一种天然气催化燃烧装置的制作方法

1.本实用新型属于预混的气体燃烧器技术领域，尤其涉及一种天然气催化燃烧装置。


背景技术：

2.节能环保是当今各个国家基于可持续发展理念而达成的共识，所以天然气的催化燃烧技术因其节能、减排的优势得以蓬勃发展。所谓天然气的催化燃烧就是通过使得空气与天然气预混在催化剂的表面而进行完全的氧化反应，催化剂能够降低反应过程的活化能，提高了化学反应速率，相比于普通的火焰燃烧能够节能20%以上。然而催化燃烧过程中，对气燃比要求较高，例如燃气流量较低而空气流量较高的时候，会造成火焰不稳定甚至熄火，而燃气流量高空气流量低时，会导致燃气的不充分燃烧，浪费能源且不环保。基于上述问题，现有技术中已提出多种用于调控气燃比的催化燃烧装置，例如公告号为cn216769414u，公告日为2022.06.17的中国实用新型专利公开了一种可控制大小火的天然气催化燃烧装置，其在燃气输送管路上分别设置了大火燃气出孔以及小火燃气出孔，避免小火在催化剂蜂窝载体表面催化燃烧时被进入喷枪主体内的多余助燃风吹熄，保证了小火的持续燃烧，达到在不同窑炉的燃烧温度条件下实现控制大小火和不熄火的要求。
3.然而该实用新型的缺点在于，大、小火燃气出孔之间没有设置切换装置，在实际使用过程时，即使燃气流速足够小，仍有一部分燃气从大火燃气出孔逸出，导致气燃比失调。


