[實用新型]氫能源鍋爐

無效

• 申請號: 201020650458.9
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN201992627U
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（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

本實用新型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鍋爐結構而充分利用熱裂解水產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，新能源的開發利用已是當務之急，為發展可再生燃料而進行的研發，已在各國科技界普遍開展。近年來，因能源及環境問題的尖銳化，氫經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，使氫經濟成為可以取代目前石油經濟的一種實用燃料經濟，尚有待在若干關鍵（如氫氣的高效制取與儲運）技術上的突破性發展。

據國內、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及廣泛應用的氫能源鍋爐確不多。現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節能減排的目的。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、熱裂解很難持續進行。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種氫能源鍋爐，它克服了現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，其與傳統鍋爐相比，設計合理、結構緊湊，體積小，通過制氫過程中產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，有效地實現了環保、節能、降耗。

本實用新型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、氧氣發生罐，循環水泵，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供熱管路連通。

所述氫、氧氣發生罐的罐體由金屬外罐體和非金屬絕緣內罐體復合而成，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水泵與換熱器組成循環水管路，所述氫、氧氣發生罐的氫、氧氣輸出管連接內置消泡不銹鋼網和浮子針閥的氣液分離罐以及防回火罐，并經所述防回火罐的氫、氧氣出口連接供氣管，所述氫、氧氣發生罐的罐體內，通過固定在罐體兩側的陰、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。