一种自激振荡燃烧器的制作方法

本技术涉及煤矿瓦斯高效治理利用，特别是涉及一种自激振荡燃烧器。

背景技术：

1、低浓度瓦斯是产自煤层、以甲烷为主要成分的非常规天然气，加大瓦斯(煤层气)开采力度对于实现减少煤矿瓦斯爆炸事故、扩大天然气供给、降低环境污染以及减少碳排放都具有重要意义。瓦斯的主要成分甲烷，其温室效应相当于二氧化碳的24.6倍，对大气臭氧层的破坏能力相当于二氧化碳的7倍，每年大量的低浓度瓦斯涌出而无法被有效地利用，不仅造成了有限的不可再生资源的严重浪费，还加剧了大气污染和温室效应，同时瓦斯作为一种优质能源，其燃烧发热量值约为35000kj/nm3，与常规天然气相当，可以用作燃料和化工原料等。瓦斯是威胁煤矿安全生产的气体，当空气中的瓦斯浓度增高而使氧气含量降低到9％以下时，人会由于缺氧而昏迷甚至窒息死亡，当与空气混合达到一定浓度后，遇到高温火源时则会发生爆炸或燃烧，在煤矿五大自然灾害中，瓦斯造成的危害程度位列第一，被称为“煤矿第一杀手”，为了合理解决矿井安全问题，通常采用瓦斯抽采的方法才能合理地将风排瓦斯降到低于1％以下的安全浓度，但在煤矿瓦斯抽采过程中，由于瓦斯抽采形式单一，混入空气较多，抽采量忽高忽低，造成了抽采瓦斯中大部分为浓度低于30％的低浓度瓦斯，其中浓度低于8％的抽采瓦斯占抽采总量的70％以上，这部分瓦斯由于处于爆炸浓度范围，用常规的燃烧方式很难将其稳定燃烧高效利用后再被排入大气环境中。具体的，由于氧气是可燃性助剂，氧气的引入增加了煤层气的爆炸危险性，给煤层气的加工和运输带来极大的困难，目前，抽采煤层气的类别，所占比例，利用率及主要利用方式：中高浓度瓦斯(>30％)占比约6％，利用率超过90％，低浓度瓦斯占比约为94％，但利用率低于35％，由于低浓度瓦斯中瓦斯浓度过低导致其利用困难，其主要利用方式为蓄热氧化和高浓度瓦斯掺混燃烧发电，这些方式的利用效率也比较低，从而大部分低浓度瓦斯被直接排到大气中，造成了巨大资源浪费，同时，环境也遭到了很大破坏。低浓度瓦斯包括甲烷浓度低于30％的抽采瓦斯和矿井乏风瓦斯，针对煤矿低浓度瓦斯利用率低的问题，目前低浓度瓦斯利用途径主要有以下几种：1、低浓度瓦斯发电技术；2、低浓度瓦斯浓缩技术；3、乏风瓦斯氧化技术；4、低浓度瓦斯燃烧技术。其中，4％～10％浓度范围内的低浓度瓦斯甲烷成分稀薄且处于爆炸极限，难以通过常规燃烧方式实现稳定燃烧和高效利用，因此通常被直接排入大气环境，造成了能源的极大浪费和环境的严重污染。自激振荡燃烧技术作为一种新型燃烧技术，具有燃烧强度大、传热效率高以及污染物排放少等优点，然而由于低浓度瓦斯的含水量通常较高，容易导致点火困难甚至点火失败。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种自激振荡燃烧器，以解决上述现有技术存在的问题，能够有效地降低含水低浓度瓦斯的点火难度。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

3、本实用新型提供一种自激振荡燃烧器，包括燃烧器主体、点火器、分流护盾以及气液分离装置，所述燃烧器主体的内部具有流体通道，所述流体通道用于使低浓度瓦斯自所述流体通道的第一端流向所述流体通道的第二端，所述点火器固定设于所述燃烧器主体上，所述点火器具有点火部，所述点火部置于所述流体通道内；所述分流护盾以及所述气液分离装置均固定设于所述流体通道内，所述分流护盾置于所述流体通道的第一端与所述点火部之间，所述气液分离装置置于所述流体通道的第二端与所述点火部之间；所述分流护盾能够将自所述流体通道的第一端进入所述流体通道的低浓度瓦斯分流，并能够使分流后的低浓度瓦斯避开所述点火部向所述气液分离装置及所述流体通道的第二端流动，所述气液分离装置至少能够将部分低浓度瓦斯中的水与瓦斯气体分离并使除水后的低浓度瓦斯回流至所述点火部处。

4、优选的，所述分流护盾为锥体，所述分流护盾的小头端置于所述流体通道的第一端与所述分流护盾的大头端之间。

5、优选的，所述分流护盾为圆锥体，所述分流护盾的大头端的直径小于所述流体通道的直径的二分之一，且所述分流护盾的大头端的直径大于所述流体通道的直径的五分之一；所述分流护盾的顶角小于60°，且所述分流护盾的顶角大于30°；所述分流护盾的大头端端面与所述点火部的距离小于10cm，且所述分流护盾的大头端端面与所述点火部的距离大于3cm。

