CN109603476B - 一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，包括燃烧室、第一支撑座、燃烧器和废气进气管，第一支撑座安装在燃烧室底部的两侧，燃烧器安装在燃烧室左侧的底部，燃烧室内腔的顶部固定连接有第一隔板，燃烧室内腔的底部固定连接有第二隔板，燃烧室顶部的左侧贯穿设置有进气预热管，进气预热管的底部依次贯穿第一隔板和第二隔板并延伸至第二隔板的底部。本发明利用燃烧器和催化板使尾气中剩余碳氢燃料和一氧化碳进行燃烧，再通过水箱、冷凝器和第一水泵的配合使用对尾气进行降温，最后通过二氧化碳吸附装置中的碱液对二氧化碳进行充分吸附，从而减少尾气中一氧化碳和二氧化碳的含量，有利于对环境的保护。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，具体为一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置。
背景技术
碳氢油是一种可完全取代石油类产品的新型液体燃油，是一种新型环保型新能源，碳氢油为碳氢燃料的一种，它是以甲醇为主要原材料，工业油脂作为辅助原材料，在乳化剂作用下，通过逆向对撞将分子进行断裂重组后通过合成反应原理生成的一种生物液体燃料，属于可再生资源，浅金黄色，显中性，其密度介于柴油与汽油之间，具有良好的燃烧性能，在工业、航空和军事等领域，高效的微型动力系统有着广泛的应用前景，微型燃烧动力装置由于燃烧空间极小，存在着燃料在燃烧室内停留时间极短，燃烧不稳定且难以完全燃烧，高表面体积比造成热损失严重等问题。
综上可得，在工业应用上，现有碳氢燃料在微燃烧器中的燃烧不充分，导致其燃烧废气包括部分未完全燃烧的碳氢化合物、不充分燃烧产生的一氧化碳、二氧化碳和水蒸气，其中一氧化碳是有毒气体，二氧化碳是温室气体，它们对空气都会产生不利的影响，因此本发明提供一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置用以减少一氧化碳和二氧化碳排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，具备尾气处理效果好的优点，解决了现有碳氢燃料在微燃烧器中的燃烧不充分，导致废气排放中含有大量一氧化碳和二氧化碳的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，包括燃烧室、第一支撑座、燃烧器和废气进气管，所述第一支撑座安装在燃烧室底部的两侧，所述燃烧器安装在燃烧室左侧的底部，所述燃烧室内腔的顶部固定连接有第一隔板，所述燃烧室内腔的底部固定连接有第二隔板，所述燃烧室顶部的左侧贯穿设置有进气预热管，所述进气预热管的底部依次贯穿第一隔板和第二隔板并延伸至第二隔板的底部，所述废气进气管的右端与进气预热管连通，所述燃烧室的内腔设置有催化板，所述燃烧室右侧的顶部连通有燃烧室排气管，所述燃烧室排气管的右端连通有阻燃器，所述燃烧室的右侧设置有水箱，所述水箱的顶部固定安装有第一风机，所述第一风机的进气口与阻燃器连通，所述第一风机的出气口连通有导气管，所述导气管远离第一风机的一端连通有冷凝器，所述水箱右侧的底部固定安装有第一水泵，所述第一水泵的输入端贯穿至水箱的内腔，所述第一水泵的输出端与冷凝器的进水管连通，所述冷凝器的出水管与水箱连通，所述冷凝器的底端连通有二氧化碳吸附装置，所述二氧化碳吸附装置的底部固定安装有第二支撑座。
所述二氧化碳吸附装置包括U形管，所述U形管的两端均连通有弯管，所述U形管和弯管的内腔充满有碱性溶液，两个弯管之间设置有第二水泵，所述第二水泵的输入端与一个的弯管连通，所述第二水泵的输出端与另一个的弯管连通，所述U形管的内腔设置有气液分离机构，所述气液分离机构的顶端贯穿至U形管的顶部并连通有集气箱，所述集气箱右侧的中心处连通有废气排气管。
所述气液分离机构包括网格状分离管，所述网格状分离管的左端固定连接有搅拌器，所述搅拌器顶部和底部的右侧均固定连接有连接件，所述连接件通过螺栓与U形管固定连接，所述网格状分离管的顶端固定连接有出气管，所述出气管的顶端贯穿至U形管的顶部并与集气箱连通。
