一種燃燒系統(tǒng)及燃燒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明設(shè)及一種混合介質(zhì)燃燒技術(shù)，尤其設(shè)及一種燃燒系統(tǒng)及燃燒方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 化石能源燃燒所產(chǎn)生的環(huán)境問題已成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要問題，去年冬季W(wǎng) 來北京等我國北方城市出現(xiàn)的持續(xù)霧靈天氣給我們敲響了警鐘，說明經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不注重環(huán) 境的保護(hù)將產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)問題。分析表明霧靈的主要成分是懸浮在空氣中的有毒PM2. 5 顆粒，而PM2. 5顆粒主要來源于煤等化石能源的燃燒。因此，發(fā)展取代使用石化能源作為燃 料的高效清潔燃燒技術(shù)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需求。
[0004] 目前，工業(yè)生產(chǎn)中利用甲醇燃燒進(jìn)行供能，已逐步開始推廣使用，但由于現(xiàn)有的燃 燒系統(tǒng)及技術(shù)設(shè)計(jì)不合理。造成甲醇不能充分霧化，燃燒不充分，熱值量低，能源利用不高 等問題。很難實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能、環(huán)保的要求，給甲醇燃燒技術(shù)的使用及推廣造成巨大阻礙。
[0005] 同時(shí)，隨著環(huán)境的惡化和能源的枯竭，氨能作為清潔能源正日益受到關(guān)注，但是氨 能的快速制取和安全儲(chǔ)運(yùn)，氨氣的實(shí)時(shí)制備與使用成為阻礙氨能發(fā)展的大問題。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用高溫含氨蒸汽輔助甲醇燃燒的系統(tǒng) 及燃燒方法，安全、節(jié)能、環(huán)保，有利的解決了甲醇熱值量低，燃燒不充分，能源利用不高等 缺點(diǎn)，同時(shí)氨氣不需儲(chǔ)運(yùn)，產(chǎn)出即使用，安全可靠，具有巨大的工業(yè)生產(chǎn)使用、推廣價(jià)值。
[000引本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種燃燒系統(tǒng)，包括：氨氣反應(yīng)罐、混 合燃燒機(jī)、甲醇罐、工作鍋爐、分氣缸、啟動(dòng)鍋爐，所述氨氣反應(yīng)罐通過含氨蒸汽管與混合燃 燒機(jī)連接，所述甲醇罐通過甲醇進(jìn)氣管與混合燃燒機(jī)連接，所述混合燃燒機(jī)與工作鍋爐配 合安裝，所述工作鍋爐通過蒸汽出氣管與分氣缸連接，所述分氣缸通過蒸汽循環(huán)管與氨氣 反應(yīng)罐連接，所述蒸汽循環(huán)管上設(shè)置有=通閥口，所述=通閥口通過蒸汽進(jìn)氣管與啟動(dòng)鍋 爐連接。
[0009] 進(jìn)一步，所述含氨蒸汽管上設(shè)置有汽水分離器，用于高溫含氨蒸汽中汽、水的分 離，W防止液態(tài)水進(jìn)入混合燃燒機(jī)，參與燃燒降低甲醇燃燒值。
[0010] 進(jìn)一步，所述蒸汽循環(huán)管上設(shè)置有壓力控制器，所述壓力控制器用于保持蒸汽循 環(huán)管中壓力處于合理范圍之內(nèi)。
[0011] 進(jìn)一步，所述氨氣反應(yīng)罐上設(shè)置有安全減壓閥，所述安全減壓閥用于自動(dòng)保持氨 氣反應(yīng)罐中壓力處于安全范圍之內(nèi)，W防止不安全因素的產(chǎn)生。
[0012] 進(jìn)一步，所述混合燃燒機(jī)上設(shè)置有延時(shí)開關(guān)、火力控制電子閥、風(fēng)機(jī)，所述延時(shí)開 關(guān)用于控制高溫含氨蒸汽參與燃燒的時(shí)間，W提高燃燒時(shí)的安全性，W及甲醇的霧化程度， 所述火力控制電子閥用于火力的自動(dòng)控制，W保持工作鍋爐蒸汽壓力處于預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)， 所述風(fēng)機(jī)用于混合燃燒機(jī)開啟及停止前后的預(yù)吹風(fēng)，W排除混合燃燒機(jī)中殘留燃燒氣體， 保障混合燃燒機(jī)點(diǎn)火安全，同時(shí)風(fēng)機(jī)還用于混合燃燒機(jī)工作過程中的散熱處理。
