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专利号: 2020114400715
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 燃烧设备;燃烧方法
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.具有二次风的鼓风预混多孔介质燃烧辐射器,其特征在于:包括燃气预混室,在燃气预混室设有燃气入口,燃气预混室的上方设有气流均匀分配器,气流均匀分配器上方设有多孔介质燃烧辐射器;燃气预混室底面中心轴线处设有二次风入口,二次风管沿燃气预混室、气流分配器和多孔介质燃烧辐射器中心轴线布置,与多孔介质燃烧辐射器表面处于同一标高,所述多孔介质燃烧辐射器轴截面由下往上渐扩;多孔介质燃烧辐射器两侧中下部设有一次风入口,外壁面中下部与燃气预混室外壁设有一次风预热夹层通道,一次风经一次风预热夹层通道预热后由燃气预混室下部预热一次风口进入燃气预混室与燃气混合,混合后的燃气经气流均匀分配器后,进入多孔介质辐射器燃烧;

所述二次风管可采用直管、梯形或锥形结构;所述多孔介质燃烧辐射段内的二次风管在圆柱面上设有柱面出风口,柱面出风口沿二次风管轴向与周向方向均匀分布,柱面出风口采用的排列方式为“三角形”或“正方形”排列;所述二次风管顶面设为封闭面或在顶面中心设有顶面出风口。

2.根据权利要求1所述的具有二次风的鼓风预混多孔介质燃烧辐射器,其特征在于:所述二次风管圆柱面出风口的轴线方向可垂直于二次风管圆柱面,或向下最大偏离水平方向

18°,或设置于两者角度之间;所述二次风经二次风管出风口具有设定流速,进入燃烧区域须具有射流效应。

3.根据权利要求1所述的具有二次风的鼓风预混多孔介质燃烧辐射器,其特征在于:所述燃气预混室两侧燃气入口和燃烧辐射器两侧一次风入口均可两侧对称布置或单侧布置或同一标高圆周方向均布;燃气预混室预热一次风口可布置在燃气入口上方或与燃气入口处于同一标高,且沿圆周方向间隔均布,各入口入射方向需有利于燃气和预热空气在燃气预混室内的旋转预混。

4.根据权利要求1所述的具有二次风的鼓风预混多孔介质燃烧辐射器,其特征在于:所述一次风预热通道采用环形夹层通道结构或对称布置于多孔介质燃烧辐射器两侧,预热通道数量与所述的一次风入口数量相对应。

5.根据权利要求1所述的具有二次风的鼓风预混多孔介质燃烧辐射器,其特征在于:所述多孔介质燃烧辐射器轴向截面采用“梯形裤衩”结构,且每条“裤腿”同样设计为梯形截面。

6.根据权利要求1所述的具有二次风的鼓风预混多孔介质燃烧辐射器,其特征在于:所述多孔介质燃烧辐射器中的多孔介质下部采用孔径和/或孔隙率较小的多孔介质填充,上部采用孔径和/或孔隙率较大的多孔介质填充;所述多孔介质孔隙率为0.25~0.95;所述多孔介质为孔隙率、孔径均匀的蜂窝结构、泡沫结构或堆积颗粒结构。

7.根据权利要求1所述的具有二次风的鼓风预混多孔介质燃烧辐射器,其特征在于:所述气流分配器采用陶瓷板,金属板、泡沫陶瓷、泡沫金属板中的一种或多种组合;所述各板中的小孔轴线与板面法线平行,或成统一方向偏转角,且小于16°。

8.采用权利要求1所述具有二次风的鼓风预混多孔介质燃烧辐射器进行低氮分级燃烧的方法,其特征在于:

一次风从一次风口进入夹层预热通道预热后,经预热一次风口进入燃气预混室,燃气通过燃气预混室两侧燃气入口切向进入燃气预混室,燃气和预热一次风在燃气预混室内进行旋转预混后,经气流均匀分配器均匀整流后,进入“梯形裤衩”的多孔介质燃烧辐射器进行燃烧,并在中下部区域形成强还原性气氛区域,不仅抑制氮氧化物形成,甚至能将生成氮氧化物继续还原为氮气;

同时二次风沿燃气整体流动方向经柱面出风口逐步供给,并以较高速度射入进入多孔介质燃烧区域内,进一步增强燃烧区域内气流扰动,为不完全燃烧产物及时补充燃烧所需要的氧气,并在燃烧器表面补充完全,形成氧化性气氛,有利于燃料充分燃烧;这样就形成了燃烧区域从燃烧器下部还原性气氛,逐步过渡到燃烧辐射器出口面的氧化性气氛,利用空气分级和多孔介质燃烧耦合控制的低氮燃烧,通过多孔介质辐射和高温烟气对流换热方式实现燃烧热的高效传热。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:所述一次风的风量、二次风的风量均可调,一次风、二次风所占比例控制在40%‑80%、20%‑60%范围内;在多孔介质燃烧辐射器中下部区域形成强还原性气氛,并通过二次风管出风口的逐步供给,在中上部多孔介质燃烧区域由弱还原性气氛逐渐过渡到燃烧器出口表面的氧化性燃烧区。