所述废气进气管的表面套设有第一中空套管，所述燃烧室排气管的表面套设有第二中空套管，所述燃烧室顶部的右侧固定安装有第二风机，所述第二风机的输入端与第二中空套管连通，所述第二风机的输出端连通有第一连通管，第一连通管远离第二风机的一端与第一中空套管连通，第一连通管的一侧连通有位于第二风机顶部的空气进入管，所述第二中空套管顶部的右侧连通有第二连通管，第二连通管远离第二中空套管的一端与第一中空套管顶部的左侧连通，第二连通管的一侧连通有空气导管，所述空气导管远离第二连通管的一端与燃烧器连通，所述空气导管的表面设置有阀门。
优选的，所述催化板的数量为三个，第一个催化板安装在第一隔板的顶部，第二个催化板安装在第一隔板与第二隔板之间，第三个催化板安装在第二隔板的底部，且三个催化板均位于进气预热管的右侧。
优选的，所述催化板为表面附着有铂金属的多孔陶瓷板。
优选的，所述搅拌器包括固定环，所述固定环的表面固定连接有第一轴承，所述第一轴承的外表面固定连接有数量为六个的第一搅拌叶，所述固定环的内壁固定连接有第二轴承，所述第二轴承的内表面固定连接有数量为三个的第二搅拌叶。
优选的，所述U形管正表面的左侧连通有进液管，所述U形管正表面的右侧连通有出液管，所述进液管和出液管的表面均设置有截止阀。
优选的，所述网格状分离管的网格形状为方形。
优选的，所述进气预热管的外径小于催化板的宽度。
优选的，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过第一隔板、第二隔板、进气预热管、催化板、水箱、冷凝器、第一水泵和二氧化碳吸附装置的配合使用，利用燃烧器和催化板使尾气中剩余碳氢燃料和一氧化碳进行燃烧，再通过水箱、冷凝器和第一水泵的配合使用对尾气进行降温，最后通过二氧化碳吸附装置中的碱液对二氧化碳进行充分吸附，从而减少尾气中一氧化碳和二氧化碳的含量，有利于对环境的保护；
2、本发明通过催化板的设置，起到催化一氧化碳燃烧的作用，使得一氧化碳的燃烧效率更高；
3、本发明通过搅拌器的设置，对U形管内腔的溶液起到搅拌的作用，使得通入U形管内腔的废气与碱性溶液充分反应，提高碱性溶液对二氧化碳的吸附；
4、本发明通过进液管和出液管的配合使用，通过将进液管上的截止阀打开，向U形管的内腔输入碱性溶液；通过将出液管上的截止阀打开，将U形管内腔的碱性溶液排出，进而方便使用者U形管和弯管内腔的碱性溶液进行更换；
5、本发明通过第一中空套管、第二中空套管、第二风机、第一连通管和第二连通管的配合使用，空气先从空气进入管进入，燃烧室燃烧后的高温废气在通过燃烧室排气管时，对第二中空套管内腔的空气进行加热，通过开启第二风机，将第二中空套管内的空气经过第二连通管通入至第一中空套管的内腔，流入至第一中空套管内腔的热空气对内腔的废气进行预加热，使得CO能够更快的达到催化温度，进而加速CO的催化反应，第一中空套管中降温后的空气通过第一连通管回到第二中空套管的内腔，燃烧室燃烧后的高温废气再次对其进行加热，以此循环，从而达到了余热回收利用的效果，减少了能量的浪费，其中将第二风机设置在第一连通管靠近第二中空套管的一端，由于该段空气密度大，温度低，可以降低第二风机的功耗，同时解决了第二风机面临高温所带来的相关问题，如高温腐蚀，通过空气导管的设置，可以通过控制阀门将部分热空气送入至燃烧器，进而进入至燃烧室的内腔与燃料混合燃烧，可以提高燃烧后的温度水平，同时避免进入空气低于废气温度时所带来的反向加热问题，节约了燃料。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明催化板的结构示意图；
图3为本发明二氧化碳吸附装置的立体图；
图4为本发明U形管结构的立体图；
图5为本发明U形管的局部剖面示意图；
图6为本发明搅拌器结构的左视图。
图中：1、燃烧室；2、第一支撑座；3、燃烧器；4、废气进气管；5、第一隔板；6、第二隔板；7、进气预热管；8、催化板；9、阻燃器；10、水箱；11、第一风机；12、导气管；13、冷凝器；14、第一水泵；15、二氧化碳吸附装置；151、U形管；152、弯管；153、第二水泵；154、气液分离机构；1541、网格状分离管；1542、搅拌器；15421、固定环；15422、第一轴承；15423、第一搅拌叶；15424、第二轴承；15425、第二搅拌叶；1543、连接件；1544、出气管；155、集气箱；156、废气排气管；157、进液管；158、出液管；16、第二支撑座；17、第一中空套管；18、第二中空套管；19、第二风机；20、燃烧室排气管；21、空气进入管；22、空气导管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