天然气重整制氢装置的点火燃烧装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，包括：顶端封闭外筒体，稳燃片封盖于外筒体底端敞开口处；燃烧外管底端密封穿过外筒体顶端中部第一通孔后与稳燃片中部贯通孔密封连接；带点火电极线的点火电极陶瓷管和引火棒连接构成整体点火棒，在点火棒上部固定设置有锁紧螺母，在燃烧外管顶部设置有与锁紧螺母配合的螺纹段，点火棒伸入燃烧外管的管腔中后、通过锁紧螺母与螺纹段的旋合固定于燃烧外管的管腔中，在位于外筒体外的燃烧外管壁上开设有第一混合气进口，在外筒体上开设有第二混合气进口，在外筒体中还设置有与第二混合气进口连通的混合气通道，在稳燃片上开设有若干喷射孔。该装置安全性能高、使用寿命长、燃烧效率高。

Ignition and combustion device of natural gas reforming hydrogen plant

【技术实现步骤摘要】
天然气重整制氢装置的点火燃烧装置
本技术涉及天然气重整制氢
，尤其涉及一种天然气重整制氢装置的点火燃烧装置。
技术介绍
氢能因其具有高效、清洁、安全等优点，被视作21世纪最具发展潜力的清洁能源。目前，氢气制备主要有天然气重整制氢、电解水制氢和工业副产氢三种途径。其中天然气重整制氢的主要反应为甲烷与蒸汽的转化反应，转化反应是强吸热反应，热焓值较高，反应时体系温度为600℃—800℃、压力为25×105Pa～35×105Pa，故需要在天然气重整制氢装置内部通过燃烧天然气来提供重整反应所需能量。由于目前国内天然气重整制氢产业正处于起步阶段，配套的适用设备较少，且天然气重整制氢装置结构紧凑，尺寸较小（最外侧尺寸为直径φ350mm，高度约800mm），常规的工业用点火燃烧装置并不适用于天然气重整制氢装置中。目前在天然气重整制氢装置中，点火燃烧装置通常采用陶瓷点火电极加引火棒，通过活套螺母及垫片与燃烧外管锁紧密封后，插入到重整器燃烧室，通过点火变压器利用高压电弧放电原理点火燃烧。但上述点火燃烧装置存在以下几个主要弊端:1.该结构点火状态不稳定，当点火电极之间间隙不满足设计要求或点火棒端部发生积碳现象时，都将导致无法点火燃烧；2.该结构采用燃烧室上部点火，容易导致燃烧室内燃烧不完全；3.该结构点火燃烧后，燃烧室内为有焰燃烧，火焰燃烧温度最高点在火焰四周，由于火焰处于燃烧室上部，离稳燃片距离较近，极易在燃烧外管中发生回火，造成安全事故。
技术实现思路
本技术所需解决的技术问题是：提供一种安全性能高、使用寿命长、燃烧效率高的天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，采用该装置时，燃烧室内为无焰燃烧，该装置尤其适用于微型燃烧室内实现稳定安全燃烧的场合。为解决上述问题，本技术采用的技术方案是：所述的天然气重整制氢装置的点火燃烧装置安装于燃烧室的气体进口处，其结构包括：顶端封闭、底端敞开的外筒体，稳燃片封盖于外筒体底端，在稳燃片中部开设有上下贯通的贯通孔；稳燃片密封抵于燃烧室的气体进口处。燃烧外管底端密封穿过外筒体顶端中部的第一通孔后与贯通孔密封连接，燃烧外管顶端向上伸出外筒体外；带点火电极线的点火电极陶瓷管和引火棒连接构成一个整体的点火棒，在点火棒上部固定设置有锁紧螺母，在燃烧外管顶部设置有与锁紧螺母配合的螺纹段，点火棒伸入燃烧外管的管腔中后、通过锁紧螺母与螺纹段的旋合固定于燃烧外管的管腔中，此时点火棒的点火端位于燃烧外管下部的管腔中；在位于外筒体外的燃烧外管壁上开设有第一混合气进口，第一混合气进口与燃烧外管的管腔连通；在外筒体上开设有第二混合气进口，在外筒体中还设置有与第二混合气进口连通的混合气通道，在稳燃片上开设有若干喷射孔，从第二混合气进口进入的由燃气和空气混合的预混可燃气体通过混合气通道、各喷射孔后喷入燃烧室内。进一步地，前述的天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，其中，第二混合气进口开设于外筒体顶端；在外筒体内腔中设置有第一筒体，第一筒体顶端和底端均封闭，在第一筒体顶端中部开设有第二通孔，在第一筒体底端中部开设有连接通孔，第一筒体通过第二通孔和连接通孔密封套设并固定于燃烧外管上，且第一筒体外壁与外筒体内壁之间的夹层构成混合气通道，第一筒体顶端与外筒体顶端之间间隙构成第一空腔，第一筒体底端与稳燃片之间间隙构成混合空腔；从第二混合气进口进入的由燃气和空气混合的预混可燃气体通过第一空腔、混合气通道、混合空腔、各喷射孔后喷入燃烧室内。