一種醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用，所述醇基燃料是由甲醇和二甲醚混合而構(gòu)成；所述醇基燃燒爐具是由醇基燃料貯罐與醇基燃料灶連通構(gòu)成；所述醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用是開啟角閥，通過醇基燃燒爐具開關(guān)點(diǎn)火，延時電磁閥開啟，以二甲醚為主的氣體燃料在醇基燃燒爐具的噴嘴燃燒，同時將氣化盤管加熱，待氣化盤管溫度升高時，延時電磁閥延時并關(guān)閉；點(diǎn)火后，火焰針檢測火焰且氣化盤管的溫度達(dá)到一定溫度時，開啟溫控電磁閥并自動關(guān)閉延時電磁閥，以甲醇為主的液體燃料進(jìn)入氣化盤管氣化燃燒；停止使用時，關(guān)閉醇基燃燒爐具開關(guān)、角閥。本發(fā)明以醇基燃料作氣化燃料，成本僅為液化石油氣的75%左右，使用方便安全。
【專利說明】一種醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醇基燃料及其醇基燃燒爐具，特別是一種包括醇基燃料、醇基燃燒爐具及其醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)的餐飲業(yè)和家庭中，天然氣和液化石油氣得到廣泛應(yīng)用。但天然氣主要依靠管道輸送線路，眾多不在規(guī)劃線路上的居民只能使用罐裝的液化石油氣。液化石油氣是一次性不可再生能源，國內(nèi)資源不足，每年要從國外大量進(jìn)口。而且，隨著不可再生燃料日趨緊張，價格也會越來越高，這將增加餐飲業(yè)成本及居民負(fù)擔(dān)。因此，需尋求其他安全、經(jīng)濟(jì)的新能源。[0003]甲醇正是這種比較理想的能源，其原料來源豐富，含氧率高，燃燒充分，煙氣中不含有碳粒，且儲運(yùn)方便，價格低廉，而且受甲醇產(chǎn)能過剩的影響，開發(fā)甲醇下游市場，使其應(yīng)用于民用炊事燃料受到了研究者和生產(chǎn)企業(yè)的重視。
[0004]醇基燃料為液體燃料，需要與專門的灶具配套使用。近年來開發(fā)的醇基燃燒爐具，其燃燒方式主要有兩大類:霧化燃燒和氣化燃燒。霧化燃燒時，必須通過霧化技術(shù)將液體燃料破碎成很小的顆粒，才能與助燃空氣充分混合以使燃燒過程順利進(jìn)行，這就需要液體高速噴射等技術(shù)的支持，并配備高壓噴嘴及一定的爐膛空間。然而，普通民用灶具由于難以達(dá)到上述要求，液滴無法充分霧化，導(dǎo)致燃燒不完全、液滴飛濺。工程實(shí)踐表明，燃料在氣相情況下能實(shí)現(xiàn)與空氣的均勻混合燃燒，也就是說:液體燃料首先“氣態(tài)化”，才更易實(shí)現(xiàn)高效低污染燃燒。
[0005]醇基燃料的氣化燃燒一般通過設(shè)置氣化裝置來實(shí)現(xiàn)。該過程分為預(yù)熱、汽化、燃料的著火和燃燒四個階段。首先點(diǎn)燃預(yù)熱燃料，對充滿該液體的管道預(yù)加熱，使管道內(nèi)的液體汽化，汽化后形成的燃?xì)庠偻ㄟ^噴嘴噴出燃燒。這種灶具需設(shè)置預(yù)熱裝置，等待預(yù)熱時間長，金屬管容易積炭，且預(yù)熱燃料添加很不方便，預(yù)熱燃料加少又無法氣化，加多易從預(yù)熱室中溢出，引發(fā)火災(zāi)。
[0006]另外，醇基燃料的貯存也存在問題。若將儲液箱安裝在灶具上，不僅儲量受到影響，而且燃燒過程中燃料箱受熱有較大安全隱患；若燃料貯存在鋼瓶中，雖然解決了儲量問題，但以空氣加壓，操作麻煩，且可能在空氣加壓過程中引起的安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明從推廣廉價醇基燃料作為炊事燃料角度出發(fā)，提供一種醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用，以解決氣化燃燒的醇基燃燒爐具使用時等待預(yù)熱時間長、使用不便等問題。
