CN104713082B - 一种燃气热水器分级燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃气热水器的节能减污领域，尤其涉及一种燃气热水器分级燃烧装置。燃气热水器分级燃烧装置，包括燃烧器和换热器，在燃烧器与换热器之间设置有至少一个二次燃烧平台，所述二次燃烧平台包括燃气氧化催化剂。该燃烧装置通过在燃烧器和换热器之间建立二次燃烧平台，利用一次燃烧的高温加热二次燃烧平台使其达到较高温度，当燃烧器的排放物经过二次燃烧平台时，未充分燃烧的燃气和可燃气体在高温下得到转化，即二次燃烧平台可对一氧化碳进行催化燃烧，对甲烷进行高温燃烧，从而降低了一氧化碳和甲烷的排放量，并提高了燃烧效率，并且一次燃烧中的火焰较稳定，容易控制。

Description

一种燃气热水器分级燃烧装置
技术领域
本发明涉及燃气热水器的节能减污领域，尤其涉及一种燃气热水器分级燃烧装置。
背景技术
催化燃烧是借助催化剂实现对有机物的完全氧化，因此，能耗少，操作简便，安全，净化效率高，在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面应用较广。
在进行催化燃烧时，因为催化剂都有一个催化活性温度，对催化燃烧来说称催化剂起燃温度，必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧，因此，必须设置预热装置。但对于排出的废气本身温度就较高的场合，温度可达300℃以上，则不必设置预热装置。
现有技术中，燃气热水器通常采用大气式燃烧器，只有环保型热水器采用浓淡燃烧器。但是浓淡燃烧器，在淡燃烧和富氧燃烧后直接进行二次燃烧。其缺点是二次燃烧没有硬件的支持，完全依靠一次燃烧确定的燃烧面，对于火焰的控制难度较大，火焰的稳定性不高。
现有技术中，燃气热水器通常还采用在换热器后端进行催化燃烧，通过触媒方式降低一氧化碳。但以上方法是基于燃烧的后处理，催化燃烧过程并没有利用一次燃烧的高温，并且不能够很好的去除掉排出气体中的一氧化碳，也不能够去除甲烷。
而燃气热水器的燃烧器排出的气体中含有一氧化碳的根本原因在于燃烧本身不充分，因此，有效去除燃烧器排出气体中一氧化碳的途径是通过燃烧本身解决排放物，有两种方案，一是提高燃气与空气的混合均匀度，使一次燃烧更加充分；二是通过二次燃烧进行处理。
针对以上问题，亟需要一种有效去除排放物中一氧化碳的燃气热水器分级燃烧装置，以解决现有技术中存在的排放物中含有一氧化碳、甲烷，一次燃烧中火焰的控制难度较大，火焰的稳定性不高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃气热水器分级燃烧装置，其利用一次燃烧的高温加热二次燃烧平台使其达到较高温度，当燃烧器的排放物经过二次燃烧平台时，未充分燃烧的燃气和可燃气体在高温下得到转化，从而降低一氧化碳和甲烷的排放量，提高了燃烧效率，并且一次燃烧中的火焰较稳定，容易控制。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种燃气热水器分级燃烧装置，包括燃烧器和换热器，在燃烧器与换热器之间设置有至少一个二次燃烧平台，所述二次燃烧平台包括燃气氧化催化剂。
作为优选，所述二次燃烧平台还包括构成二次燃烧平台框架的燃气氧化催化剂载体，所述燃气氧化催化剂覆盖在燃气氧化催化剂载体表层。
作为优选，所述二次燃烧平台整体由燃气氧化催化剂制成。
作为优选，所述二次燃烧平台为网状或格栅状。
作为优选，所述二次燃烧平台包括基板，所述基板上设置有若干个通孔。
作为优选，所述通孔的一端设置有翻边。
作为优选，所述燃气氧化催化剂由稀土金属元素、碱土金属元素和/或过渡金属元素制备。
作为优选，所述燃气氧化催化剂载体由耐热陶瓷或金属材料制成。
本发明的有益效果为：本发明提供一种燃气热水器分级燃烧装置，由于其通过在燃烧器和换热器之间建立二次燃烧平台，利用一次燃烧的高温加热二次燃烧平台使其达到较高温度，当燃烧器的排放物经过二次燃烧平台时，未充分燃烧的燃气和可燃气体在高温下得到转化，即二次燃烧平台可对一氧化碳进行催化燃烧，对甲烷进行高温燃烧，所以降低了一氧化碳和甲烷的排放量，并提高了燃烧效率，并且一次燃烧中的火焰较稳定，容易控制。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的燃气热水器分级燃烧装置的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的二次燃烧平台一种实施例的结构示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的二次燃烧平台另一种实施例的结构示意图。
其中：
1、燃烧器；2、二次燃烧平台；3、换热器；
21、通孔。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明具体实施方式提供的燃气热水器分级燃烧装置的结构示意图。如图1所示，该燃气热水器分级燃烧装置，包括燃烧器1和换热器3，在燃烧器1与换热器之间设置有至少一个二次燃烧平台2，所述二次燃烧平台2包括燃气氧化催化剂。
