甲醇催化加热装置及加热方法 |
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| 申请号 | CN201910042325.9 | 申请日 | 2019-01-16 | 公开(公告)号 | CN109539556A | 公开(公告)日 | 2019-03-29 |
| 申请人 | 佛山市无火发热新能源科技有限公司; | 发明人 | 徐威加; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种甲醇催化加热装置及加热方法，涉及加热设备技术领域，解决了换热面积小、换热效率低的技术问题。该甲醇催化加热装置包括加热桶、内管和盘管，内管设置在加热桶内；盘管沿加热桶轴向螺旋盘设在内管和加热桶之间，且盘管一端通过连接管与内管连通；盘管的缝隙处填满催化剂；加热装置还包括进气装置、排气装置、换热介质导入装置和换热介质导出装置，进气装置和排气装置均与加热桶内腔连通；换热介质导入装置与内管或盘管连通，换热介质导出装置与盘管另一端或内管连通。本发明扩大了换热面积、导热介质储备量和导热介质在设备内的行程，提高换热效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种甲醇催化加热装置，其特征在于：包括加热桶(1)、内管(2)和盘管(3)，所述内管(2)设置在所述加热桶(1)内；所述盘管(3)沿所述加热桶(1)轴向螺旋盘设在所述内管(2)和所述加热桶(1)之间，且所述盘管(3)一端通过连接管(4)与所述内管(2)连通；所述盘管(3)的缝隙处填满催化剂；所述加热装置还包括进气装置(6)、排气装置、换热介质导入装置和换热介质导出装置，所述进气装置(6)和所述排气装置均与所述加热桶(1)内腔连通；所述换热介质导入装置与所述内管(2)或所述盘管(3)连通，所述换热介质导出装置与所述盘管(3)另一端或所述内管(2)连通。 |
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| 说明书全文 | 甲醇催化加热装置及加热方法技术领域[0001] 本发明涉及加热设备技术领域，尤其是涉及一种甲醇催化加热装置及加热方法。 背景技术[0002] 目前我国在生产制造业、服务业、民生生活等各领域中，大范围的使用锅炉获取热能。锅炉是一种以燃烧燃料即利用火焰的温度来加热的方式而取得热量的装置。所述的燃料包括天然气、煤炭、燃油、木柴、生物质颗粒、甲醇。使用这些燃料燃烧加热，存在的缺陷如下：燃烧反应不充分，出现不完全燃烧；再者会释放有害物质，如：氧化硫，氧化氮，一氧化碳，细微颗粒物等，严重影响了空气质量，破坏环境；天然气燃烧虽然相对洁净，但是其管网多数集中在城市中心，难以覆盖全部范围。 [0003] 为了解决燃烧加热所存在的一系列问题，现在市场上，出现了一种无焰加热装置，不用燃烧燃料就能取得热能的新加热方式，这种无焰加热装置是采用甲醇在反应器内进行催化反应进行制热的装置。 [0005] 现有技术中的甲醇催化加热装置存在如下技术问题，加热桶内部换热面积小，换热效率不高；催化剂利用率低。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供甲醇催化加热装置及加热方法，以解决现有技术中存在的换热面积小、换热效率低的技术问题。 [0007] 为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案： [0008] 本发明提供的一种甲醇催化加热装置，包括加热桶、内管和盘管，所述内管设置在所述加热桶内；所述盘管沿所述加热桶轴向螺旋盘设在所述内管和所述加热桶之间，且所述盘管一端通过连接管与所述内管连通；所述盘管的缝隙处填满催化剂；所述加热装置还包括进气装置、排气装置、换热介质导入装置和换热介质导出装置，所述进气装置和所述排气装置均与所述加热桶内腔连通；所述换热介质导入装置与所述内管或所述盘管连通，所述换热介质导出装置与所述盘管另一端或所述内管连通。 [0009] 作为本发明的进一步改进，所述内管底部设置有内管下封片，所述内管顶部设置有内管上封片，所述换热介质导入装置依次穿过所述加热桶上侧桶壁和所述内管上封片后延伸至所述内管内腔的上部、中部、下部或底部，所述连接管穿过所述内管上封片后延伸至所述内管内腔的上部、中部、下部或底部。 [0010] 作为本发明的进一步改进，所述内管与所述加热桶为同轴设置，且所述内管高度小于所述加热桶高度。 [0012] 作为本发明的进一步改进，所述加热桶顶部设置有上封片，所述排气装置为过滤网，所述过滤网设置在所述上封片上，所述过滤网网孔规格小于催化剂规格。 [0013] 作为本发明的进一步改进，所述加热桶底部设置有下封片，所述进气装置包括进气管、甲醇滴管和鼓风机，所述进气管一端穿设在所述下封片上，另一端与所述鼓风机的出风口连接，所述甲醇滴管连接在所述进气管上。 [0014] 作为本发明的进一步改进，所述盘管的进口位于顶部或底部，所述盘管的出口位于底部或顶部，所述连接管与所述盘管的进口连接，所述换热介质导出装置为导出管设置在所述加热桶侧壁的下部或上部，所述导出管一端与所述盘管的出口连接，所述导出管另一端穿过所述加热桶侧壁后延伸到所述加热桶外侧。 [0015] 作为本发明的进一步改进，所述换热介质导入装置中的导热介质为导热油。 [0016] 作为本发明的进一步改进，所述加热桶横截面和所述内管横截面为圆形、正方形或长方形中的一种；所述盘管围成的形状与所述内管横截面形状相同。 [0017] 作为本发明的进一步改进，所述过滤网的网孔直径不大于6mm。 [0018] 本发明提供的一种使用所述甲醇催化加热装置进行加热的加热方法，包括如下步骤： [0019] 步骤A：将催化剂装入所述内管、所述加热桶和所述盘管之间的缝隙内； [0020] 步骤B：空气和甲醇混合后经所述进气装置进入到所述加热桶内与催化剂发生催化反应，并释放热量； [0021] 步骤C：导热油通过所述换热介质导入装置首先进入到所述内管或所述盘管内进行第一次换热，然后通过连接管进入到所述盘管或所述内管内进行第二次换热，升温后的导热油经所述换热介质导出装置导出进入到热需求设备中； [0022] 步骤D：甲醇和空气的混合气与催化剂的催化反应完成后生成水和二氧化碳经所述排气装置排出到所述加热桶外 [0023] 本发明与现有技术相比具有如下技术效果： [0024] 本发明通过在加热桶内的盘管中间设置内管，导热介质首先进入内管内进行一次换热，然后导热油再进入到盘管内进行二次换热，通过设置内管，扩大了加热装置内部的换热面积，整体上增加了导热介质储备量和导热介质在设备内的行程，在相同设备体积下，热量输出更加有效、更加稳定、热输出量更大；从而提高了加热装置的热效率；本发明通过在盘管中间设置内管，更加科学的分布热导热油储备，提高了催化剂使用效率。附图说明 [0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。 [0026] 图1是本发明甲醇催化加热装置的立体结构示意图； [0027] 图2是本发明甲醇催化加热装置拆掉过滤网后的俯视图； [0028] 图3是图2中AA剖视图。 [0029] 图中1、加热桶；11、上封片；2、内管；21、内管下封片；22、内管上封片；23、支架；3、盘管；4、连接管；5、过滤网；6、进气装置；61、进气管；62、甲醇滴管；63、鼓风机；7、导出管；8、导入管。 具体实施方式[0030] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。 [0031] 如图1所示，本发明提供了一种甲醇催化加热装置，包括加热桶1、内管2和盘管3，加热桶1为立式桶体结构，内管2设置在加热桶1内，内管2轴线与加热桶1轴线平行；盘管3沿加热桶1轴向螺旋盘设在内管2和加热桶1之间，且盘管3一端通过连接管4与内管2连通；盘管3的缝隙处填满催化剂；加热装置还包括进气装置6、排气装置、换热介质导入装置和换热介质导出装置，进气装置6和排气装置均与加热桶1内腔连通；换热介质导入装置与内管2或盘管3连通，换热介质导出装置与盘管3另一端或内管2连通。 [0032] 通过在盘管3中间区域设置内管2，使得盘管3中间区域也被利用，而且换热介质进入到内管2中与内管2外侧的反应热进行热交换，从而增大了加热装置的换热面积，延长了换热介质的行程和储量，从而大大提高加热装置的换热效率和催化剂利用率。在以上结构中，换热介质通过换热介质导入装置导入后进入到内管2或盘管3中进行一次换热，然后再进入到盘管3或内管2中进行二次换热，最后由换热介质导出装置导出。 [0033] 作为一种可选的实施方式，内管2底部设置有内管下封片21，内管2顶部设置有内管上封片22，换热介质导入装置依次穿过加热桶1上侧桶壁和内管上封片22后延伸至内管2内腔的上部、中部、下部或底部，连接管4穿过内管上封片22后延伸至内管2内腔的上部、中部、下部或底部。需要说明的是，换热介质导入装置为导入管8，导入管8伸入到内管2中的深度可根据实际需要选择，在本发明中，如图3所示，导入管8伸入到内管2底部；连接管4伸入到内管2内的深度也可根据实际需要选择，在本发明中，连接管4伸入到内管2内腔的上部。 [0034] 如图3所示，内管2与加热桶1为同轴设置，且内管2高度小于加热桶1高度。内管2顶部与加热桶1顶部之间留有间隔是为了方便导入管8和连接管4的布置。 [0035] 如图2所示，内管2两端均通过三根呈120度夹角设置的支架23与加热桶1连接，且内管2底部与加热桶23底部具有间隔。该间隔是用于放置进气装置6中的雾化器，进气管61与雾化器连通。 [0036] 加热桶1顶部设置有上封片11，上封片11上设置有开口，排气装置为过滤网5，过滤网5设置在上封片11上的开口处，为了防止催化剂从过滤网5处掉出，过滤网5网孔规格小于催化剂规格；在本发明中，过滤网5的网孔直径不大于6mm。加热装置内的甲醇催化反应后生成的水和二氧化碳从过滤网5处经烟囱排到大气中。 [0037] 作为可选的实施方式，加热桶1底部设置有下封片，进气装置6包括进气管61、甲醇滴管62和鼓风机63，进气管61一端穿设在下封片上，另一端与鼓风机63的出风口连接，甲醇滴管62连接在进气管61上。进气装置中6，甲醇滴入进气管61壁内呈液珠状，被位于进气管61另一端的鼓风机63吹出的风击打成雾状，暨甲醇混合气体，随后吹入加热桶1内进行上述氧化反应发热。 [0038] 作为可选的实施方式，盘管3的进口位于顶部或底部，盘管3的出口位于底部或顶部，连接管4与盘管3的进口连接，换热介质导出装置为导出管7设置在加热桶1侧壁的下部或上部，导出管7一端与盘管3的出口连接，导出管7另一端穿过加热桶1侧壁后延伸到加热桶1外侧。在本发明中，盘管3的出口位于底部，导出管7位于加热桶1侧壁底部。 [0039] 需要说明的是，在本发明中，换热介质导入装置中的导热介质为导热油，当然导热介质还可以采用其他现有技术中的材料制成。 [0040] 进一步的，加热桶1横截面和内管2横截面为圆形、正方形或长方形中的一种；在本发明中，如图1所示，加热桶1和内管2的横截面均为圆形。盘管3围成的形状与内管2横截面形状相同。 [0041] 本发明还提供了一种使用甲醇催化加热装置进行加热的加热方法，包括如下步骤： [0042] 步骤A：将催化剂装入内管2、加热桶1和盘管3之间的缝隙内； [0043] 步骤B：空气和甲醇混合后经进气装置6进入到加热桶1内与催化剂发生催化反应，并释放热量； [0044] 步骤C：导热油通过换热介质导入装置首先进入到内管2或盘管3内进行第一次换热，然后通过连接管4进入到盘管3或内管2内进行第二次换热，升温后的导热油经换热介质导出装置导出进入到热需求设备中； [0045] 步骤D：甲醇和空气的混合气与催化剂的催化反应完成后生成水和二氧化碳经排气装置排出到加热桶1外。 [0046] 本发明针对现有加热装置的缺陷，大幅度改进了桶身内部结构，优化了其连接方式，增加了内部管道；对比现有，提升了加热桶的70％的换热面积，暨是原加热桶换热面积的1.7倍；因此同等体积下，换热效率及热利用率更高。而且加热桶体内部增加内管，可以增加换热介质的缓冲，有助于适应不同工作状态；内管的增加可以解决桶中心催化剂导热效能不足的问题，也提高了能源转化率，并为加热装置小型化打下坚实基础；本发明是一种无火焰加热装置，主要使甲醇进行快速氧化反应释放热量从而对导热油进行加热，是通过甲醇氧化反应的放热反应，对导热油加热，所以其产生的废气中，不含有危害的物质(氧化硫，氧化氮，一氧化碳，微小颗粒物等)，是一种安全性高，可靠性高，对环境友好的创新型装置。 [0047] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。 |
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