CN201285044Y - 一种热升华炉头 - Google Patents
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Abstract
一种专用于生物质燃气燃烧的热升华炉头，包括进气管、壳体、多孔陶瓷板和合金丝网，其特征在于：其在所述壳体的底部设有导液管。本实用新型与现有技术相比，不会出现气路阻塞，具有炉头温度高、热流量大、无二次污染、永不黑锅和高效节能等优点，极具开发价值。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种燃气燃烧炉头，尤其是一种专用于各种生物质燃气燃烧的热升华炉头，属生物质燃气燃烧技术领域。
背景技术：
目前已面世的燃气燃烧炉头种类较多，归纳起来主要有大气式燃烧炉头和红外线燃烧炉头二大类，其中大气式燃烧炉头工作时表现为火焰燃烧，众所周知，在火焰燃烧中，由于燃气自由基在气相中被引发，导致在炉头上方同时出现电子激发态产物，并在其跃迁回基态的过程中，以可见光的形式对外释放能量，这部分能量不能被有效利用而白白造成能量损失。同时由于燃气自由基在气相中被引发，空气中的N2将参与反应生成有毒有害的NOx，此外，当其用于生物质燃气燃烧时，还有大量燃烧不完全的焦油类大分子和CO产生，因其存在能量利用率低和焦油、CO、NOx等有毒有害气体的二次污染严重等问题，因而大气式燃烧炉头不适用于生物质燃气燃烧，如专利号为ZL200410046805.6的中国专利：生物质气化燃气灶具炉头和专利号为ZL200620049936.4的中国专利：生物质气化炉炉头，就是这种不适用于生物质燃气燃烧的大气式燃烧炉头；而现有各种红外线燃烧炉头，当其用于生物质燃气燃烧时，又因混在生物质燃气中的燃气冷凝液包括焦油和水进入炉头后，一方面因焦油凝结可能出现气路阻塞，致使炉头出现不能正常稳定工作的情形，如专利号为ZL95200434.8的中国专利：红外线炉头，当其用于生物质燃气燃烧时就很容易出现炉头因气路阻塞而不能正常稳定工作的状况；另一方面因焦油和水的吸热气化，使得炉头温度降低，导致高燃点焦油无法在炉头部位实现完全裂解燃烧，从而引发焦油污染，如专利号为ZL96224829.0的中国专利：双管红外线炉头，就不可避免地会出现此类现象，因此，现有各种类型的普通红外线燃烧炉头均不能适用于生物质燃气燃烧。
事实上，在国际范围内，一种热流量大，热效率高，没有二次污染，可有效克服现有技术以上所述全部缺限，且完全适用于生物质燃气燃烧的热升华炉头，至今还未见报道。
发明内容：
本实用新型的目的在于针对现有技术之不足而提供一种热流量大，热效率高，没有二次污染，可有效克服现有技术以上所述全部缺限，且完全适用于生物质燃气燃烧的热升华炉头。
为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种热升华炉头，包括进气管、壳体、多孔陶瓷板和合金丝网，其特征在于：其在所述壳体的底部设有导液管；所述的多孔陶瓷板为设置在所述壳体上端口内的红外发热多孔陶瓷板，包括15～20目、每个网孔面积为0.59～1.94mm22、板厚为10～20mm、壁厚为0.3～1.0mm的薄壁型平面红外发热多孔陶瓷板、波纹面红外发热多孔陶瓷板和表面涂敷有燃烧催化剂的负载型红外发热多孔陶瓷板，并在所述红外发热多孔陶瓷板内设有红外发热剂；所述的红外发热剂为MgO、ZnO、ZrO2、Fe2O3、Al2O3、SiO2、SiC和SiN或它们的组合；所述的合金丝网为设置在所述多孔陶瓷板上方的红外发热合金丝网，包括5～9目、每个网孔面积为4～16mm22、丝径为0.6～1.0mm的铁铬铝合金丝网。
利用本实用新型实现生物质燃气完全燃烧和长期稳定工作的作用机理在于：
首先，本实用新型所述的红外发热合金丝网和设置于所述红外发热多孔陶瓷板内的红外发热剂，在受热时能快速吸收“发热源”所发出的红外电磁波，致使其核外电子由低能级轨道迅速跃迁到高能级轨道并不断向外发射红外电磁波，产生热辐射，由于本实用新型所述红外发热材料——红外发热剂和红外发热合金丝网的分子活化能和电子逸出功较高，其表面高能电子不会或很难逸出材料表面而引发自由基，更不会在气相中产生电子激发态产物，因而其本身不会出现物质损耗也无可见光的能量损失，加上设置在本实用新型所述壳体底部的导液管，可将进入炉头壳体内的燃气冷凝液包括焦油和水及时从炉头内全部分流出去，从而一方面减轻了炉头对焦油裂解燃烧的工作负荷，另一方面又最大限度地清除了在生物质燃气燃烧时产生吸热降温效应的主要极性化合物——H2O，因而，在其表面瞬间即可形成温度蓄积，产生1300℃以下的表面高温，能使进入其表面高温区的小分子可燃气及其少量焦油类大分子包括可能存在的“二恶英