CN218379472U - 立式干气发生器 - Google Patents

Abstract

立式干气发生器，与燃烧机配套使用，其竖筒竖筒上部设有螺旋攀升的热气通道、下部设有水套，水套通过蒸气导入管和蒸气导出管与热气通道连通；竖筒上固装有多个倾斜布置的超导管，超导管较低的一端置于竖筒内、较高的一端置于水套中；竖筒中装有多根竖向布置的干馏管，各干馏管按序首尾相连导通，位于首位的干馏管其上端口与热气通道的出口连通，位于末位的干馏管其上端口与干气管连通，各干馏管与竖筒内壁之间以及相邻各干馏管之间均设有过火间隙；竖筒顶部设有烟囱和干气管、底部的火孔用于与燃烧机对接；该装置能够有效降低燃烧机的燃料消耗成本并提高燃烧机的热效率。

Description

立式干气发生器

技术领域

本实用新型涉及燃烧机用助燃装置，具体是一种立式干气发生器。

背景技术

由于燃烧机具备优异的节能环保特性，已普遍应用在各种常压的窑或炉中；燃烧机大多采用燃油或燃气作为燃料，工作原理是将燃料与空气进行混合后通过喷嘴喷出燃烧提供热能；目前，在国家关于全面贯彻落实发展理念，做好碳达峰、碳中和具体行动方案的同时，国际各种能源价格快速暴涨，居高不下，尤其是应用在窑和炉中的燃烧机，想要达到千度以上的高温，需要消耗惊人的燃料，直接导致企业生产成本不断攀升，令企业苦不堪言，甚至濒临亏损，所以，现阶段，亟需一种方式改善燃烧机对于燃料消耗的工况，降低制热成本，这关乎到企业的生存；另一方面，由于燃烧机采用喷射燃烧的方式，其火焰的喷射流速较快，而空气中氧气的比例有限，因此燃烧机通常需要配备具有一定深度的迷宫式炉膛；但现有市场上存在数量庞大的普通窑或炉，其并不能很好的满足燃烧机工作所需的条件，导致燃烧机燃烧不充分，不仅浪费了燃料，还要对产生的黑烟进行再处理，偏离了使用燃烧机节能环保的初衷，但仅因为选用燃烧机作为热源就要对原有窑或炉进行大拆大改也是客户无法接受的，并且大多数窑或炉的构造不具备统一性，导致改造的难度大、工期长、成本高，客户满意度不佳，因此，如何在不对原有窑或炉进行拆改的前提下，就能选用燃烧机为热源，也是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种立式干气发生器，用于辅助燃烧机使用，既能够有效降低燃烧机的燃料消耗成本，又能够提高燃烧机的热效率。

本实用新型的技术方案是：立式干气发生器，其特征在于：具有安装在底座上的竖筒，竖筒的顶部设有烟囱和干气管，竖筒的底部设有火孔，竖筒上部的筒壁设有沿筒体螺旋攀升的热气通道，竖筒下部的筒壁上设有水套，水套上装有注水管，水套的上方设有套管，套管的顶端为盲端，套管的底端与水套壁密封固连，套管内设有蒸气导入管和蒸气导出管，蒸气导入管上端口与套管内部空间连通、下端管口与水套内顶部空间连通，蒸气导出管上端口与套管内部空间连通、下端管口与热气通道的入口连通；竖筒上固装有多个倾斜布置的超导管，各超导管内装有超导液，超导管较低的一端置于竖筒内、较高的一端置于水套中；所述的竖筒中装有多根竖向布置的干馏管，各干馏管按序首尾相连导通，位于首位的干馏管其上端口与热气通道的出口连通，位于末位的干馏管其上端口与干气管连通，各干馏管与竖筒内壁之间以及相邻各干馏管之间均设有过火间隙。

蒸气导入管的上端口高于蒸气导出管的上端口。

竖筒、干气管、水套和套管的外表面设有隔热层。

还具有水箱，水箱的出水管与所述的注水管连通，该水箱的进水管上装有自动注水阀门。

底座上装有燃烧机，燃烧机的喷火嘴通过所述的火孔与竖筒的内部空间相对。

排烟口内径尺寸是竖筒内径尺寸的1/4～1/3。

位于末位的干馏管其上端口通过水平布置的盘管与干气管连通，盘管的外环端口与位于末位的干馏管连通，盘管的内环端口向外弯折与干气管连通；所述的盘管其中心预留有过烟孔，或者，所述的盘管中其内、外层的管体之间设有过烟间隙。

