專利名稱：催化燃燒蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化燃燒蒸發(fā)器，催化燃燒蒸發(fā)器用作民用熱水裝置具有潛在的意義；催化燃燒蒸發(fā)器還可以廣泛用于強(qiáng)放熱和吸熱的耦合反應(yīng)體系，以及需要對反應(yīng)物進(jìn)行預(yù)蒸發(fā)的過程中，特別適用于燃料電池制氫系統(tǒng)、現(xiàn)場制氫系統(tǒng)和集中規(guī)模站制氫系統(tǒng)中原料的預(yù)熱和氣化。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，設(shè)備要求趨于緊湊、安全、高效和環(huán)保，過程強(qiáng)化這一新型的設(shè)計(jì)理念日益受到廣泛的關(guān)注。催化燃燒蒸發(fā)器就是基于這一設(shè)計(jì)理念而產(chǎn)生的，其催化燃燒反應(yīng)溫度溫和，能量效率高，污染極小，對環(huán)境極其友好；運(yùn)行穩(wěn)定，易操作；能夠?qū)崿F(xiàn)熱量的很好耦合，同時(shí)其具有較大的比表面積，能夠使傳質(zhì)、傳熱過程強(qiáng)化，結(jié)構(gòu)緊湊；通過多個(gè)單元的并行處理即可擴(kuò)大換熱規(guī)模。催化燃燒蒸發(fā)器除了能量利用率和結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢外，它還具有廣泛的應(yīng)用前景。
目前在我國農(nóng)村的絕大部分地方還是用植物秸竿、木材和煤爐做飯、熱水，能源利用率僅有百分之幾，而且產(chǎn)生大量的含有害氣體的濃煙。在城市，盡管人們運(yùn)用天然氣或管道煤氣來進(jìn)行這些活動(dòng)，但同樣能量利用效率僅為百分之三十左右，而且也導(dǎo)致了大量的污染。電能是相對較為清潔的能源，而且利用效率也較高，但是加上線路損耗，用于發(fā)電的一次能源的利用效率也僅有30％左右。由此可見，催化燃燒蒸發(fā)器用作民用供熱水裝置具有潛在的意義。另外，催化燃燒蒸發(fā)器還可以廣泛用于強(qiáng)放熱和吸熱的耦合反應(yīng)體系，以及需要對反應(yīng)物進(jìn)行預(yù)蒸發(fā)的過程中。
尤其是在燃料電池制氫系統(tǒng)、現(xiàn)場制氫系統(tǒng)和集中規(guī)模站制氫系統(tǒng)中，由于熱應(yīng)力容易造成催化劑崩裂，原料如不經(jīng)汽化而直接以液體形態(tài)進(jìn)入反應(yīng)器，對催化劑有損害作用。另外，燃料電池不能完全消耗掉所有的氫氣，多余的氫氣如不加利用而直接以燃燒形式排放掉，將極大地浪費(fèi)能源。因此，催化燃燒蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。
在現(xiàn)有的甲醇重整制氫技術(shù)中，美國的一項(xiàng)最新專利(Pub.No0046493A1)介紹了一種催化燃燒蒸發(fā)器，但其僅僅是兩種設(shè)備的簡單組合，即催化燃燒器和蒸發(fā)器并在一起，對燃燒尾氣廢熱的利用也沒有考慮，在技術(shù)上只是簡單的進(jìn)步；另外，其設(shè)備體積較大，效率不高，重量較大，因而不能滿足制氫系統(tǒng)緊湊及高效的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種催化燃燒蒸發(fā)器，該催化燃燒蒸發(fā)器可以解決一、可燃?xì)怏w(包括貧燃?xì)怏w)的完全燃燒，熱量的充分利用；二、減小燃燒蒸發(fā)器體系的體積；三、減小原料預(yù)熱、蒸發(fā)和催化燃燒之間的傳熱阻力，提高傳熱效率；四、對環(huán)境友好，安全性高。