”及其前体物快速裂变并因此而引发自由基，由于燃气自由基的引发发生在炽热的红外发热材料——红外发热剂和红外发热合金丝网的表面高温区，此时，如给生物质燃气配入适量空气助燃，即可让生物质燃气在其表面高温区实现完全燃烧，而不至在其表面高温区或其以外的气相中产生电子激发态产物，并因此而引发导致出现能量损失的可见光，有效避免出现“焦油”、CO和“二恶英”的二次污染；另外，由于其表面高温区的温度在1300℃以下低于NOX的形成温度——1500℃以上，使得空气中的氮不能或很难与氧原子结合生成NOX，从而又可有效避免燃气火焰燃烧时可能产生的NOX的二次污染；也正由于在本实用新型的正常使用过程中，无焦油、CO、NOX和“二恶英”等极性化合物的生成，同时在炉头部位产生吸热降温效应的主要极性化合物——H2O，又因导液管的设置而获得了最大限度的清除，从而使得本实用新型在生物质燃气的热能转化过程中，与现有技术相比，因H2O、焦油、CO、NOX和“二恶英”等极性化合物的外逸所产生的吸热降温效应相对降到了最低值，致使生物质燃气在炉头部位所产生的热流量相对更大，炉头温度更高，热能利用更充分，因此，本实用新型的热效率极高，节能效果十分显著；
另外，当所述“发热源”所发出的红外电磁波有所减弱时，处于红外发热材料——红外发热剂和红外发热合金丝网高能轨道上的高能电子便会跃回到其低能级轨道上，并同样向外发出红外电磁波，产生热辐射，使得生物质燃气裂解燃烧温度不会因此而出现大的波动，原有燃气裂解氧化反应因此得以稳定进行，从而达到“稳定裂解、完全燃烧、高效节能和环境友好”的多重目的。
特别说明：本实用新型所述的网孔孔“目”的定义为：在每英寸即25.4mm的长度范围内所包含的网孔数。
本实用新型与现有技术相比，具有如下功能与优点：
1、适用于各种生物质燃气的燃烧，不会出现气路阻塞，能长期稳定工作；
2、炉头温度高，热流量大，高效节能，能满足各种形式的用能需要；
3、与本发明人发明的“柴草液化气灶”配套使用，不会出现焦油、CO、NOX和“二恶英”等有毒有害气体的二次污染，环境十分友好。
附图说明：
图1是本实用新型一种具体实施方案的内部结构示意图；
图2是图1的A—A剖视示意图，但图中没有标注剖面线。
附图中各组成部分的名称与序号如下：
壳体(1)、合金丝网(2)、网孔(3)、多孔陶瓷板(4)、进气管(5)、导液管(6)、分气罩(7)、固定片(8)。
具体实施方式：
一种热升华炉头，如图1和图2所示，由进气管(5)、壳体(1)、多孔陶瓷板(4)和合金丝网(2)组成，所述的进气管(5)为设置在所述壳体(1)下部周向外侧且带分气罩(7)的径向水平进气管，同时在所述壳体(1)的底部设有导液管(6)；所述的多孔陶瓷板(4)设置在所述壳体(1)的上端口上，为18目、每个网孔(3)面积为1.02mm2、板厚为15mm、壁厚为0.4mm且表面涂敷有燃烧催化剂的薄壁型方孔平面红外发热多孔陶瓷板，并在所述红外发热多孔陶瓷板内设有红外发热剂，所述的红外发热剂为MgO、Al2O3和SiO2；所述的合金丝网(2)为8目、每个网孔(3)面积为5.64mm2、丝径为0.8mm的红外发热铁铬铝合金丝网。
特别说明：
以上所述仅为本实用新型的一种具体实施方案，但要实现本实用新型还有其它多种具体实施方案，且对于本专业范围的普通技术人员来说均是显而易见的，因而本说明书没有全部列举，总之，凡是不违背本实用新型总体构思的各种具体实施方案，包括其它各种变形方案或等同替换方案，均为本实用新型的有效保护方案。
Claims (4)
1、一种热升华炉头，包括进气管(5)、壳体(1)、多孔陶瓷板(4)和合金丝网(2)，其特征在于：所述的进气管(5)为设置在所述壳体(1)下部周向外侧的水平进气管，同时在所述壳体的底部设有导液管(6)；所述的多孔陶瓷板(4)为设置在所述壳体(1)上端口内且内设红外发热剂的红外发热多孔陶瓷板；所述的合金丝网(2)为设置在所述多孔陶瓷板(4)上方的红外发热合金丝网。
2、根据权利要求1所述的热升华炉头，其特征在于：所述的水平进气管包括切向水平进气管和带分气罩(7)的径向水平进气管。
3、根据权利要求1所述的热升华炉头，其特征在于：所述的红外发热多孔陶瓷板，包括15～20目、每个网孔面积为0.59～1.94mm2、板厚为10～20mm、壁厚为0.3～1.0mm的薄壁型平面红外发热多孔陶瓷板、波纹面红外发热多孔陶瓷板和表面涂敷有燃烧催化剂的负载型红外发热多孔陶瓷板。
4、根据权利要求1所述的热升华炉头，其特征在于：所述的红外发热合金丝网，包括5～9目、每个网孔面积为4～16mm2、丝径为0.6～1.0mm的铁铬铝合金丝网。
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