一種基于熱交換的無焰燃燒爐制造技術

本發明專利技術公開了一種基于熱交換的無焰燃燒爐，包括：包括外殼、保溫層以及爐膽；爐膽分為上層反應區和下層反應區，上層反應區和下層反應區之間設置有隔離層；爐膽內還設置有多個貫穿上層反應區和下層反應區的換熱管，下層反應區設置有盤繞再換熱管底部的無焰反應管，下層反應區的側面設置有燃料混合區，燃料混合區的前端設置有燃料入口管和空氣入口管，燃料混合區的后端與無焰反應管相連，燃料混合區和無焰反應管之間設置有流量控制閥；上層反應區的頂部設置有天然氣出口閥，上層反應區的側面設置有天然氣進口閥。本發明專利技術采用上層反應區和下層反應區，通過介質傳導熱量實現天然氣加熱，其避免天然氣與無焰反應管直接接觸，增強了使用的安全性。

【技術實現步驟摘要】
一種基于熱交換的無焰燃燒爐
本專利技術涉及無焰燃燒裝置領域，特別是一種基于熱交換的無焰燃燒爐。
技術介紹
目前工業加熱裝置大多都是以燃料燃燒的方法獲得熱量，燃燒是利用火焰的溫度來加熱，而目前工業燃燒使用的燃料包括天然氣、燃油和煤炭，但無論是天然氣，還是燃油、煤炭燃燒，都會產生許多不利于環境的物質，如硫氧化合物、氮氧化合物等，大量排放不僅會影響空氣品質，還會造成溫室效應，給周圍環境帶來極大壓力。無焰燃燒常用的是甲醇與觸媒接觸，快速反應并產生大量熱量的過程，而針對無焰燃燒的加熱裝置，其對無焰燃燒瞬間爆發大量熱量不易掌控，尤其是針對天然氣的加熱反應，其既不能直接接觸火焰，又需要精確控制加熱溫度，對溫度敏感性高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于熱交換的無焰燃燒爐，解決了傳統無焰燃燒無法實現緩慢加熱的過程，尤其是針對天然氣加熱過程，需要對溫度精確控制的要求，本申請采用上層反應區和下層反應區，通過介質傳導熱量實現天然氣加熱，其避免天然氣與無焰反應管直接接觸，增強了使用的安全性。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于熱交換的無焰燃燒爐，包括：爐體，爐體包括外殼、保溫層以及被外殼和保溫層包圍在內的爐膽；所述爐膽由上至下分為上層反應區和下層反應區，上層反應區和下層反應區之間設置有隔離層；爐膽內還設置有多個貫穿上層反應區和下層反應區的換熱管，下層反應區設置有盤繞再換熱管底部的無焰反應管，下層反應區的側面設置有燃料混合區，燃料混合區的前端設置有燃料入口管和空氣入口管，燃料混合區的后端與無焰反應管相連，燃料混合區和無焰反應管之間設置有流量控制閥，下層反應區的側面還設置有無焰反應管的出口端；上層反應區的頂部設置有天然氣出口閥，上層反應區的側面設置有天然氣進口閥。需要說明的是，本申請將爐膽分為上層反應區和下層反應區，上層反應區為天然氣的加熱區域，而下層反應區為無焰燃燒管的區域，無焰燃燒管燃燒工作時，會向周圍輻射大量的熱，而換熱管吸收無焰燃燒管的熱量，并在上層反應區直接對天然氣進行加熱。這種熱交換的加熱方式，既避免了天然氣接觸到明火，又能避免無焰燃燒瞬間高溫對天然氣造成影響，安全可靠，換熱效果佳。進一步的，本申請中所使用的燃料包括甲醇、乙醇、煤粉或煤氣等，其無焰燃燒即在密閉管內與空氣均勻混合，通過觸媒發生無焰燃燒并釋放出大量的輻射式熱量的過程。優選的，上層反應區為漏斗狀結構，該漏斗狀的結構有利于天然氣的裝載，也便于天然氣進入上層反應區和送出上層反應區。優選的，上層反應區和下層反應區內還填充有換熱介質，換熱管的下部設置有十字形吸熱片，換熱管的上部設置有散熱鰭片，有利于換熱管的熱交換反應。優選的，分隔層中間設置有惰性材料層，避免分隔層與加熱物質產生反應。優選的，上層反應區和下層反應區內分別設置有溫度傳感器，該溫度傳感器能實時采集上層反應區和下層反應區的實時溫度，有利于掌握熱交換的速度以及溫度變化速率。優選的，爐膽由上至下分為上層反應區和下層反應區，下層反應區內設置有換熱管，換熱管外盤繞有無焰反應管；換熱管貫穿下層反應區的左右兩端，并通過設于保溫層內的循環管道與上層反應區的介質出口以及介質入口相連，上層反應區內并排設置有多個天然氣反應管道。優選的，上層反應區側面設置有介質添加口和介質排出口。優選的，天然氣反應管道上設置有吸熱片，有利于吸收周圍的熱量。優選的，爐膽上端還設置有氣壓檢測閥。本專利技術的有益效果為：(1)將爐膽分為上層反應區和下層反應區，將無焰反應管和需要加熱的天然氣分隔成兩部分，避免了天然氣直接接觸無焰反應管，同時通過換熱管進行熱交換傳遞熱量，使得天然氣的熱量緩慢受控，避免瞬間高溫對天然氣反應造成影響；(2)燃料混合區和無焰反應管之間設置有流量控制閥，能通過流量控制閥調節控制甲醇流量，以調節和控制無焰反應的強度和熱交換反應的溫度升高速率；(3)在上層反應區和下層反應區分別設置有溫度傳感器，能通過溫度傳感器實時采集兩層反應區的實時溫度，以掌握不同位置的溫度信息以及熱傳遞速率和范圍。