一种生物柴油、0#柴油混合燃烧系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种生物柴油、0#柴油混合燃烧系统和方法，包括生物柴油罐、油泵Ⅰ、生物柴油过滤器、阀门Ⅰ、流量计Ⅰ、加热器Ⅰ、0#柴油罐、油泵Ⅱ、0#柴油过滤器、阀门Ⅱ、流量计Ⅱ、加热器Ⅱ、制氧机、储气罐、阀门Ⅲ、流量计Ⅲ、加热器Ⅲ、离心风机、阀门Ⅳ、流量计Ⅳ、加热器Ⅳ、四通道旋流燃烧器、炉体；该系统可实现生物柴油、0#柴油共同燃烧，实时改变生物柴油和0#柴油的燃烧比例，显著提高资源综合利用水平，避免生物柴油燃烧过程产生火焰不稳定甚至熄火的现象。

A hybrid combustion system and method for biodiesel and 0# diesel

The invention discloses a mixed combustion system of biodiesel and 0# diesel, including biodiesel tank, oil pump I, biodiesel filter, valve I, flowmeter I, heater I, 0# diesel tank, oil pump II, 0# diesel filter, valve II, flowmeter II, heater II, oxygen generator, gas storage tank, valve III. Flowmeter III, heater III, centrifugal fan, valve IV, flowmeter IV, heater IV, four-channel swirl burner and furnace body; the system can realize the co-combustion of biodiesel and 0# diesel, real-time change the combustion ratio of biodiesel and 0# diesel, significantly improve the level of comprehensive utilization of resources, and avoid biodiesel combustion. The process produces flame instability or even flameout.

【技术实现步骤摘要】
一种生物柴油、0#柴油混合燃烧系统和方法
本专利技术属于工业炉窑领域，具体是涉及一种生物柴油、0#柴油混合燃烧系统和方法。
技术介绍
目前，工业炉窑所用燃料多为化石燃料，随着化石燃料储量下降，在未来几十年内将消耗殆尽，且化石燃料成本较高。生物柴油是一种优良的替代能源，且燃烧后生成气体对环境污染小。生物柴油混合0#柴油或生物柴油燃烧是工业炉窑燃料的发展趋势。将生物柴油和0#柴油按一定比例混合好通入燃烧器燃烧，此方法不能实时调节燃烧的生物柴油和0#柴油的比例；生物柴油因其高粘度、高密度导致雾化效果较差，在燃烧过程中容易造成熄火现象，燃烧区温度相对0#柴油较低，不满足某些特定工业炉窑温度要求。申请号为201410559360.5的专利技术专利名称“一种用于柴油发动机的混合燃料及其应用”的专利技术专利，将生物柴油和化石燃油混合后喷入燃烧室燃烧，该混合燃料燃烧过程不能实时调节生物柴油和0#柴油燃烧比例。申请号为201010275806.3的专利技术专利名称“预热式生物柴油燃烧器”的专利技术专利，将生物柴油预热升温后通入燃烧器燃烧，生物柴油其分子较大、粘度较高，在流量较小的情况下会造成熄火现象，燃烧过程不稳定。