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種催化燃燒蒸發(fā)器，本體部分為板翅結(jié)構(gòu)，外加幾個(gè)封頭焊接而成，其燃燒腔和蒸發(fā)腔之間物流的流動(dòng)均為錯(cuò)流，腔與腔之間均有導(dǎo)熱板相隔；可燃?xì)怏w和空氣在燃燒腔內(nèi)發(fā)生催化燃燒反應(yīng)，放出大量熱，熱量大部分通過導(dǎo)熱板傳遞給蒸發(fā)腔，使蒸發(fā)腔內(nèi)需要?dú)饣脑蠚饣?br> 所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其所述本體為矩形體，在本體中，從左到右至少有十九個(gè)腔，其中，十個(gè)燃燒腔，九個(gè)蒸發(fā)腔，燃燒腔和蒸發(fā)腔都是扁形矩形腔體，腔體為板翅式結(jié)構(gòu)，以提高腔體的傳熱膜系數(shù)；燃燒腔前后敞口，內(nèi)流體沿前后方向流動(dòng)，上下為腔側(cè)壁，左右為導(dǎo)熱板；蒸發(fā)腔前后為腔側(cè)壁，上下為敞口，內(nèi)流體沿上下方向流動(dòng)，左右為導(dǎo)熱板；燃燒腔和蒸發(fā)腔相間布置，彼此通過導(dǎo)熱板緊密接觸，相鄰兩個(gè)腔內(nèi)的流體呈錯(cuò)流流動(dòng)；燃燒腔構(gòu)成十個(gè)平行通道，十個(gè)平行通道分為兩部分，右側(cè)的八個(gè)為主燃燒腔，左側(cè)的二個(gè)為第三次燃燒腔，燃燒腔內(nèi)裝滿燃燒催化劑；蒸發(fā)腔構(gòu)成九個(gè)平行通道，九個(gè)平行通道分為兩部分，左側(cè)的一個(gè)為一次蒸發(fā)腔，右側(cè)的八個(gè)為二次蒸發(fā)腔；
本體上方固接有第一封頭，下方固接有第二封頭，前方固接有第三封頭，后方固接有第四封頭，四個(gè)封頭都是矩形中空體；為了燃燒更加充分和完全，第三、第四封頭內(nèi)也裝有燃燒催化劑。
所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其所述燃燒腔和第三、第四封頭內(nèi)裝的燃燒催化劑，是顆粒催化劑，或是壁載催化劑。
所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其所述第一封頭將本體上方密封覆蓋，其內(nèi)部為進(jìn)料分布器g，位于二個(gè)第三次燃燒腔和一次蒸發(fā)腔上方，進(jìn)料分布器g的底板上均勻布有一排小孔，后端第一小孔與第四封頭相通，其余小孔與一次蒸發(fā)腔相通；其右側(cè)為另一封頭，密封于其余的本體上方，蓋頂面有一出口c。
所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其所述第二封頭，是在本體的底部，為一密封盒體，其上頂板將本體底部密封覆蓋，但蒸發(fā)腔下敞口與上頂板有一間隙，使九個(gè)蒸發(fā)腔相連通；前側(cè)板左端有一矩形孔，與第三封頭相通，在另一側(cè)壁上設(shè)有出口d。
所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其所述第三封頭，密封覆蓋于二個(gè)第三次燃燒腔、一次蒸發(fā)腔和第二封頭的矩形孔前方，與二個(gè)第三次燃燒腔和第二封頭相通；第三封頭右側(cè)固接有分布盤，分布盤為矩形中空體，將本體的其余部分密封覆蓋，其前側(cè)板上設(shè)有孔a，后側(cè)板上與八個(gè)主燃燒腔相對的位置，均勻設(shè)置許多小孔，使分布盤與八個(gè)主燃燒腔相通；分布盤的后側(cè)板內(nèi)面還水平設(shè)有數(shù)個(gè)第一水平分布管，第一水平分布管由豎直設(shè)置的垂直分布管密封連通，數(shù)個(gè)第一水平分布管內(nèi)最中間的分布管右端設(shè)一入口b，入口b從分布盤右側(cè)壁伸出，可以管道與外界相通；數(shù)個(gè)第一水平分布管的每一管的后側(cè)面上，都固接有八根第二水平分布管，每八根第二水平分布管都順序插入八個(gè)主燃燒腔內(nèi)，每個(gè)第二水平分布管子外周圓上設(shè)有一定數(shù)量的小孔，氣流通過所有第二水平分布管均勻吹入到各個(gè)燃燒腔。
