多孔介质燃烧技术研究进展及应用
2024年多孔介质燃烧市场前景分析
2024年多孔介质燃烧市场前景分析引言多孔介质燃烧技术是一种基于多孔介质的燃烧方式，具有高效、清洁、节能的特点。
随着环境污染日益严重和能源资源的逐渐枯竭，多孔介质燃烧技术在解决能源问题和减少环境污染方面具有广阔的应用前景。
多孔介质燃烧技术的基本原理多孔介质燃烧技术利用多孔介质的特性，通过调节其孔隙结构和表面性质，使燃料充分与氧气接触，并在燃烧过程中控制燃烧速率和温度分布。
基本原理包括质量传递、热传导、化学反应和动量传递等过程。
多孔介质燃烧的优势高效能源利用多孔介质燃烧技术能够提高燃料的燃烧效率，使得燃料能够更充分地燃烧，减少能源的浪费。
清洁环保多孔介质燃烧技术可以控制燃烧过程中产生的有害气体和颗粒物的排放，减少空气污染和温室气体的排放。
资源可持续利用多孔介质燃烧技术可以利用废弃物、生物质等可再生资源作为燃料，促进资源的循环利用和可持续发展。
2024年多孔介质燃烧市场前景分析国内市场多孔介质燃烧技术在中国市场具有广阔的应用前景。
随着国家环保政策的不断加强，对于清洁能源和减排技术的需求日益增长。
多孔介质燃烧技术能够有效地解决传统燃烧方式存在的环境问题，受到政府和企业的重视。
国际市场多孔介质燃烧技术在国际市场也具备较大的市场前景。
发达国家对于环境保护和能源利用效率要求较高，多孔介质燃烧技术作为一种清洁高效的能源转化技术，受到了广泛关注。
尤其在欧洲和北美等地区，多孔介质燃烧技术已经得到较为广泛的应用。
市场机遇和挑战多孔介质燃烧技术在市场上面临着机遇和挑战。
机遇在于多孔介质燃烧技术相比传统燃烧方式具有明显的优势，受到政府政策和市场需求的推动。
然而，挑战也不可忽视，如技术难度较高、成本较高等。
同时，多孔介质燃烧技术还需要进一步加强创新研发，提高技术水平和竞争力。
市场发展趋势多孔介质燃烧技术在市场上呈现出以下发展趋势：1.技术不断创新：提高多孔介质燃烧技术的燃烧效率、环境适应性和可靠性，加强技术研发和创新。
2.降低成本：通过降低多孔介质燃烧技术的生产和运营成本，提高其市场竞争力。
多孔介质微燃烧器的试验研究
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摘
要 ：对微 尺度下的氢气／ 空气预混 气在多孔介 质中进行预热燃烧 时的燃烧特性 进行 了试验研究 ， 回热燃烧器 中 在
预混气体多孔介质中燃烧的研究进展与展望
具有燃烧稳定 、 燃烧速率高 、 可燃极限宽和污染物排放低等显著优点 ， 近年来已经成为国内外研究的热 点， 被誉为具有划时代意义 的技术 ． Ｊ 国际上对预混气体在惰性多孑介质中燃烧的研究开展的较早 ， Ｌ 理论研究 日趋深入和细致 ， 而数
关键词： 预混燃烧； 多孔介质； 燃烧器
中豳分类号 ：Ｑ ３ Ｔ ５３ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ —３ ５ ２ ０ ）６ ０ ３ －５ １ ８ ２９ （０ ６ ０ —０ ００ ０
Ａｄ ａ ｃ ｓ ａ ｄ ｐ ｏ ｐ ｃ ｏ ｒ ｍ ｉ ｅ ｏ ｕ ｔ ｎ ｉ ｏ ｏ ｓ ｍｅ ｉ ｖ ｎ ｅ ｎ ｒ ｓ ｅ ￣ ｆ ｐ ｅ ｘ ｄ ｃ ｍｂ ｓｉ ｎ ｐ ｒ ｕ ｄ ａ ｏ Ｌ ｎ ＤＵ Ｘ ａ —ｉ ＩＧａ ｇ ， ｉ ｏ ｌ
保护环境 、 节约能源和实现经济的可持续发展是我国的一项长期 国策． 尤其是进入 ２ 世纪 ， Ｉ 能源与 环境问题 日益突出并且交织在一起 ， 已经成为迫在眉睫且必须妥善解决的问题 ， 甚至有可能成为制约我
国经济发展的瓶颈． 因此， 大力开发和使用低 品位或低热值的能源 ， 并且要兼顾环保 ， 实现氮氧化物和一 氧化碳等污染物质的低排放， 无疑是解决上述问题的一项具有战略意义的举措． 而预混气体在惰性多孔
ｃ ｍｂ ｓｉｎ ｏ ｕ ｔ ．Ｔ ｅ ｐｏ ｓｎ ｕ ｕ ｅ ｏ ｏ ｏ ｓ ｍｅ ｉ ｕ ｅ ａ ｌｅ ｄ ｅ ｎ ｕ ｅ ｎ ｐ ａ ｔ ａ ｐ ｌ ａｉｎ ｆ ｒ ｏ ｈ ｒｍｉｉ ｇ ｆ ｔ ｒ ｆ ｐ ｒ ｕ ｄａ ｂ ｒ ｒ ｈ ｓ ａｒ ａ ｙ ｂ ｅ ｓ ｄ ｉ ｒｃ ｉ ｌ ａ ｐｉ ｔ ｏ ｎ ｓ ｃ ｃ ｏ ｈ ｕ ｅ ｏｄ ｈ ａｉ ｇｃ ｍｂ ｓｉｎ ｓ ｓｅ ｏ ｓ ｈ ｌ ｅ ｔ ｏ ｕ ｔ ｙ ｔｍ．Ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ａ ｓ ｃ ａｅ ｔ ｒ ｍｉ ｅ ｏ ｕ ｔ ｎ ｉ ｏ ｕ ｄ ａ ａ ｅ ｎ ｏ ｈ ｒｃ ｓｅ ｓｏ ｉ ｔｄ ｗｉ ｐ ｅ ｘ ｄ ｃ ｍｂ ｓｉ ｎ ｐ ｒ ｓ ｍｅ ｉ ｒ ｈ ｏ ｏ
乙烯裂解炉多孔介质燃烧器的研究与开发
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 S1 期乙烯裂解炉多孔介质燃烧器的研究与开发李宁1，2，李金科2，董金善1（1 南京工业大学机械与动力工程学院，江苏 南京 211816；2 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，甘肃兰州 730060）摘要：裂解炉用燃烧器是乙烯装置的关键装备，在稳定燃烧的同时又要满足特定的工艺要求和日益严苛的环保要求。
近年来多孔介质燃烧技术的兴起，为乙烯裂解炉燃烧器带来了新的变革。
本文利用CFD 技术和热态试验方法设计开发出一种新型乙烯裂解炉用多孔介质燃烧器。
通过数值分析研究双层多孔介质结构内的燃烧状态，其多孔介质区域上游为30PPI 的Al 2O 3泡沫陶瓷，下游为10PPI 的SiC 泡沫陶瓷，研究发现在当量比φ=0.8、入口流速 u 0=0.8m/s 时更符合裂解炉内燃烧氛围。
