多孔介质燃烧技术现状-论文
多孔介质燃烧技术研究进展及应用
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 。
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。
2024年多孔介质燃烧市场分析现状
2024年多孔介质燃烧市场分析现状引言多孔介质燃烧是一种将燃料与氧气在多孔介质中进行反应的过程。
随着全球能源需求的增长和对清洁能源的追求，多孔介质燃烧技术已经成为一个备受关注的领域。
本文将分析多孔介质燃烧市场的现状，并讨论其未来的发展前景。
市场概述多孔介质燃烧市场是一个庞大而多样化的市场。
在很多行业中，多孔介质燃烧技术被广泛应用于能源生产、工业加热、环境保护等领域。
根据市场研究数据显示，多孔介质燃烧市场在过去几年中呈现稳步增长的趋势。
市场驱动因素1.能源需求的增长：随着全球人口的增加和工业的发展，对能源的需求不断增加。
多孔介质燃烧技术可以提高能源利用效率，满足日益增长的能源需求。
2.环境保护要求：传统燃烧方式产生大量污染物，对环境造成严重影响。
多孔介质燃烧技术通过优化燃烧过程，减少了污染物的排放，符合环境保护的要求。
3.提高生产效率：多孔介质燃烧技术可以提高燃烧过程的热传递效率和反应速率，从而提高生产效率，降低生产成本。
市场挑战1.技术难题：多孔介质燃烧技术需要解决多种技术难题，如多孔介质的设计和制备、燃烧反应的控制等。
这些技术难题限制了市场的发展速度。
2.成本控制：多孔介质燃烧技术的应用需要投入大量的研发和生产成本。
降低成本是一个重要的挑战，以提高多孔介质燃烧技术的竞争力。
市场前景多孔介质燃烧技术具有广阔的市场前景。
以下是未来多孔介质燃烧市场的几个发展趋势： 1. 清洁能源替代传统能源：多孔介质燃烧技术可以有效利用可再生能源，减少对传统能源的依赖，符合清洁能源发展的趋势。
2. 智能化和自动化：随着数字化技术的发展，多孔介质燃烧装置将越来越智能化和自动化，提高生产效率和安全性。
3. 研发投入的增加：许多国家和企业都已经意识到多孔介质燃烧技术的重要性，并加大了对该领域的研发投入。
这将推动市场的进一步发展。
结论多孔介质燃烧市场具有巨大的潜力和广阔的发展前景。
尽管面临一些挑战，但随着技术的不断进步和市场需求的增加，多孔介质燃烧技术将在未来得到更广泛的应用。
《2024年采空区遗煤的多孔介质特征及自燃模型研究》范文
《采空区遗煤的多孔介质特征及自燃模型研究》篇一一、引言煤炭采空区内的遗煤管理，在保障煤矿安全高效开采过程中占据重要地位。
尤其遗煤作为采空区内易积聚煤炭资源的一种状态，其物理特性和化学反应特性的研究对矿井的稳定运营及矿井内环境污染与火势控制的难度起着关键性影响。
本文主要围绕采空区遗煤的多孔介质特征以及自燃模型进行详细探讨。
二、采空区遗煤的多孔介质特征多孔介质指包含众多相互连通或封闭的孔隙的固体材料。
采空区遗煤作为一种多孔介质，其特征主要表现在以下几个方面：1. 孔隙结构：遗煤的孔隙结构复杂，包括大孔、中孔和小孔等，这些孔隙为空气、水分和煤的氧化反应提供了空间和条件。
2. 渗透性：遗煤具有较低的渗透性，这一特性使采空区内积聚的瓦斯、水等不易流经煤层。
3. 比表面积：比表面积是指单位体积或质量物质的表面积，对化学反应的速度影响极大。
采空区遗煤的比表面积较大，这使得氧化反应的表面和热源接点更加集中。
三、遗煤自燃的物理与化学基础自燃现象指因内在原因或外在诱因，而发生自发燃烧的过程。
就遗煤而言，其自燃过程主要基于物理吸附和化学氧化两个过程。
1. 物理吸附：遗煤在多孔介质中吸附氧气和水蒸气等物质，为后续的氧化反应提供条件。
2. 化学氧化：在一定的温度和氧气浓度下，煤中的有机物与氧气发生化学反应，产生热量。
当热量积累到一定程度时，便可能引发自燃。
四、自燃模型研究为了更好地理解并预测采空区遗煤的自燃现象，我们需要构建自燃模型。
这种模型可以解释多孔介质中的煤自燃过程中，热量如何生成和积累以及热流的传输规律等。
一个常见的自燃模型主要包括了物理-化学参数如孔隙度、渗透性、温度场以及物理化学吸附模型与化学反应速率模型的联合模拟等。
这些模型能够帮助我们理解自燃过程的主要影响因素及其作用机制。
五、研究方法与结论研究主要采用实验研究和模拟研究相结合的方法。
