专利名称：流化反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃烧可燃气体的燃烧器，尤其涉及一种可适合燃烧低浓度或 超低浓度可燃气体的流化反应器。
背景技术：
在煤矿开采、化学工业、石油工业和钢铁工业生产过程中，会产生大量的含有甲 烷、一氧化碳、氢气等可燃性气体的废气。废气中可燃性气体的浓度常常低于10%，甚至低 于5%，通常把浓度低于10%的可燃性气体称为低浓度可燃性气体。以煤矿开采为例，矿井 瓦斯废气主要可燃气体是甲烷，且甲烷浓度低，浓度变化大等原因，这种低浓度可燃气体很 难被点燃或者维持稳定燃烧。目前，低浓度可燃气体几乎都未进行回收处理就直接排向大 气，一方面造成了有限的不可再生资源的严重浪费；另一方面加剧了大气污染和温室效应。 因此，合理回收利用低浓度可燃气体具有节能和环保双重意义。现有技术中的燃烧器主要包括反应器壳体，反应器壳体由布风板 分隔为混合腔和 燃烧腔，混合腔上设有燃气进气孔和助燃空气进气孔，燃烧腔上设有燃烧气体出气孔。使用 时，将可燃气体和助燃空气分别从燃气进气孔和助燃空气进气孔通入混合腔内混合，混合 后的气体再从布风板进入燃烧腔内燃烧，燃烧后的气体从燃烧气体出气孔排出。上述结构的燃烧器主要适合一般浓度的可燃气体燃烧，而且存在可燃成分浓度变 化幅度大、燃烧不连续、不稳定等困难。
实用新型内容针对现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种燃烧连续和燃烧稳定，且结 构简单的流化反应器，该流化反应器既可适合低浓度可燃气体燃烧，又可适合超低浓度可 燃气体燃烧。本实用新型提供的流化反应器，包括反应器壳体，所述反应器壳体由布风板分隔 为混合腔和燃烧腔，混合腔上设有燃气进气孔和助燃空气进气孔，燃烧腔上设有燃烧气体 出气孔I ；还包括燃气换热器和助燃空气换热器，燃气换热器的换热管一端为燃气进口端， 另一端与燃气进气孔连通，助燃空气换热器的换热管一端为助燃空气进口端，另一端与助 燃空气进气孔连通；所述燃烧气体出气孔I分别与燃气换热器和助燃空气换热器的换热腔 连通。进一步，所述燃气换热器的换热腔壁上设有燃烧气体进气孔I和燃烧气体出气孔 II，所述助燃空气换热器设有燃烧气体进气孔II和燃烧气体出气孔III，所述燃烧气体出 气孔I分别与燃烧气体进气孔I和燃烧气体进气孔II连通，所述燃烧气体出气孔II与燃 烧气体进气孔II连通；进一步，在所述燃烧气体出气孔I与燃烧气体进气孔II连通的管路和燃烧气体出 气孔II与燃烧气体进气孔II连通的管路上分别设有流量控制阀；进一步，所述布风板的出风孔上固定设有盲孔结构的风帽，风帽的侧壁上设有风帽小孔，所述布风板的出风孔、风帽小孔和燃烧腔依次连通。本实用新型的有益效果本实用新型的流化反应器采用在混合腔之前设置燃气换热器和助燃空气换热器，使进入混合腔的燃气和助燃空气分别经燃气换热器和助燃空气换 热器预热，以提高低浓度或超低浓度的可燃气体的着火几率和稳定燃烧效率。在布风板上 放置砂粒，砂粒在燃烧腔内循环对混合气体预热，可使低浓度的可燃气体稳定燃烧；还可在 布风板上放置砂粒和催化剂颗粒，砂粒和催化剂颗粒在燃烧腔内循环对混合气体预热，同 时在催化剂颗粒的作用下可使超低浓度的可燃气体稳定燃烧。燃烧反应生成的气体产物由 燃烧气体出气孔I排除并作为换热器的热源，将热量传递给可燃气体和助燃空气，避免浪 费气体燃烧产生的热量，同时也可对可燃气体进行预热，流化反应器既适合低浓度或超低 浓度可燃气体的燃烧，达到节约能源和减少温室气体排放的目的，而且结构简单、成本低。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为布风板和风帽装配的结构示意图。附图中的附图标记所代表的结构如下1-反应器壳体 2-布风板 3-混合腔 4-燃烧腔 5-燃气进气孔6-助燃空 气进气孔7-燃烧气体出气孔I 8-燃气换热器9-助燃空气换热器10-燃气进口端 11-助燃空气进口端12-砂粒13-燃烧气体进气孔I 14-燃烧气体出气孔II 15-燃 烧气体进气孔II16-燃烧气体出气孔III 17-流量控制阀18-风帽19-风帽小孔
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地描述。图1为本实用新型的结构示意图，图2为布风板和风帽装配的结构示意图，如图所 示流化反应器包括反应器壳体1、燃气换热器8和助燃空气换热器9。反应器壳体1由布 风板2分隔为混合腔3和燃烧腔4，混合腔3上设有燃气进气孔5和助燃空气进气孔6，燃 烧腔4上设有燃烧气体出气孔I 7，布风板2上设有一层砂粒12。燃气换热器8的换热管 一端为燃气进口端10，另一端通过气管与燃气进气孔5连通；助燃空气换热器9的换热管 一端为助燃空气进口端11，另一端与助燃空气进气孔6连通。燃气换热器8的换热腔壁上 设有燃烧气体进气孔I 13和燃烧气体出气孔II 14，助燃空气换热器9设有燃烧气体进气 孔II 15和燃烧气体出气孔III 16，燃烧气体出气孔I 7分别通过烟道与燃烧气体进气孔 I 13和燃烧气体进气孔II 15连通，燃烧气体出气孔II 14通过烟道与燃烧气体进气孔II 15连通。