醇基液體燃料燃燒器的製作方法

2023-06-06 03:35:56 1

專利名稱：醇基液體燃料燃燒器的製作方法
技術領域：
本發明涉及燃燒器，更詳細地說涉及一種適於使用新能源的醇基液體燃料燃燒器。
背景技術：
燃燒器廣泛用於工業、農業、交通運輸業和人們的日常生活中，在現有的燃燒器中，有使用氣體燃料的燃燒器，有使用固體燃料的燃燒器，還有使用液體燃料的燃燒器。例如，在現有技術中，實用新型名稱為「一種輕烴液體燃燒器」，其主要包括外殼、內芯、氣化管道、噴頭及點火器等。其特徵在於外殼5與內芯4為上下開口的筒形，內芯4位於燃燒器外殼5中央，出火口6設在外殼4上開口上，噴頭1安裝在內芯4下開口的下方，點火器2設在噴頭1的上方，氣化管道3彎成立柱圓弧頂式的框架結構，固定套架在筒形內芯4外，外殼5再套在氣化管道3外。燃料通過自身燃燒器高溫區上的氣化管道進行高溫加熱，充分氣化，分解輕烴中的雙烯烴成分，從而達到在燃料燃燒時氣化管道、噴頭的不積碳、不堵塞的目的。另外，本燃燒器結構緊湊、布局合理，是現代餐館、食堂最理想的燃燒器。但這種燃燒器適合輕烴液體作為燃料輕烴液體。在現有技術中，申請號為00225422.0，實用新型名稱為「能獲得任意角度的扁平火焰液體燃燒器」，其特徵在於燃燒器為管狀體，在管狀體尾端將燃料和霧化蒸汽接入管體，燃料油管的前端連接油汽混合器燃料油管的外層套接霧化蒸氣管，霧化蒸氣管通過一連接套與噴頭套連接，網孔噴頭通過噴頭套固定在燃燒器前端。本實用新型使燃燒狀況得到有效地改善，提高了燃燒效率，同時大大降低了燃燒生成的CO、SO#-[3]、NOx排放量。但該實用新型構造複雜，仍然不適合採用醇基液體作為燃料。至今以醇基液體作為燃料的燃燒器，未能推廣應用，究其原因主要是燃燒器的結構設計不合理，導致燃燒中的有害氣體未能充分燃燒，並且燃料的低熱值影響使用效果。

發明內容
本發明的目的是，設計一種使用環保和提高熱值的醇基液體燃料燃燒器。本發明所述燃燒器結構設計合理，加之使用環保型醇基液體燃料，能夠使得全部燃燒反應過程均在Nl-K/Al2O3·SlO2催化劑控制下進行，能夠實現使用環保和提高熱值的雙重目的。
本發明醇基液體燃料燃燒器具有熱效率高，環保無環境汙染是基於以下化學反應式甲醇的裂解反應甲醇水蒸氣重整反應由上述兩式不難看出甲醇水蒸氣重整反應多得了一個氫氣，又由於CO與水蒸氣變換是放熱反應，裂解甲醇水蒸氣的汽化熱也下降了41.1KJ。實際使用效果表明，環保型醇基液體燃料含水量在7.6％時可獲得最佳能效比，環保型醇基液體燃料的熱效率和柴油的熱效率比是1.4∶1，而燃燒排放物遠遠低於國家規定的允許排放標準。
本發明所述一種醇基液體燃料燃燒器是由燃氣發生器、燃燒腔、火嘴、風室、點火器等五個部分組成。
燃氣發生器巧妙的設置在燃燒腔中心，其作用是利用燃燒腔內的高溫裂解摻水的甲醇燃料，使燃料氣通過催化劑層向一氧化碳和氫氣轉化，建立渦旋式混合氣通道，避免多孔吹出的旋向空氣流相互幹擾。由於所述燃氣發生器是用1Cr25Ni20Si2材料製成，它既是耐高溫的合金材料又是甲醇水蒸氣裂解一氧化碳和氫氣的催化劑。在結構設置上，燃氣發生器體與燃燒腔底螺紋連接，利用螺紋連接的動量消除熱膨脹引起的燃燒腔炸裂。燃氣發生器腔體設計成兩段，錐體插接能夠部分的阻斷大溫差熱傳導，保證了高溫段裂解氣的產生條件，低溫段不燒損變形，插接口可自由調節不同溫度引起的膨脹變形。燃氣噴孔與旋向通風孔順旋向交叉，有利於混合氣混勻，也避免空氣吹入發生器腔產生爆燃。燃氣發生器的下層噴孔低於旋向通風孔與燃燒腔底平行，有利於燃燒器預熱時火焰穩定。燃氣發生器的上層噴孔高於旋向通風孔，既保證預熱時不產生爆燃，又保證大功率燃燒時有足夠的燃氣噴出量。