所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其所述第四封頭，將本體后方密封覆蓋，其內(nèi)設(shè)有蛇行盤管，盤管的下口為入口c，入口c位于第四封頭的后板上，可以管道與外界相通，盤管的上口為出口f，出口f經(jīng)進(jìn)料分布器g的第一小孔與第一封頭相通。
所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其所述第四封頭，為蓋狀，將本體后方密封覆蓋，其內(nèi)設(shè)有蛇行盤管，盤管的下口為入口c，入口c位于第四封頭的后板上，可以管道與外界相通，盤管的上口為出口f，出口f經(jīng)進(jìn)料分布器g的第一小孔與第一封頭相通。
所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其所述可燃?xì)怏w，為富燃料氣，或?yàn)榭扇冀M分含量低的貧燃料氣。
所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其可燃?xì)怏w和空氣在燃燒腔內(nèi)發(fā)生四次催化燃燒反應(yīng)，原料液在蒸發(fā)腔內(nèi)發(fā)生二次蒸發(fā)，原料達(dá)到出口c處時(shí)已經(jīng)被充分氣化，溫度達(dá)到200-300℃。
本發(fā)明的特點(diǎn)是一、利用氣體分布器使得在反應(yīng)腔內(nèi)物料分布均勻，燃燒充分；二、采用了高效和集成的板翅式結(jié)構(gòu)，相鄰腔的換熱板厚度僅為0.15mm，每個(gè)腔體還有很多的翅片，它們和換熱板通過釬焊技術(shù)而融為一體，盡量減少傳熱阻力；同時(shí)，催化燃燒蒸發(fā)器體系的結(jié)構(gòu)緊湊，體積較??；三、為了防止可燃?xì)怏w的爆炸，本發(fā)明采用可燃?xì)怏w分布管技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了可燃?xì)怏w在整個(gè)腔內(nèi)均勻分布，而燃燒用氧從入口通過分布盤均勻進(jìn)入每個(gè)腔體，很好地保證了催化燃燒蒸發(fā)器內(nèi)部催化燃燒反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行。四、燃燒腔和蒸發(fā)腔之間形成了多次換熱，使得催化燃燒蒸發(fā)器的蒸發(fā)效果極佳。
本發(fā)明較好地把燃燒器和蒸發(fā)器耦合在同一催化燃燒蒸發(fā)器中，在結(jié)構(gòu)上將上述過程集成在一起，使體積變的輕巧緊湊。同時(shí)，燃燒腔和蒸發(fā)腔形成了多次換熱。使預(yù)料的蒸發(fā)和可燃?xì)怏w的燃燒巧妙的結(jié)合在一起，排放的尾氣溫度降到最低，而熱量幾乎全部高效地傳給了液體燃料。