首先通过实验测量多孔介质的物理特性，如孔隙结构、渗透性等；然后利用化学反应动力学理论分析自燃过程，通过数学模型描述该过程；最后利用计算机模拟软件对自燃过程进行模拟，分析影响因素及热流传输规律等。
《2024年采空区遗煤的多孔介质特征及自燃模型研究》范文
《采空区遗煤的多孔介质特征及自燃模型研究》篇一一、引言采空区遗煤问题一直是煤矿安全生产和环境治理的重要课题。
遗煤作为多孔介质，其复杂的物理化学性质对矿井的安全和环境具有深远影响。
特别是遗煤的自燃现象，不仅威胁着矿工的生命安全，还对矿区环境造成严重污染。
因此，对采空区遗煤的多孔介质特征及自燃模型进行研究，对于预防和控制煤矿火灾具有重要意义。
二、采空区遗煤的多孔介质特征采空区遗煤是一种典型的多孔介质，其特征主要表现在以下几个方面：1. 孔隙结构：采空区遗煤具有复杂的孔隙结构，包括大孔、中孔和小孔。
这些孔隙为空气、水分和煤的氧化反应提供了空间。
2. 表面性质：遗煤表面具有吸附性，能够吸附空气中的水分和气体，影响煤的氧化反应速率。
3. 化学组成：遗煤的化学组成复杂，含有可燃的有机物和无机物，这些物质在一定的条件下能够发生氧化反应，导致自燃。
三、自燃模型研究采空区遗煤的自燃是一个复杂的物理化学过程，涉及热传导、气体扩散、化学反应等多个方面。
为了更好地研究这一过程，建立自燃模型是必要的。
目前，常见的自燃模型主要包括热传导模型、气体扩散模型和化学反应模型。
1. 热传导模型：该模型主要研究采空区遗煤内部的热传导过程。
通过分析遗煤的导热性能、孔隙结构和温度分布等因素，可以预测煤的自燃温度和自燃区域。
2. 气体扩散模型：该模型主要研究空气中的氧气等气体在遗煤孔隙中的扩散过程。
通过分析气体的扩散速率、浓度分布和反应速率等因素，可以揭示煤的氧化反应过程和自燃机理。
3. 化学反应模型：该模型主要研究遗煤的氧化反应过程。
通过分析煤的化学组成、反应速率和反应热等因素，可以预测煤的自燃潜力和自燃风险。
四、研究方法为了更好地研究采空区遗煤的多孔介质特征及自燃模型，可以采用以下方法：1. 实验室测试：通过实验室测试，可以获取遗煤的物理性质、化学组成和孔隙结构等数据，为研究提供基础。
2. 数值模拟：通过建立数学模型，运用计算机软件进行数值模拟，可以分析采空区遗煤的自燃过程和自燃风险。
多孔介质燃烧市场分析报告
多孔介质燃烧市场分析报告1.引言1.1 概述概述：多孔介质燃烧是一种新型的燃烧技术，通过利用多孔介质的特性，将燃料气体均匀地分布在介质中，从而实现高效、清洁的燃烧过程。
该技术在工业、能源等领域有着广泛的应用前景。
本报告将对多孔介质燃烧市场进行深入分析，探讨其发展趋势和未来展望，为相关行业提供参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分内容如下：文章结构部分将会概述本文的结构和各部分内容，并说明每个部分的作用和意义。
首先会介绍文章的目录和大纲，包括引言、正文和结论这三个部分的内容。
然后将介绍每个部分的具体内容，以及各部分之间的逻辑关系和联系，使读者能够清晰地了解整篇文章的框架和内容安排。
最后，文章结构部分的目的是为了引导读者对整篇文章有一个整体的了解，使其能够更好地理解和把握全文的内容。
文章1.3 目的: 本报告的目的是对多孔介质燃烧市场进行深入分析，了解当前市场的发展状况和趋势，并提供相关的数据和见解。
通过对市场需求、竞争格局、技术发展等方面的综合分析，帮助读者全面了解多孔介质燃烧行业，并为相关从业人员和投资者提供决策参考。
同时，通过对未来发展趋势的展望，为行业的发展方向提供一定的借鉴和建议。
1.4 总结:在本文中，我们对多孔介质燃烧市场进行了全面的分析和研究。
我们首先对多孔介质燃烧进行了概述，介绍了其基本原理和应用领域。
接着我们对多孔介质燃烧市场进行了详细的分析，包括市场规模、市场增长趋势、市场竞争格局等方面。
最后，我们还探讨了多孔介质燃烧技术的发展趋势，指出了未来的发展方向和机遇。
通过本文的研究，我们可以得出结论：多孔介质燃烧市场具有巨大的发展潜力，随着技术的不断进步和市场需求的增加，多孔介质燃烧技术将会在未来得到进一步的推广和应用。
我们希望本报告能够为相关行业和企业提供有益的参考，帮助他们更好地把握市场机遇，加强技术创新，推动产业发展。
同时，我们也期待未来能够进行更深入的研究，不断完善市场分析，为多孔介质燃烧技术的发展贡献更多的智慧和力量。