本發明渦旋式燃燒腔，其材質採用RQTSi-5.5耐溫球墨鑄鐵，內腔壁塗有Al2O3催化劑塗層，它與燃氣發生器組成了環形的燃氣與空氣混合通道。距底部10毫米處鑽一排直徑為5.6mm偏心20mm通風孔，相切於圓柱形燃氣發生器的外壁。在1Kpa的風壓下產生一個逆時針旋轉的混合燃氣流。
本發明噴火嘴位於前述燃燒腔的上部，其形狀似一個倒扣著的無底碗，與燃燒腔共同組成一個高溫燃燒室。噴火嘴壁厚均勻且密度一致，避免因存在氣孔等膨脹係數不一致而引起炸裂。噴火口直徑要大於或等於燃燒腔直徑，避免因喉管現象使火焰不穩定。火嘴腔內徑要大於燃燒腔內徑30mm以上，以保證旋轉的燃氣流離心力有效的撞擊到催化劑上促進燃燒。
本發明風室的形狀似一個花盆，是燃燒器總成的連接體。下部與燃燒腔對接，形成風室。上部與噴火嘴插接，保證同心度和處於高溫時的燃燒腔的氣密性。底部是進風口，通過管螺紋與風量調節閥和中壓鼓風機連接。
本發明的電子點火器類似於汽油機的火花塞，與汽油機的火花塞相比較沒有搭鐵級的小彎板，這樣能夠使高壓火花由中心柱向圓周邊跳出。電子點火器安裝位置要避開通風孔風道，搭鐵級頂緣要高出燃燒腔底3-5毫米，避免燃料將電極短路。
本發明具有以下優越效果1.本發明醇基液體燃料燃燒器解決了相關國家標準(GB16663-96)難以推廣的瓶頸問題，甲醛、甲醇、氮氧化物的排放量遠遠低於國家允許的排放標準，能夠使來源廣泛的甲醇做替代燃料成為現實。國家允許的甲醛排放標準為25mg/m3，使用本發明醇基液體燃料燃燒器，其排放量為0.025mg/m3，環保效果特別明顯。
2.本發明醇基液體燃料燃燒器，使用醇基燃料與相關國家標準中的一級品比較，熱效率提高了36％。
3.本發明用煤制甲醇生產醇基液體燃料，它是煤炭充分利用的有效途徑。化肥企業生產甲醇燃料是實施煤炭替代石油的戰略選擇，並能夠顯著提高煤炭的綜合利用率。。


圖1是本發明所述醇基液體燃料燃燒器內部結構剖視示意圖其中1-燃氣發生器 2-噴火嘴3-密封膠層4-燃燒腔塗層5-燃燒腔體6-旋向通風孔7-風室8-燃氣下噴孔9-燃料管接頭 10-燃料管11-進風孔 12-空氣流13-電子點火器 14-燃料導管15-催化劑層 16-燃氣上噴孔17-氣化燃料 18-旋轉的燃氣混合氣流
19-渦旋式燃燒腔 20-火嘴腔21-噴火口具體實施方式
下面結合說明書附圖介紹本發明的實施例。
噴火嘴2位於本發明的醇基液體燃料煅燒器的最上端，其下緣與燃燒腔體5的環形凸緣接觸。噴火嘴2由下述混合材料採用不燒結搗打的方式製成，其混合材料按重量比由60％Al2O3的骨料、30％Al2O3細粉、9％軟質粘土、1％普通水泥，用xNa2O·ySiO2結合劑混合攪拌而成，工藝上混合到攥捏能夠成團為宜。噴火嘴的製作，還可以採用不燒結澆注方法製造，其配方為70％Al2O3的骨料、28％Al2O3細粉、2％軟質粘土、用三聚磷鈉水溶液做接合劑。
燃氣發生器1位於燃燒腔體5的中部，燃氣發生器1採用整體分段錐體插接結構，如圖1所示上下兩段之間隙以有利於溫度高時的熱膨脹。燃燒腔體5位於噴火嘴2和風室7之間，空氣流12通過進風孔11、旋向通風孔6進入渦旋式燃燒腔19。燃氣發生器1設置燃氣上噴孔16和燃氣下噴孔8，它們的高度角度與旋向通風孔6旋向配合，以及旋向通風孔6與燃氣發生器1圓柱邊緣的切向平行，有利於混合氣的混合和燃燒。本發明的燃氣發生器1的底部與燃燒腔體5的底部採用螺紋連接，以保證二者的牢固結合，燃氣發生器1採用1Cr25Ni20Si2材料，其腔內裝球形催化劑15，有助於氣化燃料的裂解燃燒和環保。
燃氣發生器正常工作時是個高溫灼熱體，初始需要預熱，在熱態條件下，燃料經由燃料管10、燃料管接頭9、燃料導管14進入到燃氣發生器1腔內氣化，氣化燃料17在燃氣發生器腔部分裂解穿過球型催化劑層15進一步裂解，由上噴氣孔16下噴氣孔8逆時針旋向噴進燃燒腔19.