圖1是本發(fā)明催化燃燒蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明催化燃燒蒸發(fā)器的本體實(shí)驗(yàn)流程圖；圖3是本發(fā)明催化燃燒蒸發(fā)器的燃燒腔溫度分布及測溫點(diǎn)位置示意圖；圖4是本發(fā)明催化燃燒蒸發(fā)器的蒸發(fā)腔溫度分布及測溫點(diǎn)位置示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，為本發(fā)明的催化燃燒蒸發(fā)器，催化燃燒蒸發(fā)器本體5為矩形體，在本體5中，從左到右共有十九個(gè)腔，其中，十個(gè)燃燒腔12，九個(gè)蒸發(fā)腔14，燃燒腔12和蒸發(fā)腔14都是扁形矩形腔體，腔體為板翅式結(jié)構(gòu)，以提高腔體的傳熱膜系數(shù)。燃燒腔12前后敞口，內(nèi)流體沿前后方向流動(dòng)，上下為腔側(cè)壁，左右為導(dǎo)熱板15；蒸發(fā)腔前后為腔側(cè)壁，上下為敞口，內(nèi)流體沿上下方向流動(dòng)，左右為導(dǎo)熱板16；燃燒腔12和蒸發(fā)腔14相間布置，彼此通過導(dǎo)熱板15、16緊密接觸，相鄰兩個(gè)腔內(nèi)的流體呈錯(cuò)流流動(dòng)。燃燒腔12構(gòu)成十個(gè)平行通道，十個(gè)平行通道分為兩部分，右側(cè)的八個(gè)為主燃燒腔12c，左側(cè)的二個(gè)為第三次燃燒腔12a、12b，燃燒腔12內(nèi)裝滿燃燒催化劑。蒸發(fā)腔14構(gòu)成九個(gè)平行通道，九個(gè)平行通道分為兩部分，左側(cè)的一個(gè)為一次蒸發(fā)腔14a，右側(cè)的八個(gè)為二次蒸發(fā)腔14b。
催化燃燒蒸發(fā)器本體5上方固接有封頭1，下方固接有封頭6，前方固接有封頭11，后方固接有封頭3，封頭1、6、11、3都是矩形中空體。
封頭1將本體5上方密封覆蓋，其內(nèi)部為進(jìn)料分布器g，位于二個(gè)第三次燃燒腔12a、12b和一次蒸發(fā)腔14a上方，進(jìn)料分布器g的底板上均勻布有一排小孔，后端第一小孔與封頭3相通，其余小孔與一次蒸發(fā)腔14a相通；其右側(cè)為另一封頭，密封于其余的本體5上方，蓋頂面有一出口c。
蓋狀封頭3將本體5后方密封覆蓋，其內(nèi)設(shè)有蛇行盤管4，盤管4的下口為入口c，入口c位于封頭3的后板上，可以管道與外界相通，盤管4的上口為出口f，出口f經(jīng)進(jìn)料分布器g的第一小孔與封頭1相通。
本體5的底部封頭6為一密封盒體，其上頂板將本體5底部密封覆蓋，但蒸發(fā)腔14下敞口與上頂板有一間隙，使九個(gè)蒸發(fā)腔14相連通；前側(cè)板左端有一矩形孔13，與封頭11相通，在另一側(cè)壁上設(shè)有出口d。
封頭11為一蓋體，密封覆蓋于二個(gè)第三次燃燒腔12a、12b、一次蒸發(fā)腔14a和封頭6的矩形孔13前方，與二個(gè)第三次燃燒腔12a、12b和封頭6相通。封頭11右側(cè)固接有分布盤9，分布盤9為矩形中空體，將本體5的其余部分密封覆蓋，其前側(cè)板上設(shè)有孔a，后側(cè)板上與八個(gè)主燃燒腔12c相對的位置，均勻設(shè)置許多小孔，使分布盤9與八個(gè)主燃燒腔12c相通。分布盤9的后側(cè)板內(nèi)面還水平設(shè)有數(shù)個(gè)水平分布管8，數(shù)個(gè)水平分布管8由豎直設(shè)置的垂直分布管8a密封連通，數(shù)個(gè)水平分布管8內(nèi)最中間的分布管右端設(shè)一入口b，入口b從分布盤右側(cè)壁伸出，可以管道與外界相通；每一水平分布管8的后側(cè)面上，都固接有八根水平分布管7，每八根水平分布管7都順序插入八個(gè)主燃燒腔12c內(nèi)，分布管子7外周圓上設(shè)有一定數(shù)量的小孔，水平分布管8和水平分布管7相互成正交連接，氣流通過所有這些分布管7可均勻吹入到各個(gè)燃燒腔12。
