本發(fā)明屬于燃燒技術(shù)，具體涉及一種甲醇的裂解燃燒的方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的甲醇燃燒方法是從輕油燃燒機變更為甲醇燃料就直接使用的，燃燒原理未有變化。但是甲醇燃燒和輕油燃燒有很大不同，一是甲醇氣化潛熱很大，第二是甲醇本身有氧，現(xiàn)有的燃燒方法由甲醇經(jīng)過霧化噴嘴噴出后被電弧點燃，由風(fēng)機供風(fēng)直接燃燒，當(dāng)甲醇霧化顆粒被點燃后，甲醇顆粒首先要氣化，甲醇氣化吸熱導(dǎo)致燃燒區(qū)溫度降低，使得甲醇火焰溫度低，火焰變長，燃燒不完全。另外原有的輕油燃燒器希望燃料霧化后的燃料顆粒尺寸盡量小，以獲得盡量大的表面以便輕油顆粒迅速氣化充分燃燒，這個情形在輕油燃燒器中作用是積極的，但是甲醇燃燒過程中細小的甲醇霧化顆粒有著更大的表面，這些微小顆粒的氣化速度更快，使得燃燒區(qū)溫度更低，所以燃燒狀態(tài)不好。

目前有一些解決方案是仿照汽油噴燈原理，把甲醇先經(jīng)過一個加熱的盤管或一個密閉的腔體氣化裂解再經(jīng)過噴嘴噴出燃燒，盤管或密閉腔體是靠甲醇燃燒噴出火焰加熱，雖然解決了燃燒溫度和燃燒完全的問題，但這種方式屬于盤管這類封閉腔體的內(nèi)部高溫缺氧環(huán)境裂解，由于裂解溫度不容易控制，所以必定有積碳產(chǎn)生，使用時間不長就會盤管堵塞。盤管堵塞還會造成事故，所以這種封閉空間內(nèi)部氣化裂解的方法不能根本解決燃燒問題，這種燃燒方式使用前還需要對盤管進行預(yù)熱，使用很不方便。

目前還有其他改善甲醇燃燒的方法主要是在甲醇內(nèi)添加各種添加劑，改性劑，增加熱值的同時成本也會增加，沒有從根本解決問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明采用一種甲醇霧化后在敞開的環(huán)境中邊燃燒邊裂解的燃燒方式，徹底解決了裂解中產(chǎn)生積碳的問題，本發(fā)明可以長期穩(wěn)定工作，燃燒完全，火焰溫度高，使用不需預(yù)熱，通過裂解還增加了燃料的燃燒熱值，該發(fā)明成本很低，使用可靠，是一種可以推廣使用的有效方法。

甲醇霧化顆粒在陶瓷蓄熱體這個敞開的環(huán)境中燃燒時產(chǎn)生熱裂解的原理：

甲醇經(jīng)過甲醇霧化噴嘴噴出的顆粒，由于甲醇表面張力的原因。所以懸浮在空中是球形顆粒，當(dāng)霧化甲醇顆粒先經(jīng)過點火針產(chǎn)生的電弧，一些甲醇霧化顆粒首先被點燃，點燃后的甲醇火焰進入陶瓷蓄熱體開始加熱蓄熱體內(nèi)壁及通道壁，蓄熱體通道被迅速加熱到甲醇裂解溫度。同時大量的甲醇霧化顆粒連續(xù)進入陶瓷蓄熱體通道內(nèi)，在高溫環(huán)境下，這些甲醇顆粒表面首先氣化，形成一個氣化同心球體，液體燃料燃燒過程是分層燃燒的，所以在有氧高溫環(huán)境下顆粒氣化表層先燃燒，表面燃燒會奪去表面周圍的氧氣，這樣的情形造成了雖然整體空氣量是過剩，但顆粒內(nèi)部為缺氧狀態(tài)，因此在蓄熱體通道的高溫環(huán)境下熱輻射熱傳導(dǎo)穿透顆粒表層，使得內(nèi)部達到裂解溫度，內(nèi)部產(chǎn)生熱裂解，裂解后生成氫氣和一氧化碳等其他組分。甲醇顆粒氣化的潛熱和裂解所需要的熱量則由陶瓷蓄熱體提供。由于霧化顆粒大小以及在陶瓷蓄熱體通道內(nèi)位置造成的溫度不同會生成不同的裂解組分。當(dāng)裂解后的產(chǎn)物和空氣混合在陶瓷蓄熱體通道內(nèi)由于風(fēng)機的作用吹到出口處，在出口處設(shè)置的改變氣流方向通道的作用下，產(chǎn)生渦旋氣流。這個改變氣流方向通道減緩了混合氣的流速，使得蓄熱體各通道的流速一致，該改變氣流方向通道產(chǎn)生了強烈擾動使得各種裂解后的組分和空氣充分混合燃燒，形成極短的旋轉(zhuǎn)火焰，并產(chǎn)生超過1300度的高溫。

本發(fā)明的特征如下：把主要粒徑分布（100-800微米）的甲醇霧化顆粒與一定壓力（100-2000pa）的空氣混合后點燃并吹過一個外形為筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部有縱向通道的陶瓷蓄熱體。

所述的陶瓷蓄熱體，使用時蓄熱體內(nèi)壁及縱向通道的溫度要保持在甲醇熱裂解溫度以上。

所述的陶瓷蓄熱體加熱，可以是通過陶瓷蓄熱體通道的甲醇霧化顆粒點燃后產(chǎn)生的熱量使陶瓷蓄熱體維持在甲醇裂解溫度以上，或是由外部熱源提供陶瓷蓄熱體所需的溫度。

