甲醇掺氢燃烧系统技术方案

本技术涉及窑炉燃烧系统技术领域，公开了一种甲醇掺氢燃烧系统，包括氢气管路、甲醇管路、氢醇混合管路、助燃风管路、燃烧器、被加热体、第一控制单元和第二控制单元，氢气管路、甲醇管路均与氢醇混合管路连通，氢醇混合管路、助燃风管路均与燃烧器连通；氢气管路设有第一流量计，甲醇管路设有甲醇汽化装置和第二流量计，氢气管路设有第一电动调节阀，第一流量计、第二流量计、第一电动调节阀均与第一控制单元相连；氢醇混合管路设有第二电动调节阀，被加热体设有温度检测器，温度检测器、第二电动调节阀均与第二控制单元相连。本技术能在保证安全燃烧的同时，提升和稳定掺氢比例，提升烧成质量，减少碳排放。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及窑炉燃烧系统，尤其涉及一种甲醇掺氢燃烧系统。

技术介绍

1、窑炉属于高能耗高碳排放设备，为响应国家双碳政策，行业在寻找更加低碳清洁的能源方案。

2、甲醇和氢气是目前较为普及的绿色可再生能源，其中单位质量氢的热值是天然气的2.6倍，具有单位质量热值高、燃烧易充分，没有温室气体排放的优点，而甲醇是一种成本较低的液体燃料。目前，当甲醇和氢气单独应用在烧成领域时都存在一定缺陷：甲醇在直接燃烧时的燃烧效率低，容易出现不完全燃烧，而在采用自预热形式汽化燃烧时，汽化效果难以稳定，存在雾化易脱火、燃烧不充分时会汽化出有毒气体等问题；而氢气存在储存成本高、燃烧时局部温度高、火焰短、燃烧速度快等问题。

3、然而，由于氢气具有燃烧速度快、燃烧温度高的特点，现有的燃烧器在使用氢气燃烧时，氢气流量容易波动，无法使氢气与甲醇的比例保持稳定，燃烧温度难以控制，应用在窑炉烧成领域，容易因温度波动导致产品的质量不合格。

4、此外，由于氢气具有易爆炸的特点，一般现有的甲醇掺氢燃烧系统/装置无法很好地稳定掺氢比例，需要预留充足的氢气流量波动区间，因此只能进行低比例掺氢，对于污染物排放的改善效果并不明显。

5、因此，有必要提供一种甲醇掺氢燃烧系统，在保证安全燃烧的同时，提升和稳定掺氢比例，提升烧成质量，减少碳排放。

技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题在于，提供一种甲醇掺氢燃烧系统，在保证安全燃烧的同时，提升和稳定掺氢比例，提升烧成质量，减少碳排放。

2、为解决上述技术问题，本技术提供了一种甲醇掺氢燃烧系统，包括氢气管路、甲醇管路、氢醇混合管路、助燃风管路、燃烧器、被加热体、第一控制单元和第二控制单元，所述氢气管路、所述甲醇管路均与所述氢醇混合管路连通，所述氢醇混合管路、所述助燃风管路均与所述燃烧器连通；

3、所述氢气管路设有第一流量计，所述甲醇管路设有甲醇汽化装置和第二流量计，所述甲醇汽化装置和所述第二流量计沿甲醇输送方向依次设置，所述氢气管路设有第一电动调节阀，所述第一流量计、所述第二流量计、所述第一电动调节阀均与所述第一控制单元相连；

4、所述氢醇混合管路设有第二电动调节阀，所述被加热体设有温度检测器，所述温度检测器、所述第二电动调节阀均与所述第二控制单元相连。

5、作为上述方案的改进，稳定燃烧时所述氢醇混合管路中的氢气体积占比为15～40％。

6、作为上述方案的改进，所述助燃风管路设有压力开关，所述氢气管路设有第一电磁切断阀，所述甲醇管路设有第二电磁切断阀，所述压力开关与所述第一电磁切断阀、所述第二电磁切断阀电连接，所述压力开关测得助燃风管路的压力达到预设值时，所述第一电磁切断阀控制所述氢气管路导通，所述第二电磁切断阀控制所述甲醇管路导通。

7、作为上述方案的改进，还包括回风管路，所述被加热体为窑炉，所述窑炉通过所述回风管路与所述甲醇汽化装置连通，所述回风管路上设有排烟风机。

8、作为上述方案的改进，所述氢醇混合管路与所述燃烧器相连的一端设有阻火器；和/或，

9、所述氢气管路设有气动放散阀、检漏开关和第三电磁切断阀，所述第三电磁切断阀与所述检漏开关电连接。

10、作为上述方案的改进，还包括吹扫管路，所述氢气管路与所述吹扫管路连通，所述吹扫管路用于通入不可燃气体。

11、作为上述方案的改进，所述氢气管路包括甲醇重装制氢装置、储氢罐，所述甲醇重装制氢装置与所述储氢罐相连的管路还并联有碳捕捉装置。

12、实施本技术，具有如下有益效果：

13、本技术公开了一种甲醇掺氢燃烧系统，通过在甲醇管路设置甲醇汽化装置，使得气态甲醇更好地与空气混合，燃烧更充分高效，帮助减少碳排放；

14、同时，在氢气管路设置第一流量计，在甲醇管路设置第二流量计，氢气与汽化后的甲醇流量得到实时监测，通过第一控制单元控制第一电动调节阀，控制二者在氢醇混合管路中的占比，混合燃气得以按照预设的掺氢比例稳定供应，燃烧效果的可控性强；

