CN109611827B - 一种温度自调节的无焰燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度自调节的无焰燃烧装置，包括外壳、保温层和炉胆，炉胆由外至内依次分为第一反应区和第二反应区，第一反应区的边缘均匀间隔排布有多个无焰燃烧管，第一反应区内填充有第一介质，第一反应区中央设置有第二反应区，第二反应区包括导热管，导热管内填充有第二介质，导热管中央还设置有天然气加热管道；第一反应区内和第二反应区内分别设置有第一温度采集单元和第二温度采集单元。本发明能通过控制燃料混合区的流量控制阀以及控制无焰燃烧的量，以及双重介质热辐射传导热量，避免瞬间高温对反应物造成影响，同时还能对温度精细化调节。

Description

一种温度自调节的无焰燃烧装置

技术领域

本发明涉及无焰燃烧装置领域，特别是一种温度自调节的无焰燃烧装置。

背景技术

无焰燃烧技术是一种新型低污染燃烧技术，燃烧时不会出现明显的火焰面，燃烧产生大量的热，且燃烧后不会产生和释放污染气体。尤其是现有的甲醇无焰燃烧，甲醇与触媒接触发应产生大量的热，整个过程简单快捷，为工业化发展提供了一个新的方向。

现有的无焰燃烧由于快速反应以及热量快速释放，无法掌控无焰燃烧的温度，尤其是对天然气或石油化合物加热时，无焰燃烧的无焰无疑提供了一个更加安全的方式，但由于温度迅速升高，无法自由控制加热的反应温度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种温度自调节的无焰燃烧装置，解决了传统无焰燃烧产生大量的热，无法控制反应过程中的温度，本申请能通过控制燃料混合区的流量控制阀以及控制无焰燃烧的量，以及双重介质热辐射传导热量，避免瞬间高温对反应物造成影响，同时还能对温度精细化调节。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种温度自调节的无焰燃烧装置，包括：

炉体，炉体为卧式炉体结构，炉体一侧面设置有燃料混合区，燃料混合区侧面设置有燃料输入管和空气输入管，燃料混合区的另一侧与设于炉体内的多个无焰燃烧管相连通，燃料输入管和空气输入管上分别设置有流量控制阀；炉体包括外壳、保温层和炉胆，炉胆由外至内依次分为第一反应区和第二反应区，第一反应区的边缘均匀间隔排布有多个无焰燃烧管，第一反应区内填充有第一介质，第一反应区中央设置有第二反应区，第二反应区包括导热管，导热管内填充有第二介质，导热管中央还设置有天然气加热管道；第一反应区内和第二反应区内分别设置有第一温度采集单元和第二温度采集单元，炉体外还设置有温度控制单元，温度控制单元分别与第一温度采集单元、第二温度采集单元以及流量控制阀相连。

需要说明的是，采用第一反应区和第二反应区，以两个反应区进行辐射传导热量，避免瞬间高温对天然气加热管道造成影响，当无焰燃烧管开始工作时，首先影响第一介质，并使得第一介质的温度迅速升高，这时第一温度采集单元将获取到的温度实时反馈给温度控制单元，当第一介质的温度达到第一预设反应温度阀值，则调节流量控制阀，使得进入无焰燃烧管的燃料减少，从而减少无焰燃烧的反应强度，从而达到控制温度的效果。而第一介质的温度升高后，又会对第二介质传导热量，使得第二介质内的天然气加热管道被加热。

本申请的双介质导热是建立到无焰反应迅速释放大量热量的基础上，既避免瞬间高温对反应物造成影响，又能通过双介质稀释掉瞬间高温的热量，使得天然气加热管道被缓慢加热。

需要进一步说明的是，本申请中所述无焰燃烧包括甲醇、乙醇、煤粉或煤气等在密闭管内与空气均匀混合，通过触媒发生无焰燃烧并释放出大量的辐射式热量的过程。

优选的，温度控制单元包括中央控制器，该中央控制器通过调节流量控制阀，以控制无焰燃烧管内的反应强度，并以此调节第二反应区内的第二介质温度，使第二介质温度处于预设温度范围。

优选的，炉体上还设置有压力监测装置，能实时获取炉胆内的压力，提高安全性和可靠性。

优选的，炉体外还设置有报警装置，所述报警装置用于对温度异常进行报警。

优选的，无焰燃烧管外壁设置有十字形导热片，其增大了传导面积，能迅速传导热量。

优选的，第一温度采集单元和第二温度采集单元分别由多点温度采集装置构成。

优选的，炉体由外壳、保温层和炉胆构成，炉胆内填充有第一介质，炉胆外边缘排列有横截面为环状的第一无焰燃烧管组，炉胆的径向中央还设置有排列成圆形的第二无焰燃烧管组，第一无焰燃烧管组和第二无焰燃烧管组之间设置有天然气加热管道，天然气加热管道一侧设置有多个温度传感器。