对裂解炉内传统底部燃烧器+多孔介质侧壁燃烧器进行联合仿真，仿真结果表明，炉膛内温度分布均匀且满足工艺要求和环保要求。
制备2台多孔介质燃烧器联合底部燃烧器在热态试验炉上试烧，主要观察其火焰稳定性，实验结果表明，燃烧状态良好且NO x 排放更低。
关键词：裂解炉用燃烧器；多孔介质；燃烧；污染；数值分析；热态试验中图分类号：TK116 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）S1-0073-11Research and development of porous medium burner in ethylenecracking furnaceLI Ning 1，2，LI Jinke 2，DONG Jinshan 1(1School of Mechanical and Power Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211861, Jiangsu, China; 2Tianhua Instiuteof Chemical Machinery & Automation Co., Ltd., Lanzhou 730060, Gansu, China)Abstract: The burner used in cracking furnace is the key equipment of ethylene plant. It must meet the specific technological requirements and the increasingly strict environmental requirements while keeping the combustion stable. In recent years, the rise of porous medium combustion technology has brought new changes to the burner of ethylene cracking furnace. A new porous medium burner for ethylene cracking furnace was designed and developed by CFD technology and hot experimental method. The combustion state in the double-layer porous media structure was studied by numerical analysis. The upstream of the porous media region was 30 PPI Al 2O 3 foam ceramics, and the downstream was 10 PPI SiC foam ceramics. It was found that the combustion atmosphere in the cracking furnace was more consistent with the equivalent ratio of φ=0.8 and the inlet flow rate u 0=0.8m/s. The joint simulation of the traditional bottom burner and the porous medium side-wall burner in the cracking furnace was carried out. The simulation results showed that the temperature distribution in the furnace was uniform and met the requirements of process and environmental protection. Two porous media burners were prepared and combined with bottom burners for test firing in hot state test furnace. The flame stability was mainly observed. The研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0462收稿日期：2023-03-24；修改稿日期：2023-06-28。
多孔介质燃烧技术工业应用数值模拟研究
多孔介质燃烧技术工业应用数值模拟研究
多孔介质燃烧技术是一种新型的燃烧技术，它利用多孔介质的特殊结构和性质，将燃料和氧气混合后在多孔介质内进行燃烧反应，从而实现高效、低污染的燃烧过程。
该技术已经在工业领域得到了广泛的应用，如燃气轮机、燃煤锅炉、燃油发动机等。
为了更好地理解多孔介质燃烧技术的工业应用，数值模拟研究成为了必不可少的手段。
数值模拟可以通过计算机模拟多孔介质内的流动和燃烧过程，从而预测多孔介质燃烧技术的性能和优化设计。
在数值模拟研究中，需要考虑多孔介质的物理和化学特性，如孔隙率、孔径分布、热传导系数、燃料和氧气的扩散系数等。
数值模拟研究可以帮助工程师和科学家更好地理解多孔介质燃烧技术的工作原理和性能，从而优化设计和改进工艺。
例如，在燃气轮机中，多孔介质燃烧技术可以提高燃烧效率和减少污染物排放，数值模拟可以帮助优化多孔介质的结构和燃烧参数，从而提高燃气轮机的性能和可靠性。
多孔介质燃烧技术是一种新型的燃烧技术，已经在工业领域得到了广泛的应用。
数值模拟研究是理解多孔介质燃烧技术的工作原理和性能的重要手段，可以帮助优化设计和改进工艺，提高燃烧效率和减少污染物排放。
多孔介质燃烧技术
多孔介质燃烧技术
1. 引言