[0013] 進(jìn)一步，所述啟動(dòng)鍋爐為小型壓力鍋爐，所述小型壓力鍋爐能耗低，可快速產(chǎn)生高 溫，并自帶一定壓力的蒸汽。
[0014] 進(jìn)一步，所述混合燃燒機(jī)通過空氣進(jìn)氣管與空氣壓力機(jī)連接，用于向混合燃燒機(jī) 輸送壓縮空氣，W實(shí)現(xiàn)甲醇的單獨(dú)燃燒。
[0015] 一種燃燒方法，包括如下步驟： 開啟啟動(dòng)鍋爐，蒸汽壓力達(dá)到3-化g，溫度達(dá)到100-130°c時(shí)，蒸汽通過蒸汽進(jìn)氣管， 并經(jīng)過=通閥口到達(dá)蒸汽循環(huán)管，被引入氨氣反應(yīng)罐； 高溫水蒸氣與氨氣反應(yīng)罐中的催化劑反應(yīng)，產(chǎn)生高溫含氨蒸汽，當(dāng)氨氣反應(yīng)罐中壓力 高于8kg時(shí)，氨氣反應(yīng)罐上設(shè)置的安全減壓閥自動(dòng)排氣解壓，保持氨氣反應(yīng)罐中壓力小于 5kg; 混合燃燒機(jī)啟動(dòng)，并開啟風(fēng)機(jī)預(yù)吹風(fēng)10-15S，甲醇罐中甲醇通過甲醇進(jìn)氣管進(jìn)入混合 燃燒機(jī)，并點(diǎn)火燃燒； 混合燃燒機(jī)通過延時(shí)開關(guān)延時(shí)5-lOs，將汽水分離器處理后的高溫含氨蒸汽通過含氨 蒸汽管引入混合燃燒機(jī)與甲醇充分霧化燃燒； 混合燃燒機(jī)穩(wěn)定燃燒10-15S后，混合燃燒機(jī)通過火力控制電子閥進(jìn)行火力控制，并將 工作鍋爐中蒸汽壓力控制在3-化g; 工作鍋爐蒸汽壓力達(dá)到3kg時(shí)，啟動(dòng)鍋爐停止工作，工作鍋爐中的蒸汽通過分氣缸進(jìn) 行分流，一部分進(jìn)入蒸汽循環(huán)管被循環(huán)引入氨氣反應(yīng)罐； 蒸汽循環(huán)管中蒸汽壓力大于5kg時(shí)，蒸汽循環(huán)管上設(shè)置的壓力控制器停止蒸汽進(jìn)入氨 氣反應(yīng)値； 燃燒系統(tǒng)停止后，混合燃燒機(jī)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)排風(fēng)10-20S，完成整個(gè)循環(huán)燃燒過程。
[0016] 所述在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可W做如下改進(jìn)。
[0017] 進(jìn)一步，燃燒循環(huán)啟動(dòng)步驟及實(shí)現(xiàn)方式還包括：混合燃燒機(jī)啟動(dòng)，并開啟風(fēng)機(jī)預(yù)吹 風(fēng)10-15S，開啟空氣壓力機(jī)，將壓縮空氣通過空氣進(jìn)氣管輸送至混合燃燒機(jī)，同時(shí)甲醇罐中 甲醇通過甲醇進(jìn)氣管進(jìn)入混合燃燒機(jī)，并點(diǎn)火燃燒； 工作鍋爐蒸汽壓力達(dá)到3kg時(shí)，工作鍋爐蒸汽通過分氣缸引入蒸汽循環(huán)管最終進(jìn)入反 應(yīng)罐產(chǎn)生高溫含氨蒸汽，關(guān)閉空氣壓力機(jī)，實(shí)現(xiàn)燃燒啟動(dòng)工作。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是： 1. 系統(tǒng)及方法簡單、成本低廉、能耗低、環(huán)保無污染； 2. 系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，燃燒更加安全、節(jié)能； 3. 采用高溫含氨蒸汽與液態(tài)甲醇混合燃燒，使得甲醇霧化更加容易和充分，同時(shí)氨氣 助燃進(jìn)一步提升甲醇的利用率及燃燒值，從而降低甲醇使用量； 4. 采用本發(fā)明系統(tǒng)及燃燒方法，甲醇熱值從4800大卡提升至9000大卡，瞬時(shí)火焰溫 度可達(dá)1100度W上； 5. 本發(fā)明系統(tǒng)啟動(dòng)后，利用循環(huán)蒸汽制氨，可實(shí)現(xiàn)160小時(shí)W上持續(xù)助燃。
[0019]