，包括燃烧室1、第一支撑座2、燃烧器3和废气进气管4，第一支撑座2安装在燃烧室1底部的两侧，燃烧器3安装在燃烧室1左侧的底部，燃烧室1内腔的顶部固定连接有第一隔板5，燃烧室1内腔的底部固定连接有第二隔板6，燃烧室1顶部的左侧贯穿设置有进气预热管7，进气预热管7的底部依次贯穿第一隔板5和第二隔板6并延伸至第二隔板6的底部，废气进气管4的右端与进气预热管7连通，燃烧室1的内腔设置有催化板8，燃烧室1右侧的顶部连通有燃烧室排气管20，燃烧室排气管20的右端连通有阻燃器9，燃烧室1的右侧设置有水箱10，水箱10的顶部固定安装有第一风机11，第一风机11的进气口与阻燃器9连通，第一风机11的出气口连通有导气管12，导气管12远离第一风机11的一端连通有冷凝器13，水箱10右侧的底部固定安装有第一水泵14，第一水泵14的输入端贯穿至水箱10的内腔，第一水泵14的输出端与冷凝器13的进水管连通，冷凝器13的出水管与水箱10连通，冷凝器13的底端连通有二氧化碳吸附装置15，二氧化碳吸附装置15的底部固定安装有第二支撑座16。
二氧化碳吸附装置15包括U形管151，U形管151的两端均连通有弯管152，U形管151和弯管152的内腔充满有碱性溶液，两个弯管152之间设置有第二水泵153，第二水泵153的输入端与一个的弯管152连通，第二水泵153的输出端与另一个的弯管152连通，U形管151的内腔设置有气液分离机构154，气液分离机构154的顶端贯穿至U形管151的顶部并连通有集气箱155，集气箱155右侧的中心处连通有废气排气管156。
气液分离机构154包括网格状分离管1541，网格状分离管1541的左端固定连接有搅拌器1542，搅拌器1542顶部和底部的右侧均固定连接有连接件1543，连接件1543通过螺栓与U形管151固定连接，网格状分离管1541的顶端固定连接有出气管1544，出气管1544的顶端贯穿至U形管151的顶部并与集气箱155连通。
废气进气管4的表面套设有第一中空套管17，燃烧室排气管20的表面套设有第二中空套管18，燃烧室1顶部的右侧固定安装有第二风机19，第二风机19的输入端与第二中空套管18连通，第二风机19的输出端连通有第一连通管，第一连通管远离第二风机19的一端与第一中空套管17连通，第一连通管的一侧连通有位于第二风机19顶部的空气进入管21，第二中空套管18顶部的右侧连通有第二连通管，第二连通管远离第二中空套管18的一端与第一中空套管17顶部的左侧连通，第二连通管的一侧连通有空气导管22，空气导管22远离第二连通管的一端与燃烧器3连通，空气导管22的表面设置有阀门，通过第一中空套管17、第二中空套管18、第二风机19、第一连通管和第二连通管的配合使用，空气先从空气进入管21进入，燃烧室1燃烧后的高温废气在通过燃烧室排气管20时，对第二中空套管18内腔的空气进行加热，通过开启第二风机19将第二中空套管18内的空气经过第二连通管通入至第一中空套管17的内腔，流入至第一中空套管17内腔的热空气对4内腔的废气进行预加热，使得CO能够更快的达到催化温度，进而加速CO的催化反应，第一中空套管17中降温后的空气通过第一连通管回到第二中空套管18的内腔，燃烧室1燃烧后的高温废气再次对其进行加热，以此循环，从而达到了余热回收利用的效果，减少了能量的浪费，其中将第二风机19设置在第一连通管靠近第二中空套管18的一端，由于该段空气密度大，温度低，可以降低第二风机19的功耗，同时解决了第二风机19面临高温所带来的相关问题，如高温腐蚀，通过空气导管22的设置，可以通过控制阀门将部分热空气送入至燃烧器3，进而进入至燃烧室1的内腔与燃料混合燃烧，可以提高燃烧后的温度水平，同时避免进入空气低于废气温度时所带来的反向加热问题，节约了燃料。
本发明中：催化板8的数量为三个，第一个催化板8安装在第一隔板5的顶部，第二个催化板8安装在第一隔板5与第二隔板6之间，第三个催化板8安装在第二隔板6的底部，且三个催化板8均位于进气预热管7的右侧。
本发明中：催化板8为表面附着有铂金属的多孔陶瓷板，通过催化板8的设置，起到催化一氧化碳燃烧的作用，使得一氧化碳的燃烧效率更高。
本发明中：搅拌器1542包括固定环15421，固定环15421的表面固定连接有第一轴承15422，第一轴承15422的外表面固定连接有数量为六个的第一搅拌叶15423，固定环15421的内壁固定连接有第二轴承15424，第二轴承15424的内表面固定连接有数量为三个的第二搅拌叶15425，通过搅拌器1542的设置，对U形管151内腔的溶液起到搅拌的作用，使得通入U形管151内腔的废气与碱性溶液充分反应，提高碱性溶液对二氧化碳的吸附。