多孔介质燃烧技术近年来受到了广泛的关注。
通过改变燃料与空气的混合方式，多孔介质燃烧技术可以使燃烧更加均匀、增加燃烧温度、减少氮氧化物的排放等诸多优点。
本文将从多孔介质燃烧技术的基本原理、工程应用和未来发展趋势等方面进行论述。
2. 基本原理
多孔介质燃烧技术的主要原理是通过多孔介质将燃料和氧气进行混合，使得燃烧反应能够更加均匀和完全。
多孔介质可以是陶瓷、金属、陶瓷金属复合物等材料，其中具有许多微小孔隙。
在燃气通过多孔介质的过程中，会形成许多微小的涡旋或者湍流，这种流动能够达到更加均匀混合燃料和氧气的效果。
3. 工程应用
多孔介质燃烧技术已广泛应用于行业燃烧领域中。
例如，多孔介质燃烧技术应用于工业炉、锅炉和燃气轮机等设备中，已经显著提高了燃烧效率和能源利用率。
此外，多孔介质还可以用于燃气汽车发动机和燃料电池等领域，改善了燃料的利用率和减少了污染物的排放。
4. 未来发展趋势
未来，多孔介质燃烧技术将继续得到发展和推广。
目前已经有许多新的研究正在进行，例如将多孔介质应用于高温氧化、蜂窝状多孔
介质燃烧等方面的研究。
此外，多孔介质的材料研究也将得到进一步深入，从而提高多孔介质的性能和适用范围。
5. 结论
总之，多孔介质燃烧技术是一项应用广泛的新技术，在燃气应用和清洁能源方面具有很大的潜力。
通过进一步研究和发展，它将达到更高的效率和更广泛的应用。
多孔介质燃烧实验报告
热工综合试验结课作业多孔介质燃烧实验报告姓名：学号：指导老师：时间：多孔介质燃烧实验报告一、实验名称：多孔介质燃烧试验研究二、实验目的研究可燃气体混合物在耐高温、导热性能较好的多孔介质里的燃烧情况，并且与无多孔介质时加以对比。
通过监测分析燃烧室各处的温度变化来分析多孔介质对燃烧的促进作用。
三、实验背景与技术简介多孔介质中的预混燃烧方式是气体混合物在一种既耐高温、导热性能又好的特殊多孔介质材料里燃烧的过程，燃气和空气充分混合后经预热接近着火温度，然后进入多孔介质燃烧室中进行燃烧。
多孔介质，即由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙构成的介质。
多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存的一种组合体，没有固体骨架的那部分空间叫做孔隙，由液体或气体或气液两相共同占有，相对于其中一相来说，其他相都弥散在其中，并以固相为固体骨架，构成空隙空间的某些空洞相互连通。
多孔介质是一种具有大孔隙率和光学厚度的透气性固体。
多孔介质的存在使燃料和氧气的接触面积变大，燃烧过程中，多孔介质内气相的燃烧放热、内部导热、对流、传质和固相内部导热、辐射及气、固两相之问的对流换热互相耦合，这种复杂的传热和化学反应过程就构成新颖、独特的燃烧方式。
燃料和氧化剂(氧气或空气)按一定的比例预先均匀混合，再送入燃烧室中进行燃烧的方法称为预混合燃烧。
多孔介质内预混合燃烧是指预混合气体通过颗粒或小球填充床、蜂窝陶瓷或泡沫陶瓷、毛毡滤芯、金属薄片叠层、纤维膨化结构等多孔介质固体框架缝隙内的燃烧。
多孔介质燃烧优点有很多，相对于气体，多孔介质具有更良好的热交换特性，使燃烧区域温度迅速趋于均匀；相对于自由空间，多孔介质有更大的固体表面积，因而具有很强的蓄热能力。
由于多孔介质的存在，在燃烧过程中，通过各种换热形式，尤其为辐射放热，大部分反应区产生的热量回流有效预热未燃混合气体，使燃烧保持更好的稳定性。
大量的研究表明多孔介质中的预混燃烧可大幅度提高燃烧速率，显著增强火焰稳定性，提高火焰温度，扩展贫燃极限，降低有害污染物的排放量。
多孔分级燃烧方法
多孔分级燃烧方法摘要：一、引言二、多孔分级燃烧方法的原理1.多孔介质的作用2.分级燃烧的意义三、多孔分级燃烧方法的优势1.提高燃烧效率2.降低污染物排放3.稳定燃烧过程四、多孔分级燃烧技术的应用1.气体燃料燃烧2.固体燃料燃烧五、未来发展展望六、结论正文：一、引言随着环境保护意识的不断提高，人们对燃烧过程的控制和优化越来越关注。
多孔分级燃烧方法作为一种先进的燃烧技术，旨在提高燃烧效率、降低污染物排放并稳定燃烧过程。
本文将详细介绍多孔分级燃烧方法的原理、优势及应用，并对未来发展进行展望。
1.多孔介质的作用多孔介质是指具有孔隙结构的固体物质。
在燃烧过程中，多孔介质能够提供大量的表面积，使燃料与氧气充分接触，从而提高燃烧速率。
此外，多孔介质还能起到热量传递的作用，使燃烧过程更加均匀。
2.分级燃烧的意义分级燃烧是指在燃烧室内设置多个燃烧区域，依次完成燃料的燃烧。
通过分级燃烧，可以降低燃烧过程的峰值温度，减轻高温氧化物的生成，从而降低氮氧化物等污染物的排放。
同时，分级燃烧还能实现燃烧过程的稳定性，避免燃烧不稳定导致的噪声和震动。
三、多孔分级燃烧方法的优势1.提高燃烧效率多孔分级燃烧方法通过增加燃料与氧气的接触面积，提高了燃烧反应的速率，从而提高了燃烧效率。
在燃料利用率方面，多孔分级燃烧技术具有显著的优势。
2.降低污染物排放通过分级燃烧和多孔介质的协同作用，多孔分级燃烧方法有效降低了氮氧化物、颗粒物等污染物的排放。
这对于改善空气质量、保护生态环境具有重要意义。
3.稳定燃烧过程多孔分级燃烧方法通过调节燃烧室内燃料和氧气的分布，实现了燃烧过程的稳定性。
这有助于降低燃烧噪声和震动，提高燃烧设备的使用寿命。
1.气体燃料燃烧在气体燃料燃烧领域，多孔分级燃烧技术已成功应用于燃气锅炉、燃气轮机等设备。
通过采用多孔介质和分级燃烧技术，气体燃料的燃烧效率得到了显著提高，同时降低了污染物排放。
2.固体燃料燃烧在固体燃料燃烧领域，多孔分级燃烧技术同样具有广泛的应用前景。
惰性多孔介质中预混合燃烧的研究进展
文献标识 码 ： Ａ
图 １ 多 孔 介 质 中 绝 热 燃 烧
示意 图
１ 前言
随着 人类 环 境 意 识 的提 高 ， 处理 各 种 工业废 气 和乏 风 的要求 越来 越 高 。从全 球规 模 的环境 保 护角 度 出发 ， 也要 求 把各 种 场 合
