当今社会,能源危机和环境污染随着社会和经济的发展日益严重,人们对节能和环保的呼声越来越高。为此,国内外学者们提出了各种各样的优化燃烧和污染物排放控制技术,超绝热燃烧是目前公认的最有效、最实用的燃烧技术之一。依托该技术开发的多孔介质燃烧器,具有提高燃烧效率,加快燃烧速度,降低污染物排放量等优点。本文研究的目标是将多孔介质燃烧技术推向工业应用。根据多孔介质的特性和工业实际需要设计开发出用于加热炉的多孔介质燃烧器,对预混气体在多孔介质内的燃烧规律进行了实验研究,分别采用实验手段和数值模拟手段对相同工况下的多孔介质燃烧器和普通燃烧器燃烧效果进行了对比,研究结果用来指导工业应用。多孔介质燃烧器的工业应用实验证明,本文设计开发的多孔介质燃烧器在工业应用中是可行的,在采取一系列防回火措施之后,燃烧器能够持续较长时间正常燃烧。在当前的多孔介质材料条件下,探索出燃烧最好在燃烧强度不高于1200kW/m2的工况下进行,此时的多孔介质辐射面温度不高于1200℃。多孔介质材料的孔径因素和耐高温、抗热震性能仍是制约工业应用成败的关键因素。烟气分析表明,多孔介质燃烧器污染物排放量很低。对相同功率下的多孔介质燃烧器和普通平焰燃烧器做了对比实验研究,通过比较两种燃烧器在相同操作参数下的热效率可以看出,多孔介质燃烧器的热效率值普遍高于普通平焰烧嘴,且高出都可以达到5%以上。这进一步说明实际生产中采用多孔介质燃烧器完全能达到节能减排的效果。对自行搭建的实验炉建立三维模型,以天然气为燃料,采用FLUENT商业软件作为计算工具,分别对实验炉装置多孔介质燃烧器和普通燃烧器时炉内的热过程进行了非稳态的数值模拟。模拟结果和实验结果具有一致性。本燃烧器的燃烧方式为预混燃烧,基于宝钢室式炉采用预热助燃空气的实际需要,对燃烧器结构进行了改进,增加了旋流片以利于预混气体更有效混合,设置了两级混合装置以保证安全,修改了天然气进气管的切断阀直径以使得热空气的影响更小。通过实验表明,新型结构的燃烧器在保证稳定燃烧方面的性能令人满意。但由于目前多孔介质材料的局限,为使燃烧能长时间持续稳定,应注意以下两点：1、火焰而尽量稳定在多孔介质下表面出口处；2、实际应用时,应控制燃气、空气比例.使得稳定燃烧时多孔介质材料下表面呈现黄色火焰,而不能长时间使多孔介质表面出现光亮刺眼的颜色。