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；圖2為本專利技術實施例2的結構示意圖；圖3為本專利技術實施例3的結構示意圖；圖4為本專利技術實施例5的結構示意圖；圖中，101-外殼，102-保溫層，103-爐膽，104-下層反應區，105-上層反應區，106-天然氣出口閥，107-天然氣進口閥，108-燃料入口管，109-空氣入口管，110-流量控制閥，111-燃料混合區，112-無焰反應管，113-隔離層，114-換熱管，115-溫度傳感器，116-十字形散熱片，117-天然氣反應管道，118-介質出口，119-介質入口。具體實施方式下面結合附圖進一步詳細描述本專利技術的技術方案，但本專利技術的保護范圍不局限于以下所述。實施例1：一種基于熱交換的無焰燃燒爐，請參閱附圖1所示，包括：爐體，爐體包括外殼101、保溫層102以及被外殼101和保溫層102包圍在內的爐膽103；所述爐膽103由上至下分為上層反應區105和下層反應區104，上層反應區105和下層反應區104之間設置有隔離層113；爐膽103內還設置有多個貫穿上層反應區105和下層反應區104的換熱管114，下層反應區104設置有盤繞再換熱管114底部的無焰反應管112，下層反應區104的側面設置有燃料混合區111，燃料混合區111的前端設置有燃料入口管108和空氣入口管109，燃料混合區111的后端與無焰反應管112相連，燃料混合區111和無焰反應管112之間設置有流量控制閥110，下層反應區104的側面還設置有無焰反應管112的出口端；上層反應區105的頂部設置有天然氣出口閥106，上層反應區105的側面設置有天然氣進口閥107。需要說明的是，本申請將爐膽103分為上層反應區105和下層反應區104，上層反應區105為天然氣的加熱區域，而下層反應區104為無焰燃燒管112的區域，無焰燃燒管112燃燒工作時，會向周圍輻射大量的熱，而換熱管114吸收無焰燃燒管112的熱量，并在上層反應區105直接對天然氣進行加熱。這種熱交換的加熱方式，既避免了天然氣接觸到明火，又能避免無焰燃燒瞬間高溫對天然氣造成影響，安全可靠，換熱效果佳。本實施例中所使用的燃料包括甲醇、乙醇、煤粉或煤氣等，其無焰燃燒即在密閉管內與空氣均勻混合，通過觸媒發生無焰燃燒并釋放出大量的輻射式熱量的過程。實施例2：本實施例在實施例1的基礎上，請參閱附圖2所示，上層反應區105為漏斗狀結構。由于天然氣在開采、運輸及應用過程中，多種原因需要對天然氣進行加熱，因為天然氣中含有水合物，在集輸和長途輸送過程中，為了防止天然氣溫度過低而導致水合物析出凝結成固體，因此，在輸送之前，需要對天然氣進行加熱。在天然氣應用過程中，由于需要對其減壓，避免天然氣溫降過大，也需要加熱。傳統的天然氣加熱是通過管道的形式，直接對天然氣管道進行加熱，而天然氣管道受熱將熱量傳遞給內部的天然氣，這種加熱方式只是針對天然氣管道的一個側面，使得天然氣受熱不均勻。本實施例將天然氣直接輸送到上層反應區105，由于上層反應區105內是密閉的空間結構，上層反應區105內布置有多根換熱管114，換熱管114產生的熱量直接輻射傳遞給天然氣，天然氣受熱后被送出上層反應區105，整本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于熱交換的無焰燃燒爐，其特征在于，包括：爐體，爐體包括外殼、保溫層以及被外殼和保溫層包圍在內的爐膽；所述爐膽由上至下分為上層反應區和下層反應區，上層反應區和下層反應區之間設置有隔離層；爐膽內還設置有多個貫穿上層反應區和下層反應區的換熱管，下層反應區設置有盤繞再換熱管底部的無焰反應管，下層反應區的側面設置有燃料混合區，燃料混合區的前端設置有燃料入口管和空氣入口管，燃料混合區的后端與無焰反應管相連，燃料混合區和無焰反應管之間設置有流量控制閥，下層反應區的側面還設置有無焰反應管的出口端；上層反應區的頂部設置有天然氣出口閥，上層反應區的側面設置有天然氣進口閥。

【技術特征摘要】
1.一種基于熱交換的無焰燃燒爐，其特征在于，包括：爐體，爐體包括外殼、保溫層以及被外殼和保溫層包圍在內的爐膽；所述爐膽由上至下分為上層反應區和下層反應區，上層反應區和下層反應區之間設置有隔離層；爐膽內還設置有多個貫穿上層反應區和下層反應區的換熱管，下層反應區設置有盤繞再換熱管底部的無焰反應管，下層反應區的側面設置有燃料混合區，燃料混合區的前端設置有燃料入口管和空氣入口管，燃料混合區的后端與無焰反應管相連，燃料混合區和無焰反應管之間設置有流量控制閥，下層反應區的側面還設置有無焰反應管的出口端；上層反應區的頂部設置有天然氣出口閥，上層反應區的側面設置有天然氣進口閥。2.根據權利要求1所述一種基于熱交換的無焰燃燒爐，其特征在于，上層反應區為漏斗狀結構。3.根據權利要求1所述一種基于熱交換的無焰燃燒爐，其特征在于，上層反應區和下層反應區內還填充有換熱介質，換熱管的下部設置有十字形吸熱片，換熱管的上部...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林谷，
申請(專利權)人：寧波力芯科信息科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33