CN113483326A - 一种微波助燃方法及微波助燃器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微波助燃方法及微波助燃器，新能源环保技术领域，方法包括：检测腔体内可燃气体的含量，并获取腔体内的温度信息；若可燃气体的含量达到预设值，确定喷入腔体的空气量；基于可燃性气体的含量、空气量和温度信息确定对应的控制策略；基于控制策略对腔体内的混合气体进行处理。本发明基于腔体内喷入的可燃性气体含量以及微波源的控制，实现了对可燃性气体的充分燃烧，同时处理后的气体符合排放标准，提高了燃烧效率。
Description
技术领域
本发明涉及新能源环保技术领域，具体而言，涉及一种微波助燃方法及微波助燃器。
背景技术
目前，随着我国经济技术的快速发展，大量的工业、生活等消耗的能源越来越多，能源生产日趋紧张，环境污染日趋严重。天然气作为全球储备量最大的清洁能源，应用于生活的方方面面，然而，天然气在使用过程中的不充分燃烧，造成了资源的极大浪费。
为了提高天然气的使用效率，现有技术中使用EGR技术对燃烧后的废气的一小部分再次送回燃烧腔，实现资源的有效利用。
然而，现有技术中基于EGR技术对天然气燃烧的废气进行回收利用过程，存在燃烧后生成气体会对排放造成污染的问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中天然气燃烧过程中存在的不足，提供一种微波助燃方法及微波助燃器，以解决现有技术中存在燃烧后生成气体会对排放造成污染的问题。
为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种微波助燃方法，所述方法包括：
检测腔体内可燃气体的含量，并获取所述腔体内的温度信息；
若所述可燃气体的含量达到预设值，确定喷入所述腔体的空气量；
基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略；
基于所述控制策略对所述腔体内的混合气体进行处理。
可选的，所述方法还包括：
获取出气口的尾气浓度信息；
基于所述浓度信息确定微波源的目标功率；
基于所述目标功率对所述混合气体行处理。
可选的，所述获取出气口的尾气浓度信息，之后还包括：
基于尾气浓度信息，调整可燃性气体的含量至第一含量；
进一步的，所述基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略，包括：
基于所述第一含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略。
第二方面，本发明公开了一种微波助燃器，所述装置包括：燃烧区、微波源、辐射器一、辐射器二、磁控管、喷洒器、换热器和排气口；
其中，所述燃烧区底部的面的内外两侧分别设置辐射器二和辐射器一，所述辐射器一还与所述磁控管连接；所述辐射器二的一侧设置进气口；所述微波源设置在所述燃烧区的两侧；所述燃烧区的顶部设置所述喷洒器；所述燃烧区内还设置点火器；所述换热器设置在所述喷洒器之上，所述换热器的上部区域设置排气口。
第三方面，本发明还公开了一种微波助燃控制系统，所述控制系统包括：获取模块、判断模块、第一处理模块和第二处理模块，其中，
所述获取模块，用于检测腔体内可燃气体的含量，并获取所述腔体内的温度信息；
所述判断模块，用于若所述可燃气体的含量达到预设值，确定喷入所述腔体的空气量；
所述第一处理模块，用于基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略；
所述第二处理模块，用于基于所述控制策略对所述腔体内的混合气体进行处理。
第四方面，本发明又公开了一种电子设备，所述电子设备包括：包括处理器、存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述装置执行如第一方面所述的微波助燃方法。
第五方面，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当所述指令被执行时，使得计算机执行如第一方面所述的微波助燃方法。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种微波助燃方法及微波助燃器，新能源环保技术领域，所述方法包括：检测腔体内可燃气体的含量，并获取所述腔体内的温度信息；若所述可燃气体的含量达到预设值，确定喷入所述腔体的空气量；基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略；基于所述控制策略对所述腔体内的混合气体进行处理。本发明基于腔体内喷入的可燃性气体含量以及微波源的控制，实现了对可燃性气体的充分燃烧，同时处理后的气体符合排放标准，提高了燃烧效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本发明一实施例提供的微波助燃方法流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的微波助燃装置示意图；