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供一种生物柴油、0#柴油混合燃烧系统和方法，该生物柴油、0#柴油混合燃烧系统可实现生物柴油、0#柴油共同燃烧，实时改变生物柴油和0#柴油燃烧比例，显著提高资源综合利用水平，避免生物柴油燃烧过程产生火焰不稳定甚至熄火的现象。一种生物柴油、0#柴油混合燃烧系统，包括生物柴油罐1、油泵Ⅰ2、生物柴油过滤器3、阀门Ⅰ4、流量计Ⅰ5、加热器Ⅰ6、0#柴油罐7、油泵Ⅱ8、0#柴油过滤器9、阀门Ⅱ10、流量计Ⅱ11、加热器Ⅱ12、制氧机13、储气罐14、阀门Ⅲ15、流量计Ⅲ16、加热器Ⅲ17、离心风机18、阀门Ⅳ19、流量计Ⅳ20、加热器Ⅳ21、四通道旋流燃烧器22、炉体23，生物柴油罐1、油泵Ⅰ2、生物柴油过滤器3、阀门Ⅰ4、流量计Ⅰ5、加热器Ⅰ6依次连接，0#柴油罐7、油泵Ⅱ8、0#柴油过滤器9、阀门Ⅱ10、流量计Ⅱ11、加热器Ⅱ12依次连接，制氧机13、储气罐14、阀门Ⅲ15、流量计Ⅲ16、加热器Ⅲ17依次连接，离心风机18、阀门Ⅳ19、流量计Ⅳ20、加热器Ⅳ21依次连接，加热器Ⅰ6、加热器Ⅱ12、加热器Ⅲ17、加热器Ⅳ21分别与四通道旋流燃烧器22连接，四通道旋流燃烧器22设置在炉体23内部，炉体23开有烟气出口；所述四通道旋流燃烧器22包括0#柴油通道24、富氧通道25、生物柴油通道26、空气通道27、点火器29、旋流器30、混合室31，0#柴油通道24、富氧通道25、生物柴油通道26、空气通道27、点火器29、旋流器30设置在混合室31内部，混合室31底部开口；加热器Ⅰ6、加热器Ⅱ12、加热器Ⅲ17、加热器Ⅳ21分别与四通道旋流燃烧器22的生物柴油通道26、0#柴油通道24、富氧通道25、空气通道27连接；0#柴油通道24、富氧通道25、生物柴油通道26、空气通道27一层套一层设置，最内层为0#柴油通道24，0#柴油通道24外部设有富氧通道25，富氧通道25外部设有生物柴油通道26，生物柴油通道26外部设有空气通道27，0#柴油通道24下端开有0#柴油出油孔28，0#柴油通道24底部设有点火器29，生物柴油通道26、空气通道27下端连有旋流器30。所述旋流器30为空心筒体，旋流器30包括凸台34和基台35，凸台34设置在生物柴油通道26和空气通道27之间，凸台34同一圆周上均匀设置3个以上生物柴油出油孔32，基台35外缘与混合室31内壁贴合并设置在混合室31内壁上，基台35同一圆周上均匀设置3个以上空气流出孔33。所述空气流出孔33与生物柴油出油孔32数量相同，且一一对应设置。所述生物柴油出油孔32的中轴线延长线与空气流出孔33的中轴线延长线相交且夹角为21º～27º。所述0#柴油通道24下端、点火器29上面的管壁上的0#柴油出油孔28沿管长方向设置3列以上，每列为3个以上，每个0#柴油出油孔28的中轴线垂直生物柴油通道26中轴线。一种生物柴油、0#柴油混合燃烧系统应用方法，具体步骤如下：步骤1、生物柴油从生物柴油罐1中经油泵Ⅰ2，被生物柴油过滤器3过滤后经过阀门Ⅰ4、流量计Ⅰ5、加热器Ⅰ6输送至四通道旋流燃烧器22第三层的生物柴油通道26，0#柴油从0#柴油罐7中经油泵Ⅱ8，被0#柴油过滤器9过滤后经过阀门Ⅱ10、流量计Ⅱ11、加热器Ⅱ12输送到四通道旋流燃烧器22最内层的0#柴油通道24；同时将储气罐14中的富氧通过加热器Ⅲ17连接到四通道旋流燃烧器22的第二层富氧通道25；空气通过离心风机Ⅳ18、流量计Ⅳ19、加热器Ⅳ21通入四通道旋流燃烧器22的最外层空气通道27；步骤2、点火器29首先点燃从0#柴油通道24和富氧通道25出来的0#柴油和富氧气体的混合物，0#柴油燃烧产生的高温火焰再点燃从生物柴油通道26和空气通道27出来的生物柴油和空气的混合物，完成点火过程。