[发明专利]一种多层多孔介质燃烧器

说明书

本发明公开了一种多层多孔介质燃烧器，包括多层多孔介质本体，所述多层多孔介质本体包括：第一层，为均一扩散层并分布有孔隙；第二层，为预热层并分布有孔隙；第三层，为稳定燃烧层并分布有孔隙；第四层，为后燃烧层并分布有孔隙；第一层至第四层的孔隙孔径大小由小到大排序依次为：第一层、第二层、第四层、第三层。本申请通过巧妙设计多层多孔介质本体的层级结构以及每一层的孔隙孔径大小和厚度，能较好的克服燃料燃烧现存在的问题，如燃烧速度低、可燃范围窄、污染物排放等。因为多孔介质上述特有的性质，能够提高燃料的燃烧速率和效率，拓宽燃料可燃极限，扩大燃烧区域，使得温度分布更加均匀，实现低污染物排放。

技术领域

本发明涉及燃烧器，具体涉及一种多层多孔介质燃烧器。

背景技术

随着社会的发展，各行业对能源的需求量不断增加，一系列能源与环境问题将日益突出。因此，寻找替代化石燃料的新燃料以及发展其燃烧技术成为了国内外学者重点研究的课题。氨具有较高的体积能量密度，储氢容量高达17.7(wt)％，能作为一种潜在燃料于各种发电系统中应用。此外，氨还具有储存成本低、安全性高、基础设施配套完善等优势，因此，氨是一种具有前景的氢能源载体及潜在燃料。然而氨气具有燃烧火焰速度低、可燃范围窄、氮氧化物排放高等缺点，在实际生产中尚未得到普及，未得到普及的主要原因之一在于现有技术中并不存在可适用于纯氨气燃烧，氨气与氢气混合燃烧，氨气与气态碳氢化合物混合燃烧，以及纯气态碳氢化合物燃烧的燃烧器。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种多层多孔介质燃烧器，以强化燃料的燃烧，提高其燃烧效率，并实现低污染物排放，可适用于纯氨气燃烧，氨气与氢气混合燃烧，氨气与气态碳氢化合物混合燃烧，以及纯气态碳氢化合物燃烧。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种多层多孔介质燃烧器，包括多层多孔介质本体，所述多层多孔介质本体包括：

第一层，为均一扩散层并分布有孔隙；

第二层，为预热层并分布有孔隙；

第三层，为稳定燃烧层并分布有孔隙；

第四层，为后燃烧层并分布有孔隙；

第一层至第四层的孔隙孔径大小由小到大排序依次为：第一层、第二层、第四层、第三层。

进一步地，所述第一层至第四层的孔隙密度均在10PPI～50PPI范围内，孔隙率均在0.5～0.95范围内。

进一步地，所述第一层至第四层的厚度均在10mm～100mm范围内。

进一步地，所述多孔介质本体的材料为碳化硅、氧化硅、氧化锆、氧化铝、耐热铸铁或不锈钢。

进一步地，所述多孔介质本体的辐射率为0.7～0.9。

进一步地，所述的多层多孔介质燃烧器还包括燃烧室，所述燃效室的进气端设置有堆积球区，以用于放置金属球；所述堆积球区的上方为多层多孔介质本体安装区，用于安装所述多层多孔介质本体；预混气经过堆积球区的后的再进入至所述多层多孔介质本体中。

进一步地，所述燃烧室的外壳采不锈钢材料，内壁铺设耐火砖。

进一步地，所述的多层多孔介质燃烧器还包括温度传感器，用于监测燃烧室内的温度，监测其温度是否在合理范围内，若温度值不在设定范围内，则调节预混气的当量比和/或对进口流量进行调整。

进一步地，所述燃烧室设置有可视窗口，用以观察燃烧室内部燃烧情况，判断火焰是否熄灭或是否在多孔介质内稳定燃烧。

进一步地，在所述多层多孔介质本体的上方设置有点火器。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：