[实用新型]蜂窝蓄热燃烧型催化剂起燃装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于非预混燃烧、平面燃烧、空气预热燃烧和蜂窝蓄热原理，操作简单、方便、经济和快捷的蜂窝蓄热燃烧型催化剂起燃装置。适用于流向变换型催化反应器，燃用石油液化气、天然气或合成燃气的各种民用和工业催化燃烧锅炉，热力发电、燃气轮机或高温炉窑使用。

背景技术

催化燃烧是一种清洁高效的热能供应途径，符合我国中长期规划低排放、高效率增长方式要求。研究开发催化燃烧技术，可以大规模推广普及应用天然气燃料，改善我国大气污染状况，改善我国能源结构。

催化剂应用于燃烧领域需要解决经济且便捷起燃问题。北京建筑工程学院学报2006年第3期报道，实验室研究专门设置一个基于电加热原理的空气预热器，提出和尝试起燃阶段在混合气中引入氢气，使得催化剂在不经火焰预热的情况下就能起燃。如附图2所示，催化反应器由monolith反应器14，流量调节阀15，空气进口管16，氢气进口管17，甲烷气进口管18组成，实验开始时先调节合适的氢气和空气流量。在室温下，氢气和空气能在铂催化剂上燃烧，反应器温度能逐步升到400℃以上。氢气燃烧速度快，增加了燃烧不安全性。化工学报2003年第9期报道的流向变换型催化反应器只能在反应气体积百分数极低条件下使用，利用体积大比表面积小的陶瓷蓄热球吸收较弱的反应放热以提高催化操作经济性，切换周期长达十几小时。流向变换型催化反应器的蓄热过程只是完成低温起燃以后的催化反应过程，低温起燃仍然是一个亟待解决的问题。民用燃气燃烧和动力燃烧领域的催化燃烧技术能普遍推广的不多，大多数尚处于研发阶段，很难见到有关低温起燃设计操作报道。

实用新型内容  吸收高效蓄热材料研发成果，结合非预混燃烧、平面燃烧、空气预热燃烧和蜂窝蓄热技术，设计出蜂窝蓄热燃烧型催化剂起燃装置，满足催化燃烧低温起燃操作简单、方便、安全、经济和快捷等要求。

蜂窝蓄热燃烧型催化剂起燃装置，主要包括两套结构相同紧凑并列垂直布置的蓄热燃烧器和空烟气四通换向阀，蓄热燃烧器主要包括稳压室，蜂窝状的陶瓷蓄热体，蜂窝状的催化体，点火器，燃气快切阀和石英供气管，炉壁和两个催化体的顶面围成燃烧室，在两个燃烧器底部中间位置放置空烟气四通换向阀，空烟气四通换向阀位置对称的两个气口分别和两个稳压室的进气口相连接，在稳压室顶面上设置陶瓷蓄热体，陶瓷蓄热体间壁薄且比表面积大于800m²/m³，在陶瓷蓄热体的上面放置催化体，催化体和蓄热体蜂窝通道轴线重合，燃气快切阀置于炉外且沿燃气流动方向置于石英供气管上游，石英供气管穿过炉壁，石英供气管出口端高出催化体顶面15～20mm且和催化体顶面中心在同一条垂直线上，点火器穿过石英供气管和催化体顶面之间的炉壁。

由换向阀送入的空气依次流经一个燃烧器的稳压室，蓄热体和催化体后进入燃烧室，该燃烧器燃气快切阀处于开启状态使得燃气经石英供气管进入燃烧室，烟气经过另一个燃烧器的催化体，蓄热体和稳压室后引入换向阀，该燃烧器燃气快切阀处于关闭状态切断燃气供应，15～60s后两燃烧器燃气快切阀开关状态改变，同时空烟气换向阀动作使得空气和烟气交换流动管道。

本实用新型适用于燃用低热值、低品位和低能量密度气体燃料，低温起燃操作时间短，经济性好，稳定简便，催化体使用安全，燃烧安全，蓄热体和催化体温度易于控制调节。各类流向变换型催化反应器，燃用石油液化气、天然气或合成燃气的各种民用或工业催化燃烧锅炉、加热装置，热力发电，燃气轮机发电或高温炉窑均可使用本实用新型。

附图说明

图1为实用新型涉及的一种蜂窝蓄热燃烧型催化剂起燃装置。

图2为monolith催化反应器原理图。14为monolith反应器，15为流量调节阀，16为空气进口管，17为氢气进口管，18甲烷气进口管。

下面结合附图1对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式