图3为本发明另一实施例提供的微波助燃控制系统示意图；
图4为本发明另一实施例提供的微波助燃设备示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明一实施例提供的微波助燃方法流程示意图；图 2为本发明另一实施例提供的微波助燃装置示意图；图3为本发明另一实施例提供的微波助燃控制系统示意图；图4为本发明另一实施例提供的微波助燃设备示意图。以下将结合图1至图4，对本发明实施例所提供的微波助燃的过程进行详细说明。
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。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的实施例提供了微波助燃方法，应用于具有微波助燃器中。下面结合图1，对该方法包括的步骤进行具体介绍。
步骤101：检测腔体内可燃气体的含量，并获取所述腔体内的温度信息。
本发明实施例中，可燃性是指能够引燃且在常温常压下呈气体状态的物质。例如，氢气、乙炔、乙烯、氨、硫化氢等。可燃气体可以为单一气体，或两种或两种以上可燃气体的混合物称混合可燃气体。可燃性气体在相应的助燃介质中，按照一定的比例混合，在点火源作用下，能够引起燃烧或爆炸。可燃气体按照一定的流速从喷嘴喷射出，其燃烧速度决定于可燃气体与空气的扩散速度。在微波助燃器内的反应腔的进气口位置处设置传感器，用于检测进入反应腔体的可燃气体的含量；进一步的，反应腔内还设置温度传感器，温度传感器用于检测反应腔内的温度信息，各传感器与控制器连接，将实时采集的数据上报至控制器。
示例性的，控制器控制微波助燃器的开关，从进气口通入可燃性气体，并打开点火器；进而，检测反应腔内的温度，并将传感器检测到的数据上报至控制器。
步骤102：若所述可燃气体的含量达到预设值，确定喷入所述腔体的空气量。
本发明实施例中，控制器基于传感器发送的数据，判断可燃性气体的含量是否达到预设标准量，这里的预设标准量即为可燃性气体的预设值，预设值可以根据用户需求以及反应腔的大小进行合理设置；进一步的，控制器根据可燃性气体的含量确定喷入反应腔内的空气的量，使得空气与可燃性气体充分混合。
步骤103：基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略。
本发明实施例中，控制器根据确定的可燃性气体的量、通入空气的量以及反应腔内的温度，确定反应腔外侧微波源的目标功率。目标功率是当前环境下，可以促进可燃性气体充分燃烧的最佳微波功率。也就是说，这里的控制策略即为根据控制微波的使用功率。
步骤104：基于所述控制策略对所述腔体内的混合气体进行处理。
具体的，步骤104基于所述控制策略对所述腔体内的混合气体进行处理，之后还包括：
步骤1041：获取出气口的尾气浓度信息。
进一步的，步骤1041获取出气口的尾气浓度信息，之后还包括：基于尾气浓度信息，调整可燃性气体的含量至第一含量；进一步的，所述基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略，包括：基于所述第一含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略。
本发明实施例中，反应腔的出气口位置处设置浓度传感器，用于检测反应腔反应后的气体浓度，例如，反应后的气体包括，一氧化碳和碳化氢气体；控制器基于接收到的浓度传感器发送的数据，确定处理后的气体是否符合排放标准，进而进一步的调整通入的可燃性气体的量或者调整微波源的目标功率。
步骤1042：基于所述浓度信息确定微波源的目标功率。
步骤1043：基于所述目标功率对所述混合气体行处理。
示例性的，控制器确定处理后的气体中一氧化碳和碳化氢气体超出预设标准，控制器控制增大微波源的使用功率，或者降低可燃性气体的量。相反，若控制器确定处理后的气体中一氧化碳和碳化氢气体小于预设标准，控制器控制降低微波源的使用功率，从而实现低耗能，且高效的对可燃性气体的处理。
本发明实施例中，公开的本发明提供了本发明提供了一种微波助燃方法，所述方法包括：检测腔体内可燃气体的含量，并获取所述腔体内的温度信息；若所述可燃气体的含量达到预设值，确定喷入所述腔体的空气量；基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略；基于所述控制策略对所述腔体内的混合气体进行处理。本发明基于腔体内喷入的可燃性气体含量以及微波源的控制，实现了对可燃性气体的充分燃烧，同时处理后的气体符合排放标准，提高了燃烧效率。
