一种醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用的制作方法
【专利摘要】一种醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用，所述醇基燃料是由甲醇和二甲醚混合而构成；所述醇基燃烧炉具是由醇基燃料贮罐与醇基燃料灶连通构成；所述醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用是开启角阀，通过醇基燃烧炉具开关点火，延时电磁阀开启，以二甲醚为主的气体燃料在醇基燃烧炉具的喷嘴燃烧，同时将气化盘管加热，待气化盘管温度升高时，延时电磁阀延时并关闭；点火后，火焰针检测火焰且气化盘管的温度达到一定温度时，开启温控电磁阀并自动关闭延时电磁阀，以甲醇为主的液体燃料进入气化盘管气化燃烧；停止使用时，关闭醇基燃烧炉具开关、角阀。本发明以醇基燃料作气化燃料，成本仅为液化石油气的75%左右，使用方便安全。
【专利说明】一种醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用【技术领域】
[0001]本发明涉及一种醇基燃料及其醇基燃烧炉具，特别是一种包括醇基燃料、醇基燃烧炉具及其醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用方法。
【背景技术】
[0002]目前，在城市及乡镇的餐饮业和家庭中，天然气和液化石油气得到广泛应用。但天然气主要依靠管道输送线路，众多不在规划线路上的居民只能使用罐装的液化石油气。液化石油气是一次性不可再生能源，国内资源不足，每年要从国外大量进口。而且，随着不可再生燃料日趋紧张，价格也会越来越高，这将增加餐饮业成本及居民负担。因此，需寻求其他安全、经济的新能源。[0003]甲醇正是这种比较理想的能源，其原料来源丰富，含氧率高，燃烧充分，烟气中不含有碳粒，且储运方便，价格低廉，而且受甲醇产能过剩的影响，开发甲醇下游市场，使其应用于民用炊事燃料受到了研究者和生产企业的重视。
[0004]醇基燃料为液体燃料，需要与专门的灶具配套使用。近年来开发的醇基燃烧炉具，其燃烧方式主要有两大类:雾化燃烧和气化燃烧。雾化燃烧时，必须通过雾化技术将液体燃料破碎成很小的颗粒，才能与助燃空气充分混合以使燃烧过程顺利进行，这就需要液体高速喷射等技术的支持，并配备高压喷嘴及一定的炉膛空间。然而，普通民用灶具由于难以达到上述要求，液滴无法充分雾化，导致燃烧不完全、液滴飞溅。工程实践表明，燃料在气相情况下能实现与空气的均匀混合燃烧，也就是说:液体燃料首先“气态化”，才更易实现高效低污染燃烧。
[0005]醇基燃料的气化燃烧一般通过设置气化装置来实现。该过程分为预热、汽化、燃料的着火和燃烧四个阶段。首先点燃预热燃料，对充满该液体的管道预加热，使管道内的液体汽化，汽化后形成的燃气再通过喷嘴喷出燃烧。这种灶具需设置预热装置，等待预热时间长，金属管容易积炭，且预热燃料添加很不方便，预热燃料加少又无法气化，加多易从预热室中溢出，引发火灾。
[0006]另外，醇基燃料的贮存也存在问题。若将储液箱安装在灶具上，不仅储量受到影响，而且燃烧过程中燃料箱受热有较大安全隐患；若燃料贮存在钢瓶中，虽然解决了储量问题，但以空气加压，操作麻烦，且可能在空气加压过程中引起的安全事故。
【发明内容】
[0007]针对上述现有技术存在的不足，本发明从推广廉价醇基燃料作为炊事燃料角度出发，提供一种醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用，以解决气化燃烧的醇基燃烧炉具使用时等待预热时间长、使用不便等问题。
[0008]本发明所采取的措施是:一种醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用，包括醇基燃料、醇基燃烧炉具及其醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用方法；其特征在于:
