節能燃氣裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種節能燃氣裝置，包括：天然氣供給單元、流量監測單元、混合單元、控制單元、計量驅動單元、催化劑儲存單元、燃燒器；天然氣供給單元的輸出端與流量監測單元的輸入端連接，流量監測單元的輸出端與混合單元的第一輸入端連接，混合單元的輸出端與燃燒器的輸入端連接；流量監測單元的信號輸出端與控制單元的第一輸入端連接，控制單元的第一輸出端與計量驅動單元的輸入端連接，計量驅動單元的輸出端與混合單元的第二輸入端連接，計量驅動單元的第二輸入端與催化劑儲存單元的輸出端連接；催化劑包括ReCl3·6H2O、CeCl3·6H2O、La(OH)3、金屬茂化物和石油醚。本實用新型能夠提高天然氣的燃燒效率。
【專利說明】
節能燃氣裝置
技術領域
[0001] 本實用新型設及一種節能燃氣裝置，屬于燃燒設備技術領域。
【背景技術】
[0002] 為了改善燃燒過程、降低反應溫度和抑制有毒、有害物質的形成、優化空氣環境質 量，天然氣作為首選能源備受關注并且得到了快速的推廣與應用。
[0003] 然而在天然氣的燃燒過程中，通過對其燃燒廢氣的檢測，依然會發現具有大量的 一氧化碳氣體和未完全燃燒物，運說明天然氣的燃燒并不徹底，沒有達到較高的燃燒效率， 因此利用天然氣作為能量源經常會出現燃燒效率低、燃燒成本高的問題，因此提高天然氣 的燃燒效率對于能源的優化利用、實現社會經濟的可持續發展和環境保護具有重要的意 義。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型提供一種節能燃氣裝置，用來克服現有技術中天然氣燃燒效率低、燃 燒成本高的缺陷。
[0005] 本實用新型提供一種節能燃氣裝置，包括：
[0006] 天然氣供給單元、流量監測單元、混合單元、控制單元、計量驅動單元、催化劑儲存 單元、燃燒器；
[0007] 所述天然氣供給單元的輸出端與所述流量監測單元的輸入端連接，所述流量監測 單元的輸出端與所述混合單元的第一輸入端連接，所述混合單元的輸出端與所述燃燒器的 輸入端連接；
[000引所述流量監測單元的信號輸出端與所述控制單元的第一輸入端連接，所述控制單 元的第一輸出端與所述計量驅動單元的輸入端連接，所述計量驅動單元的輸出端與所述催 化劑儲存單元的第一輸入端連接，所述催化劑儲存單元的輸出端與所述混合單元的第二輸 入端連接；
[0009] 所述催化劑儲存單元用于儲存催化劑，所述催化劑包括ReCh ? 6出0、CeCl3 ? 6也0、La(0H)3、金屬茂化物和石油酸。
[0010] 進一步地，還包括液位監測器，所述液位監測器設置在所述催化劑儲存單元中，所 述液位監測器的信號輸出端與所述控制單元的第二輸入端連接；
[0011] 所述液位監測器用于監測所述催化劑儲存單元中催化劑的余量并將所述余量W 信號方式傳遞至所述控制單元。
[0012] 進一步地，還包括催化劑驅動供給單元，所述催化劑驅動供給單元的輸入端與所 述控制單元的第二輸出端連接，所述催化劑驅動供給單元的輸出端與所述催化劑儲存單元 的第二輸入端連接。
[0013] 進一步地，還包括霧化器，所述霧化器設置在所述混合單元的第二輸入端處。
[0014] 進一步地，所述控制單元上還設置有操作顯示屏。
[0015] 進一步地，還包括天然氣控制閥口和燃氣閥組，所述天然氣控制閥口設置在所述 天然氣供給單元與所述流量監測單元之間；所述燃氣閥組設置在所述流量監測單元和所述 混合單元之間。