[0008]本發(fā)明所采取的措施是:一種醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用，包括醇基燃料、醇基燃燒爐具及其醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用方法；其特征在于:
所述醇基燃料是由甲醇和二甲醚按質(zhì)量比為:甲醇70-80%，二甲醚20-30%攪拌混合而成；
所述醇基燃燒爐具是在醇基燃料貯罐內(nèi)頂部設(shè)置有導(dǎo)氣管并通過角閥I連通有醇基燃料管，醇基燃料管上設(shè)置有延時電磁閥連通有三通管件；
在醇基燃料貯罐的底側(cè)設(shè)置有引液管及其角閥II連通有醇基燃料管，醇基燃料管上設(shè)置有溫控電磁閥并連通有三通管件；
三通管件通過軟管與醇基燃料灶中的氣化盤管連通；氣化盤管另一端與噴嘴連通，在噴嘴附近設(shè)置有火焰針；
所述醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用方法，其應(yīng)用方法是開啟角閥I和角閥II，通過醇基燃燒爐具開關(guān)點(diǎn)火，此時延時電磁閥開啟，以二甲醚為主的氣體燃料在醇基燃燒爐具的噴嘴燃燒，同時將氣化盤管加熱，待氣化盤管溫度達(dá)到10(T20(TC時，延時電磁閥延時Hs關(guān)閉；點(diǎn)火后，火焰針檢測火焰且氣化盤管的溫度達(dá)到10(T20(TC時，開啟溫控電磁閥并自動關(guān)閉延時電磁閥，以甲醇為主的液體燃料進(jìn)入氣化盤管氣化燃燒；停止使用時，關(guān)閉醇基燃燒爐具開關(guān)、角閥I和角閥II。
[0009]上述技術(shù)方案所附加的技術(shù)方案如下。
[0010]所述醇基燃料在醇基燃料貯罐中的裝儲高度為罐體高度的4/5~9/10。
[0011 ] 所述醇基燃料貯罐中的醇基燃料液面高度低于導(dǎo)氣管入口高度。
[0012]所述氣化盤管是環(huán)狀銅合金盤管，盤管直徑為1.0-2.0cm0 [0013]所述氣化盤管的盤繞結(jié)構(gòu)是三角或者是平面形由大漸小結(jié)構(gòu)，圈數(shù)為10圈。
[0014]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述所提供的一種醇基燃燒爐具及其醇基燃料的應(yīng)用，是基于二甲醚在常溫下為氣體，飽和蒸汽壓為510.0 KPa，遠(yuǎn)高于甲醇的飽和蒸汽壓12.3 KPa0根據(jù)氣-液相平衡原理，將甲醇和二甲醚注入醇基貯罐混合后，貯罐頂部基本為二甲醚氣體，使用過程中隨著氣體的消耗，罐頂壓力不足0.5MPa時，液相中的二甲醚會不斷釋放進(jìn)入氣相供灶具燃燒使用。點(diǎn)火時，連通有導(dǎo)氣管的延時電磁閥開啟，罐頂氣體在壓力作用下進(jìn)入醇基燃燒爐具燃燒。此時氣化盤管被加熱，當(dāng)氣化盤管溫度達(dá)10(T20(TC時延時Hs關(guān)閉，延時Hs是為防止醇基液態(tài)燃料未及時進(jìn)入管路燃燒造成斷火。與此同時，與引液管連通的溫控電磁閥在氣化盤管中部溫度達(dá)10(T20(TC且火焰針檢測到火焰時開啟，以保證甲醇汽化燃燒和意外熄火時醇基燃料不外泄。溫控電磁閥開啟后，醇基燃料在氣體壓力和液體自身壓力作用下被輸送至灶具進(jìn)行燃燒，關(guān)火時溫控電磁閥自動關(guān)閉。