6、优选的，所述分流护盾的大头端端面与所述气液分离装置的距离大于或等于12cm。

7、优选的，所述分流护盾的外表面上具有若干凹陷部以及若干凸起部。

8、优选的，所述气液分离装置包括若干挡体，各所述挡体固定设于所述流体通道内，各所述挡体置于所述流体通道的第二端与所述点火部之间，各所述挡体的远离所述流体通道的第一端的一端倾斜向下延伸。

9、优选的，各所述挡体与所述流体通道的中心线的夹角小于75°，各所述挡体与所述流体通道的中心线的夹角大于15°。

10、优选的，各所述挡体为波折体。

11、本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

12、本实用新型提供的自激振荡燃烧器，设置分流护盾置于流体通道的第一端与点火部之间，气液分离装置置于流体通道的第二端与点火部之间，通过分流护盾对自流体通道的第一端进入流体通道的低浓度瓦斯进行分流并使分流后的低浓度瓦斯避开点火部向气液分离装置及流体通道的第二端流动，避免含水低浓度瓦斯直接吹扫点火部，并且在自流体通道的第一端进入流体通道的低浓度瓦斯与分流护盾发生冲击碰撞过程中，低浓度瓦斯中的部分水会自低浓度瓦斯中分离出来留在分流护盾外表面上，分流后的低浓度瓦斯避开点火部流动至气液分离装置时，气液分离装置至少能够将部分低浓度瓦斯中的水与瓦斯气体分离并使除水后的低浓度瓦斯回流至点火部处，旋流产生压差导致分离后的含水率很低的瓦斯回流，在点火器的作用下被点燃，能够有效地降低含水低浓度瓦斯的点火难度，提高点火过程的安全性和可靠性，从而实现自激振荡燃烧器内的瓦斯的高效安全燃烧。

技术特征：

1.一种自激振荡燃烧器，其特征在于：包括燃烧器主体、点火器、分流护盾以及气液分离装置，所述燃烧器主体的内部具有流体通道，所述流体通道用于使低浓度瓦斯自所述流体通道的第一端流向所述流体通道的第二端，所述点火器固定设于所述燃烧器主体上，所述点火器具有点火部，所述点火部置于所述流体通道内；所述分流护盾以及所述气液分离装置均固定设于所述流体通道内，所述分流护盾置于所述流体通道的第一端与所述点火部之间，所述气液分离装置置于所述流体通道的第二端与所述点火部之间；所述分流护盾能够将自所述流体通道的第一端进入所述流体通道的低浓度瓦斯分流，并能够使分流后的低浓度瓦斯避开所述点火部向所述气液分离装置及所述流体通道的第二端流动，所述气液分离装置至少能够将部分低浓度瓦斯中的水与瓦斯气体分离并使除水后的低浓度瓦斯回流至所述点火部处。

2.根据权利要求1所述的自激振荡燃烧器，其特征在于：所述分流护盾为锥体，所述分流护盾的小头端置于所述流体通道的第一端与所述分流护盾的大头端之间。

3.根据权利要求2所述的自激振荡燃烧器，其特征在于：所述分流护盾为圆锥体，所述分流护盾的大头端的直径小于所述流体通道的直径的二分之一，且所述分流护盾的大头端的直径大于所述流体通道的直径的五分之一；所述分流护盾的顶角小于60°，且所述分流护盾的顶角大于30°；所述分流护盾的大头端端面与所述点火部的距离小于10cm，且所述分流护盾的大头端端面与所述点火部的距离大于3cm。

4.根据权利要求3所述的自激振荡燃烧器，其特征在于：所述分流护盾的大头端端面与所述气液分离装置的距离大于或等于12cm。

5.根据权利要求1所述的自激振荡燃烧器，其特征在于：所述分流护盾的外表面上具有若干凹陷部以及若干凸起部。

6.根据权利要求1所述的自激振荡燃烧器，其特征在于：所述气液分离装置包括若干挡体，各所述挡体固定设于所述流体通道内，各所述挡体置于所述流体通道的第二端与所述点火部之间，各所述挡体的远离所述流体通道的第一端的一端倾斜向下延伸。

7.根据权利要求6所述的自激振荡燃烧器，其特征在于：各所述挡体与所述流体通道的中心线的夹角小于75°，各所述挡体与所述流体通道的中心线的夹角大于15°。

8.根据权利要求6所述的自激振荡燃烧器，其特征在于：各所述挡体为波折体。

技术总结本技术公开了一种自激振荡燃烧器，涉及煤矿瓦斯高效治理利用技术领域，包括燃烧器主体、点火器、分流护盾以及气液分离装置，燃烧器主体的内部具有流体通道，点火器具有点火部，点火部置于流体通道内；分流护盾置于流体通道的第一端与点火部之间，气液分离装置置于流体通道的第二端与点火部之间；分流护盾能够将自流体通道的第一端进入流体通道的低浓度瓦斯分流，并能够使分流后的低浓度瓦斯避开点火部向气液分离装置及流体通道的第二端流动，气液分离装置至少能够将部分低浓度瓦斯中的水与瓦斯气体分离并使除水后的低浓度瓦斯回流至点火部处；本技术公开的自激振荡燃烧器能够有效地降低含水低浓度瓦斯的点火难度。技术研发人员：段龙海,赵鑫,赵培涛,周楠,续鹏飞,熊伟,袁隆基,李芳贵受保护的技术使用者：贵州帕尔斯低碳能源科技有限公司技术研发日：20231109技术公布日：2024/6/13