[0016] 進一步地，所述燃氣閥組包括過濾器和天然氣調節閥。
[0017] 進一步地，還包括調節閥口，所述調節閥口設置在所述混合單元和所述燃燒器之 間。
[0018] 進一步地，還包括與所述燃燒器輸出端連接的鍋爐。
[0019] 本實用新型提供的節能燃氣裝置包括了催化劑供給單元，將催化劑與天然氣充分 混合后燃燒，由于催化劑能夠降低天然氣中C-H鍵的鍵能，從而降低了天然氣的活化能，提 高了天然氣分子與氧氣分子發生氧化反應的反應速率，實現有效的催化燃燒。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實用新型的節能燃氣裝置實施例的模塊示意圖；
[0021 ]圖2為本實用新型節能燃氣裝置又一實施例的模塊示意圖；
[0022] 圖3為本實用新型的節能燃氣裝置再一實施例的模塊示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施 例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實 施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領 域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新 型保護的范圍。
[0024] 圖1為本實用新型的節能燃氣裝置實施例的模塊示意圖。請參考圖1，本實用新型 的節能燃氣裝置包括天然氣供給單元1、流量監測單元2、混合單元3、控制單元4、計量驅動 單元5、催化劑儲存單元6、燃燒器7;天然氣供給單元1的輸出端與流量監測單元2的輸入端 連接，流量監測單元2的輸出端與混合單元3的第一輸入端連接，混合單元3的輸出端與燃燒 器7的輸入端連接;流量監測單元2的信號輸出端與控制單元4的第一輸入端連接，控制單元 4的第一輸出端與計量驅動單元5的輸入端連接，計量驅動單元5的輸出端與催化劑儲存單 元6的第一輸入端連接，催化劑儲存單元6的輸出端與混合單元3的第二輸入端連接;催化劑 儲存單元6用于儲存催化劑，催化劑包括ReCl3 ?細2〇、CeCl3 ? 6此0、La(0H)3、金屬茂化物和 石油酸。
[0025] 其中，天然氣供給單元1是用于向節能燃氣裝置提供天然氣的，當天然氣供給單元 1向節能燃氣裝置中輸送天然氣時，輸出的天然氣會先經過流量監測單元2,該流量監測單 元2用于監測天然氣的實時流量并將該流量W信號方式通過流量監測單元2的信號輸出端 傳遞至控制單元4,當控制單元4接收到該流量信號時，會根據天然氣的流量通過預先存儲 在其中的天然氣與催化劑的最優比例計算需要多少量的催化劑，并將該催化劑的用量W電 流信號從控制單元4的第一輸出端輸出至計量驅動單元5,從而使計量驅動單元5根據催化 劑的用量從催化劑儲存單元6出抽取所需量的催化劑至混合單元3中。至此，天然氣和催化 劑W最優比例在混合單元3中充分混合，從而進入燃燒器7中進行燃燒。可選地，本實用新型 中的流量監測單元2可W為流量計，例如旋進縱滿流量計;計量驅動單元5為計量累。
[0026] 本實用新型的節能燃氣裝置能夠根據天然氣的進氣量實時的調整催化劑的用量， 保證天然氣與催化劑的最優配比，不僅能夠使天然氣的燃燒效率最大，還能夠節約催化劑 的用量。在本實用新型中，天然氣與催化劑的最優體積比為100:0.6。
