一种负压点火及稳定燃烧系统的制作方法

1.本实用新型所属技术领域为废气处理领域和燃烧技术领域，具体涉及一种负压点火及稳定燃烧系统。


背景技术：

2.目前市面上存在多种可燃废气的燃烧处理方法，但对于气流变化剧烈且不稳定的密闭环境，普遍存在点火过程的压力波动剧烈，对燃烧腔的冲击较大，可能出现爆燃现象，燃烧压力难以恒久稳定，燃烧不够充分完全等问题。
3.专利cn 104235875 b公开了一种伞状点火装置，可以实现电弧火花与燃气的大范围接触，点火触燃燃气效率较好，但是其结构复杂，点火过程的气流冲击也较大。
4.专利cn 1232755c公开了一种带压燃烧装置及其操作方法。该装置通过一个散热器/均压室用于保护燃烧室免受燃烧过程中产生的背压的影响，但该装置结构较为复杂，且燃烧气体的火焰稳定性和可靠性不够高。
5.专利cn 102466231 b公开了一种用于废气处理的旋风式合氧燃烧装置，该装置可生成漩涡火焰，但存在点火过程压力冲击大和火焰燃烧不够稳定的问题。
6.因此，针对上述废气燃烧处理方法存在的问题，有必要开发一种技术，在气流变化剧烈且不稳定的密闭环境中，能够实现无冲击点火，并为可燃废气的处理提供稳定可靠的高温燃烧环境。


