CN218579657U - N2、co2混合气体的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种N₂、CO₂混合气体的生产装置，包括燃烧炉、点火器、燃料仓、计量泵、混料喷管、燃烧气排风管道、燃烧气回收风机、控制器、第一冷却器、第二冷却器、温度传感器和除尘器；点火器设置于燃烧炉的内部底部，第一冷却器设置于燃烧炉的内部上部，温度传感器设置于燃烧炉的内部；混料喷管引入燃烧炉内部的点火器处，混料喷管外接大气，燃料仓通过计量泵连接至混料喷管上；燃烧炉的顶部连通燃烧气排风管道，燃烧气排风管道连通除尘器进口，除尘器的出口连接第二冷却器的进口，第二冷却器的出口连接燃烧气回收风机。该N₂、CO₂混合气体的生产装置加热温度可控、降低氮氧化物有害气体生成，提升生产气体纯净度。

Description

N2、CO2混合气体的生产装置

技术领域

本实用新型涉及粮食储存气调技术领域，具体的说，涉及了一种N₂、CO₂混合气体的生产装置。

背景技术

随着当前人们生活水平的提高，对食品的安全和口感的要求越来越高。

而传统的粮食储藏多数还是常规储藏，常规储藏的粮食会发生粮食害虫，对粮食安全储藏和粮食品质造成较大影响，甚至会造成巨大经济损失，为此，每年到春末气温升高后大部分粮食都需要使用磷化氢（PH₃）气体杀虫剂进行熏蒸杀虫，会对粮食造成一定的污染，磷化氢是由磷化铝(AlP)潮解产生的，磷化铝潮解会产生药渣，药渣和散气都会对环境造成污染。

为了克服当前粮食常规储藏的不足，满足人们对食品安全的需求，部分粮库已经开展低温和气调储藏，低温储藏和气调储藏各有特点。

气调储藏是利用氮气或二氧化碳完全替代或部分替代粮堆中的空气，为粮食提供一个缺氧环境，导致害虫缺氧或受二氧化碳毒害死亡，可以抑制霉菌一类的好氧微生物的生长，抑制粮食的生命强度，延缓粮食劣变速度，避免使用杀虫剂杀虫。目前气调储藏有两种气体作为气调储藏的气体，一是高纯N₂，一种是CO₂。

目前以N₂气调使用率较高，因为N₂可以以空气为原料，利用分子筛变压吸附方法分离出高浓度的N₂置换粮堆内的空气，N₂浓度达到98%时，才能够抑制霉菌一类的好氧微生物的生长，抑制粮食的生命强度，延缓粮食劣变速度，导致害虫缺氧死亡，避免使用杀虫剂杀虫，缺点是制氮设备投资太大，由于N₂对害虫没有毒杀作用，对N₂浓度要求要达到98%以上，运行成本较高。

第二种是利用CO₂作为气调储藏气体，CO₂对害虫具有毒害作用，浓度达到40%就可以短时间杀死害虫，20%的浓度也对害虫有致死作用，对CO₂浓度要求不苛刻，但CO₂不容易在现场制取，大量运输CO₂成本也较高。

目前虽然有燃烧降氧机，以焦炭炭块为脱氧剂燃烧降氧，由于碳块儿燃烧速度慢，需要较大设备，碳块儿燃烧无法精确控制碳和空气的比例，燃烧气含氧量高，无法满足气调储藏工艺需求并且没有对燃烧温度进行控制，焦炭燃烧温度达到1400℃以上，容易产生大量的氮氧化物，使得燃烧气含有大量的氮氧化物污染粮食，焦炭中含有少量的硫元素，燃烧后会产生二氧化硫气体，也对粮食造成污染。由于以上原因使得之前的燃烧降氧炉无法得到推广应用。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种能够控制燃烧温度在1000°C以内、充分降低含氧量、能够进行脱硫处理的N₂、CO₂混合气体的生产装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种N₂、CO₂混合气体的生产装置，包括燃烧炉、点火器、燃料仓、计量泵、混料喷管、燃烧气排风管道、燃烧气回收风机、控制器、第一冷却器、第二冷却器、温度传感器和除尘器；