本发明中：U形管151正表面的左侧连通有进液管157，U形管151正表面的右侧连通有出液管158，进液管157和出液管158的表面均设置有截止阀，通过进液管157和出液管158的配合使用，通过将进液管157上的截止阀打开，向U形管151的内腔输入碱性溶液；通过将出液管158上的截止阀打开，将U形管151内腔的碱性溶液排出，进而方便使用者U形管151和弯管152内腔的碱性溶液进行更换。
本发明中：网格状分离管1541的网格形状为方形。
本发明中：进气预热管7的外径小于催化板8的宽度。
本发明中：碱性溶液为氢氧化钠溶液。
本发明中：燃烧器3的型号为JH-20-Q。
本发明中：阻燃器9的型号为GZW-1。
工作原理：工作人员先通过打开进液管157上的截止阀，向U形管151内腔灌满氢氧化钠溶液，然后关闭进液管157上的截止阀，依次开启第一水泵14、第二水泵153、燃烧器3和第一风机11，接着通过废气进气管4向进气预热管7通入尾气，通过进气预热管7进入到第二隔板6的底部，通过燃烧器3的引燃和催化板8的催化作用，使得之前未完全反应的碳氢燃料和一氧化碳在燃烧室1的内腔燃烧，生成二氧化碳，燃烧的同时产出大量的热量对进气预热管7进行预热，使得尾气能够更快的燃烧，燃烧后的尾气依次通过阻燃器9、第一风机11、导气管12、冷凝器13，进入到U形管151的内腔，在尾气通过冷凝器13的内管时，通过第一水泵14将水箱10内腔的循环水通入至冷凝器13外管的内腔对冷凝器13内腔的尾气进行降温，然后循环水通过冷凝器13的出水管回到水箱10的内腔，尾气进入到U形管151的内腔时，U形管151内腔的氢氧化钠溶液与尾气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和碳酸氢钠，达到吸附二氧化碳的作用，通过第二水泵153的运作，使得U形管151和弯管152内腔的氢氧化钠溶液循环流动，通过流动的溶液带动第一搅拌叶15423和第二搅拌叶15425转动，通过第一搅拌叶15423和第二搅拌叶15425转动使得废气与氢氧化钠溶液充分的混合，进而使得二氧化碳的吸附效果更好，被吸附后的尾气通过出气管1544向上流入至集气箱155的内腔，最后通过废气排气管156排出，尾气处理完毕后，关闭燃烧器3、第一风机11、第二水泵153和第一水泵14，再通过打开出液管158上的截止阀将U形管151的碱液放出。
综上所述：该以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，通过第一隔板5、第二隔板6、进气预热管7、催化板8、水箱10、冷凝器13、第一水泵14和二氧化碳吸附装置15的配合使用，解决了现有碳氢燃料在微燃烧器中的燃烧不充分，导致废气排放中含有大量一氧化碳和二氧化碳的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，包括燃烧室(1)、第一支撑座(2)、燃烧器(3)和废气进气管(4)，其特征在于：所述第一支撑座(2)安装在燃烧室(1)底部的两侧，所述燃烧器(3)安装在燃烧室(1)左侧的底部，所述燃烧室(1)内腔的顶部固定连接有第一隔板(5)，所述燃烧室(1)内腔的底部固定连接有第二隔板(6)，所述燃烧室(1)顶部的左侧贯穿设置有进气预热管(7)，所述进气预热管(7)的底部依次贯穿第一隔板(5)和第二隔板(6)并延伸至第二隔板(6)的底部，所述废气进气管(4)的右端与进气预热管(7)连通，所述燃烧室(1)的内腔设置有催化板(8)，所述燃烧室(1)右侧的顶部连通有燃烧室排气管(20)，所述燃烧室排气管(20)的右端连通有阻燃器(9)，所述燃烧室(1)的右侧设置有水箱(10)，所述水箱(10)的顶部固定安装有第一风机(11)，所述第一风机(11)的进气口与阻燃器(9)连通，所述第一风机(11)的出气口连通有导气管(12)，所述导气管(12)远离第一风机(11)的一端连通有冷凝器(13)，所述水箱(10)右侧的底部固定安装有第一水泵(14)，所述第一水泵(14)的输入端贯穿至水箱(10)的内腔，所述第一水泵(14)的输出端与冷凝器(13)的进水管连通，所述冷凝器(13)的出水管与水箱(10)连通，所述冷凝器(13)的底端连通有二氧化碳吸附装置(15)，所述二氧化碳吸附装置(15)的底部固定安装有第二支撑座(16)；
