專利名稱：流化反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種燃燒可燃氣體的燃燒器，尤其涉及一種可適合燃燒低濃度或 超低濃度可燃氣體的流化反應器。
背景技術：
在煤礦開采、化學工業、石油工業和鋼鐵工業生產過程中，會產生大量的含有甲 烷、一氧化碳、氫氣等可燃性氣體的廢氣。廢氣中可燃性氣體的濃度常常低于10%，甚至低 于5%，通常把濃度低于10%的可燃性氣體稱為低濃度可燃性氣體。以煤礦開采為例，礦井 瓦斯廢氣主要可燃氣體是甲烷，且甲烷濃度低，濃度變化大等原因，這種低濃度可燃氣體很 難被點燃或者維持穩定燃燒。目前，低濃度可燃氣體幾乎都未進行回收處理就直接排向大 氣，一方面造成了有限的不可再生資源的嚴重浪費；另一方面加劇了大氣污染和溫室效應。 因此，合理回收利用低濃度可燃氣體具有節能和環保雙重意義。現有技術中的燃燒器主要包括反應器殼體，反應器殼體由布風板 分隔為混合腔和 燃燒腔，混合腔上設有燃氣進氣孔和助燃空氣進氣孔，燃燒腔上設有燃燒氣體出氣孔。使用 時，將可燃氣體和助燃空氣分別從燃氣進氣孔和助燃空氣進氣孔通入混合腔內混合，混合 后的氣體再從布風板進入燃燒腔內燃燒，燃燒后的氣體從燃燒氣體出氣孔排出。上述結構的燃燒器主要適合一般濃度的可燃氣體燃燒，而且存在可燃成分濃度變 化幅度大、燃燒不連續、不穩定等困難。
實用新型內容針對現有技術存在的上述不足，本實用新型提供一種燃燒連續和燃燒穩定，且結 構簡單的流化反應器，該流化反應器既可適合低濃度可燃氣體燃燒，又可適合超低濃度可 燃氣體燃燒。本實用新型提供的流化反應器，包括反應器殼體，所述反應器殼體由布風板分隔 為混合腔和燃燒腔，混合腔上設有燃氣進氣孔和助燃空氣進氣孔，燃燒腔上設有燃燒氣體 出氣孔I ；還包括燃氣換熱器和助燃空氣換熱器，燃氣換熱器的換熱管一端為燃氣進口端， 另一端與燃氣進氣孔連通，助燃空氣換熱器的換熱管一端為助燃空氣進口端，另一端與助 燃空氣進氣孔連通；所述燃燒氣體出氣孔I分別與燃氣換熱器和助燃空氣換熱器的換熱腔 連通。進一步，所述燃氣換熱器的換熱腔壁上設有燃燒氣體進氣孔I和燃燒氣體出氣孔 II，所述助燃空氣換熱器設有燃燒氣體進氣孔II和燃燒氣體出氣孔III，所述燃燒氣體出 氣孔I分別與燃燒氣體進氣孔I和燃燒氣體進氣孔II連通，所述燃燒氣體出氣孔II與燃 燒氣體進氣孔II連通；進一步，在所述燃燒氣體出氣孔I與燃燒氣體進氣孔II連通的管路和燃燒氣體出 氣孔II與燃燒氣體進氣孔II連通的管路上分別設有流量控制閥；進一步，所述布風板的出風孔上固定設有盲孔結構的風帽，風帽的側壁上設有風帽小孔，所述布風板的出風孔、風帽小孔和燃燒腔依次連通。本實用新型的有益效果本實用新型的流化反應器采用在混合腔之前設置燃氣換熱器和助燃空氣換熱器，使進入混合腔的燃氣和助燃空氣分別經燃氣換熱器和助燃空氣換 熱器預熱，以提高低濃度或超低濃度的可燃氣體的著火幾率和穩定燃燒效率。在布風板上 放置砂粒，砂粒在燃燒腔內循環對混合氣體預熱，可使低濃度的可燃氣體穩定燃燒；還可在 布風板上放置砂粒和催化劑顆粒，砂粒和催化劑顆粒在燃燒腔內循環對混合氣體預熱，同 時在催化劑顆粒的作用下可使超低濃度的可燃氣體穩定燃燒。燃燒反應生成的氣體產物由 燃燒氣體出氣孔I排除并作為換熱器的熱源，將熱量傳遞給可燃氣體和助燃空氣，避免浪 費氣體燃燒產生的熱量，同時也可對可燃氣體進行預熱，流化反應器既適合低濃度或超低 濃度可燃氣體的燃燒，達到節約能源和減少溫室氣體排放的目的，而且結構簡單、成本低。