所述阀门Ⅰ4和阀门Ⅱ10分别调节生物柴油和0#柴油的流量比为9:1~1:9。所述加热器Ⅰ6将生物柴油加热到70~80℃；加热器Ⅱ12将0#柴油加热到40~60℃；加热器Ⅲ15将富氧气体加热到150~170℃；加热器Ⅳ21将空气加热到100~130℃。所述制氧机制得的富氧气体中氧气体积分数为21%~55%；富氧气体提供0#柴油燃烧所需全部氧气量以及生物柴油燃烧所需的20%~40%氧气量。原理：第二层富氧通道25中的富氧气体一方面对出油孔28流出的0#柴油雾化，另一方面为0#柴油燃烧、生物柴油燃烧提供助燃物质，0#柴油和富氧气体的混合物被安装在0#柴油通道出口24处的点火器29点燃，同时最外层空气通道27流出的空气及第三层生物柴油通道26流出的生物柴油通过旋流器30产生多束流向四通道旋流燃烧器22中轴线的生物柴油和空气的混合物，这些生物柴油及空气的混合物被已经燃烧的0#柴油点燃，完成生物柴油燃烧点火过程。本专利技术的有益效果为：1、该系统避免生物柴油燃烧过程产生火焰不稳定甚至熄火的现象。2、该系统可实时调节燃烧的生物柴油和0#柴油比例，进而调节火焰温度，应对燃烧工况变化更灵活。附图说明图1是本专利技术实施例1的系统结构示意图；图2是本专利技术实施例1的四通道旋流燃烧器结构示意图；图3是本专利技术实施例1的四通道旋流燃烧器结构示意图（角度示意）；图4是本专利技术实施例1的四通道旋流燃烧器仰视图；图5是本专利技术实施例1的四通道旋流燃烧器结构示意图（不包括旋流器）；图6是本专利技术实施例1的旋流器剖视图；图7是本专利技术实施例1的旋流器结构示意图；图中：1-生物柴油罐，2-油泵Ⅰ，3-生物柴油过滤器，4-阀门Ⅰ，5-流量计Ⅰ，6-加热器Ⅰ，7-0#柴油罐，8-油泵Ⅱ，9-0#柴油过滤器，10-阀门Ⅱ，11-流量计Ⅱ，12-加热器Ⅱ，13-制氧机，14-储气罐，15-阀门Ⅲ，16-流量计Ⅲ，17-加热器Ⅲ，18-离心风机，19-阀门Ⅳ，20-流量计Ⅳ，21-加热器Ⅳ，22-四通道旋流燃烧器，23-炉体，24-0#柴油通道，25-富氧通道，26-生物柴油通道，27-空气通道，28-0#柴油出油孔，29-点火器，30-旋流器，31-混合室，3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物柴油、0#柴油混合燃烧系统，其特征在于，包括生物柴油罐、油泵Ⅰ、生物柴油过滤器、阀门Ⅰ、流量计Ⅰ、加热器Ⅰ、0#柴油罐、油泵Ⅱ、0#柴油过滤器、阀门Ⅱ、流量计Ⅱ、加热器Ⅱ、制氧机、储气罐、阀门Ⅲ、流量计Ⅲ、加热器Ⅲ、离心风机、阀门Ⅳ、流量计Ⅳ、加热器Ⅳ、四通道旋流燃烧器、炉体，生物柴油罐、油泵Ⅰ、生物柴油过滤器、阀门Ⅰ、流量计Ⅰ、加热器Ⅰ依次连接，0#柴油罐、油泵Ⅱ、0#柴油过滤器、阀门Ⅱ、流量计Ⅱ、加热器Ⅱ依次连接，制氧机、储气罐、阀门Ⅲ、流量计Ⅲ、加热器Ⅲ依次连接，离心风机、阀门Ⅳ、流量计Ⅳ、加热器Ⅳ依次连接，加热器Ⅰ、加热器Ⅱ、加热器Ⅲ1、加热器Ⅳ分别与四通道旋流燃烧器连接，四通道旋流燃烧器设置在炉体内部，炉体开有烟气出口；所述四通道旋流燃烧器包括0#柴油通道、富氧通道、生物柴油通道、空气通道、点火器、旋流器、混合室，0#柴油通道、富氧通道、生物柴油通道、空气通道、点火器、旋流器设置在混合室内部，混合室底部开口；加热器Ⅰ、加热器Ⅱ、加热器Ⅲ、加热器Ⅳ分别与四通道旋流燃烧器的生物柴油通道、0#柴油通道、富氧通道、空气通道连接；0#柴油通道、富氧通道、生物柴油通道、空气通道一层套一层设置，最内层为0#柴油通道，0#柴油通道外部设有富氧通道，富氧通道外部设有生物柴油通道，生物柴油通道外部设有空气通道，0#柴油通道下端开有0#柴油出油孔，0#柴油通道底部设有点火器，生物柴油通道、空气通道下端连有旋流器。...