技术实现要素：

4.本实用新型目的是提供一种天然气催化燃烧装置，本实用新型不仅设置了用于调整大小火的燃气孔，且在控制大火的高流量燃气孔设置了阻挡片，以避免在燃气流速较低时，燃气从大火燃气孔中逸出的现象发生。
5.本实用新型解决上述问题采用的技术方案是：一种天然气催化燃烧装置，包括喷枪单元，以及设置在所述喷枪单元中的燃气管单元和催化剂载体；所述燃气管单元包括燃气管，设置在所述燃气管上的低流量气孔以及位于所述低流量气孔前端的高流量气孔；所述喷枪单元包括喷枪主体，与所述喷枪主体联通的进气管，以及设置在所述燃气管内端侧与所述催化剂载体之间的鼓风叶片；其特征在于，所述燃气管单元还包括设置在所述燃气管内侧面上且在燃气流速低时阻挡所述高流量气孔的阻挡片部。
6.进一步优选的技术方案在于：所述阻挡片部包括阻挡所述高流量气孔的阻挡片，设置在所述阻挡片后端侧的迎风板，以及设置在所述燃气管内侧面上并以可旋转的方式固定所述阻挡片与迎风板连接处的固定柱。
7.进一步优选的技术方案在于：所述阻挡片部还包括设置在所述固定柱上并用于连接所述阻挡片与迎风板连接处的扭簧。
8.进一步优选的技术方案在于：所述阻挡片部还包括设置在所述固定柱上的抬高柱。
9.进一步优选的技术方案在于：所述阻挡片部还包括设置在所述抬高柱上的高度调节栓，以及设置在所述固定柱上并用于安装所述高度调节栓的高度调节槽。
10.进一步优选的技术方案在于：所述燃气管单元还包括位于所述催化剂载体与燃气管之间的引气管。
11.进一步优选的技术方案在于：所述燃气管单元还包括设置在所述引气管前端的引气罩。
12.进一步优选的技术方案在于：所述阻挡片部包括用于阻挡所述高流量气孔的弹性阻挡片，以及设置在燃气管内侧面上并用于固定所述弹性阻挡片后端侧的固定端头。
13.进一步优选的技术方案在于：所述阻挡片部还包括设置在所述弹性阻挡片前段侧的上翘板。
14.一种天然气窑炉炉膛，包括上述的天然气催化燃烧装置。
15.本实用新型的优点在于：
16.第一、在高流量燃气孔设置了阻挡片，以避免在燃气流速较低时，燃气从大火燃气孔中逸出的现象发生；
17.第二、阻挡片在遇到高流量燃气时会被燃气的风力自动掀开，从而打开高流量燃气孔使得燃气逸出，并通过鼓风装置稳定气燃比；
18.第三、阻挡片掀开后会将燃气导向高流量燃气孔逸出，以避免高流量的燃气通过低流量气孔逸出造成局部气燃比不稳；
19.第四、在阻挡片中设置了复位结构，以使得燃气流量下降后阻挡片重新起到对高流量燃气孔的阻挡作用。
附图说明
20.图1为天然气催化燃烧装置整体的结构示意图，其中方便展示，喷枪单元为剖面展示，箭头展示了气体流向；
21.图2为图1中高流量气孔关闭后的示意图；
22.图3为阻挡片采用刚性结构的示意图；
23.图4为图3中的阻挡片被燃气气流掀起，从而打开燃气孔并阻挡燃气管道的示意图；
24.图5为图3中阻挡片另一个视角的示意图；
25.图6为图5中固定柱与连接柱连接处细节的示意图；
26.图7为图6中固定柱与连接柱连接处的爆炸示意图；
27.图8为阻挡片采用弹性结构的示意图；
28.图9为图6中阻挡片被燃气气流掀起，从而打开燃气孔并阻挡燃气管道的示意图。
29.附图中，各个标号代表如下： 喷枪单元1，燃气管单元2，催化剂载体3，喷枪主体101，进气管102，鼓风叶片103，燃气管201，低流量气孔202，高流量气孔203，阻挡片部204，引气管205，引气罩206，弹性阻挡片204a，固定端头204b，阻挡片204c，迎风板204d，固定柱204e，扭簧204f，上翘板204g，抬高柱204h，高度调节栓204i，高度调节槽204j，锁定栓槽204k，止位槽204m，锁定栓204n。
具体实施方式
30.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
31.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
32.为了进一步明确本实施例中各个装置的位置关系，本技术中采用了若干方位限定词语进行限定。其中，根据燃气的流动方向，定义“前端”为气流来时方向，相对应的，“后端”为气流流向的方向，可参考风向的定义，例如“东风”代表从东方吹向西方的风，同样燃气流向自“前端”吹向“后端”。举例：高流量气孔203位于低流量气孔202前端，指代二者的位置关系为，当燃气流动时，先经过高流量气孔203，再经过低流量气孔202。
33.此外，以喷枪主体101为例，燃气管201部分设置在喷枪主体101中，定义“内端”为燃气管201设置在喷枪主体101内部的一端，相对应的，“外端”为燃气管201设置在喷枪主体101外部的一端，其他各个装置的位置关系可参考如上所述内容。