[0015]本發(fā)明一種醇基燃燒爐具及其醇基燃料的應(yīng)用，所包含的三個部分是相輔相成的一個整體。為解決醇基液體燃料點(diǎn)火困難、需等待預(yù)熱的問題，形成了以易點(diǎn)燃的氣體燃料點(diǎn)火，燃料燃燒同時加熱氣化裝置的灶具系統(tǒng)控制方法。為執(zhí)行上述控制方法需配備所述的醇基燃燒爐具結(jié)構(gòu)及控制元件。執(zhí)行過程中，醇基燃料的點(diǎn)火性能與其配料有關(guān)，而灶具開關(guān)火頻率及開火后使用時間又決定了配料的配比，因此形成了所述的醇基燃料。
[0016]采用本發(fā)明所提供的一種醇基燃燒爐具及其醇基燃料應(yīng)用的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明醇基燃料來源廣泛，價格低廉，與液化石油氣相比，在相同功率條件下，成本僅為液化石油氣的75%左右；以二甲醚為主的氣體燃料點(diǎn)火，由于其閃點(diǎn)為_41°C，遠(yuǎn)低于甲醇的閃點(diǎn)溫度16°C，易于點(diǎn)燃，提高了燃料的點(diǎn)火性能；可直接點(diǎn)火，無需預(yù)熱等待時間，使用方便?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明醇基燃燒爐具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的醇基燃燒爐具氣化盤管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1:醇基燃料貯罐；2:燃料加注口 ；3:導(dǎo)氣管；4:角閥I ;5:延時電磁閥；6:引液管；7:角閥II ；8:溫控電磁閥；9:三通管件；10:氣化盤管；11:噴嘴；12:火焰針；13:支架；14:醇基燃料管；15:軟管。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖通過【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明所提出的一種醇基燃燒爐具及其醇基燃料的應(yīng)用，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員能夠理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的技術(shù)方案，并且也能夠達(dá)到本發(fā)明的所述優(yōu)點(diǎn)與積極效果。
[0021]實(shí)施例1
實(shí)施一種醇基燃燒爐具及其醇基燃料的應(yīng)用，其醇基燃料配比與灶具開關(guān)火頻率及開火后使用時間有關(guān)。二甲醚的配入量不僅要保證貯罐內(nèi)能夠維持一定壓力，而且需滿足開關(guān)火用量。本實(shí)施例是對于使用時開關(guān)火頻率不高且每次使用時間較長的用戶，如大型餐飲行業(yè)，以I小時使用時間為例，其中6分鐘為氣體燃燒，二甲醚重量為總重的10%，即可維持0.5MPa壓力，且滿足開關(guān)火用量，但由于液體燃燒時也消耗部分二甲醚，因此，二甲醚和甲醇的配比為20:80。先將40公斤純度為95%的工業(yè)甲醇注入醇基燃料貯罐I中，再將10公斤純度為95%的液態(tài)二甲醚從壓力容器注入至醇基燃料貯罐I中，醇基燃料貯罐I內(nèi)的裝填高度為9/10罐體高度，混合均勻即制得本醇基燃料。
