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作品名称：废气焕燃——低热值气体多孔介质燃烧装置创新设计
学校名称：山东理工大学
参赛队伍：拾焰者
队伍编号：231278
参赛学生：张川王继通温金涛梁甲洋
指导老师：史俊瑞
投票日期：2026年11月16日 00:00->2026年12月10日 15:00
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详细说明

针对煤矿低浓度瓦斯、垃圾填埋气、沼气等低热值可燃气体在利用过程中存在的燃烧稳定性差、贫燃极限受限及余热利用不足等问题，本项目创新设计了一种集余热回收、入口预热、流场调节与稳定燃烧于一体的腔体回热渐扩型多孔介质燃烧装置，旨在提高低热值气体的稳定燃烧能力和能源利用水平。

作品采用燃烧主体与外围回热腔一体化设计，通过螺旋式绕流通道回收燃烧器壁面散失热量，实现入口空气自预热，减少对独立外部预热设备的依赖；创新设计15°渐扩型燃烧通道，利用流通截面积变化调节局部气流速度，改善气流与火焰传播速度的匹配关系；结合3 mm和6 mm双层Al₂O₃颗粒填充结构，利用多孔介质内部导热、辐射及层间稳焰作用，构建“外围腔体回热—内部热回流—渐扩流场调节”协同强化燃烧机制。

目前，项目已完成实体样机加工、实验系统搭建及多工况性能测试。在贫甲烷/空气实验条件下，装置最低稳定当量比达到0.40，入口预热温度最高达到575 K，最大热回收效率达到19.5%；测试范围内CO和NO排放浓度最大值分别为41 ppm和34 ppm，表现出良好的贫燃稳定能力、余热回收效果及低污染排放特性。项目已形成SCI二区论文1篇、授权实用新型专利1项、计算机软件著作权2项。

作品采用常见工程材料，结构集成度较高，具备进一步模块化设计与工程适配的基础。未来可面向煤矿低浓度瓦斯、沼气及工业低热值可燃气体等应用场景开展适配验证，为低热值气体资源化利用及工业节能减排提供新的技术方案。