为充分利用燃料电池阳极废气，还可以做如下设置：第二混合气进口开设于外筒体顶端；在外筒体内腔中设置有第一筒体，第一筒体顶端封闭、底端敞开，在第一筒体顶端中部开设有第二通孔，第一筒体通过第二通孔密封套设并固定于燃烧外管上，且第一筒体外壁与外筒体内壁之间的夹层构成混合气通道，第一筒体顶端与外筒体顶端之间间隙构成第一空腔；在第一筒体顶端开设有废气进口，废气连接管密封穿过外筒体顶部通孔后与废气进口密封连接；在第一筒体内腔中设置有第二筒体，第二筒体顶端和底端均封闭，在第二筒体顶端中部开设有第三通孔，在第二筒体底端中部开设有第四通孔，第二筒体通过第三通孔和第四通孔密封套设并固定于燃烧外管上，且第二筒体外壁与第一筒体内壁之间的夹层构成废气通道，第一筒体顶端与第二筒体顶端之间间隙构成第二空腔，第二筒体底端与第一筒体底端平齐，第二筒体底端与稳燃片之间间隙构成混合空腔；从第二混合气进口进入的由燃气和空气混合的预混可燃气体通过第一空腔、混合气通道进入混合空腔中，从废气进口进入的燃料电池阳极来废气通过第二空腔、废气通道进入混合空腔中，与位于混合空腔中的预混可燃气体混合后从各喷射孔喷入燃烧室内。进一步地，前述的天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，其中，燃烧外管下段为由上至下直径逐渐减小的圆锥管，圆锥管的设置既能提高通过燃烧外管的管腔的燃烧气体的流速，又不影响燃烧热量的转移。进一步地，前述的天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，其中，设置于稳燃片上的若干喷射孔包括：环绕于贯通孔周围且均匀间隔分布的若干第一喷射孔和环绕于各第一喷射孔外围且均匀间隔分布的若干第二喷射孔。进一步地，前述的天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，其中，各第一喷射孔均为圆孔，各第一喷射孔的轴心线均倾斜汇集于同一点，且该点位于贯通孔下方的贯通孔轴线延长线上。进一步地，前述的天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，其中，各第二喷射孔均为矩形状通孔，各矩形状通孔长边方向的中心线汇集于稳燃片中心处。进一步地，前述的天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，其中，还包括调节燃气和空气混合比例并使燃气和空气充分混合的比例调节式燃气空气混合泵，比例调节式燃气空气混合泵的出气口分别与第一连接管的进气口和第二连接管的进气口连接，第一连接管的出气口与第一混合气进口连接，第二连接管的出气口与第二混合气进口连接。本技术的有益效果是：①该装置结构简单、使用操作方便、制造成本低、点火棒更换便捷；②点火棒整体位于燃烧室外，避免点火棒的点火端长期与燃烧接触，大大缓减了点火棒的点火端积碳现象，有效提高了点火棒的使用寿命和更换周期，经济实用；③采用无焰燃烧，燃烧过程稳定，扩大了燃烧室内燃烧反应区域，使整个燃烧室内温度分布更加均匀、燃烧更充分完全，基本能完全燃烧燃烧室内几乎所有燃料，燃烧效率高；一方面节约了天然气的消耗（减少约10%～20%），另一方面有效降低燃烧废气中有害物质——如CO等的含量（减少约10%～25%），从而避免二次处理尾气，既降低了整个重整器的运行成本，又保护了环境；④燃烧室内燃烧温度峰值远离稳燃片，降低了系统回火的风险；而燃烧外管下段圆锥管结构提高了点火时燃烧气体的喷出速度，既降低了系统回火的风险，又一定程度上增加了燃烧室内气体的流动性，使燃烧过程更安全更高效。附图说明图1是本技术所述的天然气重整制氢装置的点火燃烧装置的结构示意图。图2是图1中点火棒的结构示意图。图3是图1中稳燃片、燃烧外管的局部当大结构示意图。图4是图1仰视方向稳燃片的结构示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，包括：顶端封闭、底端敞开的外筒体，稳燃片封盖于外筒体底端，在稳燃片中部开设有上下贯通的贯通孔；燃烧外管底端密封穿过外筒体顶端中部的第一通孔后与贯通孔密封连接，燃烧外管顶端向上伸出外筒体外；其特征在于：带点火电极线的点火电极陶瓷管和引火棒连接构成一个整体的点火棒，在点火棒上部固定设置有锁紧螺母，在燃烧外管顶部设置有与锁紧螺母配合的螺纹段，点火棒伸入燃烧外管的管腔中后、通过锁紧螺母与螺纹段的旋合固定于燃烧外管的管腔中，在位于外筒体外的燃烧外管壁上开设有第一混合气进口，第一混合气进口与燃烧外管的管腔连通；在外筒体上开设有第二混合气进口，在外筒体中还设置有与第二混合气进口连通的混合气通道，在稳燃片上开设有若干喷射孔，从第二混合气进口进入的由燃气和空气混合的预混可燃气体通过混合气通道、各喷射孔后喷出。/n

