[发明专利]一种氢气与甲醇混合燃烧的工艺及装置

说明书

本发明提供了一种氢气与甲醇混合燃烧的工艺及装置，其中工艺包括：(1)吹扫：向燃烧器内通入助燃风和混合气体；(2)点火：吹扫完成后，停止混合气体的通入，向燃烧器内通入甲醇和助燃风，并点火；甲醇通过预热器进入燃烧器；(3)预热：调高甲醇的流量，对预热器进行预热；(4)掺氢：当燃烧器内的温度达到200‑300℃时，向燃烧器内通入氢气；(5)调温：当燃烧温度超过产品的烧成温度时，向燃烧器内通入混合气体；(6)运行：维持燃烧功率不变，加大氢气的占比，调小甲醇的通入量。混合气体加入的越多，氢气的燃烧温度越低，由此调整氢气的燃烧温度，避免了高比例掺氢易产生局部高温而烧坏产品的问题。

技术领域

本发明涉及窑炉燃烧的技术领域，特别涉及一种氢气与甲醇混合燃烧的工艺及装置。

背景技术

近些年随着工业的发展，环境的污染成为现阶段发展的重要问题，尤其是大气污染和水污染随时伴随着我们的生活，对我们的生活造成了一定困扰。

目前，为了达到环保的目的，可采用氢气燃烧，因为氢气的燃烧产物只有水，是一种低碳环保的能源，因此，当氢气占总体燃料的比例越高，燃料燃烧后排放的污染物越少，环保效果越好。但由于氢气具有易爆炸、燃烧速度快且燃烧温度高的特点，出于安全性能及烧成效果的考虑，并不能盲目地加大氢气的比例，因此现有技术使用氢气燃烧时只能低比例掺氢，对于污染物排放的改善效果不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种氢气与甲醇混合燃烧的工艺及装置，旨在解决现有技术中高比例掺氢易产生局部高温而烧坏产品的问题。

为了实现上述目的，本发明在第一方面提供了一种氢气与甲醇混合燃烧的工艺，其包括：(1)吹扫：向燃烧器内通入助燃风和混合气体，所述混合气体为不可燃烧的气体；

(2)点火：吹扫完成后，停止混合气体的通入，向燃烧器内通入甲醇和助燃风，并点火；其中，甲醇通过预热器进入燃烧器；

(3)预热：逐渐加大甲醇的通入量，甲醇在燃烧器内燃烧产生的余热对预热器进行预热，以使甲醇在预热器的温度达到甲醇的沸点后汽化；

(4)掺氢：当燃烧器内的温度达到200-300℃时，向燃烧器内通入氢气；

(5)调温：当燃烧温度超过产品的烧成温度时，向燃烧器内通入混合气体，降低燃烧温度；

(6)运行：维持燃烧功率不变，加大氢气的通入量，减少甲醇的通入量。

本申请的氢气与甲醇混合燃烧工艺主要通过向氢气掺入不可燃烧的混合气体，实现氢气的燃烧温度可控。掺入混合气体越多，氢气燃烧温度越低，反之，掺入混合气体越少，氢气燃烧温度越接近理论燃烧温度，从而能够实现高比例掺氢而不会提高燃烧温度的效果，并且保证燃烧产物中大部分为水，使得该工艺达到低碳环保的目的。

此外，本申请还具有预热阶段，通过对预热器的预热，使得甲醇在预热器的温度达到甲醇的沸点后汽化，这样甲醇能够更好地与空气混合、充分燃烧，并且甲醇与水在高温高压下可以发生重整制氢，可以进一步提高氢气占比。

进一步地，在步骤(4)掺氢过程中，氢气与氧气同时通入，其中氢气和氧气的体积比为2：1。在氢气中掺入氧气，对氢气起到助燃作用。

进一步地，在步骤(5)调温过程中，混合气体占氢气的体积比为10％～20％。

进一步地，在步骤(6)运行过程中，氢气热值占比为40％～70％。由于混合气体的加入，最高可以将氢气的热值占比调至70％，提高了掺氢比例，大大地减少了燃烧产生的污染物。

本发明在第二方面提供了一种装置，其与以上任一所述的一种氢气与甲醇混合燃烧的工艺相配套，所述装置包括：燃烧器，所述燃烧器的上游连通有相互并联的电解水制氢管路、混合气体管路、助燃风管路和甲醇管路；所述甲醇管路通过预热器与所述燃烧器连通。