各干馏管的外壁上设有若干个沿竖向布置的翅片。

本实用新型的工作原理和优点是：将燃烧机安装在底座上，使燃烧机的喷火嘴通过所述的火孔与竖筒的内部空间相对，在水套内注水并保持水位，开启燃烧机，超导管受热后，利用超导液的循环来加热水套内的水，超导管能够在加热时使水温快速升高转化为水蒸气，显著缩短燃烧时间，节省燃料消耗，水沸腾后产生的蒸气通过蒸气导入管进入套管中，该套管内部空间构成了水蒸气转换室，该室内的水蒸气通过蒸气导出管进入热气通道内，此时在燃烧机火焰的加热下，热气通道的温度较高，水蒸气在该通道内进一步转化为过热蒸气并进入干馏管中，干馏管位于竖筒内的火焰中心部，在连续不断的加热过程中，干馏管内的过热干馏蒸气最终被千度以上的高温裂解成两个氢、一个氧等离子体，由此产生的氢氧离子态的热能由干气管排出送至窑或炉中燃烧机的出火口处与该燃烧机的火焰进行伴燃式的混合燃烧，氧是助燃气体，氢是可燃气体，混合参与燃烧后不仅极大的提高了火焰温度和火力强度，能够使该燃烧机的火焰迅速升温，火焰热度可高达1600度左右，还能使燃烧机火焰中没有燃尽的燃料进行再次燃烧，在此高温的条件下，可显著消除碳的排放，其燃烧后的尾烟无色无味，节能环保效果显著；其中应用在窑中时，干气管通过分气缸将干馏蒸气送至各燃烧机的出火口处。

本申请立式干气发生器适用于不同类型和不同规格的窑炉、锅炉、热风炉、锻打炉等，无论是使用燃油、燃气及各种燃料都可安装使用，本申请立式干气发生器所生产出的干馏蒸气适用于对燃烧机进行火伴燃，使燃烧机的火焰燃烧时火力强猛，燃烧后无烟、无味、无污染，尾气排放完全低于国家的二氧化碳排放标准，符合国家提出的碳达峰、碳中和的要求；经过测试，在多种窑和炉中加装该立式干气发生器都能节省燃料消耗35％以上，同时亦可显著的减少碳的排放。现阶段，燃烧机采用本申请的立式干气发生器是最佳的选择。综上所述，本申请的立式干气发生器，在辅助燃烧机使用时，既能够有效降低燃烧机的燃料消耗成本，又能够提高燃烧机的热效率。

另一方面，得益于前述的有益效果，配置有本申请立式干气发生器的燃烧机，由于向火焰内增加了助燃和可燃气体，显著提高了火焰热值和燃烧速度，因此能够使燃烧机的火焰在短程内即可充分燃烧，获得清洁的尾烟，从而提高了燃烧机的适配性能；又由于本申请立式干气发生器置于窑或炉的外部，不受原有窑或炉的结构限制，因此其自身结构的设计能够满足燃烧机的工作要求，燃烧机的火焰能够充分燃烧，达到环保要求。且立式干气发生器采用立式结构，占地面积小利于现场安装和布置。

所述的隔热层能降低热损耗，提高节能减排的技术效果；装有自动注水阀门的水箱用于自动为水套补水，从而使立式干气发生器连续自动运行；所述的翅片一是用于增加干馏管的受热面积，二是用于阻滞火焰，提高火焰的滞留时间，从而充分利用燃料的热值；所述的盘管用于阻火并回收尾烟的热值；相比横向布置的翅片，将翅片竖向布置的目的是使火焰包裹翅片的同时也能与干馏管充分接触。

附图说明

图1是本实用新型立式干气发生器的结构示意简图。

图2是本实用新型中盘管与干气管和干馏管的连接结构示意简图。

图3是本实用新型中内筒壁设有螺旋盘管的竖筒结构示意简图。

图4是本实用新型中由内筒和外筒构成的竖筒结构示意图。

图中1底座、2竖筒、3水套、4超导管、5干馏管、6过火间隙、7蒸气导入管、8蒸气导出管、9隔热层、10外壳、11套管、12干气管、13烟囱、14热气通道、15翅片、16水箱、17自动注水阀门、18进水管、19出水管、20注水管、21火孔、22喷火嘴、23燃烧机、24火孔轴心线、25盘管、26过烟孔、27过烟间隙、28螺旋盘管、29外筒、30内筒、31螺旋片。

具体实施方式

立式干气发生器，如图1所示，其具有安装在底座1上的竖筒2，竖筒的顶部设有烟囱13和干气管12，竖筒的底部设有火孔21，竖筒上部的筒壁设有沿筒体螺旋攀升的热气通道14，竖筒下部的筒壁上设有水套3，水套上装有注水管20，水套的上方设有套管11，套管的顶端为盲端，套管的底端与水套壁密封固连，套管内设有蒸气导入管7和蒸气导出管8，蒸气导入管上端口与套管内部空间连通、下端管口与水套内顶部空间连通，蒸气导出管上端口与套管内部空间连通、下端管口与热气通道的入口连通；竖筒上固装有多个倾斜布置的超导管4，各超导管内装有超导液，超导管较低的一端置于竖筒内、较高的一端置于水套中；所述的竖筒中装有多根竖向布置的干馏管5，各干馏管按序首尾相连导通，位于首位的干馏管其上端口与热气通道的出口连通，位于末位的干馏管其上端口与干气管连通，各干馏管与竖筒内壁之间以及相邻各干馏管之间均设有过火间隙6。