所述点火器设置于燃烧炉的内部底部，所述第一冷却器设置于燃烧炉的内部上部，所述温度传感器设置于燃烧炉的内部；

所述混料喷管引入燃烧炉内部的点火器处，所述混料喷管外接大气，所述燃料仓通过计量泵连接至所述混料喷管上；

所述燃烧炉的顶部连通燃烧气排风管道，所述燃烧气排风管道连通除尘器进口，所述除尘器的出口连接第二冷却器的进口，所述第二冷却器的出口连接燃烧气回收风机；

所述温度传感器、计量泵、燃烧气回收风机和点火器均由控制器控制运行。

基上所述，所述燃烧炉的下部还连通有回风管道，所述回风管道上安装有燃烧气单向回馈风机，所述回风管道的远端连通所述燃烧气回收风机。

基上所述，所述燃烧气排风管道上安装有氧气浓度传感器，所述氧气浓度传感器连接控制器。

基上所述，所述燃烧炉外包围有冷却水套。

基上所述，所述除尘器为旋风除尘器。

基上所述，所述第一冷却器为多管形分布的冷却水盘。

基上所述，所述第二冷却器为风冷式换热器或喷淋式冷却器，包括多管形分布的冷却管路和散热翅片。

基上所述，所述温度传感器的数量至少有两个。

基上所述，所述燃料仓中的燃料为焦炭粉或碳粉。

基上所述，还设置有与所述燃料仓连通的碳酸钙除硫剂仓。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型具有以下优点：

1.通过燃烧气回收风机产生的负压，控制进入空气的量，通过计量泵，控制进入燃料的量，可以控制燃烧的状态，进而实现对燃烧温度的控制，同时还能够实现燃料和空气的合理配比，使燃料充分燃烧，含氧量降低；

2.为进一步增强降氧控温效果，在燃烧炉的一侧接入一条燃烧气单向回馈风机，将经过降温处理的燃烧气再二次引入燃烧炉中，使燃烧温度下降至1000°C以内；

3.增加氧气浓度传感器，用于检测燃烧气中的氧气含量，进而控制碳粉和空气的比例，使氧气能够充分燃烧，降低氧气含量；

4.增加除硫剂碳酸钙粉，将燃烧产生的二氧化硫与碳酸钙发生反应生成硫酸钙和二氧化碳，实现除硫操作，提升燃烧气的纯净度；

5.最终得到没参加反应的N₂、碳与氧气反应生成的CO₂、不完全燃烧生成的一氧化碳CO和少量没有反应的O₂，燃烧气经过冷却，除尘器除尘、散热降温后由燃烧气回收风机抽出储存起来或直接输入到粮仓作为气调气备用。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中N₂、CO₂混合气体的生产装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例2中N₂、CO₂混合气体的生产装置的结构示意图。

图3是本实用新型实施例3中N₂、CO₂混合气体的生产装置的结构示意图。

图中：1.燃烧炉；2.点火器；3.燃料仓；4.计量泵；5.混料喷管；6.燃烧器排风管道；7.燃烧气回收风机；8.控制器；9.第一冷却器；10.第二冷却器；11.温度传感器；12.除尘器；14.氧气浓度传感器；15.回风管道；16.燃烧气单向回馈风机；17.冷却水套。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如图1所示，一种N₂、CO₂混合气体的生产装置，包括燃烧炉1、点火器2、燃料仓3、计量泵4、混料喷管5、燃烧气排风管道6、燃烧气回收风机7、控制器8、第一冷却器9、第二冷却器10、温度传感器11和除尘器12，其中，第一冷却器9采用多管形分布的冷却水盘；第二冷却器10采用风冷式换热器或喷淋式冷却器，包括多管形分布的冷却管路和散热翅片；温度传感器11的数量至少为两个。

所述点火器2设置于燃烧炉1的内部底部，所述第一冷却器9设置于燃烧炉1的内部上部，所述温度传感器11设置于燃烧炉1的内部。

所述混料喷管5引入燃烧炉1内部的点火器2处，所述混料喷管5外接大气，所述燃料仓3通过计量泵4连接至所述混料喷管5上。

所述燃烧炉1的顶部连通燃烧气排风管道13，所述燃烧气排风管道13连通除尘器12进口，所述除尘器12的出口连接第二冷却器10的进口，所述第二冷却器10的出口连接燃烧气回收风机7。

所述温度传感器11、计量泵4、燃烧气回收风机7和点火器2均由控制器控制运行。

工作原理：

将混有少量除硫剂碳酸钙粉的碳粉装入燃料仓3，接通点火器2电源，当点火器加热到800℃时，启动计量泵4向混料喷管5中加入碳粉，同时启动燃烧气回收风机7，通过抽吸力将燃烧炉1中形成负压，空气携带碳粉混合后通过混料喷管5喷向点火器2，碳粉燃烧生成CO₂。

碳粉内若有少量硫元素，硫元素会被氧气氧化为二氧化硫，为此，可以在燃料仓3中添加少量的除硫剂碳酸钙粉，随碳粉一起进入燃烧炉，二氧化硫与碳酸钙反应生成硫酸钙和二氧化碳，硫元素被除去。

优选的实施例中，还设置有与所述燃料仓连通的碳酸钙除硫剂仓，随时动态的进行添加。

燃烧后，燃烧气成分为：没参加反应的N₂、碳与氧气反应生成的CO₂、不完全燃烧生成的一氧化碳CO和少量没有反应的O₂，燃烧气经过第一冷却器9冷却，除尘器12除尘、第二冷却器10降温后由燃烧气回收风机7抽出储存起来或直接输入到粮仓作为气调气备用。