技术实现要素：

7.针对目前废气燃烧处理方法在气流变化剧烈且不稳定的密闭环境中，普遍存在的点火过程的压力波动剧烈，对燃烧腔的冲击较大，可能出现爆燃现象，燃烧压力难以恒久稳定，燃烧不够充分完全等问题，本实用新型提供一种实现密闭空间内无冲击点火与火焰稳压燃烧的方法，用于在气流变化剧烈且不稳定的密闭环境下，为废气处理提供稳定可靠的高温燃烧环境，可以实现点火过程中的无冲击负压点火，以及燃烧过程中燃气和助燃空气的稳定压力和流量供给，保持燃烧系统的负压稳定。
8.本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种负压点火与稳定燃烧系统，该系统包括：燃气和助燃气体供应模块，燃烧器模块，燃烧室模块及压力控制模块；其中，所述燃气和助燃气体供应模块包括燃气供应单元和助燃气体供应单元；燃烧器模块包括燃烧器与点火控制器；燃烧器与废气进气管均安装在燃烧室模块的顶盖，且废气进气管在径向和周向方向上均与燃烧室模块的顶盖呈一定倾斜角度；压力控制模块用于将燃烧室内的压力维持在稳定的负压，并且负压大小可在一定范围内连续调节。
9.进一步的，燃气供应单元包括：燃气质量流量计，其用于控制燃气进气流量；燃气减压阀，其用于控制燃气进气压力；高压开关，其为燃气进气压力提供上限保护；低压开关，其为燃气进气压力提供下限保护；燃气电磁阀，其用于控制燃气气流通断。
10.进一步的，助燃气体供应单元包括：助燃气体质量流量计，其用于控制助燃气体进
气流量；助燃气体减压阀，用于控制助燃气体进气压力；助燃气体电磁阀，控制助燃气体气流通断。
11.进一步的，燃烧器为长圆管套筒结构，并由外筒圆管、内筒圆管、点火针及火焰探测针组成；所述燃烧器中，内筒圆管为使燃气流通的燃气管路；内筒圆管与外筒圆管之间所形成的环形筒管为使助燃气体流通的助燃气体管路；点火针与火焰探测针设置于燃烧器末端，点火针尖端放电打火将燃气与助燃气体引燃；火焰探测针用于检测是否成功点火。
12.进一步的，所述点火控制器控制点火针尖端放电打火，且火焰探测针检测到是否点火成功，并反馈信号给点火控制器，点火控制器确认点火是否成功，并控制点火和燃烧过程。
13.进一步的，点火针与内圆筒外壁间距不超过5mm，火焰探测针与点火针对向布置，末端伸出长度在30mm～40mm。
14.进一步的，燃烧室为圆筒状结构，自内而外为：燃烧腔、第一隔热层、第二隔热层及冷却水夹套；其中燃烧腔为圆筒状，且为上宽下窄状；第一隔热层与燃烧腔直接接触；第二隔热层位于第一隔热层与冷却水夹套之间，且第一隔热层与第二隔热层的厚度之比为1:2～1:4；另外，燃烧室模块还包括温度传感器，其伸入燃烧室内，用于检测燃烧室内腔的温度。
15.进一步的，压力控制模块包括喷淋冷却室、压力传感器、引风机和变频器；引风机设置于燃烧室后端，变频器调节引风机运行频率，进而维持燃烧室内的压力在稳定的负压状态，并且负压大小可在一定范围内连续调节；喷淋冷却室内有多路呈放射状持续喷射的喷淋水，其所形成的水屏障，用于隔绝燃烧腔的高温；压力传感器用于测量喷淋冷却室内的压力。
16.通过采用本实用新型，可以达到如下有益效果：该实用新型能够在气流变化剧烈且不稳定的密闭环境中使用，可以为废气处理提供稳定可靠的高温燃烧环境，并实现点火过程中的无冲击负压点火，以及燃烧过程中燃气和助燃空气的稳定压力和流量供给，保持燃烧系统的负压稳定。
附图说明：
17.图1是本实用新型可调节式负压点火与稳定燃烧装置的工艺流程示意图；
18.图2是本实用新型燃烧器与燃烧室的具体结构和组成示意图。
具体实施方式
19.实施例1：请参阅图1，以天然气作为燃气，压缩空气作为助燃气体，压缩空气与天然气的体积比为5:1～15:1；向喷淋冷却室51内通入冷却水，并保持水流稳定。然后开启引风机53，在燃烧腔41和喷淋冷却室51内形成负压，用压力传感器52测量喷淋冷却室51内的压力；用变频器54调节引风机53的转速，使喷淋冷却室51内的真空度保持在
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0.5～
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1kpa区间并维持恒定。随后开启空气电磁阀，用空气质量流量计控制助燃空气以流速30l/min～50l/min，压力约 0.1mpa通入燃烧室，然后开启燃气电磁阀，按照空燃比为5:1～15:1，用燃气质量流量计控制相应流量的天然气通入燃烧室，天然气压力约0.1mpa。用点火控制器实现燃烧器末端点火针放电，天然气自上而下通过燃烧器内筒圆管，空气自上而下通过燃烧
器外筒圆管，二者在点火针放电区域混合，遇到放电产生的火花后被引燃，从而实现点火。在点火瞬间，随着火焰膨胀，导致系统压力上升，根据压力传感器52测得的喷淋冷却室51内的压力，变频器54调节引风机 53的转速，从而控制系统内的压力稳定，保持微负压状态。点火成功后，按预定空燃比逐步增大空气和天然气流量，同时继续通过变频器54自动调节引风机 53的转速，控制燃烧室内压力始终为微负压。如此反复调节，直至空气与天然气均达到正常燃烧所需的流量；通过温度传感器45实时检测燃烧室内的温度变化，通过自动调节燃气和助燃空气量，控制燃烧室内腔的温度维持在反应所需的温度。最后，缓慢通入待处理废气(其成分为含有1％nf3的氮气)，通过以上方式，实现密闭空间内无冲击点火与火焰的稳压燃烧，系统稳定运行168h，期间nf3的测试去除率均在99％以上。
20.实施例2：请参阅图1，以氢气作为燃气，氧气作为助燃空气，氢气与氧气的体积比为1.5:1～2.5:1。向喷淋冷却室45内通入冷却水，并保持水流稳定，开启引风机52，在燃烧腔41和喷淋冷却室45内形成负压，用压力传感器51测量喷淋冷却室45内的压力。用变频器53调节引风机52的转速，使喷淋冷却室45 内的真空度保持在
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0.5～
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1kpa区间并维持恒定。然后开启氧气电磁阀，用氧气质量流量计控制助燃氧气以流速10l/min～20l/min，压力约0.1mpa通入燃烧室，然后开启燃气电磁阀，按照氢气与氧气比例为2:1，用氢气质量流量计控制相应流量的氢气通入燃烧室，氢气压力约0.1mpa。用点火控制器实现燃烧器末端点火针放电，氢气自上而下通过燃烧器内筒圆管，氧气自上而下通过燃烧器外筒圆管，二者在点火针放电区域混合，遇到放电产生的火花后被引燃，从而实现点火。在点火瞬间，随着火焰膨胀，导致系统压力上升。根据压力传感器51测得的喷淋冷却室45内的压力，变频器53调节引风机52的转速，从而控制系统内的压力稳定，保持微负压状态。点火成功后，按预定氢气与氧气比例逐步增大氧气和氢气流量，同时继续通过变频器53自动调节引风机52的转速，控制燃烧室内压力始终为微负压。如此反复调节，直至氧气与氢气均达到正常燃烧所需的流量，并使燃烧室内腔达到反应所需的温度，从而实现负压点火与稳定燃烧。
21.以上仅详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出许多修改和变化，因此，凡是本领域技术人员依据本实用新型的构思在现有技术的基础上经过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，皆应落在本申请权利要求所确定的保护范围内。