為了燃燒更加充分和完全，封頭3、封頭11內(nèi)也裝有燃燒催化劑，燃燒腔12、封頭3、封頭11內(nèi)裝的燃燒催化劑，可以是顆粒催化劑，也可以是壁載催化劑。
本實(shí)施例以燃料電池制氫系統(tǒng)中所需的催化燃燒蒸發(fā)器為例。本發(fā)明的催化燃燒蒸發(fā)器中用于燃燒的可燃?xì)怏w為氫氣，其設(shè)計(jì)量為單位催化燃燒蒸發(fā)器可汽化甲醇和水的混合物86ml/min(水醇摩爾比為1.2∶1)。
本發(fā)明的流程如下氫氣由入口b進(jìn)入水平分布管8再進(jìn)入水平分布管7，經(jīng)分布管7上分布的小孔，氫氣均勻進(jìn)入八個(gè)主燃燒腔12c，這樣做的目的一是為了燃燒均勻，二是避免了氫氧爆炸的危險(xiǎn)；空氣由孔a進(jìn)入到分布盤9，經(jīng)分布盤9上均勻布置的小孔，氣流以均勻方式吹入到八個(gè)主燃燒腔12c，與分散的氫氣接觸在催化劑表面上進(jìn)行催化燃燒(本發(fā)明稱為第一次燃燒)，八個(gè)主燃燒腔12c中的大部分，溫度保持在350℃左右，溫度可以通過進(jìn)入八個(gè)主燃燒腔12c的空氣量或氫氣量調(diào)節(jié)。氫氧混合氣在八個(gè)主燃燒腔12c燃燒后進(jìn)入封頭3，由于封頭3內(nèi)裝有燃燒催化劑，未燃燒的氫氣進(jìn)一步燃燒(本發(fā)明稱為第二次燃燒)，該處的溫度一般為450℃左右。氫氧混合氣在經(jīng)過第二次燃燒后回轉(zhuǎn)進(jìn)入了左側(cè)的兩個(gè)第三次燃燒腔12a、12b，進(jìn)一步燃燒(本發(fā)明稱為第三次燃燒)。通過第三次燃燒腔12a、12b出來的氣體在燃燒室11內(nèi)再進(jìn)一步燃燒(本發(fā)明稱為第四次燃燒)，這時(shí)燃燒腔12內(nèi)的燃料已基本上被完全消耗掉，而后燃燒尾氣通過矩形孔13進(jìn)入底部封頭6，再通過出口d排出外部。
需要?dú)饣脑?甲醇和水)先由入口e進(jìn)入設(shè)置在封頭3內(nèi)部的盤管4，原料液在盤管4內(nèi)和封頭3內(nèi)的二次燃燒氣流進(jìn)行換熱，將原料汽化一部分，使溫度提高到90℃左右。經(jīng)過預(yù)熱后的原料由盤管4的出口f流出，由進(jìn)料分布器g后端第一小孔進(jìn)入封頭1的進(jìn)料分布器g，原料在進(jìn)料分布器g內(nèi)經(jīng)過重新分布，經(jīng)其余的小孔均勻進(jìn)入一次蒸發(fā)腔14a(即蒸發(fā)腔14的左側(cè)第一個(gè)通道)，在一次蒸發(fā)腔14a內(nèi)，原料與燃燒腔12中的第一次燃燒熱氣流進(jìn)行換熱，使得部分水以及大部分甲醇被汽化。而后，原料在蒸發(fā)腔14底部，經(jīng)蒸發(fā)腔14下敞口與上頂板間的間隙，折返進(jìn)入二次蒸發(fā)腔14b(即蒸發(fā)腔14的右側(cè)的八個(gè)平行通道)。在蒸發(fā)腔14的底部折返處，封頭6內(nèi)燃燒完的高溫燃燒尾氣對蒸發(fā)腔14底部的原料起到加熱和保溫的作用，很好地避免了原料在底部被冷卻而造成積液現(xiàn)象。原料在蒸發(fā)腔14底部折返進(jìn)入二次蒸發(fā)腔14b后，原料與燃燒腔12中第一次燃燒的熱氣流再一次進(jìn)行了充分的換熱。在二次蒸發(fā)腔14b內(nèi)，利用升膜汽化方式，原料由二次蒸發(fā)腔14b底部進(jìn)入，由封頭2上的出口c排出催化燃燒蒸發(fā)器，原料達(dá)到出口c處時(shí)已經(jīng)被充分氣化，溫度可達(dá)到200-300℃。
