[发明专利]一种能够燃用多组分燃料的微火焰阵列燃烧器

说明书

本发明涉及微火焰燃烧器技术领域，尤其涉及一种能够燃用多组分燃料的微火焰阵列燃烧器。本发明利用菱形伸缩架的可伸缩特点，再将刚性微管同时作为菱形伸缩架中连接微管固定环这一节点的部件(替换常规菱形伸缩架的连接节点处的螺杆和螺母)，巧妙地实现了微管之间的间距在长度、宽度方向上调节，进而使本发明的微火焰燃烧器能够满足燃料的变化对微管距离变化的要求，避免因燃料变化而无法调节微管间距导致形成的微火焰发生合并的现象。

技术领域

本发明涉及微火焰燃烧器技术领域，尤其涉及一种能够燃用多组分燃料的微火焰阵列燃烧器。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

电加热和火焰加热是最常见的两种加热方式，虽然电加热有环境友好、温度均匀等优点，但是其能量利用率低。近年来，国内外对火焰直接加热研究较多，其一次能源利用效率可达60％。加热器利用的火焰又可以分为常规火焰和微火焰。常规尺度火焰一般比较长，导致加热对象受热不均匀，且燃烧过程中产生的NO_x较多，碳烟生成量多。而微尺度火焰具有蓝色透明、清洁的优点，且随着尺度的变小，其单位体积最高发热率增大，最高温度绝对值减小，温度梯度减小，不易产生碳烟。微尺度火焰可以克服常规火焰的缺点，形成清洁、高密度、温度均匀的加热场。单个微火焰的温度绝对值低，通过多微管产生微火焰的叠加来形成符合高负荷要求的加热系统。当两个微火焰同时存在时要注意两者的距离，避免合并形成一个大的火焰。

在实际工业生产中会产生大量的可燃气体，如合成气(生物质/煤气化产品)、焦炉煤气(炼焦副产品)、高炉煤气(炼钢副产品)和液化石油气(石油蒸馏产品)等多组分气体燃料，上述这几种燃料多为工业副产品，成分种类复杂，且含量不固定，热值一般较低。利用合成气等燃料燃烧为加热器提供热源，可实现对大量工业副产品低热值燃气的科学利用。

专利文献CN 104197329 B公开了一种微火焰阵列燃烧器，可以产生曲面均匀温度场的微火焰阵列。然而，本发明人研究发现：这类现有的微火焰燃烧器仅能满足燃用一种燃料的燃烧器，燃料适用性差，在实际使用或者生产中具有局限性，这是因为：(1)当燃料种类发生改变后，微管间距不会改变，形成的微火焰形态会发生变化，微火焰或相互影响较弱，温度场不连续，或发生合并形成一个大的火焰，影响温度场的均匀性。(2)可燃气与空气混合不均匀会造成不完全燃烧和局部高温，而且会增加相应的污染物排放。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提出一种能够燃用多组分燃料的微火焰阵列燃烧器，这种微火焰燃烧器能够调整阵列排布的微管之间的横向和纵向距离，从而满足不同种类的可燃气体的燃烧，同时避免因燃料变化而无法调节微管间距导致形成的微火焰发生合并的现象。为实现上述发明目的，本发明采用的技术手段为：

一种能够燃用多组分燃料的微火焰阵列燃烧器，包括：气体混合腔室、进气管、空气进口、燃气进口、微管密封板、软管、刚性微管、筒体和微管调节装置；其中：所述进气管与气体混合腔室连通，所述空气进口、燃气进口分别设置在进气管上，所述微管密封板密封固定在气体混合腔室的上端口中，以便于将混匀的燃气和空气导入刚性微管中。所述微管密封板上开设若干连接孔，所述软管的两端分别与连接孔和刚性微管连通，若干个刚性微管呈方形阵列排布，所述筒体包围在阵列排布的刚性微管的外围。

所述微管调节装置包括长度间距调节装置、宽度间距调节装置、推板、调节螺杆，其中，所述长度间距调节装置和宽度间距调节装置均由多组菱形伸缩架组成，菱形伸缩架由第一单元和第二单元组成，所述第一单元结构为：微管固定环上对称固定两根连接杆，每根连接杆的另一端固定一个节点连接环，两个第一单元以微管固定环为连接点形成“X”形结构，所述第二单元结构为连接杆的两端各固定一个微管固定环、节点连接环；所述“X”形结构的每个节点连接环均与一个第二单元的节点连接环活动连接，每两个第二单元的微管固定环活动连接，且第一单元和第二单元中的微管固定环同轴设置，从而形成一组菱形伸缩架。