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為布風板和風帽裝配的結構示意圖。附圖中的附圖標記所代表的結構如下1-反應器殼體 2-布風板 3-混合腔 4-燃燒腔 5-燃氣進氣孔6-助燃空 氣進氣孔7-燃燒氣體出氣孔I 8-燃氣換熱器9-助燃空氣換熱器10-燃氣進口端 11-助燃空氣進口端12-砂粒13-燃燒氣體進氣孔I 14-燃燒氣體出氣孔II 15-燃 燒氣體進氣孔II16-燃燒氣體出氣孔III 17-流量控制閥18-風帽19-風帽小孔
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細地描述。圖1為本實用新型的結構示意圖，圖2為布風板和風帽裝配的結構示意圖，如圖所 示流化反應器包括反應器殼體1、燃氣換熱器8和助燃空氣換熱器9。反應器殼體1由布 風板2分隔為混合腔3和燃燒腔4，混合腔3上設有燃氣進氣孔5和助燃空氣進氣孔6，燃 燒腔4上設有燃燒氣體出氣孔I 7，布風板2上設有一層砂粒12。燃氣換熱器8的換熱管 一端為燃氣進口端10，另一端通過氣管與燃氣進氣孔5連通；助燃空氣換熱器9的換熱管 一端為助燃空氣進口端11，另一端與助燃空氣進氣孔6連通。燃氣換熱器8的換熱腔壁上 設有燃燒氣體進氣孔I 13和燃燒氣體出氣孔II 14，助燃空氣換熱器9設有燃燒氣體進氣 孔II 15和燃燒氣體出氣孔III 16，燃燒氣體出氣孔I 7分別通過煙道與燃燒氣體進氣孔 I 13和燃燒氣體進氣孔II 15連通，燃燒氣體出氣孔II 14通過煙道與燃燒氣體進氣孔II 15連通。在燃燒氣體出氣孔I 7與燃燒氣體進氣孔II 15連通的煙道和燃燒氣體出氣孔II 14與燃燒氣體進氣孔II 15連通的煙道上分別設有流量控制閥17。利用煙道內安裝的流 量控制閥17調節兩條煙道內燃燒氣體的流量，從而控制可燃氣體的預熱溫度，使燃氣換熱 器出口溫度、混合腔內混合氣體的溫度均低于著火溫度，防止可燃氣體在進入燃燒腔之前 發生燃燒。布風板2的出風孔上固定設有盲孔結構的風帽18，風帽18的側壁上設有風帽小孔 19，布風板2的出風孔、風帽小孔19和燃燒腔4依次連通。風帽18采用盲孔結構，風帽小孔19設在風帽18的側壁上，可避免起著循環預熱作用的砂粒通過布風板2的出風孔進入 混合腔3內，向上流動的混合氣體從側壁上風帽小孔19沖出也有利于曳起布風板2板面上 的砂粒，使其與混合氣體混合更充分，傳熱效果更佳。使用該流化反應器時，從燃氣換熱器8的燃氣進口端10通入可燃氣體，從助燃空 氣換熱器9的助燃空氣進口端11通入助燃空氣，可燃氣體和助燃空氣經熱交換后通過氣管 進入混合腔3內，在混合腔3內充分混合后的氣體通過布風板2的出風口并從風帽18上的 風帽小孔19沖出進入燃燒腔4，同時曳起布風板2板面上的砂粒12向上運動，砂粒12隨 混合氣流向上運動時并把自身的熱量傳遞給混合氣體。當混合氣體的溫度達到可燃成分著 火點后，氣體中的可燃成分與氧氣發生燃燒氧化反應，放出熱量，一部分熱量傳遞給砂粒， 但由于重力的作用，被氣流帶到燃燒腔4內上部的高溫砂粒便沿腔壁回落到布風板2上，為 低濃度可燃氣體提供了著火和穩定燃燒的條件。燃燒反應后的氣體產物由煙道分別進入燃 氣換熱器8和助燃空氣換熱器9的換熱腔內，并與換熱管內的可燃氣體和助燃空氣進行熱 交換，將熱量傳遞給可燃氣體和助燃空氣，隨后經助燃空氣換熱器9上的燃燒氣體出氣孔 III16排除。