多孔介质内预混气体燃烧的实验和数值模拟研究共3篇
多孔介质内预混气体燃烧的实验和数值模拟研究共3篇多孔介质内预混气体燃烧的实验和数值模拟研究1多孔介质内预混气体燃烧的实验和数值模拟研究随着经济的飞速发展，人们对能源的需求在不断增加，而石化行业的快速发展也使得空气污染和温室气体排放日益加剧。
燃烧是石化生产中最重要的环节，因此节能降耗、减少环境污染和提高石化生产效率，成为石化行业亟需解决的问题。
多孔介质内的预混燃烧是一种可以实现高效能、低污染的燃烧方式。
多孔介质不仅提供了相对较大的反应表面积和热量交换面积，更重要的是，它可以改善流动场的分布，增强燃烧反应动力学过程中的传质与传热过程，并降低燃料使用量。
因此，对多孔介质内预混气体燃烧的研究成为了当前燃烧工程领域的热点和难点。
实验研究和数值模拟研究是多孔介质内预混气体燃烧研究的关键环节。
通过实验研究，可以获得多种参数的变化规律，了解多孔介质内的燃烧过程，探究燃烧机制。
而数值模拟则可以为实验提供补充，通过数值模拟，可以模拟多孔介质内燃烧的过程，预测多种参量的变化趋势，发现存在的问题并提出解决方案。
因此，实验研究和数值模拟研究是密切相关且缺一不可的。
在实验研究中，我们通常采用测量多种参量的方式，比如温度、燃料和氧气之间的摩尔分数、CO、CO2和NOx等的浓度变化，以及某一位置的速度和压力变化等。
我们可以通过改变多孔介质的孔径、厚度、形状和流向等因素来研究多孔介质内的气体燃烧过程。
同时，我们还可以利用高速摄影技术，观察燃烧时的流动场变化，建立流场模型，了解燃烧机制。
这些实验数据对于验证数值模拟的准确性，同时为未来的多孔介质内预混气体燃烧的优化提供指导。
在数值模拟研究中，我们通常采用CFD（ComputationalFluid Dynamics）方法，利用领域物理和数学数值计算的方法对多孔介质内预混燃烧的流动场和化学反应过程进行计算和分析。
通过数学方法建立多孔介质的几何模型和物理模型，同时划分计算区域，设置初始和边界条件。
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。
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关 键 词： 多孔介质燃烧 低热值
火焰面 节能 低排放
Ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ Ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ｏ ｆ Ｐｏ ｒ ｏ ｕ ｓ Ｍｅ ｄ ｉ ｕ ｍ Ｃｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
位 能源未 被开发 和利用 。要建立 可持续发展 的经济模
石油化工行业冶炼尾气 、煤矿低浓 度瓦斯 气等。在 自
然界及 Ｅ ｔ 常生 活中存 在大量 的生物质气化气 ，如生物
质热解产生 的Ｃ Ｈ 、Ｃ Ｏ、Ｃ Ｈ 等可燃气体 ，养殖和酿
城市燃气 ２ ０ １ ５ ／ ０ ７总第４ ８ ５ 期ｌ ７
ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ．
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１ 前言
化 石能 源一直 是世 界能 源结 构 的主体 ，当今世 界８ ０ ％以上 的能源都来 自于化石燃 料的燃 烧 。近年来 可再 生能 源等技术发展较快 ，但受资源总量 、技术水 平及工业 基础的限制 ，在相 当长 的时间内将维持化石 能 源 占能 源消费 主导地位 的状态 。 目前我 国正处于高 速经济发 展阶段 ，能源 与环境对经济发展 的制约作用
极 限 ，同时无需传 统的换热设备来进行燃烧余热 的回
由于多孔介 质材料特殊的性质 ，对燃料有很好 的
适应性 ，因此可 以设计 出低热值 气体 燃烧系统 ，使低 热值气体稳定燃烧 ，实 现工业 中低热值气体能量 的极
限 回收和高效清 洁利用 。多孑 Ｌ 介质燃 烧器可 以很方便
收和传递 ，在减小设备体 积 、实现燃烧设备小型化方
气 ，６ ． ２ ８ Ｍ Ｊ ／ ｍ ３ － １ ５ ． ０ ７ ＭＪ ／ ｍ 为 中热值燃 气 ，而热值 小