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明一種燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：1、氨氣反應(yīng)罐，1-1、安全減壓閥，2、汽水分離 器，3、含氨蒸汽管，4、混合燃燒機(jī)，4-1、延時(shí)開關(guān)，4-2、火力控制電子閥，4-3、風(fēng)機(jī)，5、甲醇 進(jìn)氣管，6、甲醇罐，7、工作鍋爐，8、蒸汽出氣管，9、分氣缸，10、蒸汽循環(huán)管，11、壓力控制 器，12、S通閥，13、蒸汽進(jìn)氣管，14、啟動(dòng)鍋爐，15、空氣壓力機(jī)，15-1、空氣進(jìn)氣管。
【具體實(shí)施方式】
[0021] W下結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0022] 如圖1所示，一種燃燒系統(tǒng)，包括：氨氣反應(yīng)罐1、混合燃燒機(jī)4、甲醇罐6、工作鍋 爐7、分氣缸9、啟動(dòng)鍋爐14,所述氨氣反應(yīng)罐1通過含氨蒸汽管3與混合燃燒機(jī)4連接，所 述甲醇罐6通過甲醇進(jìn)氣管5與混合燃燒機(jī)4連接，所述混合燃燒機(jī)4配合安裝于工作鍋 爐7底端，所述工作鍋爐7通過蒸汽出氣管8與分氣缸9連接，所述分氣缸9通過蒸汽循環(huán) 管10與氨氣反應(yīng)罐1連接，所述蒸汽循環(huán)管10上設(shè)置有=通閥口 12,所述=通閥口 12通 過蒸汽進(jìn)氣管13與啟動(dòng)鍋爐14連接。
[0023] 所述含氨蒸汽管上設(shè)置有汽水分離器2,用于高溫含氨蒸汽中汽、水的分離，W防 止液態(tài)水進(jìn)入混合燃燒機(jī)4,參與燃燒降低甲醇燃燒值。所述蒸汽循環(huán)管10上設(shè)置有壓力 控制器11，所述壓力控制器11用于保持蒸汽循環(huán)管10中壓力處于合理范圍之內(nèi)。所述氨 氣反應(yīng)罐1上設(shè)置有安全減壓閥1-1，所述安全減壓閥1-1用于自動(dòng)保持氨氣反應(yīng)罐1中 壓力處于安全范圍之內(nèi)，W防止不安全因素的產(chǎn)生。所述混合燃燒機(jī)4上設(shè)置有延時(shí)開關(guān) 4-1、火力控制電子閥4-2、風(fēng)機(jī)4-3,所述延時(shí)開關(guān)4-1用于控制高溫含氨蒸汽參與燃燒的 時(shí)間，W提高燃燒時(shí)的安全性，W及甲醇的霧化程度，所述火力控制電子閥4-2用于火力的 自動(dòng)控制，W保持工作鍋爐7蒸汽壓力處于預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)，所述風(fēng)機(jī)4-3用于混合燃燒機(jī)4 開啟及停止前后的預(yù)吹風(fēng)，W排除混合燃燒機(jī)4中殘留燃燒氣體，保障混合燃燒機(jī)4點(diǎn)火安 全，同時(shí)風(fēng)機(jī)4-3還用于混合燃燒機(jī)4工作過程中的散熱處理。所述啟動(dòng)鍋爐14為小型壓 力鍋爐，所述小型壓力鍋爐能耗低，可快速產(chǎn)生高溫，并自帶一定壓力的蒸汽。所述混合燃 燒機(jī)4通過空氣進(jìn)氣管15-1與空氣壓力機(jī)15連接，用于向混合燃燒機(jī)4輸送壓縮空氣，W 實(shí)現(xiàn)甲醇的單獨(dú)燃燒。
[0024] 實(shí)施例1 開啟啟動(dòng)鍋爐，蒸汽壓力達(dá)到3kg，溫度達(dá)到IOCTC時(shí)，蒸汽通過蒸汽進(jìn)氣管，并經(jīng)過 =通閥口到達(dá)蒸汽循環(huán)管，被引入氨氣反應(yīng)罐；高溫水蒸氣與氨氣反應(yīng)罐中的催化劑反應(yīng)， 產(chǎn)生高溫含氨蒸汽，當(dāng)氨氣反應(yīng)罐中壓力高于8kg時(shí)，氨氣反應(yīng)罐上設(shè)置的安全減壓閥自 動(dòng)排氣解壓，保持氨氣反應(yīng)罐中壓力小于化g;混合燃燒機(jī)啟動(dòng)，并開啟風(fēng)機(jī)預(yù)吹風(fēng)10s，甲 醇罐中甲醇通過甲醇進(jìn)氣管進(jìn)入混合燃燒機(jī)，并點(diǎn)火燃燒；混合燃燒機(jī)通過延時(shí)開關(guān)延時(shí) 5s，將汽水分離器處理后的高溫含氨蒸汽通過含氨蒸汽管引入混合燃燒機(jī)與甲醇充分霧化 燃燒；混合燃燒機(jī)穩(wěn)定燃燒IOs后，混合燃燒機(jī)通過