（）多孔 介 质 中的 预混 火 焰 ４
混合气 ， 对于低热值燃料 、 稀薄混
收 稿 日期 ：０ １ ７ ｆｊ 订 日期 ： ０ —１ ２０ —０ 一 ０ 修 ２ １ ０—０ ０ ７
基金项 目： 国家 自 然科学基金资助项 目（０ ７ ３） ５０６ ６ ０
作 者 ｊ ： 礼 明 （９３一）男 ， 北英 山人 ， 连 理 工大 学 博 士 生 畸介 杜 １７ ， 湖 太
杜 札 明 ， 茂 昭 ， 洋波 解 邓
（ 尢连 理５ 大 学 动力 ５程 春， ：大连 １６２ ） ２ ． ２ ． 辽｛ １０４
摘 要： 预混 台 气在 多孔介 质 中的燃
烧 与在 自由 空间燃 烧相 比， 在提 高燃 烧效 率 、 扩展 贫燃极 限 、 约能量 和减 节
合气的燃烧乃至高负荷燃烧来说 是必 不可 少 的前 提 。多孔 介 贡 中
火 ， 而 火 焰 稳 定 性 很 好 ． 因 另 外 ， 辐射可 保 证能 量 回流 ， 热 多孔 介 质有 很 高 的热 容 量 ， 些 因 素 这 缓冲 了热 负荷 和过 量空 气系数 的 变化对燃 烧 过 程稳定 性 的影 响 ； （）由于 多孔 介 质 内火孔 分 ５ 布均匀 ， 之相对 于 自由空间各 加 部 分之 间 的换 热 系 数 大得 多 ， 因 而燃烧 室 内温 度分 布较 均匀 ； （）在 相 同 热 负 荷 下 ， 孔 ６ 多 介 质预 混 合 燃 烧 的 热 效 率 较 高 ， 比本 生 灯 式 燃 烧 节 约 燃 料 达
多孔介质燃烧技术
多孔介质燃烧技术多孔介质燃烧技术1 多孔介质燃烧技术加入多孔介质的燃烧器由于对流，导热和辐射三种换热方式的存在，使燃烧区域温度趋于均匀，保持较平稳的温度梯度。
在燃烧稳定的同时还具有较高的容积热强度。
与自由空间燃烧相比，预混气体在多孔介质中的燃烧具有功率密度大，调节范围广，污染物排放低和结构紧凑等优点。
多孔介质预混燃烧特点是燃烧设备的热效率较高，其原因有以下两个方面：①燃气与空气预先充分混合, 在过剩空气很小的情况下也可达到完全燃烧,②由于辐射作用, 多孔介质的高温后部对低温的前部进行加热, 从而达到对未反应的燃气混合物的预热作用, 加快了燃烧速度。
因此对多孔介质传热传质和燃烧的研究具有重大的学术价值，已成为当前最活跃最前沿的研究领域之一。
传统的气体燃料燃烧主要是以自由火焰为特征的燃烧。
这种燃烧需要较大的空间，火焰周围温度梯度大，容易产生局部高温。
当温度高于1500℃时，NOx生成变得明显。
由于NOx的剧毒性，减少其排放也显得非常重要。
传统燃烧器的换热器主要以烟气辐射和对流换热为主，换热系数小。
多孔介质燃烧技术是一种新颖独特的燃烧方式。
其与自由空间燃烧的区别在于：（1）多孔介质的空隙率很大相对于自由空间有较大的固体表面积，因而有较强的蓄热能力；（2）多孔介质的存在使混合气体在其中产生剧烈的扰动，强化了换热。
（3）相对于气体来说多孔介质有较强的导热和辐射能力，可以使预混气体燃烧产生的部分热量从下游的高温区传递到上游的低温区预热未然混合气体，这样就提高了燃烧速率并可使燃料完全燃烧，减少了CO的排放；（4）多孔介质良好的换热特性是燃烧区域温度迅速趋于均匀，保持了平稳的温度梯度，降低了最高温度水平，减少了NOx生成量；（5）辐射燃烧效率最高可达80%-90%，而常规辐射燃烧器对辐射的转换效率充其量为30%，在相同的热负荷下,多孔介质预混燃烧热效率较高，比本生式燃烧节约燃气30-50%。
与自由燃烧相比，多孔介质燃烧具有燃烧速率高、燃烧稳定性好、负荷调节范围大、容积热强度大、燃烧器体积小、燃气适应性好、烟气中污染物排放低、燃烧极限变宽、可燃用热值很低的燃气等优点。
多孔介质燃烧技术工业应用数值模拟研究
Ａｂｔａｔ ｈｓ ａｅ ｒｔｎｒｄ ｃｓ ｅ ｃｎ ｌｇ ｏｏ ｓ ｄａ ｏ ｕｔ ｎ （Ｉ ｓｒｃ：Ｔ ｉｐｐ ｒ ｓｉｔ ｕ ｅ ｗｔ ｈ ｏｏ ｙ ｎ ｒｕ ｉｃｍｂ ｓｏ ＰＭ）ｔ ａｉｅｈ ｄ ｓ ｉｌｐ ｌ ａ ｏ ，ｔｅ ｔ ｄ ｃｓ ｉ ｆ ｏ ｎ ｅ ｉｐ ｍｅ ｉ ｏ ｅｌ ｅ ｎｕ ｔａａｐｉ ｔ ｎ ｈ ｎｎｒ ｕ ｅ ｒ ｚｔ ｉ ｒ ｃｉ ｉ ｏ
多孔介质燃烧技术， 又称 为 Ｐ ＭＣ技术 （ ｏｏ ｓ ｄａ Ｐ ｒｕ ｉ Ｍｅ Ｃ ｍｂ ｓｏ ｏ ｕｔ ｎ多孔介质燃烧 技术 ） ｉ 是最近 ｌ ０余年 国际燃烧 领域 发展 的一 种全新型 燃烧方式 ，相 比燃烧 时存在局 部
应用 。
宝钢研究 院节 能项 目组 自 ２ ０ 年开展对 Ｐ ０７ ＭＣ 技术 的研究［，并于 ２ １ ０ ０年 ８ 月在一 台 ２Ｍｗ 功率 的加 热炉
（． ａ ｓ ｅ Ｔｃ ｎ ｌｇ ｅ ｔ ， ｈ ｎ ｈｉ２ １０ ， ｈｎ ； ２ Ｎｏｔｅ ｓ ｍ ｎｖ ｒｉ ，Ｓ ｅｙ ｎ １０ ４ Ｃ ｉａ １ Ｂ ｏｔ ｌ ｅｈ ｏｏ ｙＣ ｎｅ Ｓ ａｇ ａ ０ ９ ０ Ｃ ｉａ ． ｒ ａｔ Ｕ ｉｅｓｙ ｈ ｎ ａｇ １０ ０ ， ｈｎ ） ｅ ｒ ｈ ｅ ｔ
高温 的 “ 有焰”燃烧，这 种燃烧 没有明火焰，ＮＯ 和 Ｃ ｘ Ｏ
等污染 物的生成显著降低 （ 可达 ７％以上 ） ０ ；由于整体 温
上实现 了多孑介质燃烧技术 的应用 ， Ｌ 填补 了国内的空白。 本文介绍对该工业ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应用利用运 用 Ｆｕｎ 软件进行模 拟研 ｌｅｔ
究 的情 况，包括建 立二维稳态层 流预混反 应模 型，模拟 了甲烷和 空气在 多孔介质 中的预混燃烧，并和文献 【】 ２
2023年多孔介质燃烧行业市场分析现状
2023年多孔介质燃烧行业市场分析现状多孔介质燃烧行业是指利用多孔介质作为燃烧床体的一种燃烧方式，可以有效增加燃烧效率，减少污染物排放。
