CN103900098A - 氢能废热锅炉助燃系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于锅炉的氢能废热锅炉助燃系统，该锅炉包括一本体及一自该本体往外延伸的排烟管，该锅炉外安装有用以对该锅炉内的冷水加热的燃烧器，该氢能废热锅炉助燃系统包含一转换器、一氢气输送管及一甲醇水供给单元。该转换器安装在锅炉的排烟管上，该氢气输送管安装在该转换器与该燃烧器之间，该甲醇水供给单元包括一抽送甲醇水进入该转换器的第二泵。通过该转换器将该甲醇水加热气化产生氢气，再将氢气导入该燃烧器，可以提高燃烧效率，可以减少燃油使用量，节省成本及可避免能源浪费。

Description

氢能废热锅炉助燃系统
技术领域
本发明涉及一种锅炉，特别是涉及一种氢能废热锅炉助燃系统。
背景技术
一般锅炉系统虽然具有可以将冷水加热变成蒸汽以供使用的功能，但是存有燃烧效率不佳，导致燃油使用量大、购买燃油成本高，造成能源浪费的缺点。
为了提高燃烧效率以减少燃油使用量，有业者对锅炉进行改进，但是此种方式又衍生出需要变动原有锅炉的构造，导致有制造成本高的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以提高燃烧效率，可以减少燃油使用量、节省购油成本、避免能源浪费，且不用修改锅炉构造的氢能废热锅炉助燃系统。
本发明氢能废热锅炉助燃系统用于锅炉，该锅炉包括一本体，及自该本体往外延伸并连通该锅炉内部的一排烟管；该锅炉外安装有用以对锅炉内的冷水加热的燃烧器；该氢能废热锅炉助燃系统包含一转换器、一氢气输送管及一甲醇水供给单元。
该转换器安装于锅炉的排烟管并接收自该排烟管排出的热烟。
该氢气输送管安装在该转换器与该燃烧器之间。
该甲醇水供给单元包括一第二水箱，及一抽送该第二水箱内的甲醇水进入该转换器的第二泵。通过该转换器将该甲醇水气化产生氢气，再将该氢气导入该燃烧器。
本发明所述的氢能废热锅炉助燃系统，该转换器包括一与该排烟管衔接固结的外壳，分别设置于该外壳的一甲醇水入口与一氢气出口，一安装在该外壳内并连通该甲醇水入口的吸热管，一位于该外壳内并连通该吸热管的储气室，一位于该储气室顶端并连通该储气室的触媒单元，一位于该触媒单元顶端并连通该触媒单元的集氢室，及一安装在该集氢室与该氢气出口之间的出氢管。
本发明所述的氢能废热锅炉助燃系统，该锅炉的排烟管具有一底段及一顶段，该转换器的外壳具有一中筒，及分别自该中筒缩径朝向相反方向延伸的一底连接管与一顶连接管，该底连接管与该排烟管的底段衔接，该顶连接管与该排烟管的顶段衔接。
本发明所述的氢能废热锅炉助燃系统，该转换器的外壳还具有一安装固定于该中筒的把手。
本发明所述的氢能废热锅炉助燃系统，该储气室由一固定于该外壳的底板，一安装固定在该底板上并与该吸热管连通的底环，及一固定在该底环上的底盘所组成，该集氢室由一顶盘，一安装固定在该顶盘上的顶环，及一固定在该顶环上的顶板所组成，该触媒单元包括数支安装固定在该底盘与该顶盘之间且连通该储气室与该集氢室的触媒管。
本发明所述的氢能废热锅炉助燃系统，该转换器还包括一滤网单元，该滤网单元包括一固定于该储气室的底盘并封闭每一支触媒管的一底开口的底滤网，及一固定于该集氢室的顶盘并封闭每一支触媒管的一顶开口的顶滤网。
较佳地，该储气室由一固定于该外壳的底部的底板，一安装固定在该底板上的底环，及一固定在该底环上的底盘所组成；该吸热管位于该外壳内的上部，具有数个环圈；该锅炉的排烟管具有一底段，该转换器的外壳具有一底连接管，该底连接管与该排烟管的底段衔接；该储气室位于该外壳内的下部，并位于该底连接管的顶端。
较佳地，该底连接管与该排烟管的底段彼此焊接固结，该顶连接管与该排烟管的顶段彼此焊接固结。
较佳地，该储气室的底板不与储气室内部接触的外围设置数个穿孔。
本发明的有益效果在于：通过该转换器将该甲醇水气化产生氢气，再将该氢气导入该燃烧器，可以提高该燃烧器的燃烧效率以减少燃油的使用量，通过该转换器直接接收该热烟完成对甲醇水的加热气化作业，可以有效利用废热、降低成本。
附图说明
图1是本发明氢能废热锅炉助燃系统一较佳实施例的平面示意图；
图2是该较佳实施例的一转换器的组合剖视图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
在详细说明前要注意的是，在整篇说明书中所使用的相对位置用语，例如“顶”、“底”，是以各图所示暨正常使用方位为基准，而在本说明书中，甲醇水指的是甲醇和水的混合，一般是以工业用甲醇2份与过滤后的水1份混合。
如图1、图2所示，本发明氢能废热锅炉助燃系统一较佳实施例包含一锅炉20、一冷水供给单元30、一燃烧单元40、一转换器50、一氢气输送管60及一甲醇水供给单元70。
该锅炉20包括一本体21，及分别设置于该本体21往外延伸并连通该锅炉20内部的一排烟管22、一冷水进水管23与一蒸汽排出管24，该锅炉20的排烟管22具有一底段221及一顶段222。
