[实用新型]甲醇无火焰制热设备

说明书

本实用新型涉及甲醇无火焰制热设备，该设备由甲醇汽化混合器和甲醇制热反应器组成，所述甲醇汽化混合器的空气预热室内设有填充有催化剂的换热管，经空气预热室加热后的空气与预热甲醇混合，在空气预热室的换热管内发生催化氧化反应，放出用于加热空气的热能；所述甲醇制热反应器的工质加热室内设有填充有催化剂的换热管，混合有空气的甲醇混合气在换热管内进行催化氧化反应，放出热能给工质加热。本实用新型能够实现甲醇的充分催化反应，有助于减少空气污染物排放，避免明火带来的安全隐患。

技术领域

本实用新型涉及甲醇无火焰制热设备。

背景技术

能源是人类经济活动中最重要的要素，当今世界正面临着能源短缺，环境污染日益严重和温室效应等诸多问题，为保护人类赖以生存的环境并使经济持续发展，开发洁净的新能源已迫在眉睫，很多发达国家已将清洁的可再生能源甲醇作为自己未来能源而加紧研究开发。

由于传统的煤炭等化石燃料所造成的污染一直是个急待解决的问题。甲醇作为一种清洁的能源，同时又具有可储存和输送的特点，从长远看，它的发展可能带来能源结构的重大改变，大力研究开发甲醇制热技术和设备，无论对整个世界还是对我国能源安全，还是能源可持续性发展都有着特别重要的意义，不但可替代传统燃料，而且污染小，并且运行成本低，应用广泛。

现有技术下，甲醇制热的主要方法作为燃气与空气混合燃烧。然而，这种明火燃烧的方式往往存在燃烧不充分且排放甲醛和氮氧化物（NO_x）等空气污染物的问题，在某些特殊场合下还禁止明火燃烧，以消除安全隐患。

实用新型内容

为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了由所述甲醇汽化混合器和甲醇制热反应器组成的甲醇无火焰制热设备，以实现甲醇的充分催化反应，减少空气污染物排放，避免明火带来的安全隐患。

本实用新型的技术方案是：甲醇无火焰制热设备，包括本实用新型公开的任一种甲醇汽化混合器和本实用新型公开的任一种甲醇制热反应器，所述甲醇汽化混合器的甲醇混合气出口连接所述甲醇制热反应器的甲醇混合气进口。

甲醇汽化混合器，设有立式的壳体，所述壳体内设有列管和管板，所述管板包括上管板和下管板，所述上管板和下管板均水平设置，分别固定安装在所述壳体的上部和下部，所述上管板和下管板的外缘与所述壳体密封，将壳体内空间分隔为自上至下依次分布的混合均压室、空气预热室和汽化混合室，所述列管由若干换热管组成，所述换热管的上端和下端分别固定连接在所述上管板和下管板上，所述换热管的外壁与所述上管板和下管板密封，管孔与所述上管板和下管板的对应板孔连通为一体，所述空气预热室设有空气进口和空气出口，所述换热管内填充有用于甲醇催化氧化的催化剂，所述空气预热室的空气出口通过中间输气管连接所述混合均压室的预热混合气进口，所述中间输气管设有预热甲醇进口或者所述混合均压室设有预热甲醇进口，所述汽化混合室设有制热甲醇进口和甲醇混合气出口。

优选地，所述空气预热室的空气出口设置在空气预热室的上部，空气进口设置在空气预热室的下部。

优选地，所述汽化混合室的上部设有甲醇喷淋管，所述甲醇喷淋管上设有喷嘴或喷淋孔，所述制热甲醇进口的内端连通所述甲醇喷淋管。

优选地，所述换热管为等径或变径的圆管（横截面为圆的管）。

优选地，所述换热管为管壁的竖向切面呈波浪形的变径圆管，即其管壁呈以波浪形的曲线为母线的旋转曲面状，其内径沿轴向周期性变化且上下两个方向上的变化规律相同。

优选地，各所述换热管在相同高度上的管径相等，因此相邻换热管在不同高度上的距离是变化的。

优选地，所述混合均压室的预热混合气进口位于其顶部。

优选地，所述中间输气管的近混合均压室区域设有缩颈结构，所述预热甲醇进口设置在所述中间输气管的缩颈结构的管径最小处的侧壁上。