目前，多孔介质燃烧行业市场正在逐渐发展壮大，以下是对其市场现状的分析。
1.市场规模扩大：随着环境保护意识的增强和对能源利用效率的要求不断提高，多孔介质燃烧行业得到了广泛的关注和应用。
据统计，全球多孔介质燃烧行业市场规模逐年增长，预计到2025年，市场规模将达到XX亿美元。
2.应用领域广泛：多孔介质燃烧行业在多个领域都有应用，主要包括工业燃烧、能源燃烧、废物处理等。
工业燃烧行业是多孔介质燃烧行业的主要应用领域，包括钢铁、化工、电力等行业。
随着能源紧缺和环境污染问题的日益凸显，多孔介质燃烧行业在能源燃烧和废物处理领域的应用也在逐步增加。
3.技术创新驱动：多孔介质燃烧行业的发展受到技术创新的驱动。
新型多孔介质材料的研发和应用成为行业的发展方向。
目前，已经有一些新型多孔介质材料问世，比如陶瓷多孔介质、金属多孔介质等，这些新材料具备更好的燃烧效率和抗污染能力，推动了整个行业向高效、环保方向发展。
4.政府政策支持：各国政府对多孔介质燃烧行业给予了一定的政策支持。
为了应对环境污染和能源危机，政府鼓励燃烧设备的更新换代和清洁燃烧技术的应用，对多孔介质燃烧行业提供了一定的扶持政策，包括补贴、税收优惠等。
5.市场竞争激烈：随着多孔介质燃烧行业的市场潜力逐渐被挖掘，市场竞争也日益激烈。
目前，市场上存在着众多的多孔介质燃烧行业企业，国外企业的进入也加剧了竞争压力。
企业要想在市场中脱颖而出，必须拥有自主技术和创新能力，提供高品质的产品和完善的售后服务。
总之，多孔介质燃烧行业市场正处于快速发展阶段，市场规模不断扩大，应用领域广泛。
技术创新驱动和政府政策支持为行业发展提供了有力的支撑，但市场竞争也越来越激烈。
未来，多孔介质燃烧行业有望迎来更大的发展空间，但也需要企业加强技术创新、提高产品质量，才能在竞争中立于不败之地。
多孔介质
0.引言近年来，随着中国经济的迅猛发展，能源和环境问题越来越成为人们关注的重点。
我国经济快速发展需要消耗大量的能源，同时要兼顾环境保护，走人类与自然协调发展的可持续发展道路。
然而我国面临着能源供需矛盾突出、环境污染日趋严重和生态遭到持续破坏等一系列问题。
其中能源供给紧张可能会成为我国经济发展的薄弱环节。
因此，拓宽能源供给渠道、挖掘和开发使用低品位或低热值的能源，同时寻求有利于环境保护的高效洁净燃烧技术，无疑会成为解决上述问题的有力支持。
近年来，许多新的燃烧技术不断涌现，其中多孔介质燃烧技术具有优越的特性和广泛的应用前景。
多孔介质燃烧技术又称PMC(PorousMediaCombustion)技术，是最近十余年国际燃烧领域发展的一种全新的燃烧方式。
相比燃烧时存在局部高温的“有焰”燃烧，这种燃烧没有明火焰，NO，和CO等污染物的生成显著降低(可达70％以上)。
由于整体温度的显著提高和辐射传热的增加，燃烧热利用效率大大提高(有些情况甚至超过50％)。
另外PMC技术对使用低热值(劣质)燃料(高炉煤气、有机废气等)也有明显的优势。
由于集节能、减排、环保于一身，PMC技术被国际燃烧界誉为是2l世纪最有发展前途的燃烧技术，国内哈工大秦裕琨院士的课题组称其为“划时代的燃烧技术”。
目前在日本、德国和美国，PMC技术已成功应用于冶金、机械、化工、陶瓷等行业的一些燃气炉窑上。
鉴于该技术的重要性，国内的重点高校和研究所纷纷开展对该技术的研究，建立了相应的试验台，但是由于缺乏产学研的渠道以及没有解决多孔介质材料的寿命问题，PMC技术目前在国内没有实现工业化。
宝钢研究院于2010年8月在一台2MW功率的加热炉上实现了多孔介质燃烧技术的应用，填补了国内空白。
1.多孔介质燃烧技术的概念气体在多孔介质中的燃烧都可以称为滤过燃烧口，即气体(可燃气体和氧化剂)流过多孔介质孔隙过程中发生的燃烧过程。
按照多孔介质性质及研究重点不同，可以划分为以下几个方向：多孔惰性介质中的燃烧技术、催化性多孔介质中的燃烧技术、可燃多孔介质中的燃烧、多孔介质的燃烧合成或烧结技术等。
多孔介质燃烧实验报告
多孔介质燃烧实验报告班级：08081801学号：0808180122 姓名：黄锦宏指导老师：谭洪一、实验背景：多孔介质，即由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙构成的介质。
多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存的一种组合体，没有固体骨架的那部分空间叫做孔隙，由液体或气体或气液两相共同占有，相对于其中一相来说，其他相都弥散在其中，并以固相为固体骨架，构成空隙空间的某些空洞相互连通。
多孔介质是一种具有大孔隙率和光学厚度的透气性固体。
多孔介质的存在使燃料和氧气的接触面积变大，燃烧过程中，多孔介质内气相的燃烧放热、内部导热、对流、传质和固相内部导热、辐射及气、固两相之问的对流换热互相耦合，这种复杂的传热和化学反应过程就构成新颖、独特的燃烧方式。
燃料和氧化剂(氧气或空气)按一定的比例预先均匀混合，再送入燃烧室中进行燃烧的方法称为预混合燃烧。
多孔介质内预混合燃烧是指预混合气体通过颗粒或小球填充床、蜂窝陶瓷或泡沫陶瓷、毛毡滤芯、金属薄片叠层、纤维膨化结构等多孔介质固体框架缝隙内的燃烧。
多孔介质燃烧优点有很多，相对于气体，多孔介质具有更良好的热交换特性，使燃烧区域温度迅速趋于均匀；相对于自由空间，多孔介质有更大的固体表面积，因而具有很强的蓄热能力。
由于多孔介质的存在，在燃烧过程中，通过各种换热形式，尤其为辐射放热，大部分反应区产生的热量回流有效预热未燃混合气体，使燃烧保持更好的稳定性。
大量的研究表明多孔介质中的预混燃烧可大幅度提高燃烧速率，显著增强火焰稳定性，提高火焰温度，扩展贫燃极限，降低有害污染物的排放量。
二、实验目的：研究可燃气体混合物在耐高温、导热性能较好的多孔介质里的燃烧情况，并且与无多孔介质时加以对比。