于本实施例中，为了方便排出物顺利的通过二次燃烧平台2，避免排出物堆积在燃烧器和二次燃烧平台2之间，所述二次燃烧平台2的个数为1个。
在燃烧器1的前端还设置有阀体和风机，燃气和空气分别从阀体和风机进入燃气热水器，混合后进入燃烧器1内进行燃烧。同时，利用一次燃烧的高温加热二次燃烧平台使其达到较高温度。从燃烧器1中出来的排出物有二氧化碳、一氧化碳、甲烷、一氧化氮、氮气和氧气，当这些排出物经过二次燃烧平台时，未充分燃烧的燃气和可燃气体在高温下得到转化，即二次燃烧平台在燃气氧化催化剂的作用下对一氧化碳进行催化燃烧，对甲烷进行高温燃烧，从而降低一氧化碳和甲烷的排放量，并提高了燃烧效率。去除一氧化碳和甲烷的排出物从二次燃烧平台流入换热器，对换热器中的液体进行加热。
于本实施例中，由于在燃烧器1和换热器3之间设置了二次燃烧平台2，具有硬件的支持，所以比较容易对一次燃烧中的火焰进行控制，并且一次燃烧中的火焰较稳定。
于本实施例中，作为优选方案，所述二次燃烧平台2还包括燃气氧化催化剂载体，所述燃气氧化催化剂载体构成二次燃烧平台2的框架，所述燃气氧化催化剂覆盖在燃气氧化催化剂载体表层。
具体的，所述燃气氧化催化剂可以为铂、钯，但使用铂、钯等贵金属催化剂价格昂贵，资源少。所以优选为由稀土金属元素、碱土金属元素和过渡金属元素制备燃气氧化催化剂。当然也可以由稀土金属元素、碱土金属元素和过渡金属元素中的任何一种或任何两种制备燃气氧化催化剂。
所述燃气氧化催化剂载体可以由耐热陶瓷材料制成，也可以由耐热的金属材料制成，或者也可以由两者结合制成。
当使用铂、钯等贵金属作为燃气氧化催化剂时，可以制成全金属催化剂，也可以制成以氧化铝和陶瓷为燃气氧化催化剂载体的催化剂。全金属催化剂是以镍或镍铬合金为燃气氧化催化剂载体，将燃气氧化催化剂载体做成带、片、丸、丝等形状，采用化学镀或电镀的方法，将铂、钯等贵金属沉积其上，然后做成便于装卸的催化剂构件。由氧化铝和陶瓷作燃气氧化催化剂载体的贵金属催化剂，一般是以陶瓷结构作为支架，在陶瓷结构上涂覆一层仅有0.13mm的α-氧化铝薄层，而活性组分铂、钯就以微晶状态沉积或分散在多孔的氧化铝薄层中。
当使用稀土金属元素、碱土金属元素和/或过渡金属元素制备燃气氧化催化剂时，也可以制成全金属催化剂，或者也可以制成以氧化铝和陶瓷为燃气氧化催化剂载体的催化剂，并且其过程和上述过程相似。
于本实施例中，作为另一种优选方案，所述二次燃烧平台2也可以整体由耐热的燃气氧化催化剂制成。
图2是本发明具体实施方式提供的二次燃烧平台一种实施例的结构示意图。如图2所示，所述二次燃烧平台2为网状结构。可以使用燃气氧化催化剂载体制成二次燃烧平台的网状框架，然后在燃气氧化催化剂载体上涂覆一层燃气氧化催化剂。也可以直接使用燃气氧化催化剂制成网状的二次燃烧平台2。
图3是本发明具体实施方式提供的二次燃烧平台另一种实施例的结构示意图，与上述实施例不用之处在于，该实施例中，所述二次燃烧平台包括基板，所述基板上设置有若干个通孔21。
于本实施例中，所述基板的厚度不受限制，以尽可能的提高排出物与二次燃烧平台的接触面积、反应效率为主，并保证排出物可以顺利的通过二次燃烧平台，防止排出物在二次燃烧平台和燃烧器之间堆积，进而影响燃烧器的正常燃烧。
于本实施例中，作为进一步的优选，为了加大排出物与二次燃烧平台2接触面积、加长反应时间、提高反应效率，所述通孔21的一端可以设置有翻边。所述翻边的长度也是以尽可能的提高排出物与二次燃烧平台2的反应效率为主，并保证排出物可以顺利的通过二次燃烧平台2。
于本实施例中，作为另一种优选方案，所述二次燃烧平台2也可以为格栅状结构。当然，二次燃烧平台2的形状并不局限于这些，也可以为迷宫状或百叶窗状等其它结构。
于本实施例中，所述二次燃烧平台2位于燃烧器1和换热器3之间。二次燃烧平台2距离燃烧器1的距离以保证二次燃烧平台2可以利用一次燃烧的高温进行自身加热并达到一定高的温度，使未充分燃烧的燃气和可燃气体可以在二次燃烧平台2得到转化为准。
于本实施例中，所述二次燃烧平台也可以位于换热器处，在换热器各个管道的表面涂覆一层燃气氧化催化剂。该结构可以简化二次燃烧平台的制作过程，但其转化一氧化碳和甲烷的效果不如上述实施例好。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种燃气热水器分级燃烧装置，包括燃烧器和换热器，其特征在于，在燃烧器与换热器之间设置有至少一个二次燃烧平台，所述二次燃烧平台整体由燃气氧化催化剂制成；
所述二次燃烧平台包括基板，所述基板上设置有若干个通孔，所述通孔的一端设置有翻边。
2.根据权利要求1所述的燃气热水器分级燃烧装置，其特征在于，所述二次燃烧平台为网状或格栅状。
3.根据权利要求1所述的燃气热水器分级燃烧装置，其特征在于，所述燃气氧化催化剂由稀土金属元素、碱土金属元素和/或过渡金属元素制备。
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