于６ ． ２ ８ ＭＪ ／ ｍ 的为低热值 燃气 。工业 中常见 的低热值 气体燃料 主要有 ：化工过程低 热值 尾气 、高炉煤气 、
日益明显 。然而在能源利用上 ，一方面存在效率低 、 污染环境 、浪费严重等 问题 ，另一方 面 ，大量 的低 品
础上 向工业化方 向发展 。
孔介质材料 的高孔 隙率结构 ，使得其本身力学性 能下
降 ，且 随着孑 Ｌ 隙率 的提高 ，力学性能下 降显著 ，且在
经历高温波 冲击时 ，热膨胀变形 引起 的热应力会导致 多孑 Ｌ 陶瓷的抗震性 降低 ，影 响和制约其在 高温燃烧 蓄
热领域 中的应用 。
烧技术
术是一种新颖独特 的燃烧方 式， 其特点包括 以下几点：
（ １ ） 功率大 、极低 的Ｃ Ｏ 和Ｎ Ｏ 排放量 、燃烧安
全稳定 ；
２ 多孔介质 燃烧技 术概述
多孔 介 质燃 烧技 术 ，又称 为Ｐ ＭＣ 技术 （ Ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ Ｍｅ ｄ ｉ ｕ ｍ Ｃ ｏ ｍ ｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ）。多孔介质燃烧过程 中，由于多
式 ，改善能源结构 ，改进能 源消费方式 ，提高能源有
效利用率 ，必须充分利用工业生产及能源 生产 中的各
种低热值燃气 ，实现常规能源的高效清洁利用 。
低 热值燃气并没 有明确 的概念 。通 常根据气 体燃 料 的热值将其 分为３ 类＿ １ ＿ ，大 于１ ５ ． ０ ７ ＭＪ ／ ｍ ｓ 为高热值燃
低热 值气体 ，而高炉煤气 、化工过程尾气 、生物质热
解气 化气等均为无 氧低热值气体 。根据其性质不 同 ，
利用方式也不尽相 同。
（ 燃料腔 气 ）
２ ０ ０ ４ 年 中国工程项 目报告ｒ ２ Ｊ 指出 ：我 国每年排空 近２ ０ ０ 亿ｍ３ 焦炉煤气 ， 约合１ １ ０ ｏ Ｔ Ｙ ｔ 标煤 ； 每年排空的 冶炼 尾气 占总量 ２ ０ ％以上， 约合８ ８ ０ 万ｔ 标煤 ； 每年产生 的沼气 折合 约７ ３ ０ 万ｔ 标 煤 ；若 我 国可利用 量 的３ ． ５ 亿ｔ
Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｔ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｑｉ ｎ Ｃ ｈ ａ ｏ ｋ ｕ ｉ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｌ ｕ
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ： Ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｐ ｔ ｏ ｆｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ｍｅ ｄ ｉ ｕ ｍ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｗａ ｓ ｂ ｉｅ ｒ ｌ ｆ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ， ｗｉ ｔ ｈ ｍａ ｉ ｎ ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ ｅ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ａ ｎ ｄ ｎ ｕｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ． Ｐｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｃ ｏｍｂ ｕｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ， ｈｉ ｇ ｈ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ， ｈｉ ｇ ｈ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ － ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ，ｃ ｏ ｍｐａ ｃ ｔ ｎ ｅ ｓ ｓ ，ａ ｎｄ ｂｅ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｂｌ ｅ ｏ ｆ ｈ ａ ｎｄ ｌ ｉ ｎ ｇ ｌ ｏ ｗ ｃ ａ ｌ ｏ ｒ ｉ ｉｃ ｆ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｏ ｎ． Ｄｕ ｅ ｔ ｏ ｉ ｔ ｓ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ｅ ，ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｍｉ ｓ ｉ ｎ ｇ ｐｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ｉ ｎ ｌ ｏ ｗ ｃ ａ ｌ ｏ ｒ ｉ ｉｃ ｆ
多孔介 质 材料具 有 足够 高 的硬度 和脆性 ，但 缺
乏一定 的刚度 和韧性 ，基本不具有机械加工性 能。多
自１ ９ ７ １ 年英 国学 者 提 出从 燃烧 产物 中提 取热 量 预热反应物 的热 量 回流概念以来 ，多孑 Ｌ 介质燃烧技术 的研究便蓬 勃发展起来 。 目前 ，包括美 国、 日本 、德 国 、澳大利 亚 、俄罗斯 、新加坡等 国家均对多孑 Ｌ 介质 燃烧进行 了深入 而全面的研究 ，并且在机理研究 的基
于增３ ｎ ８ 个“ 西气东 输” ， 用 于发电可达 １ ２ ０ ０ 亿ｋ Ｗｈ 。
多孔介 质 内预混 燃 烧 系统 的热输 运循 环 原理 如
图２ 。
预混燃 气流
同时直接排放 的低 热值气 体内的某些成 分也是温室气 体 ，如 甲烷 的温室效应相 当于二 氧化碳 的２ １ 倍 ，对臭 氧 的破坏能力是二氧化碳 的７ 倍［ ３ Ｊ 。 低热值气体的可燃成分稀薄 ，使用常规燃烧技术 难 以有效利用 ，如何 实现该种气 体的有 效燃烧 、减缓
直接排放造成 的环境 问题 ，一直是燃烧界的难题 。开
图２ 多孔介质 内预混燃 烧 系统 的热 输运 循环 原理
发新型 的低热值气体燃烧 技术 ，对缓解 能源紧张 、提
高能源利用率 、改 善居住 环境 ，具有重要的意义 。而
与传 统 自由空 间燃 烧火 焰相 比， 多孔介 质燃烧 技
多孔 介 质燃烧 技 术正 是能 够满 足这 些要 求 的新型燃
孑 Ｌ 介质 中进行燃烧 ；气体 在多孑 Ｌ 介质孔隙 内部产生漩 涡 、分 流与汇合 ，剧烈扰动 ，燃烧产生 的热量通过多 孔介质 的导热 和辐射效应 不断地 向上游传递并预热新
稀薄气体或超低热值气体稳定燃烧 ；
（ ４） 燃烧热强度 可达３ ５ ０ ０ ｋ Ｗ／ ｍ ２（ 常规燃烧器
热强度一般为３ ０ ０ ０ ｋ Ｗ／ ｍ ｚ ），燃烧器系统功率调节范 围可增大￣ Ｕ ｌ ： ５ Ｏ（ 常规预混式燃烧器的功率调节范 围
只有 １ ： ２ ． ５ ）。
鲜燃气 ，同时利用 多孑 Ｌ 介质 自身 的蓄热能力 回收燃烧 产生 的高温 烟气余 热 。这样不仅 提高气体燃料 的燃烧 效率 ，降低 污染物 排放 ，而且能够显著拓宽燃烧贫燃
（ ２） 多孔介质燃烧 器的结构紧凑 ，尺 寸大大减 小 ，制造成本低 ，系统效率较高 ，消除 了额外能耗 ； （ ３） 燃烧器对燃料 的适 应性很强 ，当量 比调节 范 围很 宽 ，可燃极 限最小 当量 比为０ ． ０ ２ ６ ，可实现 极
孑 Ｌ 基体 的存在 ，预 昆 气体流经多孑 Ｌ 介质 的同时 ，在多
秦朝 葵等 ・多孔介质燃烧技 术现状
多孔介质燃烧 技术现状
口 同济大学机械与能源工程学院 （ ２ ０ １ ８ ０ ４） 秦朝葵 郑璐
摘
要： 介绍 了多孔介 质燃烧技 术的概念及 其在 国 内外的发展 ，并 着重 阐述 了该技 术的试验研 究
和数值 模 拟情 况 ，以及 该技 术在 工业 方 面的应 用 。 多孔 介 质燃 烧技 术具 有显以甲烷为 主的可燃气体
面具有强 大的优 势 ，为天然气等气体燃料 ，特别低热 值气体燃料高效清洁燃烧提供一条新途径 。
多孑 Ｌ 介质燃烧原理如 图１ 。
预 热 区 燃 烧 区
也属 于低热值气体 。此外 ，低热值气体又可分为 富氧 和无 氧低热值气 体 。Ｖ Ｏ Ｃ ｓ 及煤 矿乏风 为典型 的富氧