通过监测分析燃烧室各处的温度变化来分析多孔介质对燃烧的促进作用。
三、实验系统与设备本研究的实验装置结构系统包括燃烧器、供气系统和测量系统三个部分。
燃烧器由预混室和燃烧室组成。
多孔介质的研究及其应用
多孔介质的研究及其应用多孔介质是一些具有许多孔隙的物体，例如海绵、岩石、人工多孔材料等等。
它们的孔径与互相之间的连通性都非常不同，这些特性使得多孔介质在很多物理、化学、地质、材料等方面都具有广泛的应用价值。
本文将会从多个角度来论述多孔介质的研究和应用。
一、理论基础多孔介质的研究涉及许多物理学、化学和地质学的相关理论。
其中，流体力学是一个非常重要的方面。
在流体力学中，多孔介质的流动性质是一个研究重点。
一般地，流体在多孔介质内的流动会受到多个因素的影响，包括介质的孔径、孔隙度、孔壁的形态、介质的流动速度等等。
基于多孔介质的这些特性，研究者们可以推导出众多方程，例如达西定律、Carman-Knauss方程、Forchheimer方程等，这些方程均能描述多孔介质中的流体流动性质。
二、研究方法对多孔介质进行研究需要采用不同的方法。
其中，一些非破坏性的方法，例如CT扫描、核磁共振等等，能够在不破坏样品的情况下获得关于多孔介质内部的信息。
此外，一些物理和化学的技术也可以用于表征多孔介质内的结构和性质，例如X射线衍射、扫描电镜等等。
这些方法都能够直接或间接地表征多孔介质的输运性质、结构和性质。
三、应用领域多孔介质被广泛应用于不同领域，如环境、物理、化学、地质学和材料科学等领域。
其中，在环境领域，多孔介质的应用包括了地下水资源开发、污染物运动和修复、土壤水分平衡和国土资源评估等。
在物理学领域，多孔介质的应用可以用于模拟岩石和金属等材料的输运性质，研究岩石层的储气性能和油气的过程和聚集状态等。
在化学领域，多孔介质的应用包括催化反应、分离和纯化、原位合成等等。
在材料科学领域，多孔材料的应用涵盖了隔音、隔热、静电感应、振荡吸波等等。
四、研究热点目前，多孔介质的研究热点有很多。
其中，大气污染物在多孔介质中的扩散和转化是当前热点之一。
此外，多相流与多孔介质的相互作用也是一个研究热点，例如气固两相流体的流动和反应过程，固-液相互作用和相变过程等等。
多孔介质
0.引言近年来，随着中国经济的迅猛发展，能源和环境问题越来越成为人们关注的重点。
我国经济快速发展需要消耗大量的能源，同时要兼顾环境保护，走人类与自然协调发展的可持续发展道路。
然而我国面临着能源供需矛盾突出、环境污染日趋严重和生态遭到持续破坏等一系列问题。
其中能源供给紧张可能会成为我国经济发展的薄弱环节。
因此，拓宽能源供给渠道、挖掘和开发使用低品位或低热值的能源，同时寻求有利于环境保护的高效洁净燃烧技术，无疑会成为解决上述问题的有力支持。
近年来，许多新的燃烧技术不断涌现，其中多孔介质燃烧技术具有优越的特性和广泛的应用前景。
多孔介质燃烧技术又称PMC(PorousMediaCombustion)技术，是最近十余年国际燃烧领域发展的一种全新的燃烧方式。
相比燃烧时存在局部高温的“有焰”燃烧，这种燃烧没有明火焰，NO，和CO等污染物的生成显著降低(可达70％以上)。
由于整体温度的显著提高和辐射传热的增加，燃烧热利用效率大大提高(有些情况甚至超过50％)。
另外PMC技术对使用低热值(劣质)燃料(高炉煤气、有机废气等)也有明显的优势。
由于集节能、减排、环保于一身，PMC技术被国际燃烧界誉为是2l世纪最有发展前途的燃烧技术，国内哈工大秦裕琨院士的课题组称其为“划时代的燃烧技术”。
目前在日本、德国和美国，PMC技术已成功应用于冶金、机械、化工、陶瓷等行业的一些燃气炉窑上。
鉴于该技术的重要性，国内的重点高校和研究所纷纷开展对该技术的研究，建立了相应的试验台，但是由于缺乏产学研的渠道以及没有解决多孔介质材料的寿命问题，PMC技术目前在国内没有实现工业化。
宝钢研究院于2010年8月在一台2MW功率的加热炉上实现了多孔介质燃烧技术的应用，填补了国内空白。
1.多孔介质燃烧技术的概念气体在多孔介质中的燃烧都可以称为滤过燃烧口，即气体(可燃气体和氧化剂)流过多孔介质孔隙过程中发生的燃烧过程。
按照多孔介质性质及研究重点不同，可以划分为以下几个方向：多孔惰性介质中的燃烧技术、催化性多孔介质中的燃烧技术、可燃多孔介质中的燃烧、多孔介质的燃烧合成或烧结技术等。
多孔介质燃烧技术在室式加热炉的设计与应用
３ 结 论
本次 多孔介 质燃 烧技术 在 室式加 热炉 上 的应 用 为国 内首次 多孑介 质燃烧 技术 在工 业炉 上 的应 Ｌ
用 ， 应用 效果 看 ， 以得 到如 下结论 ： 从 可
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基于液体燃料的多孔介质燃烧技术研究现状
Ａ Ｒｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ Ｌｉ ｑｕ ｉ ｄ Ｆｕｅ ｌ Ｃｏ ｍ ｂｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｐｏ ｒ ｏ ｕｓ Ｍｅ ｄ ｉ ａ
第３ ６卷ｆ ２ ０ １ ４ ） 第１ 期
柴 油机
ｆ
０
一 性 一 能 一 与 一 排 一 于 液体 燃 料 的 多 孔介 质燃 烧技 术 研 究现 状
叶 拥拥 ，吕 田 ，梁鹏飞 ，金 永星
（ １ 海军 驻七 一一研 究所 军事代 表室 ，上海 ２ ０ １ １ ０ ８ ；２ ． 七一 一研究 所 ，上海 ２ ０ １ ２ ０ ３ ）
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ｍｅ ｄ ｉ ａ；ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｆ ｕ ｅ ｌ ；ｂ ｕ ｒ ｎ ｅ ｒ ；ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
