[发明专利]多用途模块化多级相变蓄热式高温空气燃烧节能装置

说明书

技术领域

本发明属于燃烧节能技术领域，尤其涉及一种多用途模块化多级相变蓄热式高温空气燃烧节能装置。

背景技术

近年来，随着各国政府对环保工作的日益重视，全世界范围内都兴起了治理污染、保护环境的运动。新的环保技术及产品不断涌现，同时也不断地产生新的难题。煤粉燃烧在污染排放中占重要地位，也是历来治理污染的重点和难点。

如何提高锅炉热效率，节约能源，减少烟尘排放，是有效解决我国能源和环境问题的重要环节。而此环节中，提高燃烧效率是关键所在。为解决上述问题，应用第三代蓄热式燃烧技术无疑是一个很好的选择。

蓄热式燃烧技术是最新一代的燃烧技术，是第三代燃烧技术。对于第一代和第二代燃烧技术的炉膛热利用率低的情况，第三代蓄热式高温空气燃烧技术具有能提高各种反应器的热利用率及反应温度、降低燃料的品质和等级的优点，有利于实现低氧低氮燃烧，同时能减少大气雾霾的生成。第三代蓄热式燃烧技术的炉膛热利用率可达86％，系统热利用率可达94％以上。

第三代蓄热式燃烧技术的关键是蓄热体的利用。现有的蓄热式燃烧技术的蓄热体均是用耐火砖等材料，这些蓄热材料是通过材料显热来储存热量。由于显热蓄热具有能量密度小、温度变化范围大的缺点，使得第三代蓄热式燃烧技术存在换向阀换向频繁、烧嘴燃烧不稳定的缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种多用途模块化多级相变蓄热式高温空气燃烧节能装置，所述装置包括：蓄热燃烧系统和余热处理系统，

所述蓄热燃烧系统包括第一换向阀、蓄热体、烧嘴以及燃烧室，所述第一换向阀分别连接第一进口和尾气出口，并在所述第一进口和所述尾气出口间任意切换，通过所述第一进口流入常温空气，所述蓄热体与所述第一换向阀连接，所述烧嘴与所述蓄热体连接，所述燃烧室与所述烧嘴连接；所述余热处理系统包括第二换向阀、分流器、蓄热体以及合流器，所述第二换向阀连接第二进口，通过所述第二进口流入常温空气或常温水，所述第二换向阀与所述分流器连接，所述蓄热体的一端与所述分流器连接，另一端与所述合流器连接，所述蓄热体内设置有S形换热管道。

进一步地，所述蓄热体包括第一蓄热体和第二蓄热体，所述第一蓄热体通过所述第一换向阀与所述第一进口或所述尾气出口连接；所述第二蓄热体通过所述第一换向阀与所述尾气出口或所述第一进口连接。

进一步地，所述烧嘴包括第一烧嘴和第二烧嘴，所述第一烧嘴与所述第一蓄热体连接；所述第二烧嘴与所述第二蓄热体连接；所述第一烧嘴和所述第二烧嘴分别连接有油气开关。

进一步地，所述分流器包括一级分流器和二级分流器，所述一级分流器与所述第二换向阀连接，所述二级分流器的一端与所述一级分流器连接，另一端与所述蓄热体连接。

进一步地，所述合流器包括一级合流器、二级合流器以及三级合流器，所述三级合流器的一端与所述蓄热体连接，另一端与所述二级合流器连接，所述一级合流器与所述二级合流器连接。

优选地，所述蓄热体为多级相变蓄热体。

进一步地，所述多级相变蓄热体包括多个蓄热单元，所述蓄热单元包括高温蓄热单元、中温蓄热单元、低温蓄热单元。

进一步地，所述高温蓄热单元装有高温相变材料，所述中温蓄热单元装有中温相变材料，所述低温蓄热单元装有低温相变材料制成，所述高温蓄热单元、

中温蓄热单元以及低温蓄热单元在所述多级相变蓄热体中按照沿烟气流动方向、温度高低顺序依次排列。

优选地，所述蓄热单元为块状，内部开设有孔道，所述孔道的截面面积与所述蓄热单元的截面面积比为0.2-0.5。

进一步地，所述高温蓄热单元、中温蓄热单元以及低温蓄热单元内均设置有一根所述S形换热管道，三根所述S形换热管道连通连接，S形换热管道内介质流向与蓄热单元内烟气流向相反。

本发明的一种多用途模块化多级相变蓄热式高温空气燃烧节能装置的优点在于：

1.本发明的装置是一种更加高效利用烟气余热的蓄热式燃烧系统。

2.本发明的装置中采用多级潜热蓄热体，可以根据实际情况更换相变蓄热材料，温度控制更加灵活，预热气体温度更加平稳。

3.本发明中蓄热体采用的相变材料为熔融盐固/液定型相变材料价格便宜，成本低。

4.本发明中采用的多级潜热蓄热体中的相变材料储热密度大，储热时间长，换向阀不必频繁换向。

5.本发明中的相变材料具有相变温度恒定的特点，可以保证预热空气的温度在较长的时间内相对恒定，从而使得烧嘴的火焰更加平稳。