[發明專利]等離子體解水制氫高效節能鍋爐

無效

• 申請號: 201210524134.4
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103011075A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 路運龍
• 申請（專利權）人: 路運龍
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種等離子體解水制氫高效節能鍋爐，屬于可重復利用能源、綠色環保、節能減排技術領域。

背景技術

目前民用鍋爐所使用的燃料大約有三種：煤炭、燃油和機制有機木柴，但是這些都是不可再生的能源，將隨著人們的消耗和時光的流失而逐漸枯竭。長久以來，讓水變成可重復利用的替代能源一直是人們的美好愿望：水分子是由氫和氧(H2O)構成，按實質重量每公斤水大約含氫11％、含氧89％，氫可以燃燒、氧能助燃，氫燃燒的熱值是汽油的三倍之多，而且氫燃燒之后所生成的是水，不污染環境，是一種非常潔凈可重復使用的燃料。但是目前的制氫技術還不能實現大規模商業化制氫，因為現有制氫技術的能源消耗太大，而且效率很低，得不償失。

近十年來，等離子體技術在工業上的應用發展很快，例如：等離子體點火、等離子體噴涂、等離子體加熱、等離子體切割、等離子體拉積焚化、廢物處理等等。等離子體是在電離層或者放電現象下所形成的一種狀態(俗稱第四態)，伴隨著放電現象將會生成激發原子、激發離子、離解原子、游離原子團、原子或者分子離子群的活性化學物以及它們與其它的化學物碰撞而引起的反應。在等離子體發生器中，放電作用使工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態，經過相互碰撞而產生高溫并分解，溫度可高達幾萬度以上，而離子的溫度僅僅略高于常溫，因此在放電場內的溫度接近常溫，俗稱為低溫等離子體或者非平衡低溫等離子體。

發明內容

本發明的目的是克服現有鍋爐節能技術設備的缺點和不足，提供一種耗能低、效率高、分解速度快的以水為原料的等離子體解水制氫制氧高效節能鍋爐。把水作為制氫、制氧可重復使用的原料，從而達到大幅度提高節能、減排指標的目的。

本發明的等離子體解水制氫高效節能鍋爐的技術方案，是在鍋爐上增設一套包括“低溫等離子體發生器、高頻高壓電源、金屬蒸汽管、蒸汽開關、阻火器和噴射管”分解水分子的制氫制氧設備。把鍋爐自體產生的一部分水蒸汽，在非平衡低溫等離子體發生器內迅速活化、裂化、分解生成氫氣分子、氧氣分子和氫離子、氧離子，再把分解后可低溫燃燒、助燃的氫、氧分子以及氫、氧離子和燃料一起送入爐膛燃燒，從而達到增加氫氣和氧氣或者替代部分燃料增加氧氣，實現大幅度節約燃料、提高節能減排指標的目的。

本發明的等離子體解水制氫高效節能鍋爐，是由鍋爐爐體、爐膛、爐膽、風機、爐渣室、爐渣門、加料門、噴射管、阻火器、低溫等離子體發生器、高頻高壓電源、蒸汽開關和蒸汽管道構成。其特征是：在鍋爐爐體上設計安裝有風機、爐渣室、爐渣門、加料門、阻火器、低溫等離子體發生器、高頻高壓電源、蒸汽開關、蒸汽管道，在鍋爐爐膛內安裝有氫氣、氧氣噴射管。高頻高壓電源連接著低溫等離子體發生器，低溫等離子體發生器連接著阻火器，阻火器連接著噴射管，噴射管的另一端安裝在爐膛內。蒸汽管道的一端連接著爐膽的頂端、另一端連接著蒸汽開關。高頻高壓電源由220伏交流市電供電。

本發明的低溫等離子體發生器的設計方案有兩種：第一種是介質阻擋放電式非平衡低溫等離子體發器，是由平板陽極(13)、平板陰極(14)、絕緣介質封裝套(17)、陽極電極(18)、陰極電極(16)、水蒸氣入口(19)、氫氣、氧氣出口(20)和絕緣殼體(15)構成。平板陽極(13)和陽極電極(18)連接，平板陰極(14)和陰極電極(16)連接，平板陽極(13)和平板陰極(14)封裝在絕緣介質封裝套(17)內，平板陽極(13)、平板陰極(14)、絕緣介質封裝套(17)、陽極電極(18)、陰極電極(16)安裝在絕緣殼體(15)中。平板陽極(13)和平板陰極(14)用鋁板、不銹鋼板、金屬網、金屬箔制成。第二種是圓筒式非平衡低溫等離子體發生器，是由圓筒狀陰極(14)和圓筒狀狀陽極(13)、絕緣介質封裝筒(21)、陽極電極(18)、陰極電極(16)、水蒸氣入口(19)、氧氣、氫氣出口(20)、絕緣封裝架(22)構成。圓筒狀陰極(14)通過絕緣封裝架(22)同軸安裝固定在絕緣介質封裝筒(21)的中間。絕緣介質封裝筒(21)用石英玻璃或者耐溫塑料制成，圓筒狀陽極(13)用鋁箔或者金屬網黏貼在絕緣介質封裝筒(21)的外圍，圓筒狀陰極(14)用不銹鋼管制成。水蒸氣入口(19)和氧氣、氫氣出口(20)安裝在絕緣封裝架(22)上。