０ 引 言
多孔介 质燃烧 技术 是指用 多孔 介质材 料取代 自 由空 间 ，利 用其相 对于气 体而 言强 大得多 的蓄热 功 能和辐 射特 性 ，实 现热 反馈 ，即将 燃烧产 生 的热 量 及尾气 中 的余热 用 于加 热反 应 区上 游 的预 混合 气 ， 加强 火焰 中的传 热传质 过程 ，从而 使燃烧 反应 大大 增强 的新 型 燃烧 技 术 在 忽 略对 外 热 损 失 的情 况
Ｙｅ Ｙｏ ｎｇ ｙｏ ｎｇ ，Ｌ ｖ Ｔｉ ａ ｎ 。 Ｌｉ ａ ｎｇ Ｐｅ ｎ ｇ ｆ ｅ ｉ 。 Ｊ ｉ ｎ Ｙ ｏ ｎ ｇ ｘ ｉ ｎ ｇ 。
建筑多孔介质传热传质机理研究及应用
建筑多孔介质传热传质机理研究及应用建筑多孔介质传热传质机理是研究建筑中空气、水汽、热量在多孔介质内传递规律的学科，其研究与应用可帮助提高建筑节能、舒适性和安全性。
本文将从多孔介质传热传质的基本原理、模拟方法和应用案例三个方面进行阐述。
一、多孔介质传热传质基本原理热传递是建筑空调、供暖、通风、隔热等领域常见的过程，而多孔介质作为建筑中常见的媒介，其热传递过程的规律对于建筑热工学的研究和应用有着重要的意义。
多孔介质传热传质的基本原理涉及以下几个方面：1、多孔介质中空气流动多孔介质中的空气流动与建筑中空气流动的特点有相似之处，但由于多孔介质的复杂性，其空气流动的速度和方式有所变化。
空气在多孔介质中的流动受到孔径、孔隙度、空气黏滞性等多种因素的影响，其流动方式可分为层流和湍流，其过程中还伴随着物质的热量和水汽的传递。
2、多孔介质中热传递规律多孔介质中的热传递规律与空气流动规律密切相关。
多孔介质内部温度和湿度分布的不均匀性会导致空气温度和湿度的不均匀变化，从而影响热量的传递。
同时，多孔介质内部的散热方式也是影响热传递规律的因素之一。
散热方式包括辐射、对流和传导三种方式，不同的多孔介质对于散热方式的响应也不同。
此外，多孔介质中水汽传递规律也需要考虑，因为水汽的存在会影响多孔介质的导热性能，进而影响热传递。
3、多孔介质中物质传递规律多孔介质中的物质传递规律也是建筑中多样化的传递过程之一。
其物质传递规律主要由气相和液相两种环境因素共同影响。
对于气相，其传递规律与空气流动规律相近，与热传递规律也存在相互制约的关系；对于液相，多孔介质的孔径和孔隙度会影响其液相传递。
此外，多孔介质内物质传递还会受到多种因素的影响，如相对湿度、毛细作用、表面张力等。
二、多孔介质传热传质模拟方法多孔介质传热传质模拟是探究多孔介质传递规律的重要途径。
目前，多孔介质传热传质模拟方法主要有以下三种：1、流场数值模拟流场数值模拟通过数学模型来描述多孔介质内空气流动的规律。
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多孔介质燃烧技术研究进展及应用
1概述
20世纪70年代,英国学者Weinber首次提出超绝热燃烧概念。
多孔介质燃烧是用惰性多孔介质材料取代自由空间,利用其相对于气体而言强大得多的蓄热功能和辐射特性,实现热反馈,即将燃烧产生的热量及尾气中的余热用于加热反应区上游的预混合气,加强火焰中的传热传质过程,从而使燃烧反应大大增强，多孔介质燃烧是用惰性多孔介质材料取代自由空间。
在忽略对外热损失的情况下火焰温度可超过未预热可燃混合气的绝热火焰温度,因此也称为超绝热燃烧（Super-adiabatic Combustion）。
图1 超绝热火焰的形成机理
多孔介质燃烧器具有功率大、范围可调、高功率密度、极低的CO和Nox 排放量、安全稳定燃烧、结构紧凑,尺寸大大减小,制造成本低,系统效率较高,消除了额外能耗。
该技术主要包括多孔介质内的预混合气燃烧技术和液体燃料的汽化燃烧技术两部分内容。
2气体燃料在多孔介质中的燃烧
气体燃料在多孔介质中的燃烧可以被应用到诸多领域,包括动力工程、化学工艺、生态学、火灾和爆炸的预防等。
实际上,气体在多孔介质中的燃烧又都可
以称为滤过燃烧(FiltionCombustion,FC）。
主要包括以下几个方向:多孔惰性介质(PIM)中的燃烧技术,催化性多孔介质中的燃烧技术,可燃多孔介质中的燃烧,多孔介质的燃烧合成或烧结技术等。
2.1天然气在渐变型多孔介质中的燃烧特性试验研究
惰性多孔介质中的燃烧。
多孔介质中火焰受限在多孔介质孔隙中,被分成若干个微小火焰,相互制约相互影响,宏观上又表现为均匀的平面火焰。
图2 惰性多孔介质中预混燃烧机理
钢瓶额定压力为20MPa,高压天然气经过天然气减压器后通入预混室与空气混合。
由于天然气在减压过程中会出现结露或者结霜现象,导致减压器出口受堵,引起天然气压力和流量波动,不能保证正常供气,所以天然气减压器需要有伴热装。
图3 多孔介质燃烧试验系统
燃烧器由预混室和燃烧室组成。
因为燃烧过程天然气与空气当量配比接近1:10 。
所以把空气分成三股,互成120度角倾斜,喷入预混室;天然气从底部中心喷入,与空气一起喷射到预混室挡流板,进行初步混合,再经过预混室扰流片在预混室中迷宫式前进,进一步混合,以达到充分混合的目的。
图4 多孔介质燃烧结构图图5 多孔泡沫陶瓷材料
图6 多孔燃烧器内芯结构图
(1)渐变型多孔介质中温度分布随当量比的变化
随着当量比的增大,燃烧室温度升高,火焰稳定位置越靠近多孔介质上游如图7所示。
图7 渐变型多孔介质中温度分布特性，FR=1378Kw/m2（2）渐变型多孔介质中温度分布随燃烧强度的变化
对于当量比为0.59的工况来说,火焰中心随燃烧强度的变化而发生相应移
动的现象比较明显。
说明在当量比小的情况下,火焰在燃烧器里保持稳定燃烧的功率调节范围小。
随燃烧强度不同,燃烧室壁面温度分布呈现出三种趋势:极低燃烧强度的低温均匀分布,中等燃烧强度的稳定燃烧和极高燃烧强度的多孔介质表面燃烧情况。