34.实施例一：参考图1、2，一种天然气催化燃烧装置，包括喷枪单元1，以及设置在所述喷枪单元中的燃气管单元2和催化剂载体3；所述燃气管单元2包括燃气管201，设置在所述燃气管201上的低流量气孔202以及位于所述低流量气孔202前端的高流量气孔203；所述喷枪单元1包括喷枪主体101，与所述喷枪主体101联通的进气管102，以及设置在所述燃气管201内端侧与所述催化剂载体3之间的鼓风叶片103。其中喷枪主体101整体耐热，在长时间高温工作环境下不会发生形变，所使用材料为现有技术中高炉工艺中常用的钢材料，进气管102与喷枪主体101联通，且外部连接有鼓风装置，以用于向喷枪主体101中鼓入足量的空气；燃气管201外端与燃气输送装置联通，且内端插入喷枪主体101中，以用于向喷枪主体101中输入燃气，在燃气管201内端侧分别设置了低流量气孔202和高流量气孔203，参考图2，低流量气孔202逸出的燃气与进气管102鼓入的气体混合，经引气罩206与引气管205直接被输送到催化剂载体3中，并不受到鼓风叶片103的影响； 参考图1，自高流量气孔203逸出的气体可经鼓风叶片103进一步混入气体，然后来到催化剂载体3燃烧，起到开大火的效果，如此变实现了在催化燃烧过程中实现控制大小火的作用，并且由于引气罩206与引气管205的存在，使得在小火过程中也不会被气流的紊动引起熄火现象。
35.特别的，燃气管201内侧面上还设置了用于阻挡高流量气孔203的阻挡片部204，其特点为，燃气流速低时阻挡高流量气孔203，当燃气流速高时可切换为打开高流量气孔203以供燃气流出，并且在阻挡片部204打开状态是，会横在低流量气孔202和高流量气孔203之间，主动的将燃气引向高流量气孔203，一来使得足量的燃气可以从高流量气孔203中逸出并与鼓风叶片103鼓风汇合，二来避免了过多的燃气从低流量气孔202逸出而导致催化剂载体3中部气燃比不均匀，燃烧不充分。
36.阻挡片部204可分为两种，刚性结构以及具有弹性的结构，下文中将对阻挡片部204的具体结构作进一步描述。
37.实施例一：参考图3-5，所述阻挡片部204包括阻挡所述高流量气孔203的阻挡片204c，设置在所述阻挡片204c后端侧的迎风板204d，以及设置在所述燃气管201内侧面上并以可旋转的方式固定所述阻挡片204c与迎风板204d连接处的固定柱204e，还包括设置在所述固定柱204e上并用于连接所述阻挡片204c与迎风板204d连接处的扭簧204f，在扭簧204f
的作用力下，自然状态中阻挡片204c因弹性力的作用覆盖在高流量气孔203上以起到阻挡作用。当燃气气流不够大的时候，气流无法抵抗扭簧204f的作用力吹动迎风板204d，从而阻挡片204c继续关闭高流量气孔203；而当燃气气流够大时，气流吹动迎风板204d使其与阻挡片204c一同绕着固定柱204e旋转，打开高流量气孔203，并且当阻挡片204c旋转后也会被燃气气流吹起一同打开，以致完全打开高流量气孔203，并将一部分燃气导流自高流量气孔203方向逸出。
38.此外，参考图5，在固定柱204e上设置了抬高柱204h，以使得阻挡片204c与迎风板204d在转动的过程中不会刮擦到燃气管201管壁。
39.此外，所述阻挡片部204还包括设置在所述抬高柱204h上的高度调节栓204i，以及设置在所述固定柱204e上并用于安装所述高度调节栓204i的高度调节槽204j。当高度调节栓204i在高度调节槽204j中插入调整合适的位置并固定，便实现了对阻挡片204c与高流量气孔203相对位置的调整，以用于微调对高流量气孔203的密封性。
40.关于高度调节栓204i在高度调节槽204j中的调节方式本实施例中并未具体限定，只要能实现高度调节栓204i在高度调节槽204j中调整高度并固定即可。这里给出一种较为适合的方式，参考图6-7，阻挡片部204还包括设置在高度调节栓204i上且沿其延伸方向线性阵列的若干个止位槽204m，设置在高度调节槽204j外侧并与之连通的锁定栓槽204k，以及插入所述锁定栓槽204k且插入止位槽204m的锁定栓204n。通过锁定栓204n插入不同高度位置的止位槽204m以实现对高度调节栓204i在高度调节槽204j中位置的调整以及固定。
41.实施例二：参考图8-9，所述阻挡片部204包括用于阻挡所述高流量气孔203的弹性阻挡片204a，设置在燃气管201内侧面上并用于固定所述弹性阻挡片204a后端侧的固定端头204b，以及设置在所述弹性阻挡片204a前段侧的上翘板204g。当燃气气流不够大的时候，气流无法抵抗弹性阻挡片204a自身的弹力，从而弹性阻挡片204a继续关闭高流量气孔203；而当燃气气流够大时，气流吹动上翘板204g带动弹性阻挡片204a翘起，打开高流量气孔203，并且当弹性阻挡片204a翘起后，也会被燃气气流吹起进一步打开，以致完全打开高流量气孔203，并将一部分燃气导流自高流量气孔203方向逸出。
42.此外，附图和描述中尽可能使用相同或类似的元件符号来指代相同或相似部分或步骤。附图是以简化形式呈现并且没有按精确比例绘制。仅为了方便和清楚起见，可以对附图使用诸如顶部、底部、左侧、右侧、向上、上方、上面、下面、下方、后面和前面的方向术语。这些和类似方向术语不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。

