[发明专利]一种氢气水蒸气富氧无焰燃烧器

权利要求书

1.一种氢气水蒸气富氧无焰燃烧器，其特征在于，包括氢气喷管(1)、第一水蒸气喷管(5)、一次风喷管(2)、二次风喷管(3)、第一保温管道(4)、第二保温管道(9)和燃烧室(11)，其中：

所述氢气喷管(1)与所述燃烧室(11)连接，用于向所述燃烧室(11)喷射氢气；

所述第一水蒸气喷管(5)套设在所述氢气喷管(1)的外侧，并与所述燃烧室(11)连接，用于在预热阶段向所述燃烧室(11)喷射水蒸气，进而降低所述氢气的燃烧速率；所述一次风喷管(2)套设在所述第一水蒸气喷管(5)的外侧，并与所述燃烧室(11)连接，用于在预热阶段向所述燃烧室(11)喷射水蒸气与氧气的混合气体作为一次风，从而为所述氢气进行富氧有焰燃烧提供氧气；同时所述第一水蒸气喷管(5)和一次风喷管(2)的出口分别沿周向方向均匀布置有第一旋流叶片(7)和第二旋流叶片(7’)，用于带动所述水蒸气和一次风以相同的旋流度沿所述氢气喷管(1)的轴线旋转；

所述二次风喷管(3)与所述燃烧室(11)连接，用于在无焰燃烧阶段向所述燃烧室(11)喷射水蒸气与氧气的混合气体作为二次风，从而为所述氢气进行富氧无焰燃烧提供氧气；

所述第一保温管道(4)套设在所述氢气喷管(1)、第一水蒸气喷管(5)和一次风喷管(2)的外侧，用于预热所述氢气、水蒸气和一次风，同时避免所述水蒸气发生冷凝；所述第二保温管道(9)套设在所述二次风喷管(3)的外侧，用于预热所述二次风；

所述燃烧室(11)用于为所述氢气进行富氧燃烧提供空间。

2.如权利要求1所述的氢气水蒸气富氧无焰燃烧器，其特征在于，所述氢气喷管(1)的进口设置有防回火腔(12)，用于稳定所述氢气的进气压力，从而保证燃烧过程的安全性，所述防回火腔(12)的数量为1个～3个。

3.如权利要求1所述的氢气水蒸气富氧无焰燃烧器，其特征在于，所述氢气水蒸气富氧无焰燃烧器还包括第二水蒸气管道(10)，所述第二水蒸气管道(10)与二次风喷管(3)连接，用于将烟气中的水蒸气通入所述二次风中，进而稀释所述二次风中氧气的浓度。

4.如权利要求1～3任一项所述的氢气水蒸气富氧无焰燃烧器，其特征在于，将燃烧产生的烟气通入所述第一保温管道(4)和第二保温管道(9)中，从而实现所述烟气的余热回收利用。

5.如权利要求1所述的氢气水蒸气富氧无焰燃烧器，其特征在于，所述水蒸气和一次风的旋流度为0.7～0.9。

6.如权利要求1所述的氢气水蒸气富氧无焰燃烧器，其特征在于，所述一次风喷管(2)的直径为所述氢气喷管(1)直径的1.5倍～3倍，所述二次风喷管(3)的直径为所述氢气喷管(1)直径的1倍～5倍。

7.如权利要求1所述的氢气水蒸气富氧无焰燃烧器，其特征在于，所述一次风和二次风中氧气的浓度为10％～50％，无焰燃烧阶段，所述燃烧室(11)中氧气的浓度为2％～10％。

8.如权利要求1所述的氢气水蒸气富氧无焰燃烧器，其特征在于，所述燃烧室(11)内设置有喷水减温管(8)，用于向所述燃烧室(11)内喷水，从而降低局部高温区的温度。

9.如权利要求1所述的氢气水蒸气富氧无焰燃烧器，其特征在于，所述氢气水蒸气富氧无焰燃烧器还包括设置在所述燃烧室(11)内的钝体(6)，所述钝体(6)内设置有冷却水管道，用于降低所述钝体(6)的温度，预热阶段，所述钝体(6)位于所述氢气喷管(1)的出口，用于形成稳定火焰，无焰燃烧阶段，所述钝体(6)贴紧所述燃烧室(11)内壁，从而实现无焰燃烧。

10.如权利要求5～9任一项所述的氢气水蒸气富氧无焰燃烧器，其特征在于，所述二次风喷管(3)的出口设置有1～5个喷口，通过改变所述喷口的数量调节所述二次风喷管(3)的出口流速。