[發明專利]用于提供熱能的燃燒器系統和方法

在審

• 申請號: 201980091995.8
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN113454389A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: M·格羅斯加斯泰格;M·諾伊曼;M·沃斯納;E·斯托德萊爾;M·D·伯寧格
• 申請（專利權）人: 西肯斯股份有限公司
• 主分類號: F23D11/44
• 分類號: F23D11/44;H01M8/04014;B60H1/22
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 楊黎峰;童劍雄

本發明涉及一種用于提供熱能的燃燒器系統，包括：蒸發器裝置，所述蒸發器裝置用于蒸發液體醇類燃料；燃燒空氣供應裝置；燃燒器裝置，所述燃燒器裝置用于燃燒包含蒸發的燃料和燃燒空氣的燃料混合物，以便提供排氣流；功能裝置，所述功能裝置用于調節所述排氣流的所述熱能，其中，所述燃燒器裝置在操作期間提供所述熱能以用于在所述蒸發裝置中的蒸發。

技術領域

本發明涉及一種用于提供熱能的燃燒器系統和方法。

背景技術

在化石能源諸如煤、天然氣和石油的情況下，存在的碳在燃燒期間不可逆轉地轉化為二氧化碳，從而促進溫室效應，這導致了全球變暖。

這些能源的一種替代是甲醇。甲醇是一種使用非常廣泛的工業化學品，其在歐洲和美國作為燃料不太受歡迎。除了將其用作燃料之外，甲醇還可通過化學反應用作能量存儲。能量存儲的功能是基于其對一定量的能量的受控吸收，該能量可以借由時間延遲再次釋放。

表面燃燒器越來越多地用于低功率燃燒器，尤其是用于家用供熱的燃燒器。根據這一原理，燃燒器頭部由多孔材料組成。為此通常使用高耐熱金屬或陶瓷纖維。燃料和空氣在流經燃燒器頭部時預混并燃燒。由于流道小，反應的熱很好地對流到燃燒器頭部的材料。熱從燃燒器頭部輻射到鍋爐的壁。燃燒器頭部的退火溫度設定在700℃與900℃之間。在該溫度范圍內，熱NOx的形成被抑制。因此，燃燒器的特征在于極低NOx排放。

按燃燒器頭部的形狀，燃燒器被分為扁平燃燒器、圓柱形燃燒器和半球形燃燒器。

“陶瓷泡沫燃燒器”被稱為平面燃燒器頭部。在該燃燒器中，氣體-空氣混合物流過由陶瓷泡沫制成的燃燒器頭部并在其內表面上點燃。燃燒發生在多孔表面上。

Magma燃燒器被稱為具有圓柱形頭部的燃燒器。它的頭部由被陶瓷纖維層包圍的不銹鋼篩網組成。細粒陶瓷層含有硅酸鋁夾雜物，以實現更高的耐熱性。氣體-空氣混合物以扭結的形式供應。

具有半球形形狀的燃燒器頭部是矩陣燃燒器。表面由高合金不銹鋼絲網組成。

燃料電池是自發電池，其將連續供應的燃料和氧化劑的化學反應能轉化為電能。不同類型的分類一方面是基于電解質(例如，聚合物電解質膜燃料電池PEMFC)，另一方面是基于所使用的燃料(例如，DMFC)。

WO 2010/066900 A1公開了用于提供含燃料和水蒸汽的載氣來供應燃料電池的加濕單元。加濕單元包括設計成接收含燃料的液體的加濕空間、通向加濕空間以供應含燃料的液體的入口、通向加濕空間以供應載氣的另一入口，使得載氣與加濕空間中的液體接觸。此外，提供用于排出含有氣態燃料的載氣的出口，提供控制裝置，該控制裝置將加濕室中的含燃料的液體設定為低于其沸騰溫度的溫度。控制裝置被設計成使得通過調整含燃料的液體的燃料濃度和溫度來調節燃料和水蒸汽的蒸氣壓。

WO 2015/110545 A1公開了一種用于熱耦合重整與重整產品處理的燃料電池系統。該系統包括具有陽極入口、陽極出口、陰極入口和陰極出口的燃料電池組，以及與燃料電池組熱耦合以提供包含重整燃料的陽極流體的蒸氣重整重整器，該蒸氣重整重整器連接在陽極入口的上游。燃料電池組和重整器裝置熱耦合成使得燃料電池組的廢熱借助熱傳導傳遞到重整器裝置并部分地用于操作重整器裝置，并且布置在重整器裝置與陽極入口之間的至少一個處理裝置提供用于從陽極流體移除和/或重整未重整的燃料和/或對燃料電池組有害的物質，燃料電池組的操作溫度在140℃與230℃之間的范圍內。

為了使燃料電池組達到其操作溫度，通常提供電加熱裝置。

在EP 2 706 052A3中，已知用于在內燃發動機中使用甲醇的方法和裝置。對應系統可借助駐車加熱器加熱，以便啟動系統。

US 5 372 115A公開了用于柴油內燃發動機的燃料系統，其可以雙燃料系統的方式用甲醇和其他液體燃料操作。