在另一种可行的实施例中，本发明还提供了一种微波助燃装置，如图2所示，该微波助燃器，包括：燃烧区1、微波源2、辐射器一3、辐射器二4、磁控管5、喷洒器6、换热器7和排气口8。
其中，所述燃烧区1底部的面的内外两侧分别设置辐射器二 4和辐射器一3，所述辐射器一3还与所述磁控管5连接；所述辐射器二4的一侧设置进气口；所述微波源2设置在所述燃烧区 1的两侧；所述燃烧区1的顶部设置所述喷洒器6；所述燃烧区 1内还设置点火器；所述换热器7设置在所述喷洒器6之上，所述换热器7的上部区域设置排气口8。
具体的，所述辐射器二4的第一端口与所述燃烧区的底面连接；所述辐射器二4的第二端口向上；其中，所述第一端口大于所述第二端口。
本件发明实施例中，在辐射器一3与磁控管5连接处处设置微波窗口，微波窗口可以为陶瓷，将磁控管发射出的微波均匀的辐射在燃烧区1底部面上。可燃性气体从进气口进入辐射器二，在微波的作用下，可燃性气体等离子化，并喷向燃烧区；进一步的，燃烧区的等离子体，在微波源和喷洒器喷洒的脱硝粉充分混合，在点火器的作用下，等离子体充分燃烧，且生成气体符合排放标准。
本发明实施例中，微波源2设置在燃烧腔1的侧壁上，微波源2包括多个，多个微波源阵列设置在燃烧腔1的侧壁上。
需要说明的是，微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频点磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分子的相互摩擦运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一些列物化过程而达到微波加热的目的。
采用微波加热，具有以下优点：加热时间短；热能利用率高，节省能源；加热均匀；微波源易于控制，微波还能诱导催化反应的发生。
微波是由微波源产生的，微波源主要由大功率磁控管构成。磁控管是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，能产生大功率的微波能，例如4250MHz的磁波管可以得到5MHz，而4250MHz速调管可得到30MHz，所以微波技术可以应用到废水处理技术领域。
可选的，所述喷洒器6内包括脱硝剂。
本发明实施例中，喷洒器6内包含脱硝剂；其中，脱硝剂包括CaO、Ca(OH)2、MgO或Mg(OH)2。
进一步的，所述装置还包括传感器，所述传感器用于检测所述排气口8处的气体浓度。所述装置还包括控制器，所述控制器与所述微波源连接，还与所述传感器连接；所述控制器用于根据所述排气口的气体浓度控制所述微波源的工作功率。
本发明实施例中，换热器7设置在喷洒器6的上部，用于对整个燃烧腔体内的热气进行热交换，降低腔体的温度，从而达到对装置的保护作用。
可选的，进气口和出气口位置处均设置金属网；金属网的孔径小于或等于3mm。
本发明实施例中进气口和出气口位置处均设置金属网，且金属网的孔径小于或等于3mm。这里，为了防止微波泄露。由于人体长期与微波辐射源距离很近时，因受到过量的辐射能量从而产生头晕、睡眠障碍、记忆力减退、心跳过缓、血压下降等现象。当微波泄漏达到1mw/cm2时，会突然感到眼花，视力下降，甚至引起白内障。为了保障用户的健康，在反应腔体的进出口设置金属网，拐角在微波的作用下，可能会产生微波放电，容易发生危险事故。金属网可以阻隔微波泄露，减少了微波对人体的伤害，提高了系统的安全性。
示例性的，开启微波助燃器的开关，通入可燃性气体，例如天然气。进而磁控管、辐射器以及微波源的共同作用下，对可燃气体进行等离子体化，再点火；并且在燃烧区的的顶部喷入脱硝剂或喷尿素粉。通过检测燃烧区内的温度，控制可燃气体与空气混合物的喷气量，进一步的，检测排气口位置处的废气浓度，例如CO、HC的浓度，判断废气的浓度是否超标，从而确定减少或增加可燃气体量，提高燃烧区微波功率；若NOx 超标，则增加燃烧区微波功率与脱硝剂量。本实施例中的微波助燃器能够实现可燃性气体的充分燃烧，产热高，同时尾气排放达标。
本实施例公开了一种微波助燃器，包括：一种微波助燃器，所述装置包括：燃烧区1、微波源2、辐射器一3、辐射器二4、磁控管5、喷洒器6、换热器7和排气口8；其中，所述燃烧区 1底部的面的内外两侧分别设置辐射器二4和辐射器一3，所述辐射器一3还与所述磁控管5连接；所述辐射器二4的一侧设置进气口；所述微波源2设置在所述燃烧区1的两侧；所述燃烧区1的顶部设置所述喷洒器6；所述燃烧区1内还设置点火器；所述换热器7设置在所述喷洒器6之上，所述换热器7的上部区域设置排气口8。也就是说，本发明基于微波助燃，对从进气口进入的气体进行等离子化后，喷向燃烧区，从而使得燃烧区的气体燃料燃烧充分，产热高，同时尾气排放达标，该装置结构简单，可靠性高，成本低，在节能环保领域具有广泛应用。
如图3所示，为本发明实施例另一实施例中提供的微波助燃控制系统示意图。该控制系统包括：获取模块301、判断模块 302、第一处理模块303和第二处理模块304，其中，