其中，关于燃烧炉内温度的控制，可以通过控制第一冷却器9的流量，实现温度调节，保持燃烧温度不超过1000°C。

为了对除氧效果进行提升，在燃烧气排风管道13上安装有氧气浓度传感器14，所述氧气浓度传感器14连接控制器8，氧气浓度传感器14检测燃烧气中的氧气含量，然后通过控制器8对计量泵进行控制，对补入的碳粉量进行控制，尽可能的使他们的比例适配。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的主要区别在于：所述燃烧炉1的下部还连通有回风管道15，所述回风管道15上安装有燃烧气单向回馈风机16，所述回风管道15的远端连通所述燃烧气回收风机7。

该实施例中，降氧降温的手段主要依赖回风管道15，通过将降温后的燃烧气回馈到燃烧炉中，对燃烧炉温度进行降温的同时，还能使气体中含有的少量氧气进一步充分燃烧，降低含氧量。

因此，在该实施例中，燃料可以采用焦炭粉，通过计量泵控制焦炭粉与空气的比例为1Kg焦炭粉比8.88m³空气。

工作原理：

焦炭粉燃烧生成CO₂，微量的硫与氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫与除硫剂碳酸钙反应生成硫酸钙和CO₂。燃烧时若温度传感器11检测到燃烧炉1中温度达到或超过1000℃时，启动燃烧气单向回馈风机16，向燃烧炉1中注入冷却后的燃烧气，控制燃烧室温度不超过1000℃，以减少氮氧化物的生成，避免污染粮食和环境。燃烧气单向回馈风机16不运转时，由于单向作用，燃烧气不会从燃烧室向燃烧气回收风机7方向流动。

生成的燃烧气成分为：没参加反应的N₂、碳与氧气反应生成的CO₂、不完全燃烧生成的一氧化碳CO和少量没有反应的O₂，燃烧气经过第一冷却器9冷却，除尘器12除尘、第二冷却器10降温后由燃烧气回收风机7抽出储存起来或直接输入到粮仓作为气调气备用。

实施例3

如图3所示，本实施例与实施例1或2的区别在于：所述燃烧炉1外包围有冷却水套17，对于燃烧炉的降温措施依赖冷却水套17，同时还能防止燃烧炉1的外壁过热。

本实用新型结构简单投资少，所产生的混合气体中O₂残余少，有害气体微量，原料易得，可以现场生产，运行成本低，能完全满足粮食气调储藏的要求。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种N₂、CO₂混合气体的生产装置，其特征在于：包括燃烧炉、点火器、燃料仓、计量泵、混料喷管、燃烧气排风管道、燃烧气回收风机、控制器、第一冷却器、第二冷却器、温度传感器和除尘器；

所述点火器设置于燃烧炉的内部底部，所述第一冷却器设置于燃烧炉的内部上部，所述温度传感器设置于燃烧炉的内部；

所述混料喷管引入燃烧炉内部的点火器处，所述混料喷管外接大气，所述燃料仓通过计量泵连接至所述混料喷管上；

所述燃烧炉的顶部连通燃烧气排风管道，所述燃烧气排风管道连通除尘器进口，所述除尘器的出口连接第二冷却器的进口，所述第二冷却器的出口连接燃烧气回收风机；

所述温度传感器、计量泵、燃烧气回收风机和点火器均由控制器控制运行。

2.根据权利要求1所述的N₂、CO₂混合气体的生产装置，其特征在于：所述燃烧炉的下部还连通有回风管道，所述回风管道上安装有燃烧气单向回馈风机，所述回风管道的远端连通所述燃烧气回收风机。

3.根据权利要求1或2所述的N₂、CO₂混合气体的生产装置，其特征在于：所述燃烧气排风管道上安装有氧气浓度传感器，所述氧气浓度传感器连接控制器。

4.根据权利要求3所述的N₂、CO₂混合气体的生产装置，其特征在于：所述燃烧炉外包围有冷却水套。

5.根据权利要求4所述的N₂、CO₂混合气体的生产装置，其特征在于：所述除尘器为旋风除尘器。

6.根据权利要求5所述的N₂、CO₂混合气体的生产装置，其特征在于：所述第一冷却器为多管形分布的冷却水盘。

7.根据权利要求6所述的N₂、CO₂混合气体的生产装置，其特征在于：所述第二冷却器为风冷式换热器或喷淋式冷却器，包括多管形分布的冷却管路和散热翅片。

8.根据权利要求7所述的N₂、CO₂混合气体的生产装置，其特征在于：所述温度传感器的数量至少有两个。

9.根据权利要求8所述的N₂、CO₂混合气体的生产装置，其特征在于：所述燃料仓中的燃料为焦炭粉或碳粉。

10.根据权利要求9所述的N₂、CO₂混合气体的生产装置，其特征在于：还设置有与所述燃料仓连通的碳酸钙除硫剂仓。

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