选取金属网织结构作为尾气燃烧的载体,首先因为其优良的物理属性,金属纤维的断裂韧性由于多孔陶瓷,其几何结构对于热应变适应性好,且有一定机械强度,并可加工成任何形状,在复杂的工况下更加经久耐用;对于SOFC完整的工作供电过程,燃烧器的温度变化从启动阶段的300K升至稳定供电时的1000K,再将至停机时的室温300K,金属网织结构由于其热惰性大,热惯性小,能快速响应温度的变化;其热强度高,适用于0.1-5W/mm2高调节比变化。其次,由于金属网织结构孔隙均匀,形平成稳的气流和温度梯度,增大了燃烧强度的同时增强了了火焰的稳定性,避免了局部热区的形成,因此燃烧产物中CO与NOX含量很低(NOx<30mg/NM3)。
金属网织结构
系统流程与燃烧器结构如下图所示,空气由空压机供给,经过干燥、减压后由空气流量计(MFC)调节,燃料由气瓶供给,与空气在混合腔中充分预混后流入燃烧器,燃烧后的余气导入烟气分析仪。孔板为金属网织结构提到了支撑作用,也为高流速的混合气提供一个缓冲区域,防止流速过快发生脱火情况。若燃烧过程中因为火焰传播速度的增加而发生回火,由于金属丝网的存在,火焰在短时间与丝网接触,火焰被分成许多细小的火焰流,由于传热作用和器壁效应,不能把金属加热到闪点以上,火源达不到燃烧温度而自动熄灭,实现阻燃。
实验系统流程图 燃烧器结构简图