所述获取模块301，用于检测腔体内可燃气体的含量，并获取所述腔体内的温度信息。
所述判断模块302，用于若所述可燃气体的含量达到预设值，确定喷入所述腔体的空气量。
所述第一处理模块303，用于基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略。
所述第二处理模块304，用于基于所述控制策略对所述腔体内的混合气体进行处理。
需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。
本发明实施例中，本发明中的一种微波助燃控制系统，所述控制系统包括：获取模块301、判断模块302、第一处理模块 303和第二处理模块304，其中，所述获取模块301，用于检测腔体内可燃气体的含量，并获取所述腔体内的温度信息；所述判断模块302，用于若所述可燃气体的含量达到预设值，确定喷入所述腔体的空气量；所述第一处理模块303，用于基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略；所述第二处理模块304，用于基于所述控制策略对所述腔体内的混合气体进行处理。本发明基于腔体内喷入的可燃性气体含量以及微波源的控制，实现了对可燃性气体的充分燃烧，同时处理后的气体符合排放标准，提高了燃烧效率。
图4为本发明另一实施例提供的微波助燃设备示意图，集成于终端设备或者终端设备的芯片。
该装置包括：存储器401、处理器402。
存储器401用于存储程序，处理器402调用存储器401存储的程序，以执行上述微波助燃方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
优选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文： processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (7)
1.一种微波助燃方法，其特征在于，所述方法包括：
检测腔体内可燃气体的含量，并获取所述腔体内的温度信息；
若所述可燃气体的含量达到预设值，确定喷入所述腔体的空气量；
基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略；
基于所述控制策略对所述腔体内的混合气体进行处理。
2.根据权利要求1所述的微波助燃方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取出气口的尾气浓度信息；
基于所述浓度信息确定微波源的目标功率；
基于所述目标功率对所述混合气体行处理。
3.根据权利要求2所述的微波助燃方法，其特征在于，所述获取出气口的尾气浓度信息，之后还包括：
基于尾气浓度信息，调整可燃性气体的含量至第一含量；
进一步的，所述基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略，包括：
基于所述第一含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略。
4.一种微波助燃器，其特征在于，所述装置包括：燃烧区、微波源、辐射器一、辐射器二、磁控管、喷洒器、换热器和排气口；
其中，所述燃烧区底部的面的内外两侧分别设置辐射器二和辐射器一，所述辐射器一还与所述磁控管连接；所述辐射器二的一侧设置进气口；所述微波源设置在所述燃烧区的两侧；所述燃烧区的顶部设置所述喷洒器；所述燃烧区内还设置点火器；所述换热器设置在所述喷洒器之上，所述换热器的上部区域设置排气口。
5.一种微波助燃控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：获取模块、判断模块、第一处理模块和第二处理模块，其中，
所述获取模块，用于检测腔体内可燃气体的含量，并获取所述腔体内的温度信息；
所述判断模块，用于若所述可燃气体的含量达到预设值，确定喷入所述腔体的空气量；
所述第一处理模块，用于基于所述可燃性气体的含量、所述空气量和所述温度信息确定对应的控制策略；
所述第二处理模块，用于基于所述控制策略对所述腔体内的混合气体进行处理。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：包括处理器、存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述装置执行如权利要求1至3中任一项所述的微波助燃方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当所述指令被执行时，使得计算机执行如权利要求1至3中任一项所述的微波助燃方法。
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