我国对能源的需求和消耗量日益增加,导致严重的能源环境问题。低热值气体具有易燃易爆,可燃组分浓度低,不易点燃,点燃后燃烧速率不稳定等特点,因此难以被传统的技术高效利用。若能充分利用这些气体能源,将有助于改善大气环境,优化能源结构。本文以多孔介质燃烧技术为背景,结合逆流氧化技术和旋转反应器装置,研制搭建旋转逆流燃烧器实验系统。旋转逆流燃烧是一种新型的火焰驻定的方式,气流分配均匀。火焰面实现驻定燃烧,不仅能提高燃烧器内的换热效率,促进燃料的完全燃烧,减少中间污染物的生成,提高燃烧效率,还可以延长燃烧器的寿命,使装置持续稳定运行。旋转逆流燃烧器的设计和研究,有利于指导和优化燃烧器的结构设计,丰富了多孔介质燃烧技术在低热值气体燃烧领域的应用,为其工业应用奠定基础。主要的研究内容如下:（1）旋转逆流燃烧器的结构设计。利用传热学、高等流体力学和高等燃烧学等理论知识,对旋转逆流燃烧器进行结构设计。主要介绍燃烧器的工作原理和填充床的设计步骤,确定废气的体积流量和流速,结合气体的物性参数得到床体的进出口气体温度,选择合适的蓄热体,经热力计算得到蓄热室的传热面积和综合传热系数,求出床体的高度、半径及水平截面积。确定填充床的半径为200 mm,高度为650 mm。（2）旋转逆流燃烧的实验研究。搭建旋转逆流燃烧器实验系统,对系统组成、实验步骤展开详细的介绍。探究燃烧器的预热过程,燃料在燃烧器内的燃烧状况,以及甲苯浓度、转速对温度分布特性的影响。预热过程主要采用“辐射+导热”和“辐射+导热+对流”两种预热方式。在床体温度达到饱和的情况下,通入较低的进气风量能够强化对流换热,有助于提升测点温度,预热效率较高,若通入较高的进气风量会带走床内的部分热量,不利于蓄热。在旋转进气的流动条件下,强化燃烧器内的传热传质过程,使得床体各截面的温度分布均匀,整体呈阶梯式。燃烧过程中,烟气带走部分热量,导致床体温度略有下降。而随着甲苯浓度的增加,燃烧器内峰值温度略有变化,填充床温度下降速度变慢。转速对温度分布基本没有影响。（3）旋转逆流燃烧器的数值模拟。建立三维预混燃烧模型,利用Fluent软件对甲苯/空气在旋转逆流燃烧器中的燃烧过程进行模拟研究。分析组分、反应速率、温度、速度等参数的变化规律,探究甲苯浓度、轴向入口速度和周向旋转速度等参数对温度特性和火焰移动特性的影响。结果表明,燃烧器在燃烧过程中温度呈阶梯式分布,形成稳定的高温区和低温区。进出口两侧的轴向速度分布具有良好的对称性,速度大小相近,方向相反。增大燃料浓度,床内最高温度随着浓度的增加而增加,甲苯的转化率随之提高。增加轴向入口速度有利于提高燃烧稳定性,床体的峰值温度随之升高。周向旋转速度对床体内的温度分布影响较小,周向旋转速度改变时,燃烧器内的最高温度和最大反应速率基本不变。