流化反應器既可作為燃燒反應裝置，又可作為蓄熱裝置，不但適合一般低濃度的 氣體燃料的燃燒，也可在布風板上放置砂粒和催化劑顆粒，可使超低濃度的可燃氣體穩定 燃燒，而且具有較強的火焰穩定能力，較寬的負荷調節范圍。在常壓下工作時，流化反應器 不但可使氣體燃燒完全，而且自身結構簡單、使用壽命長。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參 照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本 實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范 圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求一種流化反應器，包括反應器殼體(1)，所述反應器殼體(1)由布風板(2)分隔為混合腔(3)和燃燒腔(4)，混合腔(3)上設有燃氣進氣孔(5)和助燃空氣進氣孔(6)，燃燒腔(4)上設有燃燒氣體出氣孔I(7)；其特征在于還包括燃氣換熱器(8)和助燃空氣換熱器(9)，燃氣換熱器(8)的換熱管一端為燃氣進口端(10)，另一端與燃氣進氣孔(5)連通，助燃空氣換熱器(9)的換熱管一端為助燃空氣進口端(11)，另一端與助燃空氣進氣孔(6)連通；所述燃燒氣體出氣孔I(7)分別與燃氣換熱器(8)和助燃空氣換熱器(9)的換熱腔連通。
2.根據權利要求1所述的流化反應器，其特征在于所述燃氣換熱器(8)的換熱腔壁 上設有燃燒氣體進氣孔I (13)和燃燒氣體出氣孔II (14)，所述助燃空氣換熱器(9)設有燃 燒氣體進氣孔II (15)和燃燒氣體出氣孔III (16)，所述燃燒氣體出氣孔I (7)分別與燃燒氣 體進氣孔1(13)和燃燒氣體進氣孔11(15)連通，所述燃燒氣體出氣孔II (14)與燃燒氣體 進氣孔II (15)連通。
3.根據權利要求2所述的流化反應器，其特征在于在燃燒氣體出氣孔I(7)與燃燒氣 體進氣孔II (15)連通的管路和燃燒氣體出氣孔II (14)與燃燒氣體進氣孔II (15)連通的 管路上分別設有流量控制閥(17)。
4.根據權利要求1至3中任一項權利要求所述的流化反應器，其特征在于所述布風 板⑵的出風孔上固定設有盲孔結構的風帽(18)，風帽(18)的側壁上設有風帽小孔(19)， 所述布風板⑵的出風孔、風帽小孔(19)和燃燒腔⑷依次連通。
專利摘要本實用新型公開了一種流化反應器，包括反應器殼體、燃氣換熱器和助燃空氣換熱器；反應器殼體由布風板分隔為混合腔和燃燒腔，混合腔上設有燃氣進氣孔和助燃空氣進氣孔，燃燒腔上設有燃燒氣體出氣孔I；燃氣換熱器的換熱管一端為燃氣進口端，另一端與燃氣進氣孔連通，助燃空氣換熱器的換熱管一端為助燃空氣進口端，另一端與助燃空氣進氣孔連通；燃燒氣體出氣孔I分別與燃氣換熱器和助燃空氣換熱器的換熱腔連通。本實用新型的流化反應器不但能夠使低濃度或超低濃度的可燃氣體可靠著火和穩定燃燒，而且流化反應器內溫度波動小；燃燒腔既可作為反應器又可作為蓄熱器，流化反應器工作在常壓下時負荷調節范圍較寬。
文檔編號B01J19/32GK201565298SQ200920207439
公開日2010年9月1日 申請日期2009年11月30日 優先權日2009年11月30日
發明者冉景煜, 唐強, 張力, 楊仲卿, 石洋, 蒲舸, 閆云飛 申請人:重慶大學