所述的陶瓷蓄熱體，出口處或內(nèi)部可設(shè)置一段或多段改變氣流方向通道。

所述的一定粒徑的甲醇霧化顆粒，可以通過甲醇加壓后經(jīng)過霧化噴嘴來實現(xiàn)，其粒徑尺寸可以通過改變甲醇壓力或選擇霧化噴嘴噴口尺寸來獲得。

所述的甲醇燃燒方法還包括：選擇陶瓷蓄熱體縱向尺寸與可調(diào)風(fēng)量的風(fēng)機配合，以獲得甲醇霧化顆粒在陶瓷蓄熱體內(nèi)所需的停留時間。

所述的甲醇霧化顆粒的點火位置在陶瓷蓄熱體縱向通道的進口處。

所述的陶瓷蓄熱體可以是裝配結(jié)構(gòu)，材質(zhì)可選擇紅外輻射陶瓷材料制成。

附圖說明

附圖1為調(diào)風(fēng)板調(diào)風(fēng)與變量泵調(diào)壓組合；用來調(diào)節(jié)甲醇霧化顆粒尺寸和甲醇顆粒在蓄熱體內(nèi)的裂解時間。

附圖2為調(diào)風(fēng)板調(diào)風(fēng)與定量泵加溢流閥調(diào)壓組合；用來調(diào)節(jié)甲醇霧化顆粒尺寸和甲醇顆粒在蓄熱體內(nèi)的裂解時間。

附圖3為變頻器調(diào)風(fēng)加變量泵調(diào)壓組合；用來調(diào)節(jié)甲醇霧化顆粒尺寸和甲醇顆粒在蓄熱體內(nèi)的裂解時間。

附圖4為變頻器調(diào)風(fēng)與定量泵加溢流閥調(diào)壓組合；用來調(diào)節(jié)甲醇霧化顆粒尺寸和甲醇顆粒在蓄熱體內(nèi)的裂解時間。

附圖5為一種陶瓷蓄熱體結(jié)構(gòu)，縱向通道的隔板帶有皺折或波紋；

附圖6為另一種陶瓷蓄熱體結(jié)構(gòu)，縱向通道由隔板組成，隔板上有密布的小孔；

附圖7為另一種陶瓷蓄熱體結(jié)構(gòu)，縱向通道為蜂窩狀；

附圖8為一種改變氣流方向通道結(jié)構(gòu)，為傾斜葉片結(jié)構(gòu)；

附圖9為另一種改變氣流方向通道結(jié)構(gòu)，頂部布置了n個傾斜的孔；

附圖5-9給出不同結(jié)構(gòu)的陶瓷蓄熱體和縱向通道形狀以及改變氣流方向通道的結(jié)構(gòu)，其作用和原理是一樣的。

附圖中，序號1調(diào)風(fēng)板；2風(fēng)機；3連接筒，4甲醇霧化噴嘴；5配風(fēng)盤；6點火針；7蓄熱片；8改變氣流方向通道；9電磁閥；10變量泵；11甲醇容器；12甲醇管道；13陶瓷陶瓷蓄熱體筒體；14為變量泵；15為溢流閥；16變頻器；17改變氣流方向通道的傾斜孔；18為傾斜葉片；19為帶孔陶瓷內(nèi)筒；20為縱向通道內(nèi)設(shè)置的褶皺或波紋。

具體實施方式

實施例1，甲醇壓力調(diào)整至0.3-0.4mp，選擇甲醇霧化噴嘴為丹佛斯燃油噴嘴，規(guī)格為3或4加侖/h，這個工況下甲醇霧化顆粒尺寸大部分為100～500um，陶瓷蓄熱體尺寸直徑150mm，內(nèi)徑130mm，長度150-200mm，風(fēng)機風(fēng)壓200-400pa，風(fēng)量150立方/h，風(fēng)機用調(diào)風(fēng)板控制風(fēng)量。

使用時，當(dāng)甲醇經(jīng)過泵10或14加壓后經(jīng)過甲醇霧化噴嘴4開始霧化，經(jīng)風(fēng)機吸入陶瓷蓄熱體，霧化顆粒被位于蓄熱體入口處的點火針6點燃，一些霧化的甲醇顆粒點燃形成的火焰，首先加熱陶瓷蓄熱體內(nèi)表面與縱向通道隔板7，當(dāng)陶瓷蓄熱體13內(nèi)表面與縱向通道隔板7溫度迅速升高到800度以上，大量的甲醇霧化顆粒表面著火的同時內(nèi)部產(chǎn)生裂解，大量的裂解產(chǎn)物和風(fēng)機2送來的空氣進行混合，經(jīng)過陶瓷改變氣流方向通道8進一步強烈旋轉(zhuǎn)混合并產(chǎn)生高溫火焰，調(diào)節(jié)風(fēng)機調(diào)風(fēng)板1控制風(fēng)量，使得煙氣的氧氣含量約為1-2%，此時煙氣中一氧化碳和氮氧化物可保持在50mg/m3以下。

實施例2：根據(jù)說明書的甲醇裂解燃燒原理：改變甲醇流量則可以產(chǎn)生不同的燃燒熱功。例如要獲得更大的甲醇燃燒熱功則需要：1增大甲醇壓力并改變甲醇霧化噴嘴4尺寸，增加陶瓷蓄熱體13和縱向通道7的尺寸并調(diào)節(jié)調(diào)風(fēng)板1或變頻器16調(diào)節(jié)風(fēng)機2的風(fēng)量，通過以上調(diào)節(jié)可實現(xiàn)大流量下的也產(chǎn)生非常好的燃燒效果，產(chǎn)生更大的燃燒熱功。