一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置

本技术属于燃烧设备领域，具体涉及一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置。

背景技术：

1、氢气(h2)和氨气(nh3)是常见的无碳能源，近年来受到越来越多的关注，但是价格较贵。利用氢气(h2)和氨气(nh3)代替部分天然气既可以降低碳排放，又可以避免燃料价格过于昂贵，一举两得。然而现阶段，传统燃烧设备主要针对天然气(ch4)设计，h2和氨气的掺入会显著影响燃烧特性，必须对传统燃烧设备的结构加以改进。

2、氢气(h2)易燃易爆，运输危险，作为燃料直接供应需重新敷设h2供给专用管道，目前还很难实现。此外，nh3的热值低，着火稳定性不如天然气，而且n元素含量高，还要防止可能出现氮氧化物排放含量超标的问题，这就决定了nh3必须重新设计燃烧系统。

3、申请公布号为cn115614778a的中国发明专利申请公开一种氨氢混燃燃烧室和氨氢混燃的燃烧方法，一种氨氢混燃燃烧室，包括燃烧室本体，在燃烧室本体内部或外部设置氨气热解室，氨气热解室存在于燃烧室本体内或利用燃烧室本体壁面构建于燃烧室本体外部，利用燃烧室本体高温壁面或燃烧室本体内的高温环境热解氨气热解室内的氨气，产生氢气，氢气从氨气热解室的氢气孔进入燃烧室本体，与燃烧室本体燃料喷嘴喷入的氨气，以及进入燃烧室本体的高压空气一起混合燃烧，实现氨氢混燃。该发明技术方案直接将氨气分解制氢装置集成于燃烧室，充分利用燃烧室壁面的高温热解氨气，省去了单独设置的复杂的氨气裂解装置，简化了氨氢混燃整体装置的结构。但结构过于复杂，不利于维护，且由于氨气的不易燃性，燃料燃烧效率也不高。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术提出的问题，本方案提供一种安全且环保的氨气、氢气和天然气混合燃烧装置。

2、本实用新型解决其技术问题所采用技术方案为：一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，包括炉膛、燃烧器和锥形燃烧腔，所述燃烧器和锥形燃烧腔安装于炉膛内，所述锥形燃烧腔距离燃烧器火焰出口中心线的距离为燃烧器外径的1/2-5/6。

3、所述燃烧器内包括有第一多孔陶瓷板、第二多孔陶瓷板和陶瓷球，所述陶瓷球填充在所述第一多孔陶瓷板和第二多孔陶瓷板之间。

4、优选的，所述陶瓷球的直径10-20mm，在第一多孔陶瓷板与第二多孔陶瓷板之间的排数为5-8排，所述陶瓷球可以有效的防止燃烧回火，起到阻火器的作用。

5、所述第一多孔陶瓷板和第二多孔陶瓷板的孔径为1-3mm，可以有效的防止燃烧回火，起到稳定火焰的作用。

6、所述燃烧器中心外侧由外壳绕包形成环形空腔，所述环形空腔在入口处设置有2个辅助燃料进口，在出口处设置有具有倾斜角的多孔喷射板，多孔喷射板上设置有若干个燃料喷射孔。

7、所述多孔喷射板与燃烧器出口中心线夹角呈45度，其燃料喷射孔的孔径为1-3mm，用于防止回火，起到稳定火焰的作用。

8、所述锥形燃烧腔设置在燃烧器出口处。

9、所述锥形燃烧腔面向燃烧器侧的壁面上设置有两块多孔板，所述多孔板上设置有若干个燃料喷射孔，所述燃料喷射孔的孔径为1-3mm，用于防止回火，起到稳定火焰的作用。

10、优选的，所述多孔板的具有倾斜角，所述倾斜角为与燃烧器出口中心线夹角呈45度。

11、优选的，所述锥形燃烧腔距离燃烧器出口中心线的距离为燃烧器外径的1/2-5/6，锥形燃烧腔的多孔板长度为燃烧器外径的1/8-1/10。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：可以防止氢气燃烧时回火确保氢气稳定的着火燃烧；确保氨气和天然气都可以顺利燃尽，不会发生积碳现象；燃烧区域的温度比较平缓，不会出现局部高温区，因此可以降低氮氧化物的生成。

技术特征：

1.一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，其特征在于，包括炉膛、燃烧器和锥形燃烧腔，所述燃烧器和锥形燃烧腔安装于炉膛内，所述锥形燃烧腔距离燃烧器火焰出口中心线的距离为燃烧器外径的1/2-5/6。

2.根据权利要求1所述的一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，其特征在于，所述燃烧器内包括有第一多孔陶瓷板、第二多孔陶瓷板和若干陶瓷球，所述陶瓷球填充在所述第一多孔陶瓷板和第二多孔陶瓷板之间。

3.根据权利要求2所述的一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，其特征在于，所述陶瓷球的直径10-20mm，在第一多孔陶瓷板与第二多孔陶瓷板之间的排数为5-8排。

4.根据权利要求3所述的一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，其特征在于，所述第一多孔陶瓷板和第二多孔陶瓷板的孔径为1-3mm。

5.根据权利要求3所述的一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，其特征在于，所述燃烧器中心外侧由外壳绕包形成环形空腔，所述环形空腔在入口处设置有2个辅助燃料进口，在出口处设置有具有倾斜角的多孔喷射板，多孔喷射板上设置有燃料喷射孔。

6.根据权利要求5所述的一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，其特征在于，所述多孔喷射板与燃烧器出口中心线夹角呈45度。

7.根据权利要求1所述的一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，其特征在于，所述锥形燃烧腔设置在燃烧器出口处。

8.根据权利要求7所述的一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，其特征在于，所述锥形燃烧腔面向燃烧器侧的侧壁设置多孔板，所述多孔板设置有燃料喷射孔，燃料喷射孔的孔径为1-3mm。

9.根据权利要求8所述的一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，其特征在于，所述锥形燃烧腔面向燃烧器侧的两块多孔板具有倾斜角，所述倾斜角为与燃烧器出口中心线夹角呈45度。

10.根据权利要求9所述的一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，其特征在于，所述锥形燃烧腔距离燃烧器出口中心线的距离为燃烧器外径的1/2-5/6，锥形燃烧腔的多孔板长度为燃烧器外径的1/8-1/10。

技术总结本技术公开一种氨气、氢气和天然气混合燃烧装置，包括炉膛、燃烧器和锥形燃烧腔，所述燃烧器和锥形燃烧腔安装于炉膛内，所述锥形燃烧腔距离燃烧器火焰出口中心线的距离为燃烧器外径的1/2‑5/6。本技术的有益效果是：可以防止氢气燃烧时回火确保氢气稳定的着火燃烧；确保氨气和天然气都可以顺利燃尽，不会发生积碳现象；燃烧区域的温度比较平缓，不会出现局部高温区，因此可以降低氮氧化物的生成。技术研发人员：刘效洲,江海东,涂腾,张宇受保护的技术使用者：广东工业大学技术研发日：20230808技术公布日：2024/4/24