蒸气导入管的上端口高于蒸气导出管的上端口。

竖筒、干气管、水套和套管的外表面设有隔热层9。

还具有水箱16，水箱的出水管19与所述的注水管连通，该水箱的进水管18上装有自动注水阀门17。

底座上装有燃烧机23，燃烧机的喷火嘴22通过所述的火孔与竖筒的内部空间相对。

排烟口内径尺寸是竖筒内径尺寸的1/4～1/3。

如图2所示，位于末位的干馏管其上端口通过水平布置的盘管25与干气管连通，盘管的外环端口与位于末位的干馏管连通，盘管的内环端口向外弯折与干气管连通；所述的盘管其中心预留有过烟孔26，或者，所述的盘管中其内、外层的管体之间设有过烟间隙27。

各干馏管的外壁上设有若干个沿竖向布置的翅片15。

本申请的立式干气发生器为常压设备，可使用燃油、燃气及各种液体燃料的燃烧机，将干气发生器内的水加热至水蒸气，连续注水连续产气，当竖筒的直径为320～380毫米时，本申请立式干气发生器所使用的燃烧机优选热值为三十万大卡的燃烧机，排烟口的最佳尺寸为90～120之间，水套内水量为30公斤，当使用更大直径的竖筒时，燃烧机的功率和排烟口的尺寸应当进一步增加；依常规设计的：本申请立式干气发生器中的各受热部件均采用耐高温金属制成，该金属材料优选不锈钢材；进一步的，为了使各干馏管和热气通道受热均匀，火孔轴心线24与竖筒轴心线重合，即火孔位于竖筒下端的中央处，所述的烟囱与火孔相对；本申请立式干气发生器中还装有过热、低水位、压力保护等自动监控装置。

所述沿筒体螺旋攀升的热气通道的具体制作实例如下所述，所述各实例仅为本申请优选的技术方案，不能作为对本申请所述结构的具体限定：

1)如图1所示，所述的竖筒具有上竖筒和下竖筒，上竖筒由一根螺旋盘管盘绕叠加多层构成竖筒状，螺旋盘管上端管口与位于首位的干馏管其上端口连通、下端管口与蒸气导出管上端口连通，螺旋盘管上下层管体的叠压封通过焊接方式实现密闭，螺旋盘管的顶部装有封头，封头上设有所述的烟囱和干气管，螺旋盘管下端与下竖筒上端相对，螺旋盘管下端与下述筒上端之间较小的缝隙采用焊接方式直接封闭、较大的缝隙则使用随形的金属板填堵并沿周密闭焊接，所述的水套设在下竖筒的外壁上；该结构的优点是由螺旋盘管构成所述的热气通道，其结构简单、制作成本低、抗变形性能好、经久耐用、易于维护。

2)如图3所示，所述的竖筒上部的内筒壁上固设有螺旋盘管28，螺旋盘管上端管口与位于首位的干馏管其上端口连通、下端管口与蒸气导出管上端口连通，该螺旋盘管的内部管腔构成所述的热气通道，由于该螺旋盘管由竖筒支撑，所以其上、下层管体之间允许设有缝隙，可根据需要选择螺旋盘管的圈数，特点是制造难度较低，并同样具有图1结构中所述螺旋盘管的其它优点。

3)如图4所示，所述的竖筒具有上竖筒和下竖筒，下述筒设有所述的水套，上竖筒为夹层结构，其具有内筒30和外筒29，内、外筒之间设有绕内筒外壁攀升的螺旋片31，螺旋片内环端面与内筒外壁之间密封焊接，其采用夹层结构，为了易于制造和降低制造成本，外筒被竖向切割成多个瓣体，将各瓣体依次扣在螺旋片外端面上逐一焊接，最终合围构成所述的外筒；该结构的竖筒在材料性能符合使用要求的前提下，还可通过翻模铸造或金属三维打印获得。

所述的超导管和超导液均为市售商品，其中，超导管的管体材质优选使用耐高温的不锈钢材，各超导管内均装有适量的超导液，超导液压注进超导管后，应当永久性的封闭注液口，超导管的管体外壁与竖筒的筒壁之间密封固连，通常采用焊接方式将超导管固定在筒壁上预设的孔中，并通过焊接使两者的结合部紧密的连接一体。

