蓄热式陶瓷燃烧器

蓄热式陶瓷燃烧器

蓄热式陶瓷燃烧器的系统主要包括：用蜂窝陶瓷或蓄热小球等做成的蓄热体，燃烧器，空气和烟气的切换装置（换向阀）及其相应的控制系统，如下图所示：

一个蓄热式燃烧单元至少有两个燃烧器本体、两个体积紧凑的蓄热室、换向阀和与之配套的控制系统组成，即应用蓄热式（高温空气）燃烧技术的炉子燃烧器需成对安装，可在同一侧，亦可相对放置。当燃烧器Ａ工作时，产生的大量高温烟气经由燃烧器Ｂ排出，与蓄热体换热后，可将排烟温度降到200℃以下，一定时间间隔后，切换阀使助燃空气通过Ｂ的蓄热体，空气将立刻被预热到烟气温度的８０％～９５％以上。燃烧器Ｂ启动的同时，燃烧器Ａ停止工作，转为排烟和蓄热装置。通过这种交替运行方式，实现“烟气余热的极限回收”和“助燃空气的高温预热”。

如上图所示，高效蓄热体材料特性、燃烧器、换向阀的质量及换向时间的长短是保证高温空气燃烧的关键。

（１）蓄热体

蓄热体是高温空气燃烧技术中最关键的部件。在与燃烧空气或高温燃烧废气进行直接接触的过程中，蓄热体就是一个热交换器，因此，要求蓄热体具有较大的传热面积和持久的传热性能。此外，尽可能选用报废后不会污染环境的材料。目前蓄热体一般采用陶瓷小球或蜂窝陶瓷。

（２）燃烧器

蓄热式陶瓷燃烧器（ＲＣＢ）好比均热炉的一个燃烧通道，结构简单也可做成燃烧器。煤气喷嘴从燃烧器后部插入，此时由于燃烧器中温度很高，在排烟状态下，需对煤气喷嘴进行冷却，由于空气（或煤气）已被预热到很高的温度，故空气与煤气间不需要布置混合装置就能很好的燃烧。在实际使用过程中，一个燃烧器配一个蓄热室，也可多个燃烧器共用一个蓄热室。

如上图所示，模式Ａ表示燃烧器Ａ处于燃烧状态，燃烧器Ｂ处于排烟状态。燃烧所需空气经过换向阀，再通过燃烧室Ａ，被其预热后在燃烧器Ａ中与燃料混合，燃烧生成的火焰加热物料，高温废气通过燃烧器Ｂ进入蓄热室（Ｂ处于排烟状态），将其中的蓄热球加热，

再经过换向阀后排往大气。持续一定时间（如３０ｓ）后，控制系统发出换向指令，操作进入模式Ｂ所示的状态，此时燃烧器Ｂ处于燃烧状态，燃烧器Ａ处于排烟状态：燃烧空气进入蓄热室Ｂ时被预热，在燃烧器Ｂ中与燃料混合，废气经蓄热室Ａ，将其中蓄热球加热后排往大气。持续与Ａ过程相同的时间后，又转换到模式Ａ过程，如此交替循环进行。

（３）换向阀

根据文献的报道，在HTAC技术中，由于必须在一定的时间间隔内实现空气与烟气的频繁切换，因此，换向阀是其关键部件之一。目前使用的换向阀主要有：五通换向阀、直通式四通换向阀和旋转式四通换向阀等。

传统的二位五通换向阀阀位变换是靠空气或电力驱动，一根阀杆有两块阀板，交替开闭不同气体通道，达到换向目的。这种阀体积庞大，采用集中换向，管路系统复杂，如下图所示：

旋转式四通换向阀是角位移阀，不管管道直径多大，阀杆旋转90°就能达到换向目的，所以此阀体积小，动作十分灵活；另外，此阀的特殊密封结构，大大改善了其密封性能，使用寿命比较长。

直通式（升降开闭式）四通换向阀用一只阀代替了四只阀，使整个换向系统集中简洁。该阀共有４个气体通道，换向时靠气缸或液压缸带动两根阀杆升降，阀杆上的阀板用以开闭不同气体通道，完成空气（燃气）烟气的换向。这种阀相对较小，采用分散控制方式，使操作更加灵活，从而实现对炉温的精确控制，并可达到均衡的炉温。