优选的，第一无焰燃烧管组和第二无焰燃烧管组分别通过流量控制装置与设于外壳上的燃料混合区相连。

优选的，外壳上还设置有与第一无焰燃烧管组、第二无焰燃烧管组的末端相连的排气装置。

优选的，排气装置上设置有尾气监测装置。

本发明的有益效果为：

(1)设有第一反应区和第二反应区，多个无焰燃烧管设于第一反应区边缘，既避免无焰反应瞬间产生大量的热对反应物造成影响，又能通过多个介质辐射传导热量，使得天然气加热管道被缓慢加热；

(2)能实时获取第一反应区和第二反应区的温度信息，并根据实时温度信息对无焰反应的燃料进行调控，以实现无焰反应温度控制；

(3)设有多点温度采集装置，能实时获取炉胆内多个位置的温度信息，有利于获取温度辐射范围以及温度传导速度，从而实现对温度的精细化调控；

(4)设有报警装置和压力监测装置，有利于提高无焰反应的安全性。

附图说明

图1为本发明的炉体结构示意图；

图2为本发明炉胆的横截面结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例5的横截面结构示意图；

图中，101-外壳，102-保温层，103-炉胆，104-燃料混合区，105-燃料输入管，106-空气输入管，107-流量控制阀，108-排气装置，109-第一介质，110-无焰燃烧管，111-第二介质，112-天然气加热管道，113-第二温度采集单元，114-第一温度采集单元，115-温度传感器，116-第二无焰燃烧管组，117-第一无焰燃烧管组，118-导热管，119-十字形导热片。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1：

一种温度自调节的无焰燃烧装置，请参阅附图1和附图2所示，包括：

炉体，炉体为卧式炉体结构，炉体一侧面设置有燃料混合区104，燃料混合区104侧面设置有燃料输入管105和空气输入管106，燃料混合区104的另一侧与设于炉体内的多个无焰燃烧管110相连通，燃料输入管105和空气输入管106上分别设置有流量控制阀107；炉体包括外壳101、保温层102和炉胆103，炉胆103由外至内依次分为第一反应区和第二反应区，第一反应区的边缘均匀间隔排布有多个无焰燃烧管110，第一反应区内填充有第一介质109，第一反应区中央设置有第二反应区，第二反应区包括导热管118，导热管118内填充有第二介质111，导热管118中央还设置有天然气加热管道112；第一反应区内和第二反应区内分别设置有第一温度采集单元114和第二温度采集单元113，炉体外还设置有温度控制单元，温度控制单元分别与第一温度采集单元114、第二温度采集单元113以及流量控制阀107相连。

进一步的，炉体上还设置有排气装置108，排气装置108与无焰燃烧管110的尾端相连。

需要说明的是，采用第一反应区和第二反应区，以两个反应区进行辐射传导热量，避免瞬间高温对天然气加热管道造成影响，当无焰燃烧管110开始工作时，首先影响第一介质109，并使得第一介质109的温度迅速升高，这时第一温度采集单元114将获取到的温度实时反馈给温度控制单元，当第一介质109的温度达到第一预设反应温度阀值，则调节流量控制阀，使得进入无焰燃烧管的燃料减少，从而减少无焰燃烧的反应强度，从而达到控制温度的效果。而第一介质109的温度升高后，又会对第二介质111传导热量，使得第二介质111内的天然气加热管道112被加热。

本实施例的双介质导热是建立到甲醇无焰反应迅速释放大量热量的基础上，既避免瞬间高温对反应物造成影响，又能通过双介质稀释掉瞬间高温的热量，使得天然气加热管道被缓慢加热。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，炉体上还设置有压力监测装置，压力监测装置能实时获取炉胆内的压力信息，避免出现异常反应情况，有利于增强反应的安全性。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上，请参阅附图3所示，无焰燃烧管110外壁设置有十字形导热片119，十字形导热片119增大了传导面积，在无焰燃烧管110工作过程中，其瞬间释放大量的热量，热量能通过导热片向周围进行辐射传递，增强了热传递效果。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上，请参阅附图2所示，第一温度采集单元114和第二温度采集单元113分别由多点温度采集装置构成。由于无焰反应产生的热传递时，是由近端向远端辐射式传递，不同位置的温度不同，这个时候需要掌握不同位置的实时温度以及不同位置的温度变化，从而掌握温度传递的速率。通过调节流量控制阀操控无焰反应的量，从而实现温度调控。

