一種蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)燃燒器及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于低濃度預(yù)混氣體燃燒技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)燃燒器及其使用方法，以濃度低于爆炸極限下限、熱值250Kcal/m3?420Kcal/m3的預(yù)混氣體作為燃料，通過設(shè)置以蜂窩陶瓷作為多孔介質(zhì)的預(yù)熱區(qū)和燃燒區(qū)，保證低濃度、低熱值預(yù)混氣體穩(wěn)定、完全燃燒。本技術(shù)適用于以石油、化工行業(yè)的工藝尾氣或煤炭行業(yè)的抽排瓦斯等各種低濃度、低熱值預(yù)混氣體作為燃料的燃燒裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石油、煤炭在開采過程中產(chǎn)生大量低濃度、低熱值伴生氣、煤礦瓦斯;石油、化工、制造、冶金、制藥等行業(yè)在生產(chǎn)中也會產(chǎn)生大量低濃度、低熱值工藝尾氣，如煉油廠尾氣、油頁巖煉油尾氣、制備活性炭尾氣等。部分伴生氣、煤層氣或工藝尾氣濃度可能在爆炸極限下限以下，低熱值通常在250Kcal/m3?420Kcal/m3，在自然條件不能連續(xù)、穩(wěn)定燃燒，因此通常無法利用。如果直接排放，不但浪費(fèi)能源而且污染環(huán)境。目前的利用方法有摻混其它燃料提高熱值或高熱值氣體伴燒等;這些方法在利用低濃度、低熱值預(yù)混氣體的同時(shí)要消耗大量優(yōu)質(zhì)燃料，限制了低濃度、低熱值氣體的利用范圍，同時(shí)利用成本提高、經(jīng)濟(jì)效益降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于:提供一種蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)燃燒器及其使用方法，以濃度低于爆炸極限下限、熱值250Kcal/m3?420Kcal/m3的預(yù)混氣體作為燃料，實(shí)現(xiàn)低濃度、低熱值預(yù)混氣體穩(wěn)定、完全燃燒，使燃燒產(chǎn)生熱量得到利用。
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)燃燒器，其特征在于，它包括穩(wěn)流段殼體、保溫材料、燃燒段殼體、擋塊磚、蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)、絕熱燃盡室；
[0005]所述穩(wěn)流段殼體與所述燃燒段殼體通過法蘭連接，所述穩(wěn)流段殼體與所述燃燒段殼體內(nèi)襯有保溫材料，所述穩(wěn)流段殼體及內(nèi)部腔體采用漸擴(kuò)形設(shè)置；
[0006]所述燃燒段殼體內(nèi)部前端間隔設(shè)置兩排所述擋塊磚，兩排所述擋塊磚之間填充所述蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)，所述蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)材質(zhì)為碳化硅、剛玉或剛玉莫來石，所述燃燒段殼體內(nèi)部后端設(shè)置所述絕熱燃盡室；
[0007]進(jìn)一步地，所述燃燒段殼體內(nèi)部所述蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)長度LI為0.5m?lm，所述絕熱燃盡室長度L2為0.3m?0.5m，所述蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)與所述絕熱燃盡室橫截面積相同，均為A。
[0008]進(jìn)一步地，所述蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)或所述絕熱燃盡室橫截面積A的確定依據(jù)公式:A = CQ;公式中C為3.26 X 10—4h/m?7.48 X 10—4h/m;Q為所述蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)或絕熱燃盡室內(nèi)通入的低濃度預(yù)混氣體的體積流量，單位m3/h。
[0009]進(jìn)一步地，所述保溫材料為低水泥澆注料或硅酸鋁纖維。
[0010]進(jìn)一步地，所述蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)包括“井”字形狀的陶瓷薄壁和正方形的氣流通道，所述正方形的氣流通道的內(nèi)切圓直徑a為0.5mm?2.5mm，所述陶瓷薄壁的厚度b為0.3mm?Imm0
[0011]進(jìn)一步地，所述蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)包括蜂窩形狀的陶瓷薄壁和六邊形的氣流通道，所述六邊形的氣流通道的內(nèi)切圓直徑a為0.5mm?3mm，所述陶瓷薄壁的厚度b為0.3mm?
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[0012]—種蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)燃燒器的使用方法，其包括以下步驟:
[0013]I)使用電熱器或燃?xì)鈱⒎涓C陶瓷多孔介質(zhì)加熱至800°C?850°C;
[0014]2)將低濃度預(yù)混氣體通入蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)燃燒器，低濃度預(yù)混氣體通過穩(wěn)流段殼體進(jìn)入燃燒段殼體內(nèi)部，先在蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)內(nèi)部預(yù)熱并被點(diǎn)燃，形成穩(wěn)定的火焰，低濃度預(yù)混氣體連續(xù)、穩(wěn)定燃燒；
[0015]3)未完全燃燒的低濃度預(yù)混氣體再進(jìn)入后部絕熱燃盡室內(nèi)充分反應(yīng)，生成700°C?930°C的高溫?zé)煔?，煙氣熱量可供回收利用?br>[0016]通入蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)燃燒器的低濃度預(yù)混氣體的熱值范圍為250Kcal/m3?420Kcal/m3。
[0017]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)燃燒器以自然條件下無法燃燒的低濃度預(yù)混氣體作為燃料，回收、利用大量能源，同時(shí)為解決低濃度廢氣處理、減排問題提供一種技術(shù)方案;2、低濃度預(yù)混氣體在蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)材料內(nèi)預(yù)熱的同時(shí)開始燃燒，安全性好;3、燃燒器殼體內(nèi)部設(shè)置絕熱燃盡室，燃燒器燃燒效率提高；
4、采用工業(yè)生產(chǎn)中常用的蜂窩陶瓷作為多孔介質(zhì)材料，燃燒器成本降低。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明正方形氣流通道的蜂窩陶瓷單體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明六邊形氣流通道的蜂窩陶瓷單體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中，穩(wěn)流段殼體(1)、保溫材料(2)、燃燒段殼體(3)、擋塊磚(4)、蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)(5)、絕熱燃盡室(6)、蜂窩陶瓷薄壁(7)、氣流通道(8)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0023]圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施方式。燃用低濃度預(yù)混氣體的蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)燃燒器，包括:穩(wěn)流段殼體1、保溫材料2、燃燒段殼體3、擋塊磚4、蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)5、絕熱燃盡室6。
[0024]穩(wěn)流段殼體I與燃燒段殼體3通過法蘭連接;穩(wěn)流段殼體I與燃燒段殼體3內(nèi)襯有保溫材料2，保溫材料2為低水泥澆注料或硅酸鋁纖維，用于減少多孔介質(zhì)燃燒器散熱損失;穩(wěn)流段殼體I及內(nèi)部腔體采用漸擴(kuò)形設(shè)置，用以降低氣流速度、穩(wěn)定流動方向。
[0025]燃燒段殼體3內(nèi)部前端間隔設(shè)置兩排擋塊磚4，兩排擋塊磚4之間填充蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)5，蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)材質(zhì)5為碳化硅、剛玉或剛玉莫來石，擋塊磚4的設(shè)置用于保護(hù)蜂窩陶瓷多孔介質(zhì)5;燃燒段殼體2內(nèi)部后端空腔為絕熱燃盡室6，為還未完全燃燒的低濃度預(yù)混氣體提供充分反應(yīng)的空間。
[0026]燃