一种催化无焰燃烧器的制作方法

本实用新型涉及燃料燃烧器技术领域，尤其涉及催化燃烧器技术领域。

背景技术：

气体燃烧方式有扩散燃烧和预混燃烧，两者均为火焰燃烧。火焰燃烧有两大致命的缺点：(1)火焰燃烧是燃烧物质在自由基参与下的氧化反应，涉及到自由基(特别是氧自由基)的气相引发，不可避免地生成部分电子激发态产物，以可见光的形式释放能量，这部分能量无法利用而损失掉，造成能量利用率低。(2)自由基的气相引发使空气中的氮气参与燃烧反应而形成毒性污染物NOx，低的燃烧效率产生可观的未完全燃烧的HC和CO，排入大气会造成环境污染。传统的燃烧器大多采用火焰燃烧的方式，这种方式即存在上述问题，造成气体燃料燃烧不完全、热效率低、燃料利用率低、CO排放浓度高等问题。解决火焰燃烧的低效和高排放的有效途径之一是催化燃烧，具有燃烧效率高(CO和未完全燃烧的HC排放低)、燃烧温度低(<1200℃，因此NOx排放低)、燃烧过程稳定可控(通过控制催化反应)等优点。催化燃烧是低碳烃在催化剂表面进行的氧化反应，是一种以无焰燃烧为主的燃烧方式。催化燃烧技术应用的关键是设计、研究和开发出高效催化燃烧器，目前，市场上已出现了催化燃烧器，其结构大概分为以下两种：(1)在燃烧器内壁或者载体上涂覆催化剂层，如中国专利公开号为104870897的专利，将催化剂涂覆于介质颗粒上；如中国专利公开号为103912890的专利，是将催化材料涂覆在格状载体表面；如中国专利公开号为101929676的专利，是在金属纤维毡上喷涂催化剂；如中国专利公开号为203478245的专利，是将催化剂喷涂在燃烧板表面；如中国专利公开号为202955697的专利，是将催化剂喷涂于燃烧器中；如中国专利公开号为107940466的专利，是将催化剂涂在载体上；如中国专利公开号为207716439的专利，是将催化剂涂在筒内壁上；如中国专利公开号为207438605的专利，是在催化燃烧器的最上层设有催化剂；如中国专利公开号为108232252的专利，是将催化剂涂覆在瓦楞板和不锈钢板上。(2)将催化剂颗粒放置于承载物体内部，如中国专利公开号为104879760的专利，是将催化剂放置于多孔陶瓷中；如中国专利公开号为107702094的专利，是将催化剂填充到机壳的腔室内部；如中国专利公开号为101203977的专利，催化剂布置在所述的阳极废气入口和所述阴极废气入口与所述排气出口之间的外壳内部。上述两种方式，在使用过程中催化剂部分灵活性差，更换催化剂时要更换整个承载物体或者涂覆介质，给使用带来不便。

技术实现要素：

为了解决现有催化燃烧器存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于燃气灶具的催化燃烧器。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种催化无焰燃烧器，包括由燃烧器外壁围绕成的燃烧器腔室，于燃烧器腔室内部沿物料的流动方向设有至少一个燃烧器间隔壁，燃烧器间隔壁与燃烧器外壁之间、相邻燃烧器间隔壁之间为燃气道，燃气道内放置固体催化剂，固体催化剂与燃气道侧壁之间设有间隙，所述燃烧器腔室内位于催化剂上部的燃烧器外壁上安装点火针。

所述燃烧器腔室下部安装下支撑网，或燃气道设为上宽下窄的结构，燃气道下部宽度小于固体催化剂宽度。

于所述燃烧器腔室内位于催化剂上部和点火针下部之间安装上防护网。

所述固体催化剂为负载型贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂或金属合金催化剂中的一种或二种以上。

所述固体催化剂为块状。

本实用新型的催化燃烧器，将固体形状的催化剂放置于燃气道中，预混气通过催化剂与燃气道间隙与催化剂充分接触，使燃气燃烧更充分，热效率高，降低了CO和NOx等有毒有害物质排放浓度；并且催化剂可以任意更换，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型催化燃烧器主视剖面结构图。

图中：1、上防护网，2、燃烧器外壁，3、催化剂，4、下支撑网，5、燃烧器间壁，6、预混气，7、燃气道，8、点火针。

图中实线箭头代表预混气流向。

具体实施方式

本实用新型的催化燃烧器结构如图1所示，包括由燃烧器外壁围绕成的燃烧器腔室，于燃烧器腔室内部沿物料的流动方向设有至少一个燃烧器间隔壁5，燃烧器间隔壁5与燃烧器外壁2之间、燃烧器间隔壁5之间为燃气道7，燃气道7内活动放置固体催化剂3，固体催化剂3与燃气道7侧壁之间设有间隙，燃烧器外壁2内侧位于催化剂3上部安装上防护网1，燃烧器外壁2内侧位于催化剂3上部安装点火针8，催化剂3为通用的负载型贵金属催化剂(如Pt、Pd、Ru、Rh)或过渡金属氧化物催化剂(如MnO2、Co2O3、Fe2O3、NiO、CeO2)或金属合金催化剂(如FeCrAl合金、PtRh合金、PtPd合金)，催化剂可以做成球形、圆柱形、长方体等任意形状，只要与燃气道7之间存有间隙即可。燃烧器外壁2下部安装用于支撑催化剂3的支撑装置，该支撑装置可以但不限于下防护网4结构，也可以将燃气道7做成上宽下窄的锥形结构，燃气道7下部宽度小于催化剂3宽度，从而对催化剂3起到支撑作用，防止催化剂掉入燃烧器下部，物料从燃气道7下部进入燃气道7、由燃气道7上部流出燃气道7。各燃烧器间隔壁5上部可以为齐平或这不齐平结构，根据实际需要设置。

燃气和空气预混气6通过底部的下支撑网4上行至燃气道7，与燃气道7内的催化剂3充分接触，穿过燃气道经点火针点火后，在催化器上方发生火焰燃烧，燃烧产生的热量从上到下加热催化剂，催化剂经加热到500度以上温度后，预混气即在接触高温催化剂后，发生催化完全燃烧，同时催化器上方火焰熄灭，火焰燃烧中止，从而实现了催化燃烧，获得CO和NOx排放低的有益效果。

本实用新型为一种采用狭长孔(燃气道)内放置催化剂的新型催化方式，解决了现有技术中燃烧效率低、污染物排放高的问题。