[發(fā)明專利]氫能源鍋爐

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010581030.8
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN102095194A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設計）人: 李寶偉;李治;韓桂霞
• 申請（專利權）人: 沈陽威德新能源有限公司
• 主分類號: F23C5/08
• 分類號: F23C5/08;F23D14/00;F23D14/48;C25B1/04
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 刁佩德

技術領域

本發(fā)明涉及一種用清潔能源氫氣作燃料的鍋爐，特別是一種棄用傳統(tǒng)鍋爐結構而充分利用熱裂解水產(chǎn)生熱能的高效換熱型氫能源鍋爐。該鍋爐供熱主要通過制氫過程中產(chǎn)生的熱量進行換熱和利用氫、氧氣燃燒熱裂解水制取的氫、氧氣再爆燃來提高燃料熱值，以顯著增加換熱效率。

背景技術

目前，新能源的開發(fā)利用已是當務之急，為發(fā)展可再生燃料而進行的研發(fā)，已在各國科技界普遍開展。近年來，因能源及環(huán)境問題的尖銳化，氫經(jīng)濟更得到一些國家政府的大力倡導和資助，并被各界人士廣為重視。我們知道水由是H₂O組成，由?2個氫原子1個氧原子組成，水最少有兩種以上的方法可將其分解成氫氣、氧氣，一種是電解法，一種是熱裂解法，只要將水加熱到900℃以上水就可以裂解成氫氣、氧氣參與燃燒。然而，使氫經(jīng)濟成為可以取代目前石油經(jīng)濟的一種實用燃料經(jīng)濟，尚有待在若干關鍵（如氫氣的高效制取與儲運）技術上的突破性發(fā)展。

據(jù)國內(nèi)、外文獻報導，作為清潔能源氫能源鍋爐的制造技術雖然已有諸多種，但真正意義上能形成批量生產(chǎn)及廣泛應用的氫能源鍋爐確不多。現(xiàn)有的氫能源鍋爐主要有：如公開號為CN101650071A的“氫氧液體燃料氣化鍋爐”，如公開號為CN2913854Y的“一種助燃鍋爐”如公開號為CN2864469Y的“立式煤炭氣化三室燃氣鍋爐”?如授權公告號為CN201104009Y的“氫氧助燃臥式鍋爐”等，這些專利公開的內(nèi)容主要是通過向燃煤的爐中噴射水蒸汽，使水蒸汽熱裂解成氫、氧氣參與燃燒，達到増能減排的目的。但以上專利受其結構與燃料限制，很難形成穩(wěn)定的2000℃以上高溫熱源將水蒸汽熱裂解成氫、氧氣參與燃燒。如不能將水蒸汽熱裂解成氫、氧氣，則加入的水蒸汽是有害的，會與煤中的硫化合成硫化物，腐蝕爐體，污染空氣。如公開號為CN145318A的“氫能鍋爐”，其采用高壓強脈沖電流向水中的電極板供電，瞬間將水汽化同時產(chǎn)生氫氣、氧氣參與燃燒、其想法是好的，但加入大量水蒸汽的氫、氧氣，根本無法點燃，就更談不上作燃料了。如授權公告號為CN2376575Y的“燃氫熱水鍋爐”，公開了采用電解水制氫，氫燃燒加熱鍋爐的方法。其電解水制氫，再燃氫加熱鍋爐，其過程沒有能量放大，還不如使用電鍋爐安全效率高，也不存在節(jié)能。如公開號為CN1587801的“水原料燃氫鍋爐的裝置和方法”，其采用初期對水進行磁化為活性水，先期用電或天然氣加熱蜂窩狀的鈦鋼板1000℃，再向鈦鋼板噴水蒸汽使水蒸汽進一步細化増溫熱裂解成氫、氧氣參與燃燒，試圖達到燒水不燒油實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。但因其熱裂解氫的條件不夠，水蒸汽難以熱裂解成氫、氧氣。經(jīng)過計算得知，如果鈦板為1000℃，水蒸汽為350℃，其溫度相加等1350℃，1350℃÷2﹦675℃，水的熱裂解溫度是900℃以上、其沒有配備高溫熱源、熱裂解很難持續(xù)進行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氫能源鍋爐，它克服了現(xiàn)有燃氫或氫助燃鍋爐存在的制氫效率低，水蒸汽達不到熱裂解制氫條件等缺陷，其與傳統(tǒng)鍋爐相比，設計合理、結構緊湊，體積小，通過制氫過程中產(chǎn)生的熱量進行換熱和利用氫、氧氣燃燒熱裂解水制取的氫、氧氣再爆燃來提高燃料熱值，以顯著增加換熱效率，有效地實現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能、降耗。

本發(fā)明所采用的技術方案是：該氫能源鍋爐，包括帶有外殼和腳輪的底座，組裝在底座上的氫、氧氣為燃料的燃燒機，帶有浮子液位計、補水單向閥和安全閥的氫、氧氣發(fā)生罐，循環(huán)水泵，高、低溫換熱器以及通過導線連接的高頻直流脈沖電源，其特征在于：所述燃燒機采用熱激制氫燃燒機，熱激制氫燃燒機殼體內(nèi)設置帶有護套和耐熱陶瓷襯套的螺旋加熱管，組裝在所述螺旋加熱管盤管中心內(nèi)的耐熱陶瓷熱島以及固定在所述殼體的底座上的燃氣噴嘴；所述氫、氧氣發(fā)生罐通過氣液分離罐和防回火罐連接所述熱激制氫燃燒機，所述熱激制氫燃燒機殼體的熱氣流出口與所述高、低溫換熱器組成的循環(huán)供熱管路連通。

所述氫、氧氣發(fā)生罐的罐體由金屬外罐體和非金屬絕緣內(nèi)罐體復合而成，通過所述罐體上部進水口的連接管件和底部排水口的循環(huán)水泵與換熱器組成循環(huán)水管路，所述氫、氧氣發(fā)生罐的氫、氧氣輸出管連接內(nèi)置消泡不銹鋼網(wǎng)和浮子針閥的氣液分離罐以及防回火罐，并經(jīng)所述防回火罐的氫、氧氣出口連接供氣管，所述氫、氧氣發(fā)生罐的罐體內(nèi)，通過固定在罐體兩側(cè)的陰、陽極接線柱懸掛由外表面涂鍍釋氫合金層的電解紫銅板制成的柵板式電極板，陰、陽極接線柱與所述高頻直流脈沖電源連接。