所述醇基燃料是由甲醇和二甲醚按质量比为:甲醇70-80%，二甲醚20-30%搅拌混合而成；
所述醇基燃烧炉具是在醇基燃料贮罐内顶部设置有导气管并通过角阀I连通有醇基燃料管，醇基燃料管上设置有延时电磁阀连通有三通管件；
在醇基燃料贮罐的底侧设置有引液管及其角阀II连通有醇基燃料管，醇基燃料管上设置有温控电磁阀并连通有三通管件；
三通管件通过软管与醇基燃料灶中的气化盘管连通；气化盘管另一端与喷嘴连通，在喷嘴附近设置有火焰针；
所述醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用方法，其应用方法是开启角阀I和角阀II，通过醇基燃烧炉具开关点火，此时延时电磁阀开启，以二甲醚为主的气体燃料在醇基燃烧炉具的喷嘴燃烧，同时将气化盘管加热，待气化盘管温度达到10(T20(TC时，延时电磁阀延时Hs关闭；点火后，火焰针检测火焰且气化盘管的温度达到10(T20(TC时，开启温控电磁阀并自动关闭延时电磁阀，以甲醇为主的液体燃料进入气化盘管气化燃烧；停止使用时，关闭醇基燃烧炉具开关、角阀I和角阀II。
[0009]上述技术方案所附加的技术方案如下。
[0010]所述醇基燃料在醇基燃料贮罐中的装储高度为罐体高度的4/5~9/10。
[0011 ] 所述醇基燃料贮罐中的醇基燃料液面高度低于导气管入口高度。
[0012]所述气化盘管是环状铜合金盘管，盘管直径为1.0-2.0cm0 [0013]所述气化盘管的盘绕结构是三角或者是平面形由大渐小结构，圈数为10圈。
[0014]实现本发明上述所提供的一种醇基燃烧炉具及其醇基燃料的应用，是基于二甲醚在常温下为气体，饱和蒸汽压为510.0 KPa，远高于甲醇的饱和蒸汽压12.3 KPa0根据气-液相平衡原理，将甲醇和二甲醚注入醇基贮罐混合后，贮罐顶部基本为二甲醚气体，使用过程中随着气体的消耗，罐顶压力不足0.5MPa时，液相中的二甲醚会不断释放进入气相供灶具燃烧使用。点火时，连通有导气管的延时电磁阀开启，罐顶气体在压力作用下进入醇基燃烧炉具燃烧。此时气化盘管被加热，当气化盘管温度达10(T20(TC时延时Hs关闭，延时Hs是为防止醇基液态燃料未及时进入管路燃烧造成断火。与此同时，与引液管连通的温控电磁阀在气化盘管中部温度达10(T20(TC且火焰针检测到火焰时开启，以保证甲醇汽化燃烧和意外熄火时醇基燃料不外泄。温控电磁阀开启后，醇基燃料在气体压力和液体自身压力作用下被输送至灶具进行燃烧，关火时温控电磁阀自动关闭。
[0015]本发明一种醇基燃烧炉具及其醇基燃料的应用，所包含的三个部分是相辅相成的一个整体。为解决醇基液体燃料点火困难、需等待预热的问题，形成了以易点燃的气体燃料点火，燃料燃烧同时加热气化装置的灶具系统控制方法。为执行上述控制方法需配备所述的醇基燃烧炉具结构及控制元件。执行过程中，醇基燃料的点火性能与其配料有关，而灶具开关火频率及开火后使用时间又决定了配料的配比，因此形成了所述的醇基燃料。
[0016]采用本发明所提供的一种醇基燃烧炉具及其醇基燃料应用的技术方案，与现有技术相比，本发明醇基燃料来源广泛，价格低廉，与液化石油气相比，在相同功率条件下，成本仅为液化石油气的75%左右；以二甲醚为主的气体燃料点火，由于其闪点为_41°C，远低于甲醇的闪点温度16°C，易于点燃，提高了燃料的点火性能；可直接点火，无需预热等待时间，使用方便。【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明醇基燃烧炉具的结构示意图。
[0018]图2是本发明的醇基燃烧炉具气化盘管的结构示意图。