技术特征：
1.一种天然气催化燃烧装置，包括喷枪单元（1），以及设置在所述喷枪单元中的燃气管单元（2）和催化剂载体（3）；所述燃气管单元（2）包括燃气管（201），设置在所述燃气管（201）上的低流量气孔（202）以及位于所述低流量气孔（202）前端的高流量气孔（203）；所述喷枪单元（1）包括喷枪主体（101），与所述喷枪主体（101）联通的进气管（102），以及设置在所述燃气管（201）内端侧与所述催化剂载体（3）之间的鼓风叶片（103）；其特征在于，所述燃气管单元（2）还包括设置在所述燃气管（201）内侧面上且在燃气流速低时阻挡所述高流量气孔（203）的阻挡片部（204）。2.根据权利要求1所述的一种天然气催化燃烧装置，其特征在于，所述阻挡片部（204）包括阻挡所述高流量气孔（203）的阻挡片（204c），设置在所述阻挡片（204c）后端侧的迎风板（204d），以及设置在所述燃气管（201）内侧面上并以可旋转的方式固定所述阻挡片（204c）与迎风板（204d）连接处的固定柱（204e）。3.根据权利要求2所述的一种天然气催化燃烧装置，其特征在于，所述阻挡片部（204）还包括设置在所述固定柱（204e）上并用于连接所述阻挡片（204c）与迎风板（204d）连接处的扭簧（204f）。4.根据权利要求2所述的一种天然气催化燃烧装置，其特征在于，所述阻挡片部（204）还包括设置在所述固定柱（204e）上的抬高柱（204h）。5.根据权利要求4所述的一种天然气催化燃烧装置，其特征在于，所述阻挡片部（204）还包括设置在所述抬高柱（204h）上的高度调节栓（204i），以及设置在所述固定柱（204e）上并用于安装所述高度调节栓（204i）的高度调节槽（204j）。6.根据权利要求1所述的一种天然气催化燃烧装置，其特征在于，所述燃气管单元（2）还包括位于所述催化剂载体（3）与燃气管（201）之间的引气管（205）。7.根据权利要求6所述的一种天然气催化燃烧装置，其特征在于，所述燃气管单元（2）还包括设置在所述引气管（205）前端的引气罩（206）。8.根据权利要求1所述的一种天然气催化燃烧装置，其特征在于，所述阻挡片部（204）包括用于阻挡所述高流量气孔（203）的弹性阻挡片（204a），以及设置在燃气管（201）内侧面上并用于固定所述弹性阻挡片（204a）后端侧的固定端头（204b）。9.根据权利要求8所述的一种天然气催化燃烧装置，其特征在于，所述阻挡片部（204）还包括设置在所述弹性阻挡片（204a）前段侧的上翘板（204g）。

技术总结
本实用新型属于预混的气体燃烧器技术领域，尤其涉及一种天然气催化燃烧装置。本实用新型不仅设置了用于调整大小火的燃气孔，且在控制大火的高流量燃气孔设置了阻挡片，以避免在燃气流速较低时，燃气从大火燃气孔中逸出的现象发生。本实用新型的优点在于：阻挡片在遇到高流量燃气时会被燃气的风力自动掀开，从而打开高流量燃气孔使得燃气逸出，并通过鼓风装置稳定气燃比；阻挡片掀开后会将燃气导向高流量燃气孔逸出，以避免高流量的燃气通过低流量气孔逸出造成局部气燃比不稳；在阻挡片中设置了复位结构，以使得燃气流量下降后阻挡片重新起到对高流量燃气孔的阻挡作用。起到对高流量燃气孔的阻挡作用。起到对高流量燃气孔的阻挡作用。


技术研发人员：杨维铭
受保护的技术使用者：安吉县宏铭磁性器材有限公司
技术研发日：2022.11.24
技术公布日：2023/7/28