[0027] 本實用新型中使用的催化劑為多組分的混合物，是一種透明液體，該混合物中包 括ReCl3 ? 6出0、CeCl3 ? 6出0、La(0H)3、金屬茂化物和石油酸，該催化劑分子不僅提供給氣體 分子一定的活化能，并且催化劑本身也會參加化學反應，增強氣體分子的有效燃燒成分，其 中的特殊稀±元素具有5d軌道和未被電子填充滿的4f空軌道易于形成穩定的絡合鍵，易于 形成配位鍵，亦即與CH基團有很好的親合力，而且，單位質量所吸收的CH數比一般元素多， 吸收能力強，從而對碳氨化合物起到良好的催化、助燃、阻聚、穩定等特殊功能和作用。并且 該催化劑能夠將天然氣分子結構變成細小、活潑有序的碳氨化合物小分子，大幅度的改善 了燃料的品質，可使燃氣分子氧化程度更合理，起到助燃作用，降低天然氣的起燃溫度，使 燃燒更充分，從而減少了 CH、C0、N0x等有害氣體的排放。同時，該催化劑所含助劑為石油酸 類有機溶劑，所起作用為溶解、分散稀±及活性組分，并且石油酸主要為戊燒和己燒的混合 物，與天然氣甲燒為同類物質，對金屬、工程塑料管道及部件不會腐蝕。下表1為本實用新型 的催化劑的基本性質參數。
[0028] 表1本實用新型的催化劑的基本性質參數
[0029]
[0030] 本實用新型的節能燃氣裝置通過加入催化劑供給單元，從而使催化劑與天然氣混 合，使催化劑W催化助燃、激活氧化-還原反應、活化聚能、形成氣體絡合物的方法提高了天 然氣W及燒控類染料在氧氣中的燃燒速度并使其完全燃燒，從而達到了充分燃燒節省天然 氣能源的目的。并且本實用新型中的催化劑能夠根據天然氣的實時用量W最優比例完成催 化劑的自動添加W及與天然氣的混合，在不浪費催化劑的前提下使天然氣燃燒效率最大 化，進一步提高了節能燃氣裝置的工作效率，降低了節能燃氣裝置的燃燒成本。
[0031] 圖2為本實用新型節能燃氣裝置又一實施例的模塊示意圖。請參考圖2,在上一實 施例的基礎上，本實施例中的節能燃氣裝置還包括液位監測器61，液位監測器61設置在催 化劑儲存單元6中，液位監測器61的信號輸出端與控制單元4的第二輸入端連接;液位監測 器61用于監測催化劑儲存單元6中催化劑的余量并將余量W信號方式傳遞至控制單元4。
[0032] 在本實施例的節能燃氣裝置的使用過程中，為了防止節能燃氣裝置中催化劑儲存 單元6中的催化劑余量不足，還在催化劑儲存單元6中設置了液位監測器61，該液位監測器 61會實時對催化劑儲存單元6中的催化劑的體積進行監測并將監測結果傳送至控制單元4。 可選地，在控制單元4中可W設定一催化劑量的最低闊值，當催化劑儲存單元6中的催化劑 體積等于或小于該最低闊值時，控制單元4會發出警報W提示催化劑儲存單元6中的催化劑 的體積不足。可選的，該液位監測器可W使浮球型的液位計。
[0033] 進一步地，為了提高節能燃氣裝置的單位時間的工作效率，本實用新型還可W包 括催化劑驅動供給單元8,催化劑驅動供給單元8的輸入端與控制單元4的第二輸出端連接， 催化劑驅動供給單元8的輸出端與催化劑儲存單元6的第二輸入端連接。其中，催化劑驅動 供給單元8包括了驅動累和催化劑的供給源，驅動累與催化劑的供給源連接，從而能夠從供 給源處抽取足夠的催化劑向催化劑儲存單元6中輸送。具體地，當催化劑儲存單元6中的催 化劑體積等于或小于該最低闊值時，控制單元4會向催化劑驅動供給單元8輸出電信號W啟 動催化劑驅動供給單元8中的驅動累，使驅動累從催化劑供給源抽取足量的催化劑并經由 催化劑儲存單元6的第二輸入端輸送至催化劑儲存單元6中，從而使催化劑儲存單元6中的 催化劑大于最低闊值，滿足節能燃氣裝置的使用需求。
