[發(fā)明專利]稀薄組分氣體燃燒的方法及使用該方法的裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210248483.8
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN102787953A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳北彪
• 申請（專利權(quán)）人: 摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: F02M31/16
• 分類號: F02M31/16;F02G5/02;F02M25/07;F02B33/40;F02B41/06;F02B37/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種稀薄組分氣體燃燒的方法及使用該方法的裝置。

背景技術(shù)

在煤炭和石油工業(yè)中，濃度含量低于燃燒爆炸下限的可燃?xì)怏w和空氣的混合物在通常狀態(tài)下不會發(fā)生燃燒或放熱化學(xué)反應(yīng)，然而如果直接排放會嚴(yán)重污染環(huán)境。目前，乏風(fēng)設(shè)備是處理這類氣體混合物的主要裝置，然而乏風(fēng)設(shè)備體積龐大、造價高、維修使用成本高。因此，需要發(fā)明一種結(jié)構(gòu)簡單的能夠使?jié)舛群康陀谌紵ㄏ孪薜目扇細(xì)怏w和空氣的混合物中的可燃物燃燒或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：

一種稀薄組分氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方法，包括以下步驟：

第一、利用外部能源使稀薄組分氣體升溫或升溫升壓；

第二、所述稀薄組分氣體在反應(yīng)裝置中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；

第三、利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量的全部或部分代替所述外部能源使所述稀薄組分氣體升溫或升溫升壓。

利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量的全部或部分先對外做功再使所述稀薄組分氣體升溫或升溫升壓。

一種使用所述稀薄組分氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方法的裝置，包括反應(yīng)裝置和外部能源，所述反應(yīng)裝置的進(jìn)氣通道上設(shè)熱交換器，所述外部能源作為熱源與所述熱交換器連通，所述反應(yīng)裝置的排氣通道上設(shè)回流口，所述回流口與所述熱交換器的加熱流體入口連通。

一種使用所述稀薄組分氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方法的裝置，包括反應(yīng)裝置和外部能源，所述反應(yīng)裝置的進(jìn)氣通道上設(shè)熱交換器，所述外部能源作為熱源與所述熱交換器連通，所述反應(yīng)裝置的排氣通道與所述熱交換器的加熱流體入口連通。

所述熱交換器設(shè)為混合式熱交換器。

所述混合式熱交換器設(shè)為射流泵。

一種使用所述稀薄組分氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方法的裝置，包括反應(yīng)裝置和外部能源，所述反應(yīng)裝置的進(jìn)氣通道上設(shè)壓氣機(jī)，在所述壓氣機(jī)和所述反應(yīng)裝置之間設(shè)熱交換器，所述外部能源作為熱源與所述熱交換器連通，在所述反應(yīng)裝置的排氣通道上設(shè)膨脹做功機(jī)構(gòu)，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)對所述壓氣機(jī)輸出動力。

在所述反應(yīng)裝置的排氣通道上設(shè)排氣旁通口，和/或在所述膨脹做功機(jī)構(gòu)的排氣道上設(shè)排氣旁通口，所述排氣旁通口與所述熱交換器的加熱流體入口連通。

所述壓氣機(jī)設(shè)為活塞式壓氣機(jī)或設(shè)為葉輪式壓氣機(jī)。

所述膨脹做功機(jī)構(gòu)設(shè)為活塞式膨脹做功機(jī)構(gòu)或設(shè)為葉輪式膨脹做功機(jī)構(gòu)。

所述反應(yīng)裝置設(shè)為活塞氣缸機(jī)構(gòu)，所述活塞氣缸機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣道設(shè)為吸入稀薄組分氣體的進(jìn)氣道，在所述活塞氣缸機(jī)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)燃燒室，所述活塞氣缸機(jī)構(gòu)的壓縮比大于22：1。

本發(fā)明中，所謂的稀薄組分氣體是指氧化劑稀薄的氣體或還原劑稀薄的氣體，例如甲烷（CH₄）濃度為1%的煤層氣等。

本發(fā)明中，所謂的射流泵是指通過動力流體引射非動力流體，兩流體相互作用從一個出口排出的裝置，所謂的射流泵可以是氣體射流泵（即噴射泵），也可以是液體射流泵；所謂的射流泵可以是傳統(tǒng)射流泵，也可以是非傳統(tǒng)射流泵。

本發(fā)明中，所謂的傳統(tǒng)射流泵是指由兩個套裝設(shè)置的管構(gòu)成的，向內(nèi)管提供高壓動力流體，內(nèi)管高壓動力流體在外管內(nèi)噴射，在內(nèi)管高壓動力流體噴射和外管的共同作用下使內(nèi)外管之間的其他流體（從外管進(jìn)入的流體）沿內(nèi)管高壓動力流體的噴射方向產(chǎn)生運動的裝置；所謂射流泵的外管可以有縮擴(kuò)區(qū)，外管可以設(shè)為文丘里管，內(nèi)管噴嘴可以設(shè)為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴(kuò)區(qū)是指外管內(nèi)截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個接口或稱通道，即動力流體噴射口、低壓流體入口和流體出口。

本發(fā)明中，所謂的非傳統(tǒng)射流泵是指由兩個或兩個以上相互套裝設(shè)置或相互并列設(shè)置的管構(gòu)成的，其中至少一個管與動力流體源連通，并且動力流體源中的動力流體的流動能夠引起其他管中的流體產(chǎn)生定向流動的裝置；所謂射流泵的管可以有縮擴(kuò)區(qū)，可以設(shè)為文丘里管，管的噴射口可以設(shè)為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴(kuò)區(qū)是指管內(nèi)截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個接口或稱通道，即動力流體噴射口、低壓流體入口和流體出口；所述射流泵可以包括多個動力流體噴射口，在包括多個動力流體噴射口的結(jié)構(gòu)中，所述動力流體噴射口可以布置在所述低壓流體入口的管道中心區(qū)，也可以布置在所述低壓流體入口的管道壁附近，所述動力流體噴射口也可以是環(huán)繞所述低壓流體入口管道壁的環(huán)形噴射口。

本發(fā)明中，所述射流泵包括多級射流泵，多股射流泵和脈沖射流泵等。

本發(fā)明中，所述膨脹做功機(jī)構(gòu)可以對所述壓氣機(jī)輸出動力。