[0022]醇基燃燒爐具如附圖1所示，醇基燃料貯罐I頂部設(shè)有燃料加注口 2和導(dǎo)氣管3，導(dǎo)氣管3上端與角閥I 4連通，醇基燃料貯罐I底部一側(cè)設(shè)有引液管6，其上端與角閥II 7連通，下端伸至罐底。醇基燃料貯罐I通過控制管路與灶具連通。其中角閥I 4通過導(dǎo)管與延時電磁閥5相連通，延時電磁閥5出口端與三通管件9的入口連通，角閥II 7通過導(dǎo)管與溫控電磁閥8相連，溫控電磁閥8出口端與三通管件9入口連通，三通管件9出口通過導(dǎo)管與灶具內(nèi)部的氣化盤管10連通。氣化盤管10直徑與灶具功率有關(guān)，此實(shí)施例灶具功率為3.5kw,盤管直徑為20mm，盤管外環(huán)直徑為25cm，盤繞圈數(shù)為4圈，盤繞長度為2.24米。盤管末端接有噴嘴11，噴嘴11附近連接有火焰針12用以檢測火焰。
[0023]點(diǎn)火時，延時電磁閥5開啟，在氣體壓力作用下，以二甲醚為主的氣體進(jìn)入醇基燃燒爐具開始燃燒，過程中隨著氣體的消耗，由于氣液平衡作用，液相中的二甲醚不斷釋放進(jìn)入氣相供灶具燃燒。此時氣化盤管被加熱，當(dāng)氣化盤管溫度達(dá)150°C時延時3s關(guān)閉，以防止醇基液態(tài)未及時進(jìn)入管路燃燒造成斷火。與此同時，與引液管連通的溫控電磁閥8在氣化盤管10的溫度達(dá)150°C，且火焰針檢測到火焰時開啟，以保證甲醇能夠汽化進(jìn)行燃燒，同時要求檢測到火焰是防止意外熄火時醇基燃料外泄。溫控電磁閥8開啟后，醇基燃料在氣體壓力和液體自身壓力作用下被輸送至醇基燃燒爐具進(jìn)行燃燒，關(guān)火時溫控電磁閥8自動關(guān)閉。
[0024]本應(yīng)用實(shí)施例直接點(diǎn)火，無需預(yù)熱等待時間，使用方便，為醇基燃料作為民用炊事燃料的推廣提供了支撐，燃料耗量為0.60kg/h，在相同功率條件下，液化石油氣的耗量為
0.28/h。目前，13.5kg罐裝液化氣價格為105元，即7.8元/kg，甲醇價格為2.3元/kg，二甲醚價格為4.5元/kg，按上述配比計算，使用液化氣成本為2.19元/h，使用本應(yīng)用配制的燃料成本為1.65元/h，成本為液化石油氣的75.5%。
[0025]實(shí)施例2
實(shí)施一種醇基燃燒爐具及其醇基燃料的應(yīng)用，對于使用時開關(guān)火頻率較高且每次使用時間不長的用戶，如居民用戶，需配入較多二甲醚。以I小時使用時間為例，其中10分鐘為氣體燃燒，二甲醚重量為總重的13%可維持0.5MPa壓力且滿足開關(guān)火用量，但由于液體燃燒時消耗部分二甲醚，因此二甲醚和甲醇的配比為25:75。先將30公斤純度為95%的工業(yè)甲醇注入醇基燃料貯罐中，再將10公斤純度為97%的液態(tài)二甲醚由壓力容器注入至醇基燃料貯罐中，混合均勻即制得本醇基燃料。
[0026]此實(shí)施例灶具功率為3.0kw，醇基燃燒爐具I的結(jié)構(gòu)除氣化盤管10外，其他與實(shí)施實(shí)例I相同。氣化盤管10的直徑與醇基燃燒爐具I的功率相應(yīng)，此氣化盤管10的直徑為15mm，氣化盤管10的外環(huán)直徑為23cm，盤繞圈數(shù)為6圈，盤繞長度為2.63米。
[0027]點(diǎn)火時，延時電磁閥5開啟，在氣體壓力作用下，以二甲醚為主的氣體進(jìn)入醇基燃燒爐具I開始燃燒，過程中隨著氣體的消耗，由于氣液平衡作用，液相中的二甲醚不斷釋放進(jìn)入氣相供醇基燃燒爐具燃燒。此時氣化盤管10被加熱，當(dāng)與引液管連通的溫控電磁閥8在氣化盤管10中部的溫度達(dá)130°C，且火焰針檢測到火焰時開啟，以甲醇為主的液體進(jìn)入氣化盤管10，在爐膛此時延時電磁閥5延時4s關(guān)閉，以防止醇基液態(tài)未及時進(jìn)入管路燃燒造成斷火。溫控電磁閥8開啟后，醇基燃料在氣體壓力和液體自身壓力作用下被輸送至醇基燃燒爐具I進(jìn)行燃燒，關(guān)火時溫控電磁閥8自動關(guān)閉。