[0019]图中:1:醇基燃料贮罐；2:燃料加注口 ；3:导气管；4:角阀I ;5:延时电磁阀；6:引液管；7:角阀II ；8:温控电磁阀；9:三通管件；10:气化盘管；11:喷嘴；12:火焰针；13:支架；14:醇基燃料管；15:软管。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图通过【具体实施方式】进一步详细描述本发明所提出的一种醇基燃烧炉具及其醇基燃料的应用，所属【技术领域】的技术人员能够理解和实现本发明所述的技术方案，并且也能够达到本发明的所述优点与积极效果。
[0021]实施例1
实施一种醇基燃烧炉具及其醇基燃料的应用，其醇基燃料配比与灶具开关火频率及开火后使用时间有关。二甲醚的配入量不仅要保证贮罐内能够维持一定压力，而且需满足开关火用量。本实施例是对于使用时开关火频率不高且每次使用时间较长的用户，如大型餐饮行业，以I小时使用时间为例，其中6分钟为气体燃烧，二甲醚重量为总重的10%，即可维持0.5MPa压力，且满足开关火用量，但由于液体燃烧时也消耗部分二甲醚，因此，二甲醚和甲醇的配比为20:80。先将40公斤纯度为95%的工业甲醇注入醇基燃料贮罐I中，再将10公斤纯度为95%的液态二甲醚从压力容器注入至醇基燃料贮罐I中，醇基燃料贮罐I内的装填高度为9/10罐体高度，混合均匀即制得本醇基燃料。
[0022]醇基燃烧炉具如附图1所示，醇基燃料贮罐I顶部设有燃料加注口 2和导气管3，导气管3上端与角阀I 4连通，醇基燃料贮罐I底部一侧设有引液管6，其上端与角阀II 7连通，下端伸至罐底。醇基燃料贮罐I通过控制管路与灶具连通。其中角阀I 4通过导管与延时电磁阀5相连通，延时电磁阀5出口端与三通管件9的入口连通，角阀II 7通过导管与温控电磁阀8相连，温控电磁阀8出口端与三通管件9入口连通，三通管件9出口通过导管与灶具内部的气化盘管10连通。气化盘管10直径与灶具功率有关，此实施例灶具功率为3.5kw,盘管直径为20mm，盘管外环直径为25cm，盘绕圈数为4圈，盘绕长度为2.24米。盘管末端接有喷嘴11，喷嘴11附近连接有火焰针12用以检测火焰。
[0023]点火时，延时电磁阀5开启，在气体压力作用下，以二甲醚为主的气体进入醇基燃烧炉具开始燃烧，过程中随着气体的消耗，由于气液平衡作用，液相中的二甲醚不断释放进入气相供灶具燃烧。此时气化盘管被加热，当气化盘管温度达150°C时延时3s关闭，以防止醇基液态未及时进入管路燃烧造成断火。与此同时，与引液管连通的温控电磁阀8在气化盘管10的温度达150°C，且火焰针检测到火焰时开启，以保证甲醇能够汽化进行燃烧，同时要求检测到火焰是防止意外熄火时醇基燃料外泄。温控电磁阀8开启后，醇基燃料在气体压力和液体自身压力作用下被输送至醇基燃烧炉具进行燃烧，关火时温控电磁阀8自动关闭。
[0024]本应用实施例直接点火，无需预热等待时间，使用方便，为醇基燃料作为民用炊事燃料的推广提供了支撑，燃料耗量为0.60kg/h，在相同功率条件下，液化石油气的耗量为
0.28/h。目前，13.5kg罐装液化气价格为105元，即7.8元/kg，甲醇价格为2.3元/kg，二甲醚价格为4.5元/kg，按上述配比计算，使用液化气成本为2.19元/h，使用本应用配制的燃料成本为1.65元/h，成本为液化石油气的75.5%。
[0025]实施例2
实施一种醇基燃烧炉具及其醇基燃料的应用，对于使用时开关火频率较高且每次使用时间不长的用户，如居民用户，需配入较多二甲醚。以I小时使用时间为例，其中10分钟为气体燃烧，二甲醚重量为总重的13%可维持0.5MPa压力且满足开关火用量，但由于液体燃烧时消耗部分二甲醚，因此二甲醚和甲醇的配比为25:75。先将30公斤纯度为95%的工业甲醇注入醇基燃料贮罐中，再将10公斤纯度为97%的液态二甲醚由压力容器注入至醇基燃料贮罐中，混合均匀即制得本醇基燃料。
[0026]此实施例灶具功率为3.0kw，醇基燃烧炉具I的结构除气化盘管10外，其他与实施实例I相同。气化盘管10的直径与醇基燃烧炉具I的功率相应，此气化盘管10的直径为15mm，气化盘管10的外环直径为23cm，盘绕圈数为6圈，盘绕长度为2.63米。