【技术特征摘要】
1.天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，包括：顶端封闭、底端敞开的外筒体，稳燃片封盖于外筒体底端，在稳燃片中部开设有上下贯通的贯通孔；燃烧外管底端密封穿过外筒体顶端中部的第一通孔后与贯通孔密封连接，燃烧外管顶端向上伸出外筒体外；其特征在于：带点火电极线的点火电极陶瓷管和引火棒连接构成一个整体的点火棒，在点火棒上部固定设置有锁紧螺母，在燃烧外管顶部设置有与锁紧螺母配合的螺纹段，点火棒伸入燃烧外管的管腔中后、通过锁紧螺母与螺纹段的旋合固定于燃烧外管的管腔中，在位于外筒体外的燃烧外管壁上开设有第一混合气进口，第一混合气进口与燃烧外管的管腔连通；在外筒体上开设有第二混合气进口，在外筒体中还设置有与第二混合气进口连通的混合气通道，在稳燃片上开设有若干喷射孔，从第二混合气进口进入的由燃气和空气混合的预混可燃气体通过混合气通道、各喷射孔后喷出。


2.根据权利要求1所述的天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，其特征在于：第二混合气进口开设于外筒体顶端；在外筒体内腔中设置有第一筒体，第一筒体顶端和底端均封闭，在第一筒体顶端中部开设有第二通孔，在第一筒体底端中部开设有连接通孔，第一筒体通过第二通孔和连接通孔密封套设并固定于燃烧外管上，且第一筒体外壁与外筒体内壁之间的夹层构成混合气通道，第一筒体顶端与外筒体顶端之间间隙构成第一空腔，第一筒体底端与稳燃片之间间隙构成混合空腔；从第二混合气进口进入的由燃气和空气混合的预混可燃气体通过第一空腔、混合气通道、混合空腔、各喷射孔后喷出。


3.根据权利要求1所述的天然气重整制氢装置的点火燃烧装置，其特征在于：第二混合气进口开设于外筒体顶端；在外筒体内腔中设置有第一筒体，第一筒体顶端封闭、底端敞开，在第一筒体顶端中部开设有第二通孔，第一筒体通过第二通孔密封套设并固定于燃烧外管上，且第一筒体外壁与外筒体内壁之间的夹层构成混合气通道，第一筒体顶端与外筒体顶端之间间隙构成第一空腔；在第一筒体顶端开设有废气进口，废气连接管密封穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏红艳，丁桓展，王学圣，唐健，赵亚丽，倪中华，严岩，崔鸿，
申请(专利权)人：张家港氢云新能源研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32