[0028]本應(yīng)用實(shí)施例直接點(diǎn)火，無需預(yù)熱等待時間，使用方便，燃料耗量為0.52kg/h，在相同功率條件下，液化石油氣的耗量為0.26/h。按上述配比計算，使用液化氣成本為2.03元Λ，使用本應(yīng)用配制的燃料成本為1.54元/h，成本為液化石油氣的75.9%。
【權(quán)利要求】
1.一種醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用，包括醇基燃料、醇基燃燒爐具及其醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用方法；其特征在于: 所述醇基燃料是由甲醇和二甲醚按質(zhì)量比為:甲醇70-80%，二甲醚20-30%攪拌混合而成； 所述醇基燃燒爐具是在醇基燃料貯罐(1)內(nèi)頂部設(shè)置有導(dǎo)氣管(3)并通過角閥I (4)連通有醇基燃料管(14)，醇基燃料管(14)上設(shè)置有延時電磁閥(5)連通有三通管件(9)； 在醇基燃料貯罐(I)的底側(cè)設(shè)置有引液管(6)及其角閥II (7)連通有醇基燃料管(14)，醇基燃料管(14)上設(shè)置有溫控電磁閥(8)并連通有三通管件(9)； 三通管件(9)通過軟管(15)與醇基燃料灶中的氣化盤管(10)連通；氣化盤管(10)另一端與噴嘴(11)連通，在噴嘴(11)附近設(shè)置有火焰針(12)； 所述醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用方法，其應(yīng)用方法是開啟角閥I (4)和角閥II(7)，通過醇基燃燒爐具開關(guān)點(diǎn)火，此時延時電磁閥(5)開啟，以二甲醚為主的氣體燃料在醇基燃燒爐具的噴嘴(11)燃燒，同時將氣化盤管(10)加熱，待氣化盤管溫度達(dá)到100-200℃時，延時電磁閥(5)延時Hs關(guān)閉；點(diǎn)火后，火焰針檢測火焰且氣化盤管(10)的溫度達(dá)到100-200℃時，開啟溫控電磁閥(8)并自動關(guān)閉延時電磁閥(5)，以甲醇為主的液體燃料進(jìn)入氣化盤管氣化燃燒；停止使用時，關(guān)閉醇基燃燒爐具開關(guān)、角閥I (4)和角閥II (7)。
2.如權(quán)利要求1所述的醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用，所述醇基燃料在醇基燃料貯罐(I)中的裝儲高度為罐體高度的4/5~9/10。
3.如權(quán)利要求1所述的醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用，所述醇基燃料貯罐(1)中的醇基燃料液面高度低于導(dǎo)氣管(3)入口高度。
4.如權(quán)利要求1所述的醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用，所述氣化盤管(10)是環(huán)狀銅合金盤管，盤管直徑為1.0-2.0cm。
5.如權(quán)利要求4所述的醇基燃料在醇基燃燒爐具上的應(yīng)用，所述氣化盤管(10)的盤繞結(jié)構(gòu)是三角或者是平面形由大漸小結(jié)構(gòu)，圈數(shù)為4-10圈。
【文檔編號】C10L1/02GK103884028SQ201410137286
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】趙鈺瓊, 田波, 張永發(fā) 申請人:太原理工大學(xué)