按上述設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)制造的催化燃燒蒸發(fā)器本體的規(guī)格為100×100×130mm3，燃燒催化劑裝添量約為250mL。實(shí)驗(yàn)中按照圖2所示的流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，催化燃燒蒸發(fā)器內(nèi)部的燃燒腔和蒸發(fā)腔的溫度分布均勻(見圖3、圖4)。部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見表1，本發(fā)明完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
表1是本體實(shí)驗(yàn)中甲醇水溶液蒸發(fā)量和對應(yīng)的氫氣消耗量。

權(quán)利要求
1.一種催化燃燒蒸發(fā)器，本體部分為板翅結(jié)構(gòu)，外加幾個(gè)封頭焊接而成，其特征在于燃燒腔和蒸發(fā)腔之間物流的流動(dòng)均為錯(cuò)流，腔與腔之間均有導(dǎo)熱板相隔；可燃?xì)怏w和空氣在燃燒腔內(nèi)發(fā)生催化燃燒反應(yīng)，放出大量熱，熱量大部分通過導(dǎo)熱板傳遞給蒸發(fā)腔，使蒸發(fā)腔內(nèi)需要?dú)饣脑蠚饣?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其特征在于所述本體為矩形體，在本體中，從左到右至少有十九個(gè)腔，其中，十個(gè)燃燒腔，九個(gè)蒸發(fā)腔，燃燒腔和蒸發(fā)腔都是扁形矩形腔體，腔體為板翅式結(jié)構(gòu)，以提高腔體的傳熱膜系數(shù)；燃燒腔前后敝口，內(nèi)流體沿前后方向流動(dòng)，上下為腔側(cè)壁，左右為導(dǎo)熱板；蒸發(fā)腔前后為腔側(cè)壁，上下為敞口，內(nèi)流體沿上下方向流動(dòng)，左右為導(dǎo)熱板；燃燒腔和蒸發(fā)腔相間布置，彼此通過導(dǎo)熱板緊密接觸，相鄰兩個(gè)腔內(nèi)的流體呈錯(cuò)流流動(dòng)；燃燒腔構(gòu)成十個(gè)平行通道，十個(gè)平行通道分為兩部分，右側(cè)的八個(gè)為主燃燒腔，左側(cè)的二個(gè)為第三次燃燒腔，燃燒腔內(nèi)裝滿燃燒催化劑；蒸發(fā)腔構(gòu)成九個(gè)平行通道，九個(gè)平行通道分為兩部分，左側(cè)的一個(gè)為一次蒸發(fā)腔，右側(cè)的八個(gè)為二次蒸發(fā)腔；本體上方固接有第一封頭，下方固接有第二封頭，前方固接有第三封頭，后方固接有第四封頭，四個(gè)封頭都是矩形中空體；為了燃燒更加充分和完全，第三、第四封頭內(nèi)也裝有燃燒催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其特征在于所述燃燒腔和第三、第四封頭內(nèi)裝的燃燒催化劑，是顆粒催化劑，或是壁載催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其特征在于所述第一封頭將本體上方密封覆蓋，其內(nèi)部為進(jìn)料分布器g，位于二個(gè)第三次燃燒腔和一次蒸發(fā)腔上方，進(jìn)料分布器g的底板上均勻布有一排小孔，后端第一小孔與第四封頭相通，其余小孔與一次蒸發(fā)腔相通；其右側(cè)為另一封頭，密封于其余的本體上方，蓋頂面有一出口c。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其特征在于所述第二封頭，是在本體的底部，為一密封盒體，其上頂板將本體底部密封覆蓋，但蒸發(fā)腔下敞口與上頂板有一間隙，使九個(gè)蒸發(fā)腔相連通；前側(cè)板左端有一矩形孔，與第三封頭相通，在另一側(cè)壁上設(shè)有出口d。