实施例5：

一种温度自调节的无焰燃烧装置，请参阅附图4所示，包括：

炉体，炉体为卧式炉体结构，炉体一侧面设置有燃料混合区104，燃料混合区104侧面设置有燃料输入管105和空气输入管106，燃料混合区104的另一侧与设于炉体内的多个无焰燃烧管110相连通，燃料输入管105和空气输入管106上分别设置有流量控制阀107；炉体由外壳101、保温层102和炉胆103构成，炉胆103内填充有第一介质109，炉胆103外边缘排列有横截面为环状的第一无焰燃烧管组117，炉胆103的径向中央还设置有排列成圆形的第二无焰燃烧管组116，第一无焰燃烧管组117和第二无焰燃烧管组116之间设置有天然气加热管道112，天然气加热管道112一侧设置有多个温度传感器115，外壳上还设置有与第一无焰燃烧管组117、第二无焰燃烧管组116的末端相连的排气装置108，排气装置108上设置有尾气监测装置。

本实施例采用夹层导热的方式，在炉胆103的中央以及炉胆103的边缘分别设置有无焰燃烧管组，使得无焰燃烧管组的热量向第一介质109传递，通过第一介质109对天然气加热管道112进行加热。本实施例的方式不仅安全方便，且不会排放污染气体，能控制反应温度，增强热反应效果。

需要进一步说明的是，本申请解决了传统甲醇无焰燃烧产生大量的热，无法控制反应过程中的温度，能通过控制燃料混合区104的流量控制阀以107及控制无焰燃烧的量，以及双重介质热辐射传导热量，避免瞬间高温对反应物造成影响，同时还能对温度精细化调节。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种温度自调节的无焰燃烧装置，其特征在于，包括：

炉体，炉体为卧式炉体结构，炉体一侧面设置有燃料混合区，燃料混合区侧面设置有燃料输入管和空气输入管，燃料混合区的另一侧与设于炉体内的多个无焰燃烧管相连通，燃料输入管和空气输入管上分别设置有流量控制阀；炉体包括外壳、保温层和炉胆，炉胆由外至内依次分为第一反应区和第二反应区，第一反应区的边缘均匀间隔排布有多个无焰燃烧管，第一反应区内填充有第一介质，第一反应区中央设置有第二反应区，第二反应区包括导热管，导热管内填充有第二介质，导热管中央还设置有天然气加热管道；第一反应区内和第二反应区内分别设置有第一温度采集单元和第二温度采集单元，炉体外还设置有温度控制单元，温度控制单元分别与第一温度采集单元、第二温度采集单元以及流量控制阀相连；温度控制单元包括中央控制器，该中央控制器通过调节流量控制阀，以控制无焰燃烧管内的反应强度，并以此调节第二反应区内的第二介质温度，使第二介质温度处于预设温度范围。

2.根据权利要求1所述一种温度自调节的无焰燃烧装置，其特征在于，炉体上还设置有压力监测装置。

3.根据权利要求1所述一种温度自调节的无焰燃烧装置，其特征在于，炉体外还设置有报警装置，所述报警装置用于对温度异常进行报警。

4.根据权利要求1所述一种温度自调节的无焰燃烧装置，其特征在于，无焰燃烧管外壁设置有十字形导热片。

5.根据权利要求1所述一种温度自调节的无焰燃烧装置，其特征在于，第一温度采集单元和第二温度采集单元分别由多点温度采集装置构成。

6.根据权利要求1所述一种温度自调节的无焰燃烧装置，其特征在于，炉体由外壳、保温层和炉胆构成，炉胆内填充有第一介质，炉胆外边缘排列有横截面为环状的第一无焰燃烧管组，炉胆的径向中央还设置有排列成圆形的第二无焰燃烧管组，第一无焰燃烧管组和第二无焰燃烧管组之间设置有天然气加热管道，天然气加热管道一侧设置有多个温度传感器。

7.根据权利要求6所述一种温度自调节的无焰燃烧装置，其特征在于，第一无焰燃烧管组和第二无焰燃烧管组分别通过流量控制装置与设于外壳上的燃料混合区相连。

8.根据权利要求6所述一种温度自调节的无焰燃烧装置，其特征在于，外壳上还设置有与第一无焰燃烧管组、第二无焰燃烧管组的末端相连的排气装置。

9.根据权利要求6或8所述一种温度自调节的无焰燃烧装置，其特征在于，排气装置上设置有尾气监测装置。

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