1kPa空氣流12經由進風孔11進到風室7，再由旋向通風孔6逆時針旋向吹進燃燒腔19，燃氣流與空氣流在燃燒腔19內形成旋轉的燃氣混合氣流18。旋轉的燃氣混合氣流有一個離心力，這個離心力迫使燃氣混合氣流與塗有催化劑層4表面接觸裂解，當燃氣混合氣流旋轉上升離開燃燒腔的瞬間，這個燃氣混合氣流將以更大的離心力撞擊到火嘴腔內壁20上完成最後的裂解燃燒過程。
權利要求
1.一種醇基液體燃料燃燒器該裝置包括燃氣發生器(1)、燃燒腔體(5)、噴火嘴(2)、風室(7)、電子點火器(13)、燃料管(10)和燃料管接頭(9)，其特徵在於噴火嘴(2)上部開有噴火口(21)，燃燒腔體(5)的上邊緣與噴火嘴(2)的底部接觸，燃燒腔體(5)的下邊緣與風室(7)的抬肩內止口插接，燃氣發生器(1)與燃燒腔體(5)底部通過螺紋連接，電子點火器(13)設置在燃燒腔體(5)底部側面的兩個通風孔之間位置上，風室(7)底部有進風孔(11)，燃料管接頭(9)和燃料導管(14)與燃氣發生器(1)底部採用螺紋連接。
2.按照權利要求1所述的醇基液體燃料燃燒器，其特徵在於燃氣發生器(1)採用1Cr25Ni20Si2材料製作。
3.按照權利要求1所述的醇基液體燃料燃燒器，其特徵在於燃氣發生器(1)側壁上設置旋向燃氣下噴孔(8)和燃氣上噴孔(16)。
4.按照權利要求1所述的醇基液體燃料燃燒器，其特徵在於燃燒腔體(5)側壁上設置單排多個同旋向的通風孔(6)。
5.按照權利要求1所述的醇基液體燃料燃燒器，其特徵在於燃氣發生器(1)採用整體分段錐體插接結構。
6.按照權利要求1所述的醇基液體燃料燃燒器，其特徵在於噴火嘴(2)外緣與風室(7)內緣插接部分塗密封膠層(3)。
7.按照權利要求1所述的醇基液體燃料燃燒器，其特徵在於燃氣發生器(1)腔內裝球形催化劑層(15)。
8.按照權利要求1所述的醇基液體燃料燃燒器，其特徵在於電子點火器(13)的搭鐵級頂緣高出燃燒腔體(5)的底部3-5毫米。
9.按照權利要求1所述的醇基液體燃料燃燒器，其特徵在於噴火嘴(2)用60％Al2O3的骨料、30％Al2O3細粉、9％軟質粘土、1％普通水泥，用xNa2O·ySiO2結合劑混合攪拌製成。
10.照權利要求1所述的醇基液體燃料燃燒器，其特徵在於燃氣發生器(1)和燃燒腔體(5)組成渦旋式燃燒腔(19)。
全文摘要
本發明涉及一種醇基液體燃料燃燒器，所述燃燒器由燃氣發生器、燃燒腔、火嘴、風室、點火器等五個部分組成。本發明所述燃燒器結構設計合理，加之使用環保型醇基液體燃料，使得全部反應過程在Ni－K/Al
文檔編號F23D11/10GK1632375SQ20051000248
公開日2005年6月29日 申請日期2005年1月24日 優先權日2005年1月24日
發明者張鵬飛 申請人:張鵬飛