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其特征在于所述第三封頭，密封覆蓋于二個(gè)第三次燃燒腔、一次蒸發(fā)腔和第二封頭的矩形孔前方，與二個(gè)第三次燃燒腔和第二封頭相通；第三封頭右側(cè)固接有分布盤，分布盤為矩形中空體，將本體的其余部分密封覆蓋，其前側(cè)板上設(shè)有孔a，后側(cè)板上與八個(gè)主燃燒腔相對的位置，均勻設(shè)置許多小孔，使分布盤與八個(gè)主燃燒腔相通；分布盤的后側(cè)板內(nèi)面還水平設(shè)有數(shù)個(gè)第一水平分布管，第一水平分布管由豎直設(shè)置的垂直分布管密封連通，數(shù)個(gè)第一水平分布管內(nèi)最中間的水平分布管右端設(shè)一入口b，入口b從分布盤右側(cè)壁伸出，可以管道與外界相通；數(shù)個(gè)第一水平分布管的每個(gè)管的后側(cè)面上，都固接有八根第二水平分布管，每八根第二水平分布管都順序插入八個(gè)主燃燒腔內(nèi)，每個(gè)第二水平分布管子外周圓上設(shè)有一定數(shù)量的小孔，氣流通過所有第二水平分布管均勻吹入到各個(gè)燃燒腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其特征在于所述第四封頭，將本體后方密封覆蓋，其內(nèi)設(shè)有蛇行盤管，盤管的下口為入口c，入口c位于第四封頭的后板上，可以管道與外界相通，盤管的上口為出口f，出口f經(jīng)進(jìn)料分布器g的第一小孔與第一封頭相通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其特征在于所述可燃?xì)怏w，為富燃料氣，或?yàn)榭扇冀M分含量低的貧燃料氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化燃燒蒸發(fā)器，其特征在于可燃?xì)怏w和空氣在燃燒腔內(nèi)發(fā)生四次催化燃燒反應(yīng)，原料液在蒸發(fā)腔內(nèi)發(fā)生二次蒸發(fā)，原料達(dá)到出口c處時(shí)已經(jīng)被充分氣化，溫度達(dá)到200-300℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種催化燃燒蒸發(fā)器，其中主體部分為板翅結(jié)構(gòu)，外加幾個(gè)封頭焊接而成，燃燒腔和蒸發(fā)腔之間物流的流動(dòng)均為錯(cuò)流，腔與腔之間均有導(dǎo)熱板相隔；可燃?xì)怏w和空氣在燃燒腔發(fā)生催化燃燒反應(yīng)，放出大量熱，熱量大部分通過導(dǎo)熱板傳遞給汽化腔。本發(fā)明其催化燃燒反應(yīng)溫度溫和，能量效率高，污染極小，對環(huán)境極其友好；運(yùn)行穩(wěn)定，易操作；結(jié)構(gòu)緊湊，通過多個(gè)單元的并行處理即可擴(kuò)大蒸發(fā)量；催化燃燒蒸發(fā)器用作民用供熱水裝置具有潛在的意義；催化燃燒蒸發(fā)器還可以廣泛用于強(qiáng)放熱和吸熱的耦合反應(yīng)體系，以及需要對反應(yīng)物進(jìn)行預(yù)處理的過程中，特別適用于燃料電池制氫系統(tǒng)、現(xiàn)場制氫系統(tǒng)和集中規(guī)模站制氫系統(tǒng)中液體原料的預(yù)熱和氣化。
文檔編號F23C6/00GK1995889SQ20051013076
公開日2007年7月11日 申請日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者王樹東, 李世英, 潘立衛(wèi), 王勝, 袁中山 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所