[發明專利]甲醇或輕烴燃料燃燒器

有效

• 申請號: 201610470557.0
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN106090903B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 陶哲瀚;朱偉鋒;陶永春
• 申請（專利權）人: 杭州左納實業有限公司
• 主分類號: F23D11/24
• 分類號: F23D11/24;F23D11/38;F23D11/40;F23D11/36;F23D11/10
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙)33230
• 代理人: 付建中

技術領域

本發明涉及一種甲醇或輕烴燃料燃燒器，可提供熱能。

背景技術

甲醇或輕烴燃料汽化后燃燒，可以輸出熱量，帶動燃氣輪機或其它設備工作，也可以直接輸出熱量，甲醇制氫混合氣輔助燃燒方法，其主燃料是液態甲醇或輕烴燃料，如果沒有氣化，使用普通的噴嘴將液態甲醇噴出霧化燃燒，會有燃燒不完全，熱效率不高，排放時會增加污染。因為普通噴嘴噴出霧化的液體其液滴尺寸仍然偏大，由于這些液滴與周圍空氣中的氧氣接觸有限，因此，在短時間內完全燃燒存在困難。現有技術中，需要建設專用的氣化站，投資成本高，另外，由于甲醇燃燒本身熱值低，沒有氫氣的助燃，產生不了燃燒鏈式反應，提升不了熱值，達不到理想的節能效果。

發明內容

本發明根據以上不足，提供了一種甲醇或輕烴燃料燃燒器及燃燒優化方法。

本發明的技術方案是：

一種甲醇或輕烴燃料燃燒器，其特征是，包括：

氫混合氣發生器，輸入口連接甲醇和水蒸汽；

燃料泵，輸入口連接甲醇或輕烴燃料；

氣化腔，輸入口連接燃料泵的輸出口和氫混合氣發生器的輸出口，輸出口連接噴嘴；

變溫變壓吸附裝置，輸入口連接氫混合氣發生器的輸出口，用于吸附CO2，提高氫氣的純度，變溫變壓吸附裝置為現有技術；

燃燒室，第一輸入口連接氣化腔的噴嘴，第二輸入口連接變溫變壓吸附裝置的輸出口，第三輸入口連接壓縮空氣泵。

主燃料甲醇或輕烴燃料氣化后與補燃的氫氣產生燃燒鏈式反應，兩個過程極大的提高了甲醇或輕烴燃料燃燒效率與燃燒熱值，不但節省了建設高昂氣化站的投資成本，并有效的降低了生產能耗，且因補燃氫氣發生燃燒鏈式反應，燃燒充分，基本實現零排放，達到節能減排的目的，操作過程簡單，安全性可靠。由于氫氣即制即用，無需氫氣儲罐，安全高效。

需要說明的是，如果說第一輸入口也輸入經提純后的氫氣，一則氫氣熱值本身也不高，二則成本會有明顯的提高，三因氫氣提純要降溫，因此，本發明同時兼顧了成本與燃燒的效率。

作為優選方案之一，所述第二輸入口的位置為燃燒室中心所對應的外殼。也就是說將提純后的氫氣直接輸入到燃燒中心。

作為優選方案之二，所述第二輸入口的位置為所述燃燒室第一輸入口相鄰處且與所述噴嘴的噴射方向平行。也就是說，甲醇或輕烴燃料與純后的氫氣一起輸入到燃燒室內共同燃燒。

為了提高氧氣，所述第三輸入口的位置與所述噴嘴的噴射方向平行。

為了提高氧氣的混合效果，還包括所述旋流器，該旋流器位于所述噴嘴外。

作為優選，所述燃燒室由外殼和內殼構成，外殼和內殼之間形成中空，第三輸入口的部分空氣流入到外殼和內殼形成的中空，最后從內殼上均布的通孔流入到燃燒室內。該結構的優勢是，能加熱空氣，同時能減少燃燒室熱量散發，還能均勻地輸入氧氣助燃。

為了進一步地輸入氧氣，還包括若干個可調節的空氣輸入管，空氣輸入管一端連接所述壓縮空氣泵、另一端穿過所述燃燒室的殼體進入燃燒室。

作為優選，所述氫混合氣發生器包括：

混合罐，上部設置有甲醇入口和水蒸汽入口，下部設置有混合出口；

催化罐，底部連通混合罐的混合出口，頂部設置有所述的輸出口；

催化劑，放置在催化罐的中部。

所述催化罐的外壁纏繞有高溫導熱油管。

所述甲醇和水蒸汽、甲醇或輕烴燃料和壓縮空氣泵（7）相關的管路均設置有可調節的電磁閥。

取燃料泵輸出的主燃料總量10%的甲醇與高溫水蒸汽，按摩爾比1:1經混合罐加壓氣化進入催化罐，在催化劑作用下發生轉化反應，得到主要成份為73%氫和25%二氧化碳的混合氣，反應式為：

主反應： CH3OH=CO+2H2 +90.7 KJ/mol

CO+H2O=CO2+H2 -41.2 KJ/mol

總反應： CH3OH+H2O=CO2+3H2 +49.5 KJ/mol

副反應： 2CH3OH=CH3OCH3+H2O -24.9 KJ/mol

CO+3H2=CH4+H2O -+206.3KJ/mol

出口溫度約160℃，無需降溫與提純，一部分用于氣化主燃料甲醇或輕烴燃料成為燃氣，另一部分經變溫變壓吸附裝置吸附CO2后，輸出粗氫氣進入第二輸入口用于補充燃料。