【技术特征摘要】
1.一种生物柴油、0#柴油混合燃烧系统，其特征在于，包括生物柴油罐、油泵Ⅰ、生物柴油过滤器、阀门Ⅰ、流量计Ⅰ、加热器Ⅰ、0#柴油罐、油泵Ⅱ、0#柴油过滤器、阀门Ⅱ、流量计Ⅱ、加热器Ⅱ、制氧机、储气罐、阀门Ⅲ、流量计Ⅲ、加热器Ⅲ、离心风机、阀门Ⅳ、流量计Ⅳ、加热器Ⅳ、四通道旋流燃烧器、炉体，生物柴油罐、油泵Ⅰ、生物柴油过滤器、阀门Ⅰ、流量计Ⅰ、加热器Ⅰ依次连接，0#柴油罐、油泵Ⅱ、0#柴油过滤器、阀门Ⅱ、流量计Ⅱ、加热器Ⅱ依次连接，制氧机、储气罐、阀门Ⅲ、流量计Ⅲ、加热器Ⅲ依次连接，离心风机、阀门Ⅳ、流量计Ⅳ、加热器Ⅳ依次连接，加热器Ⅰ、加热器Ⅱ、加热器Ⅲ1、加热器Ⅳ分别与四通道旋流燃烧器连接，四通道旋流燃烧器设置在炉体内部，炉体开有烟气出口；所述四通道旋流燃烧器包括0#柴油通道、富氧通道、生物柴油通道、空气通道、点火器、旋流器、混合室，0#柴油通道、富氧通道、生物柴油通道、空气通道、点火器、旋流器设置在混合室内部，混合室底部开口；加热器Ⅰ、加热器Ⅱ、加热器Ⅲ、加热器Ⅳ分别与四通道旋流燃烧器的生物柴油通道、0#柴油通道、富氧通道、空气通道连接；0#柴油通道、富氧通道、生物柴油通道、空气通道一层套一层设置，最内层为0#柴油通道，0#柴油通道外部设有富氧通道，富氧通道外部设有生物柴油通道，生物柴油通道外部设有空气通道，0#柴油通道下端开有0#柴油出油孔，0#柴油通道底部设有点火器，生物柴油通道、空气通道下端连有旋流器。2.根据权利要求1所述生物柴油、0#柴油混合燃烧系统，其特征在于，所述旋流器为空心筒体，旋流器包括凸台和基台，凸台设置在生物柴油通道和空气通道之间，凸台同一圆周上均匀设置3个以上生物柴油出油孔，基台外缘与混合室内壁贴合并设置在混合室内壁上，基台同一圆周上均匀设置3个以上空气流出孔。3.根据权利要求2所述生物柴油、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小辉，邓伟鹏，王华，冯立斌，张广君，张汉，赵朋飞，冯鹏，范孝锋，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53