一种燃烧低热值气体的多孔金属介质燃烧器
专利汇可以提供一种燃烧低热值气体的多孔金属介质燃烧器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种燃烧 低热值气体 的多孔金属介质 燃烧器 ，燃烧器由耐火材料 套管 、燃烧区内大孔介质、预热区内小孔介质、燃烧器 外壳 、除尘金属网或金属刷、 燃气管道 、预混室、空气管道构成，燃烧器内由上至下依次设置燃烧区内大孔介质、预热区内小孔介质，均采用耐高温不锈 钢 ，并加工成一个整体，从空气管道上部的燃烧器外壁外侧开始包裹耐火材料套管，耐火材料套管延伸至燃烧区上部的一定距离，在预热区内小孔介质下设置除尘金属网或金属刷。应用本 发明 技术的燃烧器可以 燃烧热 值低于1000kcal/m3的气体 燃料 ，如 高炉 煤 气，可以有效节约 能源 ，同时大幅度降低燃烧产物中的氮化物和硫化物含量，减少污染。本发明燃烧器可广泛应用于 冶金 、化工等行业。，下面是一种燃烧低热值气体的多孔金属介质燃烧器专利的具体信息内容。
1、一种燃烧低热值气体的多孔金属介质燃烧器，包括燃烧器外壳(4)、燃气管道(6)、 空气管道(8)，其特征在于在由燃烧器外壳(4)和耐火材料套管(1)构成的空腔内，由上 至下依次设置燃烧区内大孔介质(2)、预热区内小孔介质(3)，燃烧区内大孔介质(2)、预 热区内小孔介质(3)的材料均采用耐高温不锈钢，预热区内小孔介质(3)的顶部与燃烧器 外壳(4)的顶部平齐，燃烧区内大孔介质(2)与预热区内小孔介质(3)加工成一个整体， 从空气管道(8)上部的燃烧器外壁(4)外侧开始包裹耐火材料套管(1)，耐火材料套管(1) 延伸至燃烧区(2)上部的一定距离，燃烧区内大孔介质(2)及其以上的部分的燃烧器外壳 (4)用耐火材料套管(1)代替，在燃烧器外壳(4)构成的空腔内部，预热区内小孔介质(3) 下、燃气管道(6)上方设置除尘金属网或金属刷(5)，燃烧器外壳(4)内、除尘金属网或 金属刷(5)下方空间为预混室(7)。
2、按照权利要求1所述的燃烧低热值气体的多孔金属介质燃烧器，其特征在于燃烧区内 大孔介质(2)、预热区内小孔介质(3)加工成大孔中套若干小孔结构。
3、按照权利要求1所述的燃烧低热值气体的多孔金属介质燃烧器，其特征在于燃烧区内 大孔介质(2)平均孔径为3～5mm，孔隙率为80～85％，孔的排列方式为直通式；预热区内小 孔介质(3)平均孔径为0.3～0.5mm，孔隙率为75％～83％，孔的排列方式为直通式。
4、按照权利要求1所述的燃烧低热值气体的多孔金属介质燃烧器，其特征在于几何参数 取值如下：
h1 60～80mm； h2 10～15mm； h3 50～60mm；
h4 50～60mm； h5 50～60mm； h6 50～60mm；
h7 30～40mm； a 3～4mm； b 20～30mm；
Φ1 180～250mm； Φ2 50～60mm； Φ3 80～120mm。
5、按照权利要求1所述的燃烧低热值气体的多孔金属介质燃烧器，其特征在于耐火材料 套管(1)材料采用高铝质耐火材料，燃烧器外壳(4)材料采用耐高温合金钢，金属网或金 属刷(5)材料采用不锈钢。
6、权利要求1所述的燃烧低热值气体的多孔金属介质燃烧器的应用，其特征在于用于 燃烧低热值气体，包括高炉煤气，燃烧温度在1400℃以下；空气流量1500～2500m3/h；燃气 流量800～1500m3/h。
技术领域
本发明涉及冶金工业用一种燃烧器，特别涉及一种燃烧低热值气体的多孔金属介质燃烧 器。
背景技术
多孔介质材料的选择对燃烧特性有很大的影响。国内外的许多研究大多用陶瓷作为研究 对象，因为陶瓷具有耐高温、抗氧化、易导热等优良特性。但是目前多孔介质燃烧器的使用 仍存在以下缺陷：(1)在燃烧低热值气体时，对多孔介质材料耐热性的要求不是太高，在大 多数研究中采用的多孔介质材料陶瓷，尽管具有耐高温的特性，但是导热特性不如金属，且 易碎。(2)多孔介质孔径很小，当燃料中含灰尘时非常容易阻塞，所以目前大多数研究都只 燃烧单一纯净的气体燃料，而实际生产中同样需要燃烧灰尘含量较高的气体燃料(如高炉煤 气或高、焦混合煤气等)，这给多孔介质燃烧器的实际应用带来不便。
发明内容
燃烧器由耐火材料套管1、燃烧区内大孔介质2、预热区内小孔介质3、燃烧器外壳4、 除尘金属网或金属刷5、燃气管道6、预混室7、空气管道8构成。燃烧区内大孔介质2、预 热区内小孔介质3的材料可以均采用耐高温不锈钢。为了保证二者之间良好的导热效果，通 常将燃烧区内大孔介质2、预热区内小孔介质3设计成一个整体。其中，大孔区域属于燃烧 区，小孔区域为预热区，可以有效吸收和储存燃烧区产生的热量。多孔介质的材料可以均采 用耐高温不锈钢，这是由于低热值煤气燃烧时温度较低，一般不超过1400℃。另外，气体在 不锈钢孔内流动时的阻力较小，加上不锈钢良好的导热性，不易碎，所以是本燃烧器设计理 想的多孔介质材料。燃烧区金属的材料平均孔径为3～5mm，孔隙率为80～85％，孔的排列方 式为直通式。预热区金属材料平均孔径为0.3～0.5mm，小孔孔径足够小到能防止回火，孔隙 率为75％～83％，孔的排列方式为直通式。
