[發明專利]一種液體甲醇采暖爐

有效

• 申請號: 201711119407.6
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN109780582B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 王勝;王樹東;林樂
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: F24C5/02
• 分類號: F24C5/02;F24C5/16;F24C13/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 鄭虹

本發明公開了一種液體甲醇采暖爐，該采暖爐集液態甲醇低溫啟動、甲醇汽化、甲醇催化燃燒和水預熱于一體的裝置，該裝置由液態甲醇啟動腔、甲醇與水預熱腔、甲醇汽化腔、甲醇催化燃燒腔、甲醇尾氣二次燃燒腔構成。在正常運行時，液態甲醇經預熱、汽化、催化燃燒、二次催化燃燒，徹底轉化為二氧化碳和水；放出的熱量用來加熱水，熱水用于民用采暖或衛浴等目的。本裝置結構緊湊、甲醇燃燒充分、熱效率高；無CO等副產物生成，冷熱流體交替分布，可以有效避免系統內局部熱點，系統操作安全，可廣泛應用于以甲醇或其他液態燃料為燃料的民用采暖或衛浴設施中，具有清潔、安全、衛生、可靠等特點。

技術領域

本發明屬新能源技術領域，特別涉及一種液體甲醇采暖爐。

背景技術

燃煤采暖已成為京津冀及周邊地區冬季最主要的污染源。這些區域民用煤使用量大面廣，而且煤質超標現象普遍，導致民用煤燃燒的污染物排放量大。燃燒同樣一噸煤，民用爐具排放的大氣污染物可能是擁有高效大氣污染控制措施的燃煤鍋爐的數倍甚至十幾倍。居民燃煤采暖排放還存在“剛性需求排污高、點多分散難治理”的特點，特別是冬季農村居民采暖，現狀是“一戶一煙囪、一冬兩噸碳、省錢買劣煤、散燒難治理”。

據環保部介紹，近年來，農村量大面廣、低空排放的散煤污染日益突出。數據顯示，民用煤在煤炭消費結構中約占10％，每年消費量超過3億噸。根據北京市的調研結果，農村地區絕大部分的燃煤用于采暖，采暖煤耗占生活煤耗總量的90％左右。在加上民用煤利用方式主要為分散式燃燒，鍋爐種類多、數量大、單體規模小，燃燒后污染物基本上直接排放，絕大多數沒有采取除塵、脫硫、脫硝等環保措施排放大量的二氧化硫、氮氧化物和顆粒物等大氣污染物，以及多環芳烴、苯并芘和汞等有毒有害物質。在現有的黑碳和多環芳烴排放清單中，民用燃煤排放貢獻約為40％。

盡管我國在逐漸取締民用燃煤鍋爐，采取集中供暖，并隨著天然氣普及率的提高，很大程度上改善了民用燃煤污染問題。但是，天然氣管網難以輻射到城郊、縣級城市以及農村。而這些地區基本上以燃煤為主，如何改變這些區域的取暖方式，是目前亟待解決的問題。

因此，開發新型液體燃料取暖及燃具技術是實現大氣污染物減排，改善空氣質量的重要舉措。醇基液體燃料由于性價比高、原料易得等特點，適用于分散式或民用取暖和餐飲等目的。然而目前還沒有關于液態甲醇采暖爐的相關專利報道，專利ZL202521600U公開了一種甲醇燃燒機，通過霧化甲醇、明火燃燒，以灶用為目的；ZLZ05878143U公開了一種改造煤鍋爐為自控甲醇環保鍋爐技術裝置，明火燃燒、燃燒溫度高，適用于規模較大的工況。ZL204404269U公開的甲醇燃燒爐僅公開了其原理圖，采用明火燃燒，沒有公開如何實現安全平穩燃燒等內容。ZL203068554U公開了一種利用內置加熱甲醇蒸發器的甲醇氣化燃燒系統，需要采用電加熱預熱甲醇。

由此可見，醇基液體燃料灶具或替代燃燒裝置多是采用預熱型的或復雜的結構系統來實現氣化，啟動點火仍需預熱，使用不方便，而且浪費能源和時間。因此，有必要開發更加節能、高效的液態燃料燃氣灶或取暖設備。

發明內容

針對目前公開的醇基液體燃料采暖設施系統結構復雜、啟動點火需預熱、使用不方便，而且浪費能源和時間等特點，本發明提出一種工藝合理、無外供熱快速啟動、節能高效、集成度高的液態甲醇點火、甲醇氣化、催化燃燒裝置與水加熱裝置。

本發明采用的技術方案為：

本發明所述的液體甲醇采暖爐，能夠實現液態甲醇低溫啟動供入，不需要外供熱系統，集液態甲醇低溫啟動、甲醇汽化、甲醇催化燃燒和水預熱于一體的裝置，包括甲醇一次燃燒腔(A)、甲醇汽化腔(B)、甲醇二次燃燒腔(C)、甲醇預熱腔(D)、水加熱腔(F)、水預熱腔(E)；甲醇催化燃燒腔和甲醇預熱腔、汽化腔以及水預熱腔、水加熱腔交替布置；腔的布置順序優先按照腔與腔之間溫差最小、冷熱交替，同時兼顧在各個腔的流動方向就近的原則。