一种自增碳燃烧器的制作方法

本发明涉及一种自增碳燃烧器。

背景技术：

天然气燃烧进入实用以来，鉴于其与轻油，重油燃烧相比，具有节能，环保的优点，显示了其一定的优势。然而，随着技术的不断进步，对热传递效率的研究不断深入，在很多高温应用中，90％的热量都需要以辐射的方式传递，而辐射效果与火焰黑度及亮度密切相关，所以在不提高火焰温度的情况下，增加火焰的黑度及亮度，可以大幅度增加辐射传热效率。

研究发现，增加天然气燃烧的黑度及亮度，需要增加天然气燃烧中间产物重碳氢化合物(如：CH、CH2、CH3)的产量并延长燃烧时间，而天然气在1130℃～1180℃范围内，天然气裂解产生的重碳氢化合物最多，此时的火焰明亮，辐射传热效率最高。

目前的自增碳技术主要有压缩空气方案，油-气混合方案。压缩空气方案容易产生氮氧化物的污染，油-气混合方案需要供油的成套设备，效果好但投资大。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种自增碳燃烧器，其结构简单，成本低，无需增加额外设备就能提高火焰的黑度及亮度，提高辐射效率，可以避免氮氧化物的产生。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种自增碳燃烧器，包括：燃气管，在燃气管上设有天然气入口，燃气管的燃烧端伸入氧气管中，燃气管的燃烧端发出燃烧器火焰；氧气管，氧气管套设于燃气管的外侧，在氧气管上设有氧气入口，燃气管的外壁和氧气管的内壁形成环形的氧气通道，氧气通道与氧气入口连通；自增碳管，自增碳管的一端伸入燃气管，在自增碳管上设有自增碳氧气入口，在自增碳管的燃烧端发出自增碳火焰，自增碳火焰为缺氧燃烧火焰。

本发明一种自增碳燃烧器通过将少量氧气注入自增碳管，使天然气不完全燃烧产生1100℃～1200℃的温度，促使周围的天然气在缺氧的环境下裂解，生成重碳氢化合物，从而提高燃烧器火焰的黑度及亮度，提高辐射效率。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，在自增碳管上设有用于调节自增碳管管内氧气流量的流量调节阀。

采用上述优选的方案，便于调节自增碳管管内氧气流量，从而使得生成重碳氢化合物。

作为优选的方案，自增碳管设置于燃烧管的中心。

采用上述优选的方案，使得天然气与自增碳管发出的少量氧气可以有效混合。

作为优选的方案，燃气管燃烧端的端面与氧气管燃烧端的端面同面。

采用上述优选的方案，使得燃气管发出的天然气与氧气管发出的氧气可以在燃烧端有效混合发出燃烧器火焰。

作为优选的方案，自增碳管燃烧端的端面到燃气管燃烧端的端面的距离大于氧气管的长度。

采用上述优选的方案，保证自增炭管与氧气管之间还差一段距离，保证周围的天然气在缺氧的环境下可以很好的裂解，生成重碳氢化合物。

作为优选的方案，燃气管与氧气管的同轴。

采用上述优选的方案，整体结构美观，且在燃烧端，天然气和氧气可以均匀混合。

作为优选的方案，天然气入口设置于燃烧管的侧壁上。

采用上述优选的方案，美观，便于天然气通入。

作为优选的方案，天然气入口与自增碳管燃烧端的位置相对应。

采用上述优选的方案，便于天然气入口发出的天然气和自增碳管燃烧端发出的氧气混合。

作为优选的方案，在氧气管上靠近自增碳管一侧的端面为斜面。

采用上述优选的方案，给氧气管内的氧气形成良好的回流，便于氧气在氧气管的燃烧端流出。

附图说明

图1为本发明实施例提供的自增碳燃烧器的剖视图之一。

图2为本发明实施例提供的自增碳燃烧器的剖视图之二。

其中：1燃气管、11天然气入口、2氧气管、21氧气入口、3自增碳管、31自增碳氧气入口、4燃烧器火焰、5自增碳火焰、6流量调节阀。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，一种自增碳燃烧器的其中一些实施例中，

如图1所示，一种自增碳燃烧器，包括：燃气管1、氧气管2以及自增碳管3。

在燃气管1上设有天然气入口11，天然气入口11设置于燃烧管1的侧壁上。燃气管1的燃烧端伸入氧气管2中，燃气管1的燃烧端发出燃烧器火焰4。燃气管1与氧气管2的同轴，氧气管2套设于燃气管1的外侧，在氧气管2上设有氧气入口21，燃气管1的外壁和氧气管2的内壁形成环形的氧气通道，氧气通道与氧气入口21连通。自增碳管3的一端伸入燃气管1，在自增碳管3上设有自增碳氧气入口31，在自增碳管3的燃烧端发出自增碳火焰5，自增碳火焰5为缺氧燃烧火焰。

在自增碳管3上设有用于调节自增碳管3管内氧气流量的流量调节阀6。自增碳管3设置于燃烧管2的中心。燃气管1燃烧端的端面与氧气管2燃烧端的端面同面，使得燃气管1发出的天然气与氧气管2发出的氧气可以在燃烧端有效混合发出燃烧器火焰4。

自增碳管3燃烧端的端面到燃气管1燃烧端的端面的距离大于氧气管2的长度，保证自增炭管3与氧气管2之间还差一段距离，保证周围的天然气在缺氧的环境下可以很好的裂解，生成重碳氢化合物。

天然气入口11与自增碳管3燃烧端的位置相对应，便于天然气入口11发出的天然气和自增碳管3燃烧端发出的氧气混合。

本发明一种自增碳燃烧器通过将少量氧气注入自增碳管，使天然气不完全燃烧产生1100℃～1200℃的温度，促使周围的天然气在缺氧的环境下裂解，生成重碳氢化合物，从而提高燃烧器火焰的黑度及亮度，提高辐射效率。

火焰自增碳的方法，产生缺氧燃烧火焰，迫使CH4天然气分子裂解，从而直接产生碳分子或重碳氢化合物，实现增碳目的。

其他燃烧器自增碳需要额外的压缩空气或者油-气混合方案，压缩空气方案容易产生氮氧化物，油-气方案效果最好，但是需要增加供油的成套设备，投资成本大。而本申请提出的一种自增碳燃烧器采用纯氧方案无需增加额外设备就能达到压缩空气方案的效果，而且可以避免氮氧化物的产生，其成本低，结构简单，可以有效提高燃烧器火焰的黑度及亮度，提高辐射效率。

如图2所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在氧气管2上靠近自增碳管3一侧的端面为斜面。

采用上述优选的方案，给氧气管2内的氧气形成良好的回流，便于氧气在氧气管2的燃烧端流出。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。