[发明专利]一种燃烧系统及燃烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合介质燃烧技术，尤其涉及一种燃烧系统及燃烧方法。

背景技术

化石能源燃烧所产生的环境问题已成为经济和社会发展的重要问题，去年冬季以来北京等我国北方城市出现的持续雾霾天气给我们敲响了警钟，说明经济的发展不注重环境的保护将产生严重的社会问题。分析表明雾霾的主要成分是悬浮在空气中的有毒PM2.5颗粒，而PM2.5颗粒主要来源于煤等化石能源的燃烧。因此，发展取代使用石化能源作为燃料的高效清洁燃烧技术是社会经济发展的迫切需求。

目前，工业生产中利用甲醇燃烧进行供能，已逐步开始推广使用，但由于现有的燃烧系统及技术设计不合理。造成甲醇不能充分雾化，燃烧不充分，热值量低，能源利用不高等问题。很难实现安全、节能、环保的要求，给甲醇燃烧技术的使用及推广造成巨大阻碍。

同时，随着环境的恶化和能源的枯竭，氢能作为清洁能源正日益受到关注，但是氢能的快速制取和安全储运，氢气的实时制备与使用成为阻碍氢能发展的大问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用高温含氢蒸汽辅助甲醇燃烧的系统及燃烧方法，安全、节能、环保，有利的解决了甲醇热值量低，燃烧不充分，能源利用不高等缺点，同时氢气不需储运，产出即使用，安全可靠，具有巨大的工业生产使用、推广价值。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种燃烧系统，包括：氢气反应罐、混合燃烧机、甲醇罐、工作锅炉、分气缸、启动锅炉，所述氢气反应罐通过含氢蒸汽管与混合燃烧机连接，所述甲醇罐通过甲醇进气管与混合燃烧机连接，所述混合燃烧机与工作锅炉配合安装，所述工作锅炉通过蒸汽出气管与分气缸连接，所述分气缸通过蒸汽循环管与氢气反应罐连接，所述蒸汽循环管上设置有三通阀门，所述三通阀门通过蒸汽进气管与启动锅炉连接。

进一步，所述含氢蒸汽管上设置有汽水分离器，用于高温含氢蒸汽中汽、水的分离，以防止液态水进入混合燃烧机，参与燃烧降低甲醇燃烧值。

进一步，所述蒸汽循环管上设置有压力控制器，所述压力控制器用于保持蒸汽循环管中压力处于合理范围之内。

进一步，所述氢气反应罐上设置有安全减压阀，所述安全减压阀用于自动保持氢气反应罐中压力处于安全范围之内，以防止不安全因素的产生。

进一步，所述混合燃烧机上设置有延时开关、火力控制电子阀、风机，所述延时开关用于控制高温含氢蒸汽参与燃烧的时间，以提高燃烧时的安全性，以及甲醇的雾化程度，所述火力控制电子阀用于火力的自动控制，以保持工作锅炉蒸汽压力处于预设值范围内，所述风机用于混合燃烧机开启及停止前后的预吹风，以排除混合燃烧机中残留燃烧气体，保障混合燃烧机点火安全，同时风机还用于混合燃烧机工作过程中的散热处理。

进一步，所述启动锅炉为小型压力锅炉，所述小型压力锅炉能耗低，可快速产生高温，并自带一定压力的蒸汽。

进一步，所述混合燃烧机通过空气进气管与空气压力机连接，用于向混合燃烧机输送压缩空气，以实现甲醇的单独燃烧。

一种燃烧方法，包括如下步骤：

开启启动锅炉，蒸汽压力达到3-5kg，温度达到100-130℃时，蒸汽通过蒸汽进气管，并经过三通阀门到达蒸汽循环管，被引入氢气反应罐；

高温水蒸气与氢气反应罐中的催化剂反应，产生高温含氢蒸汽，当氢气反应罐中压力高于8kg时，氢气反应罐上设置的安全减压阀自动排气解压，保持氢气反应罐中压力小于5kg；

混合燃烧机启动，并开启风机预吹风10-15s，甲醇罐中甲醇通过甲醇进气管进入混合燃烧机，并点火燃烧；

混合燃烧机通过延时开关延时5-10s，将汽水分离器处理后的高温含氢蒸汽通过含氢蒸汽管引入混合燃烧机与甲醇充分雾化燃烧；

混合燃烧机稳定燃烧10-15s后，混合燃烧机通过火力控制电子阀进行火力控制，并将工作锅炉中蒸汽压力控制在3-5kg；

工作锅炉蒸汽压力达到3kg时，启动锅炉停止工作，工作锅炉中的蒸汽通过分气缸进行分流，一部分进入蒸汽循环管被循环引入氢气反应罐；

蒸汽循环管中蒸汽压力大于5kg时，蒸汽循环管上设置的压力控制器停止蒸汽进入氢气反应罐；

燃烧系统停止后，混合燃烧机启动风机排风10-20s，完成整个循环燃烧过程。

所述在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。