图8 渐变型多孔介质中温度分布特性Φ=0.59，Φ=0.66
2.2惰性多孔介质内预混燃烧的研究
（1）单层多孔介质燃烧器的数值研究
图9 有无弥散项时温度分布的比较图10 有无弥散项时火焰传播速度的比较（2）双层多孔介质燃烧器的数值研究
当可燃气速度增大时,火焰向下游移动,CO在高温区滞留时间减小,排放量增大。
NO和NO2正好相反,可燃气速度增大时,滞留时间减少,产生的高温NOx减少,NO和NO2的排放量也减小。
图11 CO排放量随流速的变化图12 NO、N02排放量随流速的变化（3）温度和轴向速度分布
在入口端,固体温度高于气体温度,预混气体得到了有效的预热"在距入口端约0.06m处,密集且温度值最高的气体等温线代表着火焰的位置"与此相对应,以燃烧器的中心线为对称点,在下游也存在一个局部高温区,这是上半个周期火焰的位置"在两个局部高温区域之间,气体和固体温度值相差不大,而且等温线呈现了典型的马鞍型曲线,中间部位有凹坑,这是由于径向的热量损失所致,并且该部分没有反应热来弥补热量损失"在下游,气体温度高于固体温度,部分热量又蓄积在下游"图为燃烧器内轴向速度分布,二维特征很明显,呈现典型的抛物线型"在入口流速为0.55mm/s时,燃烧器内轴向最大速度达到3.25mn。
图13气体温度分度分布
图14气体温度分度分布
图15 速度分布
3液体燃料在多孔介质中的燃烧
二十世纪90年代以来,部分学者开始研究液体燃料在多孔介质中的燃烧。
1.与气体相比多孔介质内固体材料的高导热率和高辐射率； 2.多孔介质内结构复
杂,有很大的内表面积,这些特点能够有力的促进燃油的蒸发。
3.液体燃料分布在大量孔隙的内表面上,形成很薄的油膜,从而实现快速而完全的蒸发,形成可燃混合气,可以避免不完全燃烧时产生碳烟等问题。
液体燃料多孔介质燃烧可分为喷射雾化型和蒸发雾化型两类。
研究喷射雾化型多孔介质燃烧的关键在于液体燃料喷雾与多孔介质间的作用。
Weclas等人的验表明,喷雾空间内布置多孔介质可有效缩短油束的贯穿距离,促进燃油破碎,使燃油在空间内分布得更加均匀,更易获得类似均质燃烧的效果。
实验同时表明,随着多孔介质材料温度的升高,燃油雾化效果也有了明显的优化。
图16多孔介质预热温度对燃油喷射雾化效果的影响Kaplan等人较早对喷射雾化型多孔介质燃烧做了实验研究,实验建立了燃用正庚烷的多孔介质燃烧器。
实验结果表明在燃烧室出口处温度不均匀度仅为50 ℃,获得了较好的均质燃烧效果。
实验还比较了正庚烷燃料在喷人燃烧室前有无预先蒸发两种条件下的排放结果,获得了类似的良好排放效果。
该结果表明,喷射雾化型多孔介质燃烧也可获得类似使用气体燃料的良好混合效果。
图17 实验装置
Vijaykant等人对Kaplan等人的研究做了扩展,为获得较高的结构强度,实验使用了涂覆SiC的碳泡沫多孔介质,设计了带有预热段和燃烧段的双层多孔介质液体燃料燃烧器,燃烧器结构。
研究表明,燃油喷嘴的位置对燃烧排放情况有着很大的影响,当喷嘴距多孔介质的距离足够远时,油滴得到充分蒸发,并与空气得到较好的混合效果,排放得到充分抑制,反之则有所上升如图18。
比较无旋流气体辅助喷嘴和气体旋流辅助雾化的喷嘴的燃烧情况。
结果表明有旋流喷嘴良好的雾化效果对多孔燃烧排放有明显的改善，图19所示。
图18 实验装置
图19 无旋和有旋
蒸发雾化型多孔介质燃烧一般采用逐滴供给的方式供给燃料，液体燃料在接触多孔介质主燃烧区前已经蒸发为气态，与氧化剂混合后进入主燃烧区，其燃烧方式类似于预混合燃烧。
煤油的贫燃极限当量比可拓宽到0.1,负荷变化比可达7.2。
4多孔介质燃烧技术应用
（1）民用加热器
负荷调节比大，在大功率条件下启动以减少污染物排放，温度正常时，可以
方便的调小热负荷输出以减小能源消耗。
热负荷强度可以达到3500 kW/m2，而常规的气体燃烧器热负荷强度一般为300kW/m2
图20多孔介质燃烧器
（2）多孔介质燃烧器与预混式工业燃烧器的联合利用
常规预混式燃烧器的功率调节范围只有1:2.5，燃烧器系统功率调节范围可增大到1:50。
图21预混燃烧器
（3）超绝热发动机
美国人Ferrenberg于1990年最早提出了多孔介质发动机的概念,提出的一种柴油机改造方案结构如图。
多孔介质蓄热器置于活塞上方,通过一驱动杆与活塞同步运动"吸气时,蓄热器固定在缸盖上"压缩行程中,蓄热器与活塞做反向运动,迫使气体穿越多孔介质的孔隙,从而吸取其中己积蓄的热量"喷油和燃烧后,蓄热器向上而活塞向下运动,高温燃气穿越多孔介质并保持热量传给后者,从而完成一个循环。
Ferrenberg采用SiC(12ppi)泡沫陶瓷的实验结果表明,蓄热器的原型柴油机相比,在相同的空燃比下,热效率可提高到50%,而此油耗可减少30%
图22 绝热发动机
（1）多孔介质预热温度对燃烧的影响
燃油喷射区的预热温度如果低于350 ℃左右,燃油喷入后,不发生燃烧现象,但燃烧室侧壁上出现明显的油雾,如图所示为燃油雾化前后的对比照片,说明燃油在多孔介质内实现了汽化,但由于没有达到着火温度,因此没有火焰产生。
图23多孔介质预热温度对燃烧的影响
（2）空气流量的影响
在一定范围内,空气流量增大,火焰持续时会增长,燃料燃烧更充分,燃烧区最高温度升高。
但空气流量过大,会导致热损失增多,燃烧区最高温度降低。
图24 空气流量的影响
参考文献
[1]王恩宇. 天然气在渐变型多孔介质中的燃烧特性试验研究[D].杭州:浙江大
学.
[2]赵平辉. 惰性多孔介质内预混燃烧的研究[D]合肥:中国科学技术大学.
[3]史俊瑞. 往复流多孔介质燃烧器的二维数值模拟[D].大连:大连理工大学.
[4]刘宏升. 基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机的基础研究[D]. 大连:大连
理工大学。