在燃烧气体出气孔I 7与燃烧气体进气孔II 15连通的烟道和燃烧气体出气孔II 14与燃烧气体进气孔II 15连通的烟道上分别设有流量控制阀17。利用烟道内安装的流 量控制阀17调节两条烟道内燃烧气体的流量，从而控制可燃气体的预热温度，使燃气换热 器出口温度、混合腔内混合气体的温度均低于着火温度，防止可燃气体在进入燃烧腔之前 发生燃烧。布风板2的出风孔上固定设有盲孔结构的风帽18，风帽18的侧壁上设有风帽小孔 19，布风板2的出风孔、风帽小孔19和燃烧腔4依次连通。风帽18采用盲孔结构，风帽小孔19设在风帽18的侧壁上，可避免起着循环预热作用的砂粒通过布风板2的出风孔进入 混合腔3内，向上流动的混合气体从侧壁上风帽小孔19冲出也有利于曳起布风板2板面上 的砂粒，使其与混合气体混合更充分，传热效果更佳。使用该流化反应器时，从燃气换热器8的燃气进口端10通入可燃气体，从助燃空 气换热器9的助燃空气进口端11通入助燃空气，可燃气体和助燃空气经热交换后通过气管 进入混合腔3内，在混合腔3内充分混合后的气体通过布风板2的出风口并从风帽18上的 风帽小孔19冲出进入燃烧腔4，同时曳起布风板2板面上的砂粒12向上运动，砂粒12随 混合气流向上运动时并把自身的热量传递给混合气体。当混合气体的温度达到可燃成分着 火点后，气体中的可燃成分与氧气发生燃烧氧化反应，放出热量，一部分热量传递给砂粒， 但由于重力的作用，被气流带到燃烧腔4内上部的高温砂粒便沿腔壁回落到布风板2上，为 低浓度可燃气体提供了着火和稳定燃烧的条件。燃烧反应后的气体产物由烟道分别进入燃 气换热器8和助燃空气换热器9的换热腔内，并与换热管内的可燃气体和助燃空气进行热 交换，将热量传递给可燃气体和助燃空气，随后经助燃空气换热器9上的燃烧气体出气孔 III16排除。流化反应器既可作为燃烧反应装置，又可作为蓄热装置，不但适合一般低浓度的 气体燃料的燃烧，也可在布风板上放置砂粒和催化剂颗粒，可使超低浓度的可燃气体稳定 燃烧，而且具有较强的火焰稳定能力，较宽的负荷调节范围。在常压下工作时，流化反应器 不但可使气体燃烧完全，而且自身结构简单、使用寿命长。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本 实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范 围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求一种流化反应器，包括反应器壳体(1)，所述反应器壳体(1)由布风板(2)分隔为混合腔(3)和燃烧腔(4)，混合腔(3)上设有燃气进气孔(5)和助燃空气进气孔(6)，燃烧腔(4)上设有燃烧气体出气孔I(7)；其特征在于还包括燃气换热器(8)和助燃空气换热器(9)，燃气换热器(8)的换热管一端为燃气进口端(10)，另一端与燃气进气孔(5)连通，助燃空气换热器(9)的换热管一端为助燃空气进口端(11)，另一端与助燃空气进气孔(6)连通；所述燃烧气体出气孔I(7)分别与燃气换热器(8)和助燃空气换热器(9)的换热腔连通。
2.根据权利要求1所述的流化反应器，其特征在于所述燃气换热器(8)的换热腔壁 上设有燃烧气体进气孔I (13)和燃烧气体出气孔II (14)，所述助燃空气换热器(9)设有燃 烧气体进气孔II (15)和燃烧气体出气孔III (16)，所述燃烧气体出气孔I (7)分别与燃烧气 体进气孔1(13)和燃烧气体进气孔11(15)连通，所述燃烧气体出气孔II (14)与燃烧气体 进气孔II (15)连通。
3.根据权利要求2所述的流化反应器，其特征在于在燃烧气体出气孔I(7)与燃烧气 体进气孔II (15)连通的管路和燃烧气体出气孔II (14)与燃烧气体进气孔II (15)连通的 管路上分别设有流量控制阀(17)。
4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的流化反应器，其特征在于所述布风 板⑵的出风孔上固定设有盲孔结构的风帽(18)，风帽(18)的侧壁上设有风帽小孔(19)， 所述布风板⑵的出风孔、风帽小孔(19)和燃烧腔⑷依次连通。
专利摘要本实用新型公开了一种流化反应器，包括反应器壳体、燃气换热器和助燃空气换热器；反应器壳体由布风板分隔为混合腔和燃烧腔，混合腔上设有燃气进气孔和助燃空气进气孔，燃烧腔上设有燃烧气体出气孔I；燃气换热器的换热管一端为燃气进口端，另一端与燃气进气孔连通，助燃空气换热器的换热管一端为助燃空气进口端，另一端与助燃空气进气孔连通；燃烧气体出气孔I分别与燃气换热器和助燃空气换热器的换热腔连通。本实用新型的流化反应器不但能够使低浓度或超低浓度的可燃气体可靠着火和稳定燃烧，而且流化反应器内温度波动小；燃烧腔既可作为反应器又可作为蓄热器，流化反应器工作在常压下时负荷调节范围较宽。
文档编号B01J19/32GK201565298SQ200920207439
公开日2010年9月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者冉景煜, 唐强, 张力, 杨仲卿, 石洋, 蒲舸, 闫云飞 申请人:重庆大学