大量的低热值气体因常规技术很难实现高效清洁利用而被直接排空,这既造成能源的浪费,又对环境造成严重的污染。近年来兴起的多孔介质燃烧技术具有较宽的贫燃极限、较高的燃烧处理效率、极低的污染物排放等优点,是高效清洁处理低热值气体的适合方式。基于此,本文提出采用自行设计的多孔介质试验台,以低热值乙烯为研究对象,从燃料当量比、预混气体流速和小球直径等方面研究其燃烧特性。主要研究内容如下:(1)低热值乙烯的可燃极限与传播特性。3mm与9mm小球多孔介质燃烧器的可燃当量比均为0.300≤φ≤0.700,但9mm小球燃烧器的可燃下限比3mm要低一些。3mm小球燃烧器的主要驻定燃烧区域为0.450≤φ≤0.550;而9mm时,其区域为0.500≤φ≤0.550。当量比小于驻定燃烧范围时,火焰向下游传播;大于驻定燃烧范围时,火焰向上游传播。(2)低热值乙烯燃烧温度特性。火焰向上游传播(较高当量比)时,燃烧温度较高;最高燃烧温度在当量比接近驻定燃烧当量比,即火焰以极低速度向上游传播时获得。随着流速的增加,燃烧温度增加,在高当量比条件下,这一现象更为明显。3mm小球多孔介质燃烧器燃烧温度始终比9mm小球燃烧器要高一些。(3)燃烧波传播速度。火焰向上游传播时,燃烧波传播速度与当量比成正比,与预混气体流速成反比;火焰向下游传播时,燃烧波传播速度与当量比成反比,与流速成正比。火焰向下游传播时,9mm小球燃烧器燃烧波传播速度更快;火焰向上游传播时,3mm小球燃烧器燃烧波传播速度更快。(4)处理效率与污染物排放。乙烯处理效率总体上随着当量比的增加而增加,但预混气体流速对其影响不大。CO排放量随着当量比的增加而显著降低;但预混气体流速对CO排放量的影响主要体现在低流速区域。本试验中,NOx排放量低于13ppm。综合比较,3mm小球燃烧器在处理效率与污染物排放方面比9mm小球燃烧器有更高的优越性。