[发明专利]多孔介质燃烧器和燃料气体的处理方法

说明书

本发明涉及燃料气体领域，公开了多孔介质燃烧器和燃料气体的处理方法。多孔介质燃烧器包括连通的第一燃烧单元和第二燃烧单元，第一燃烧单元内部依次设置第一空腔和填充有多孔介质的第一多孔介质填料区，燃料气体和含氧气体被引入第一空腔内并向下游流动以与多孔介质接触并进行部分氧化燃烧，得到含有未燃烧燃料气的尾气；第二燃烧单元具有至少一段燃烧部件，燃烧部件包括内部依次设置的空腔、分风板、混气室和多孔介质填料区，含氧气体和含有未燃烧燃料气的尾气进入空腔，得到混合气，经分风板后进入混气室并于混气室内形成旋流，混合气与多孔介质接触进行氧化燃烧。通过本发明的多孔介质燃烧器和方法，能够降低NOx的生成，提高可燃气体转化率。

技术领域

本发明涉及燃料气体处理领域，具体涉及多孔介质燃烧器和燃料气体的处理方法。

背景技术

净化合成气与水蒸汽混合并预热后，进入固体氧化物燃料电池阳极，与阴极渗透过来的氧离子发生电化学反应放出电流和热量，阳极尾气直接送入燃烧器通过燃烧将可燃气体烧尽。电池尾气的热值很低不易燃烧，主要成分是氢气、水和一氧化碳。为了减少排放和节约水资源需要将水回收，使一氧化碳生成二氧化碳并捕集，使氢气生成水。因此在电池尾气处理时需要一个氧化燃烧的过程并通过换热器将高温蒸汽冷凝回收。

CN108180475A公开了一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器，所述燃烧器包括保温层、燃烧区多孔介质、稳燃体、稳燃多孔板、防回火区多孔介质、均流板、预混室、燃气入口、空气入口；燃气入口和空气入口与预混室连接，预混室向上依次设置均流板、防回火区多孔介质、燃烧多孔板和燃烧区多孔介质；稳燃体为锥形体，置于燃烧器轴心；稳燃多孔板套装在稳燃体上；稳燃多孔板的孔径沿径向方向向外依次减小。

CN108302539A公开了一种往复式多孔介质燃烧器，燃烧器整体为对称结构，分为蓄热区和燃烧区；蓄热区和燃烧区分别填充不同规格的多孔介质材料；同时，在燃烧区沿径向填充两种不同孔密度的多孔介质材料，空隙密度较大的在外侧，空隙密度较小的在内侧；通过换向阀，实现燃料/空气混合物周期性的通过燃烧器，在燃烧器内稳定燃烧。

《分段多孔介质燃烧器二次进气燃烧排放研究》(吕兆华，Matthews RD.燃烧科学与技术.2000(02))公开了一种实验装置，包括气源、多孔介质燃烧管、预混室、流量测试与控制装置和气体采用分析系统，燃烧管上下两段由方截面耐火材料管和装在管内的氧化铝泡沫陶瓷材料组成。两段之间留有空隙，外围由一钢制中空环形体将上下两管连接起来构成中间段，从钢环外侧的气嘴引入二次空气，通过调节混合气流速和二次空气量、控制燃烧火焰在燃烧管内的位置，上游段内用孔径0.6mm长度60mm的泡沫陶瓷，下游段内为孔径1.2mm长度55mm的泡沫陶瓷，孔隙率为84％～86％，均可承受1500℃的温度。

但是，在上述的燃烧器中进行燃烧时，氧化燃烧反应过程中释放大量热，燃烧室温度达到1400℃，较多地生成不期望的NOx。而且，低热值燃料气体氧化燃烧后CO₂的浓度有待提高，需要提高可燃气体的转化率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供多孔介质燃烧器和燃料气体的处理方法，采用本发明的多孔介质燃烧器处理燃料气体，能够降低NOx的生成，提高可燃气体的转化率。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种多孔介质燃烧器，其中，该多孔介质燃烧器包括连通的第一燃烧单元和第二燃烧单元，其中，

所述第一燃烧单元内部依次设置第一空腔(31)和填充有多孔介质的第一多孔介质填料区(32)，燃料气体和含氧气体被引入所述第一燃烧单元的第一空腔(31)内并向下游流动以与多孔介质接触并进行部分氧化燃烧，得到含有未燃烧燃料气的尾气；