所述的隔热层采用耐高温的隔热保温材料，该隔热保温材料选用片材、卷材或填料，其中：选用卷材或片材时将隔热保温材料铺设在竖筒、干气管、水套以及套管的外表面，并用不锈钢金属丝予以捆扎固定，再用防腐布对隔热保温材料的***进行缠绕，并再刷涂一层隔水漆层，必要时，用玻璃钢材质的保护罩将立式干气发生器的受热部件遮罩在内；选用填料时，将竖筒、水套、套管以及根部的干气管置于由底座支撑的外壳10中，依常规设计，该外壳上理应设有与烟囱相对的烟囱让位穿孔、与干气管相对的气管让位穿孔、与注水管相对的水管让位穿孔，外壳的内壁与上述部件之间设有空隙，将填料装填在外壳中形成所述的隔热层；其中，干气管较为特殊，由于干气管内输送的是生产出的过热干馏蒸气，因此，干气管的整条管线均应当设有隔热层。

所述的水箱可固装在底座上便于设备布置和运输，所述的自动注水阀门为市售商品，优选使用浮球式自动注水阀门，机械结构更为可靠。水箱中的水位上、下限设置与水套内水位上、下限高度一致，使得水套内缺水时能够利用大气压差将水箱中的水注入水套内进行补充，当水箱内的水位线低于下限时，自动注水阀门则开始向水箱内补水至水位上限，从而实现自动补水；在东北寒冷地区应用水箱结构时，在水箱的外壁上设有用于防止水冻结的保温层，该保温层采用棉布层、泡沫板层、发泡层等。

干馏管上设有若干个竖向布置的翅片，可以采用与干馏管长度相当的长翅片，长翅片沿周均布固连在对应的干馏管上；或者采用上下多层间隔布置的多组短翅片，各组短翅片中相邻层间的翅片位置相错，其阻火效果更佳。

在本申请的描述中，所述的“内”是指相对的接近竖筒轴心线的方向，“外”是指相对的远离竖筒轴心线的方向，所述的“上”和“下”等指示的方位或位置关系基于本装置工作状态的安装朝向或附图所示的方位或位置关系，上述方向术语目的是便于描述，在本申请描述中，“设有”、“连通”应在本领域内做广义理解，例如：“位于首位的干馏管其上端口与热气通道的出口连通”是指干馏管与热气通道之间可进行蒸气传输，对于本领域的普通技术人员而言，两根管道之间即是通过法兰连接导通气体或通过口对口焊接导通气体，以具体情况理解各术语在本申请中的具体含义。

Claims (8)

1.立式干气发生器，其特征在于：具有安装在底座上的竖筒，竖筒的顶部设有烟囱和干气管，竖筒的底部设有火孔，竖筒上部的筒壁设有沿筒体螺旋攀升的热气通道，竖筒下部的筒壁上设有水套，水套上装有注水管，水套的上方设有套管，套管的顶端为盲端，套管的底端与水套壁密封固连，套管内设有蒸气导入管和蒸气导出管，蒸气导入管上端口与套管内部空间连通、下端管口与水套内顶部空间连通，蒸气导出管上端口与套管内部空间连通、下端管口与热气通道的入口连通；竖筒上固装有多个倾斜布置的超导管，各超导管内装有超导液，超导管较低的一端置于竖筒内、较高的一端置于水套中；所述的竖筒中装有多根竖向布置的干馏管，各干馏管按序首尾相连导通，位于首位的干馏管其上端口与热气通道的出口连通，位于末位的干馏管其上端口与干气管连通，各干馏管与竖筒内壁之间以及相邻各干馏管之间均设有过火间隙。

2.根据权利要求1所述的立式干气发生器，其特征在于：蒸气导入管的上端口高于蒸气导出管的上端口。

3.根据权利要求1所述的立式干气发生器，其特征在于：竖筒、干气管、水套和套管的外表面设有隔热层。

4.根据权利要求1所述的立式干气发生器，其特征在于：还具有水箱，水箱的出水管与所述的注水管连通，该水箱的进水管上装有自动注水阀门。

5.根据权利要求1所述的立式干气发生器，其特征在于：底座上装有燃烧机，燃烧机的喷火嘴通过所述的火孔与竖筒的内部空间相对。

6.根据权利要求1所述的立式干气发生器，其特征在于：排烟口内径尺寸是竖筒内径尺寸的1/4～1/3。

7.根据权利要求1所述的立式干气发生器，其特征在于：位于末位的干馏管其上端口通过水平布置的盘管与干气管连通，盘管的外环端口与位于末位的干馏管连通，盘管的内环端口向外弯折与干气管连通；所述的盘管其中心预留有过烟孔，或者，所述的盘管中其内、外层的管体之间设有过烟间隙。

8.根据权利要求1所述的立式干气发生器，其特征在于：各干馏管的外壁上设有若干个沿竖向布置的翅片。

Images