耐火材料套管材料可以是高铝质耐火材料，燃烧器外壳材料采用耐高温合金钢，金属刷 或金属网材料采用不锈钢。
使用时，空气和燃气分别从空气管道8和燃气管道6进入后，在预混室7内混合，经过 除尘金属网或金属刷5除尘后进入预热区内小孔介质3，预热区内小孔介质3的温度较低， 所以燃烧器外壳4外面的耐火材料套管1较薄。在燃烧区内大孔介质2内，由于温度较高， 外围由较厚的耐火材料套管来代替燃烧器外壳，以防外壳被烧损。耐火材料套管同时具有隔 热作用，以防止热损失。耐火材料在多孔介质外延伸，可以起到稳定燃烧的作用。
应用本发明燃烧器有关工艺参数如下：
燃烧气体：高炉煤气等低热值气体，燃烧温度在1400℃以下；
空气流量：1500～2500m3/h；
燃气流量：800～1500m3/h；
燃烧效果：未燃烃，氮化物和硫化物含量低于10ppm，一氧化碳低于20ppm。
现有冶金企业燃烧的大多是高、焦混合煤气，煤气中一般含有很多灰尘，虽然在进入燃 烧器之前进行过除尘，但是未除尽的较小颗粒灰尘也有可能将小孔阻塞，为了将本发明应用 于实际生产，燃烧器的预混室内装有可拆换的除尘金属刷或金属网，以清除混合煤气中的灰 尘，防止小孔被阻塞。
本发明燃烧器的有关几何参数取值如下：
h1 60～80mm； h2 10～15mm； h3 50～60mm；
h4 50～60mm； h5 50～60mm； h6 50～60mm；
h7 30～40mm； a 3～4mm； b 20～30mm；
Φ1 180～250mm； Φ2 50～60mm； Φ3 80～120mm。
燃烧器气体流动和燃烧的轴向截面可以为附图所示的圆形，也可以为正方形或其它多边 形。
应用本发明技术的燃烧器可以燃烧热值低于1000kcal/m3(4180kJ/m3)的气体燃料，如 经常被当作废气排放的高炉煤气，可以有效节约能源，同时大幅度降低燃烧产物中的氮化物 和硫化物含量，减少污染。本发明燃烧器可广泛应用于冶金、化工等行业。
附图说明
图2是图1的A-A剖视图。
在图1、图2中：1耐火材料套管，2燃烧区内大孔介质，3预热区内小孔介质，4燃烧 器外壳，5除尘金属网或金属刷，6燃气管道，7预混室，8空气管道。
φ1-燃烧器内径，φ2-燃气管道内径，φ3-空气管道内径，a-燃烧器壁厚，b-耐火 材料套管壁厚，h1-除尘金属网或金属刷底部与燃烧器底部距离，h2-除尘金属网或金属刷 的高度，h3-预热区内小孔介质底部与除尘金属网或金属刷顶部距离，h4-预热区内小孔介 质高度，h5-燃烧区内大孔介质高度，h6-耐火材料套管顶部与燃烧区内大孔介质顶部距离， h7-空气管道底部与燃烧器底部距离。
具体实施方式
几何尺寸可以按下表取值： 组别 取值(mm) 参数 1 2 3 4 5 h1 80 75 70 65 60 h2 10 11 12 14 15 h3 60 58 55 53 50 h4 60 58 56 54 50 h5 60 58 56 54 50 h6 60 58 56 54 50 h7 35 30 40 32 36 a 3.5 3 4 4 3 b 20 22 24 28 30 φ1 180 200 210 220 240 φ2 50 53 55 58 60 φ3 80 90 100 110 120 燃烧区金属材料 平均孔径mm 4(直通) 3(直通) 5(直通) 5(直通) 4(直通) 燃烧区金属材料 孔隙率％ 82 85 83 80 85 预热区金属材料 平均孔径mm 0.4(直通) 0.3(直通) 0.5(直通) 0.4(直通) 0.5(直通) 预热区金属材料 孔隙率％ 76 83 75 80 78
应用本发明装置，具体举例如下：
向燃烧器内通燃气、空气，空气和燃气分别从空气管道8和燃气管道6进入后，在预混 室7内混合，经过除尘金属网或金属刷5除尘后进入预热区内小孔介质3，预热区内小孔介 质3的温度较低，然后进入燃烧区内大孔介质2内燃烧。
有关工艺参数如下：
燃烧气体：高炉煤气(或高、焦混合煤气)，燃烧温度在1300±30℃；
空气流量：2000m3/h；
燃气流量：1000mu/h；
燃烧效果：空气或气体燃料均可不用在进入燃烧器前预热，未燃烃，氮氧化物含量低于 10ppm，一氧化碳低于20ppm。
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