所述二氧化碳吸附装置(15)包括U形管(151)，所述U形管(151)的两端均连通有弯管(152)，所述U形管(151)和弯管(152)的内腔充满有碱性溶液，两个弯管(152)之间设置有第二水泵(153)，所述第二水泵(153)的输入端与一个的弯管(152)连通，所述第二水泵(153)的输出端与另一个的弯管(152)连通，所述U形管(151)的内腔设置有气液分离机构(154)，所述气液分离机构(154)的顶端贯穿至U形管(151)的顶部并连通有集气箱(155)，所述集气箱(155)右侧的中心处连通有废气排气管(156)；
所述气液分离机构(154)包括网格状分离管(1541)，所述网格状分离管(1541)的左端固定连接有搅拌器(1542)，所述搅拌器(1542)顶部和底部的右侧均固定连接有连接件(1543)，所述连接件(1543)通过螺栓与U形管(151)固定连接，所述网格状分离管(1541)的顶端固定连接有出气管(1544)，所述出气管(1544)的顶端贯穿至U形管(151)的顶部并与集气箱(155)连通；
所述废气进气管(4)的表面套设有第一中空套管(17)，所述燃烧室排气管(20)的表面套设有第二中空套管(18)，所述燃烧室(1)顶部的右侧固定安装有第二风机(19)，所述第二风机(19)的输入端与第二中空套管(18)连通，所述第二风机(19)的输出端连通有第一连通管，第一连通管远离第二风机(19)的一端与第一中空套管(17)连通，第一连通管的一侧连通有位于第二风机(19)顶部的空气进入管(21)，所述第二中空套管(18)顶部的右侧连通有第二连通管，第二连通管远离第二中空套管(18)的一端与第一中空套管(17)顶部的左侧连通，第二连通管的一侧连通有空气导管(22)，所述空气导管(22)远离第二连通管的一端与燃烧器(3)连通，所述空气导管(22)的表面设置有阀门。
2.根据权利要求1所述的一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，其特征在于：所述催化板(8)的数量为三个，第一个催化板(8)安装在第一隔板(5)的顶部，第二个催化板(8)安装在第一隔板(5)与第二隔板(6)之间，第三个催化板(8)安装在第二隔板(6)的底部，且三个催化板(8)均位于进气预热管(7)的右侧。
3.根据权利要求1所述的一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，其特征在于：所述催化板(8)为表面附着有铂金属的多孔陶瓷板。
4.根据权利要求1所述的一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，其特征在于：所述搅拌器(1542)包括固定环(15421)，所述固定环(15421)的表面固定连接有第一轴承(15422)，所述第一轴承(15422)的外表面固定连接有数量为六个的第一搅拌叶(15423)，所述固定环(15421)的内壁固定连接有第二轴承(15424)，所述第二轴承(15424)的内表面固定连接有数量为三个的第二搅拌叶(15425)。
5.根据权利要求1所述的一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，其特征在于：所述U形管(151)正表面的左侧连通有进液管(157)，所述U形管(151)正表面的右侧连通有出液管(158)，所述进液管(157)和出液管(158)的表面均设置有截止阀。
6.根据权利要求1所述的一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，其特征在于：所述网格状分离管(1541)的网格形状为方形。
7.根据权利要求1所述的一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，其特征在于：所述进气预热管(7)的外径小于催化板(8)的宽度。
8.根据权利要求1所述的一种以碳氢燃料为能源的微燃烧器尾气处理装置，其特征在于：所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。
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