20～25mm，内侧套筒厚度为1.5mm，中间套筒厚度为1.5mm，外侧套筒厚度为1.2mm，燃烧室内径为3～3.5mm，高度为20～25mm，空气通道宽度为2.5～3mm，空气通道底端与壳体底端的间距为1～1.5mm，排气通道宽度为4～5mm、高度为20～25mm，其相互之间还满足下列关系式：

空气通道宽度＝排气通道宽度-(1.5～2mm)。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用燃料通道和燃烧室表面设置了环形螺纹，不但增加了换热面积、加强燃料与高温烟气的传热；而且增加了催化剂面积。

2、本实用新型采用燃料通道和燃烧室表面分别设置了裂解/重整催化剂和燃烧催化剂，增强了液体燃料重整和催化燃烧的效果，能够保证液体燃料在微燃烧器中高效燃烧。