15、通过在窑炉上设置温度检测器，在连通甲醇管路与氢气管路的氢醇混合管路上设置第二电动调节阀，窑炉的实时温度由温度检测器传输给第二控制单元，第二控制单元通过控制第二电动调节阀的开度调整氢醇混合管路内的混合燃气流量，从而实时控制窑炉温度变化，帮助提升烧成质量；

16、由于混合燃气流量发生变化，带来氢气与气态甲醇流量的变化，氢气管路的第一流量计与甲醇管路的第二流量计的数值也会发生变化，氢醇混合管路中燃气混合比例可能发生波动，第一控制单元通过比较第一流量计、第二流量计的比值进而控制第一电动调节阀来保证混合燃气比例的稳定，从而保证氢气流量不发生大的波动，提升安全性；

17、由于掺氢比例实时可控，本技术的掺氢比例最高可以达到40％左右，对比一般只能进行低比例掺氢的甲醇掺氢燃烧系统/装置，大大提升了掺氢比例，污染物排放的改善效果明显；

18、本技术采用甲醇掺氢燃烧产生大量水汽，可以增加烟气的辐射能力，加强烟气与产品的辐射换热，缩短烧成时间，节能减碳；

19、甲醇汽化潜热大，利用烟气余热对甲醇进行余热使其汽化，提高了甲醇的显热，带入窑炉的热量也就增加，从而降低了热耗，减少了碳排放。

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【技术保护点】

1.一种甲醇掺氢燃烧系统，其特征在于，包括氢气管路、甲醇管路、氢醇混合管路、助燃风管路、燃烧器、被加热体、第一控制单元和第二控制单元，所述氢气管路、所述甲醇管路均与所述氢醇混合管路连通，所述氢醇混合管路、所述助燃风管路均与所述燃烧器连通；

2.如权利要求1所述的甲醇掺氢燃烧系统，其特征在于，稳定燃烧时所述氢醇混合管路中的氢气体积占比为15～40％。

3.如权利要求1所述的甲醇掺氢燃烧系统，其特征在于，所述助燃风管路设有压力开关，所述氢气管路设有第一电磁切断阀，所述甲醇管路设有第二电磁切断阀，所述压力开关与所述第一电磁切断阀、所述第二电磁切断阀电连接，所述压力开关测得助燃风管路的压力达到预设值时，所述第一电磁切断阀控制所述氢气管路导通，所述第二电磁切断阀控制所述甲醇管路导通。

4.如权利要求1或2所述的甲醇掺氢燃烧系统，其特征在于，还包括回风管路，所述被加热体为窑炉，所述窑炉通过所述回风管路与所述甲醇汽化装置连通，所述回风管路上设有排烟风机。

5.如权利要求1所述的甲醇掺氢燃烧系统，其特征在于，所述氢醇混合管路与所述燃烧器相连的一端设有阻火器；和/或，

6.如权利要求1至3任一项所述的甲醇掺氢燃烧系统，其特征在于，还包括吹扫管路，所述氢气管路与所述吹扫管路连通，所述吹扫管路用于通入不可燃气体。

7.如权利要求1至3任一项所述的甲醇掺氢燃烧系统，其特征在于，所述氢气管路包括甲醇重装制氢装置、储氢罐，所述甲醇重装制氢装置与所述储氢罐相连的管路还并联有碳捕捉装置。

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【技术特征摘要】

1.一种甲醇掺氢燃烧系统，其特征在于，包括氢气管路、甲醇管路、氢醇混合管路、助燃风管路、燃烧器、被加热体、第一控制单元和第二控制单元，所述氢气管路、所述甲醇管路均与所述氢醇混合管路连通，所述氢醇混合管路、所述助燃风管路均与所述燃烧器连通；

2.如权利要求1所述的甲醇掺氢燃烧系统，其特征在于，稳定燃烧时所述氢醇混合管路中的氢气体积占比为15～40％。

3.如权利要求1所述的甲醇掺氢燃烧系统，其特征在于，所述助燃风管路设有压力开关，所述氢气管路设有第一电磁切断阀，所述甲醇管路设有第二电磁切断阀，所述压力开关与所述第一电磁切断阀、所述第二电磁切断阀电连接，所述压力开关测得助燃风管路的压力达到预设值时，所述第一电磁切断阀控制所述氢气管路导通，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭敬锋，钟斌，潘建环，
申请(专利权)人：佛山市科达机电有限公司，
类型：新型
国别省市：