[0034] 進一步地，為了增強催化劑與天然氣的混合度，增加催化劑的表面積，可W在混合 單元3的第二輸入端處設置一霧化器，使從催化劑儲存單元6的輸出端中輸出的催化劑經過 霧化處理后再進入混合單元3中與天然氣進行充分混合。具體地，該霧化器可W是霧化噴 頭，直接將催化劑霧化后噴入混合單元3中。
[0035] 進一步地，控制單元4上還設置有操作顯示屏。該顯示屏能夠實現多路信號數據的 記錄、顯示，例如，可W顯示天然氣的瞬時流量、天然氣的累積流量、催化劑的瞬時添加流 量、催化劑累積添加流量、催化劑儲存單元6中的催化劑剩余量等。同時，控制單元4上還可 W包括數個USB接口 W及打印機接口，從而進行歷史記錄的轉存和備份。
[0036] 圖3為本實用新型的節能燃氣裝置再一實施例的模塊示意圖。請參考圖3,本實施 例的節能燃氣裝置在上一實施例的基礎上，還包括了天然氣控制閥口 11和燃氣閥組21，天 然氣控制閥口 11設置在天然氣供給單元1與流量監測單元2之間;燃氣閥組21設置在流量監 巧峰元巧日混合單元3之間。具體地，該天然氣控制閥口 11能夠控制天然氣供給單元1的開啟 與閉合，當該天然氣控制閥口 11處于開啟狀態時，流量監測單元2就會將當前的天然氣流量 反饋至控制單元4,從而使控制單元4控制催化劑的注入；當該天然氣控制閥口 11處于閉合 狀態時，流量監測單元2由于無法監測到天然氣的流量，控制單元4就不會將使催化劑儲存 單元6中的催化劑輸出。另外，燃氣閥組21包括過濾器和天然氣調節閥。天然氣從流量監測 單元2輸出后首先經過過濾器過濾掉其中的顆粒雜質，然后再進入天然氣調節閥，該天然氣 調節閥能夠檢測到當前天然氣純度W及壓力等參數，并且根據相關參數調整天然氣與空氣 的混合比例，使天然氣和空氣達到最佳的混合比例。
[0037] 進一步地，還包括調節閥口 31，調節閥口 31設置在混合單元3和燃燒器7之間。該調 節閥口 31能夠控制進入燃燒器7的天然氣和催化劑的混合物的量，當燃燒器7的目標燃燒溫 度降低時，可W通過調節調節閥口 31來控制進入燃燒器7的混合物的量，從而達到節約能源 與成本的目的。
[0038] 進一步地，還包括與燃燒器7輸出端連接的鍋爐9。天然氣和催化劑的混合物在燃 燒器7內燃燒產生的熱量能夠向鍋爐9供給，從而使鍋爐9中的水升溫變成蒸汽而進行供熱 等。
[0039] 下表2為現有的不含有催化劑添加裝置的燃氣裝置與本實用新型的節能燃氣裝置 的工作參數。蒸汽量為lOt/h、平均負荷率為90%、平均耗燃氣量為684m3/h的燃氣鍋爐 為例）。
[0040]表2普通燃氣裝置與本實用新型節能燃氣裝置的工作參數 「nrui 1
[0042] 1、經過上表的比較，在使用了本實用新型的節能燃氣裝置后，節能效率可達14%。
[0043] 其中，節能效率=(684-588)/684 = 14%
[0044] 2、天然氣價格為2.9元/V，催化劑價格為58元Ag,經過上表的比較，在去除催化 劑運行成本后，使用本實用新型的節能燃氣裝置，每小時燃氣節約成本為106.7元，相當于 每小時節省36. Sm3天然氣，凈節氣可達5.4 %。
[0045] 其中，每小時燃氣節約成本=(684-588) X 2.9-58 X 2.96 = 106.7元
[0046] 平均小時節省氣量(去除催化劑運行成本）=(684-588) X 2.9-58 X 2.96 = 106.7/ 2.9 = 36.