[0027]点火时，延时电磁阀5开启，在气体压力作用下，以二甲醚为主的气体进入醇基燃烧炉具I开始燃烧，过程中随着气体的消耗，由于气液平衡作用，液相中的二甲醚不断释放进入气相供醇基燃烧炉具燃烧。此时气化盘管10被加热，当与引液管连通的温控电磁阀8在气化盘管10中部的温度达130°C，且火焰针检测到火焰时开启，以甲醇为主的液体进入气化盘管10，在炉膛此时延时电磁阀5延时4s关闭，以防止醇基液态未及时进入管路燃烧造成断火。温控电磁阀8开启后，醇基燃料在气体压力和液体自身压力作用下被输送至醇基燃烧炉具I进行燃烧，关火时温控电磁阀8自动关闭。
[0028]本应用实施例直接点火，无需预热等待时间，使用方便，燃料耗量为0.52kg/h，在相同功率条件下，液化石油气的耗量为0.26/h。按上述配比计算，使用液化气成本为2.03元Λ，使用本应用配制的燃料成本为1.54元/h，成本为液化石油气的75.9%。
【权利要求】
1.一种醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用，包括醇基燃料、醇基燃烧炉具及其醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用方法；其特征在于: 所述醇基燃料是由甲醇和二甲醚按质量比为:甲醇70-80%，二甲醚20-30%搅拌混合而成； 所述醇基燃烧炉具是在醇基燃料贮罐(1)内顶部设置有导气管(3)并通过角阀I (4)连通有醇基燃料管(14)，醇基燃料管(14)上设置有延时电磁阀(5)连通有三通管件(9)； 在醇基燃料贮罐(I)的底侧设置有引液管(6)及其角阀II (7)连通有醇基燃料管(14)，醇基燃料管(14)上设置有温控电磁阀(8)并连通有三通管件(9)； 三通管件(9)通过软管(15)与醇基燃料灶中的气化盘管(10)连通；气化盘管(10)另一端与喷嘴(11)连通，在喷嘴(11)附近设置有火焰针(12)； 所述醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用方法，其应用方法是开启角阀I (4)和角阀II(7)，通过醇基燃烧炉具开关点火，此时延时电磁阀(5)开启，以二甲醚为主的气体燃料在醇基燃烧炉具的喷嘴(11)燃烧，同时将气化盘管(10)加热，待气化盘管温度达到100-200℃时，延时电磁阀(5)延时Hs关闭；点火后，火焰针检测火焰且气化盘管(10)的温度达到100-200℃时，开启温控电磁阀(8)并自动关闭延时电磁阀(5)，以甲醇为主的液体燃料进入气化盘管气化燃烧；停止使用时，关闭醇基燃烧炉具开关、角阀I (4)和角阀II (7)。
2.如权利要求1所述的醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用，所述醇基燃料在醇基燃料贮罐(I)中的装储高度为罐体高度的4/5~9/10。
3.如权利要求1所述的醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用，所述醇基燃料贮罐(1)中的醇基燃料液面高度低于导气管(3)入口高度。
4.如权利要求1所述的醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用，所述气化盘管(10)是环状铜合金盘管，盘管直径为1.0-2.0cm。
5.如权利要求4所述的醇基燃料在醇基燃烧炉具上的应用，所述气化盘管(10)的盘绕结构是三角或者是平面形由大渐小结构，圈数为4-10圈。
【文档编号】C10L1/02GK103884028SQ201410137286
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】赵钰琼, 田波, 张永发 申请人:太原理工大学