一種蜂窩陶瓷多孔介質燃燒器及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于低濃度預混氣體燃燒技術領域，涉及一種蜂窩陶瓷多孔介質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的預混氣體作為燃料，通過設置以蜂窩陶瓷作為多孔介質的預熱區和燃燒區，保證低濃度、低熱值預混氣體穩定、完全燃燒。本技術適用于以石油、化工行業的工藝尾氣或煤炭行業的抽排瓦斯等各種低濃度、低熱值預混氣體作為燃料的燃燒裝置。
【背景技術】
[0002]石油、煤炭在開采過程中產生大量低濃度、低熱值伴生氣、煤礦瓦斯;石油、化工、制造、冶金、制藥等行業在生產中也會產生大量低濃度、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、穩定燃燒，因此通常無法利用。如果直接排放，不但浪費能源而且污染環境。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、低熱值預混氣體的同時要消耗大量優質燃料，限制了低濃度、低熱值氣體的利用范圍，同時利用成本提高、經濟效益降低。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于:提供一種蜂窩陶瓷多孔介質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的預混氣體作為燃料，實現低濃度、低熱值預混氣體穩定、完全燃燒，使燃燒產生熱量得到利用。
[0004]為了克服現有技術的缺點和不足，本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是:一種蜂窩陶瓷多孔介質燃燒器，其特征在于，它包括穩流段殼體、保溫材料、燃燒段殼體、擋塊磚、蜂窩陶瓷多孔介質、絕熱燃盡室；
[0005]所述穩流段殼體與所述燃燒段殼體通過法蘭連接，所述穩流段殼體與所述燃燒段殼體內襯有保溫材料，所述穩流段殼體及內部腔體采用漸擴形設置；
[0006]所述燃燒段殼體內部前端間隔設置兩排所述擋塊磚，兩排所述擋塊磚之間填充所述蜂窩陶瓷多孔介質，所述蜂窩陶瓷多孔介質材質為碳化硅、剛玉或剛玉莫來石，所述燃燒段殼體內部后端設置所述絕熱燃盡室；
[0007]進一步地，所述燃燒段殼體內部所述蜂窩陶瓷多孔介質長度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與所述絕熱燃盡室橫截面積相同，均為A。
[0008]進一步地，所述蜂窩陶瓷多孔介質或所述絕熱燃盡室橫截面積A的確定依據公式: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或絕熱燃盡室內通入的低濃度預混氣體的體積流量，單位m3/h。
[0009]進一步地，所述保溫材料為低水泥澆注料或硅酸鋁纖維。
[0010]進一步地，所述蜂窩陶瓷多孔介質包括“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]進一步地，所述蜂窩陶瓷多孔介質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燃燒器的使用方法，其包括以下步驟:
[0013]I)使用電熱器或燃氣將蜂窩陶瓷多孔介質加熱至800°C?850°C;
[0014]2)將低濃度預混氣體通入蜂窩陶瓷多孔介質燃燒器，低濃度預混氣體通過穩流段殼體進入燃燒段殼體內部，先在蜂窩陶瓷多孔介質內部預熱并被點燃，形成穩定的火焰，低濃度預混氣體連續、穩定燃燒；
[0015]3)未完全燃燒的低濃度預混氣體再進入后部絕熱燃盡室內充分反應，生成700°C?930°C的高溫煙氣，煙氣熱量可供回收利用。
[0016]通入蜂窩陶瓷多孔介質燃燒器的低濃度預混氣體的熱值范圍為250Kcal/m3?420Kcal/m3。
[0017]本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點:1、蜂窩陶瓷多孔介質燃燒器以自然條件下無法燃燒的低濃度預混氣體作為燃料，回收、利用大量能源，同時為解決低濃度廢氣處理、減排問題提供一種技術方案;2、低濃度預混氣體在蜂窩陶瓷多孔介質材料內預熱的同時開始燃燒，安全性好;3、燃燒器殼體內部設置絕熱燃盡室，燃燒器燃燒效率提高；
4、采用工業生產中常用的蜂窩陶瓷作為多孔介質材料，燃燒器成本降低。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明實施例的結構示意圖。
[0019]圖2是本發明正方形氣流通道的蜂窩陶瓷單體的結構示意圖。
[0020]圖3是本發明六邊形氣流通道的蜂窩陶瓷單體的結構示意圖。
[0021]其中，穩流段殼體(1)、保溫材料(2)、燃燒段殼體(3)、擋塊磚(4)、蜂窩陶瓷多孔介質(5)、絕熱燃盡室(6)、蜂窩陶瓷薄壁(7)、氣流通道(8)。
【具體實施方式】
[0022]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明進一步詳細說明。
[0023]圖1為本發明的一種實施方式。燃用低濃度預混氣體的蜂窩陶瓷多孔介質燃燒器，包括:穩流段殼體1、保溫材料2、燃燒段殼體3、擋塊磚4、蜂窩陶瓷多孔介質5、絕熱燃盡室6。
[0024]穩流段殼體I與燃燒段殼體3通過法蘭連接;穩流段殼體I與燃燒段殼體3內襯有保溫材料2，保溫材料2為低水泥澆注料或硅酸鋁纖維，用于減少多孔介質燃燒器散熱損失;穩流段殼體I及內部腔體采用漸擴形設置，用以降低氣流速度、穩定流動方向。
[0025]燃燒段殼體3內部前端間隔設置兩排擋塊磚4，兩排擋塊磚4之間填充蜂窩陶瓷多孔介質5，蜂窩陶瓷多孔介質材質5為碳化硅、剛玉或剛玉莫來石，擋塊磚4的設置用于保護蜂窩陶瓷多孔介質5;燃燒段殼體2內部后端空腔為絕熱燃盡室6，為還未完全燃燒的低濃度預混氣體提供充分反應的空間。
[0026]燃