[0047] 凈節氣率= 36.8/684 = 5.4 %
[004引3、生產1噸蒸汽節約天然氣約4.1m3。
[0049] 其中，每生產1噸蒸汽節約天然氣= 36.8/10X90% =4. Im3
[0050] 因此，使用本實用新型的節能燃氣裝置能夠顯著提高天然氣的燃燒效率，降低燃 燒成本。
[0051] 本實用新型的節能燃氣裝置結構簡單，能夠根據天然氣的流量實時調節催化劑的 供給量，并且使催化劑與天然氣混合，使催化劑分子均勻地分散在天然氣中，增加了天然氣 的活化分子數量，加快了天然氣的氧化速度，降低了天然氣的起然溫度，使天然氣的燃燒速 度進一步提高，并且能夠保證天然氣的充分燃燒，使其熱效能得到充分發揮，有效地提高了 天然氣的燃燒效率，減少了一氧化碳等污染物的排放，達到了低碳、節能、環保的目的，對社 會經濟可持續發展和環境保護的實現具有重大的意義。
[0052] 最后應說明的是：W上各實施例僅用W說明本實用新型的技術方案，而非對其限 審IJ;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當 理解:其依然可W對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部 技術特征進行等同替換；而運些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新 型各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1. 一種節能燃氣裝置，其特征在于，包括： 天然氣供給單元、流量監測單元、混合單元、控制單元、計量驅動單元、催化劑儲存單 元、燃燒器； 所述天然氣供給單元的輸出端與所述流量監測單元的輸入端連接，所述流量監測單元 的輸出端與所述混合單元的第一輸入端連接，所述混合單元的輸出端與所述燃燒器的輸入 端連接； 所述流量監測單元的信號輸出端與所述控制單元的第一輸入端連接，所述控制單元的 第一輸出端與所述計量驅動單元的輸入端連接，所述計量驅動單元的輸出端與所述催化劑 儲存單元的第一輸入端連接，所述催化劑儲存單元的輸出端與所述混合單元的第二輸入端 連接； 所述催化劑儲存單元用于儲存催化劑，所述催化劑包括ReCl3 · 6H20、CeCl3 · 6H20、La (〇H)3、金屬茂化物和石油醚。2. 根據權利要求1所述的節能燃氣裝置，其特征在于，還包括液位監測器，所述液位監 測器設置在所述催化劑儲存單元中，所述液位監測器的信號輸出端與所述控制單元的第二 輸入端連接； 所述液位監測器用于監測所述催化劑儲存單元中催化劑的余量并將所述余量以信號 方式傳遞至所述控制單元。3. 根據權利要求2所述的節能燃氣裝置，其特征在于，還包括催化劑驅動供給單元，所 述催化劑驅動供給單元的輸入端與所述控制單元的第二輸出端連接，所述催化劑驅動供給 單元的輸出端與所述催化劑儲存單元的第二輸入端連接。4. 根據權利要求1所述的節能燃氣裝置，其特征在于，還包括霧化器，所述霧化器設置 在所述混合單元的第二輸入端處。5. 根據權利要求1所述的節能燃氣裝置，其特征在于，所述控制單元上還設置有操作顯 示屏。6. 根據權利要求1所述的節能燃氣裝置，其特征在于，還包括天然氣控制閥門和燃氣閥 組，所述天然氣控制閥門設置在所述天然氣供給單元與所述流量監測單元之間；所述燃氣 閥組設置在所述流量監測單元和所述混合單元之間。7. 根據權利要求6所述的節能燃氣裝置，其特征在于，所述燃氣閥組包括過濾器和天然 氣調節閥。8. 根據權利要求1所述的節能燃氣裝置，其特征在于，還包括調節閥門，所述調節閥門 設置在所述混合單元和所述燃燒器之間。9. 根據權利要求1-8任一所述的節能燃氣裝置，其特征在于，還包括與所述燃燒器輸出 端連接的鍋爐。
【文檔編號】F23C13/08GK205640888SQ201620336364
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】賀滿成, 劉鉉
【申請人】北京世紀藍天環保設備有限公司