[发明专利]一种高效家用燃气实时掺氢与热值测量系统

说明书

本发明公开了一种高效家用燃气实时掺氢与热值测量系统，包括掺氢模块、空气进气模块、燃烧热值测量模块及废气处理模块；所述掺氢模块与空气进气模块相连通，并通过空气进气模块将空气及混合器送入燃烧热值测量模块，最后通过废气处理模块进行排出。本发明的有益效果是：该家用燃气实时掺氢与热值测量系统，有机的整合了掺氢模块、燃烧热值测量模块和废气处理模块，为实际应用实验测试提供方案和指导；此外，对于混合气体质量流率的精准控制和燃烧废弃物排放的有效分析，进一步提高实验装置安全性和降低对环境的污染物排放。

技术领域

本发明属于家用燃气燃烧高效节能和清洁能源技术应用领域，具体涉及一种高效家用燃气实时掺氢与热值测量系统。

背景技术

随着可再生能源的大力发展，我国利用可再生能源制氢的技术水平与能力已大幅提高，而利用氢能包括氢气储运与市场消纳氢气的能力依然不足。早在30年前就有学者提出，掺氢天然气(HCNG)可以取代天然气(CNG)用于内燃机燃烧做功。虽然目前已有许多针对掺氢天然气内燃机的研究表明掺氢天然气燃烧有很多优点包括更高的火焰速度,更易燃以及更低的碳排放，但是此技术并未根本解决氢气难储运的问题。通过已有的天然气管道输送HCNG以用于燃气灶燃烧，不但较为便捷地解决了氢气输运的问题而且大幅提高了市场消纳氢气的能力。

目前，关于HCNG用于燃气灶燃烧的研究并不多见，主要体现在掺氢工艺方法、混合气体燃烧机理两方面。研究掺氢工艺的难点在于充分混合(减小H₂与CNG分层现象)。目前，大部分学者着眼于利用相对较大的混合容器，提高混合接触面积与时间，尽量使H₂与CNG在混合容器中混合均匀。虽然混合容器对储用量相对较小内燃机较为适用，但是对于用量较大且波动性较大的社区燃气供给不一定适用。因为混合容器尺寸较大且存在较大的漏氢风险。此外，HCNG燃烧机理也存在很多不确定性。虽然内燃机HCNG燃烧机理相关研究较多也可以借鉴，但是内燃机主要关注做功能力与燃烧热值的关系(功热转换)，而燃气灶主要考虑的是放热过程快慢、燃烧是否充分以及燃烧热值大小。此外内燃机内燃烧是定容过程，而燃气灶燃烧是定压过程。因此综合理论与实验研究HCNG混合与燃烧机理十分重要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了家用燃气实时掺氢与热值测量系统方案，使得家用燃气灶产品设计相关技术指标测量更为合理、便捷、准确。

本发明的技术方案如下：

一种高效家用燃气实时掺氢与热值测量系统，其特征在于，包括掺氢模块、空气进气模块、燃烧热值测量模块及废气处理模块；所述掺氢模块与空气进气模块相连通，并通过空气进气模块将空气及混合器送入燃烧热值测量模块，最后通过废气处理模块进行排出。

所述的一种高效家用燃气实时掺氢与热值测量系统，其特征在于，所述掺氢模块包括甲烷储气瓶、氢气储气瓶、配气控制系统、气体混合器、气体流量计及防回气容器；所述甲烷储气瓶及氢气储气瓶分别通过进气管路连接配气控制系统，从配气控制系统中出来的气体在气体混合器中充分混合；从气体混合器中出来的气体经过气体流量计，再进入防回气容器中。

所述的一种高效家用燃气实时掺氢与热值测量系统，其特征在于，所述燃烧热值测量模块包括复合燃烧器、温度计a、水箱、液体泵、液体流量计及温度计b；所述液体泵将水箱中的纯净水泵入管路系统，经过液体流量计后，进入复合燃烧器中，加热管路中的水，再从复合燃烧器中出来，回到水箱中，所述复合燃烧器的进口管路端设置温度计b，出口管路端设置温度计a，用来测量管路中水流的温度。

所述的一种高效家用燃气实时掺氢与热值测量系统，其特征在于，所述空气进气模块包括空气过滤器、气压平衡器、气体泵及消焰器；气外界空气经过空气过滤器和气压平衡器，通过气体泵将空气在管路中输送与防回气容器过来的混合气体一起通过消焰器在复合燃烧器中充分燃烧。