由于该锅炉20的构造及使用为锅炉技术领域的技术人员所易于了解，且其并非本发明的特点所在，所以在此不赘述其详细构造及使用。
该冷水供给单元30包括一第一水箱31，一连接该冷水进水管23的第一泵32，及一安装在该第一水箱31与该第一泵32之间的第一连接管33，通过该第一泵32可以抽送该第一水箱31内的冷水流经该冷水进水管23进入该锅炉20内。
该燃烧单元40包括一燃油箱41，一安装在该锅炉20外即该锅炉20的本体21顶端的燃烧器42，及一安装在该燃油箱41与该燃烧器42之间的燃油输送管43。
该燃烧器42可以向下喷火进而可对该锅炉20内的冷水进行加热，冷水被加热后所产生的蒸汽可经由该蒸汽排出管24流出，且该燃烧器42运作时可以同时汲吸该燃油箱41内的燃油经由该燃油输送管43进入该燃烧器42内，本较佳实施例该燃油为柴油，但也可为其他燃料，例如煤油、瓦斯或石化燃料。
该转换器50安装于该排烟管22以接收自该排烟管22排出的热烟，其包括一与该排烟管22衔接并彼此焊接固结的外壳51，分别设置于该外壳51的一甲醇水入口52与一氢气出口53，一安装在该外壳51内并连通该甲醇水入口52的吸热管54，一位于该外壳51内并连通该吸热管54的储气室55，一位于该储气室55顶端的触媒单元56，一位于该触媒单元56顶端的集氢室57，一安装在该集氢室57与该氢气出口53之间的出氢管58，及一滤网单元59。
该外壳51具有一中筒511，分别自该中筒511缩径朝向相反方向延伸的一底连接管512与一顶连接管513，及一安装固定于该中筒511可以方便搬运的把手514。
关于该转换器50与该排烟管22的组装，只需先将该排烟管22切断，接着将该外壳51的底连接管512与该排烟管22的一底段221衔接并彼此焊接固结，再将该外壳51的顶连接管513与该排烟管22的一顶段222衔接并彼此焊接固结，就可以完成该转换器50与该排烟管22的组装作业，借此，由该排烟管22排出的热烟可以经由该底段221先进入该转换器50内，最后经由该顶段222排出。
该吸热管54位于该外壳51内的上部，具有数个环圈541，一自该环圈541朝向顶端延伸连接该甲醇水入口52的顶连接脚542，及一自该环圈541朝向底端延伸连通该储气室55的底连接脚543。
该储气室55位于该外壳51内的下部，由一固定在该外壳51的底部的底板551，一安装固定在该底板551上并与该吸热管54的该底连接脚543连通的底环552，及一固定在该底环552上的底盘553所组成，且该底板551不与储气室55内部接触的外围设置数个穿孔554，以使热烟可以通过所述穿孔554流向该外壳51的上部，并通过该吸热管54吸附热烟的热能。
该集氢室57由一顶盘571，一安装固定在该顶盘571上的顶环572，及一固定在该顶环572上的顶板573所组成。
该触媒单元56包括数支安装固定在该底盘553与该顶盘571之间且连通该储气室55与该集氢室57的触媒管561，在本较佳实施例中，每一支触媒管561是在一连通管内填充锌铜触媒所组成，通过触媒反应，可以提高氢气的纯度。
该出氢管58安装在该顶板573与该氢气出口53之间，且连通该集氢室57以使氢气可以流出。
该滤网单元59包括一固定于该底盘553并封闭每一支触媒管561的底开口的底滤网591，及一固定于该顶盘571并封闭每一支触媒管561的顶开口的顶滤网592，借此可以防止触媒被带入该储气室55与该集氢室57。
该氢气输送管60安装在该转换器50的该氢气出口53与该燃烧器42之间，用以将氢气输入该燃烧器42以提高燃烧效率。
该甲醇水供给单元70包括一第二水箱71，一第二泵72，一安装在该第二水箱71与该第二泵72之间的第二连接管73，及一安装在该第二泵72与该转换器50的甲醇水入口52之间的甲醇水输送管74，通过该第二泵72可以抽送该第二水箱71内的甲醇水流经该甲醇水输送管74进入该转换器50的该吸热管54内。
使用时，先通过该第一泵32将该第一水箱31内的冷水抽送入该锅炉20内，通过该第二泵72将该第二水箱71内的甲醇水抽送入该转换器50的吸热管54，接着令该燃烧器42开始运作，通过该燃烧器42向下喷火就可以加热该冷水，因燃烧加热所产生的热烟可经由该排烟管22排出，立即进入该转换器50的外壳51的底连接管512，且所述热烟会通过该底板551流入该外壳51的顶部，进而通过该吸热管54吸附所述热烟的热能，借此，当甲醇水流入该吸热管54的数个环圈541时就可以被第一阶段加热，并被加热气化产生二氧化碳与氢气(总反应式CH3OH+H2O→CO2+3H2)，接着进入该储气室55被均匀分散，因为该储气室55位于该底连接管512顶端，能直接接收热烟也具备高温，所以还可进行第二阶段的加热气化，以提高甲醇水的气化效率，然后该储气室55内的氢气及二氧化碳流入所述触媒管561产生触媒反应，可以提高氢气的纯度，接着氢气流入该集氢室57，然后依续进入该出氢管58、该氢气输送管60，最后进入该燃烧器42以提高燃烧效率，等该锅炉20内的冷水被加热变成蒸汽，就可以经由该蒸汽排出管24排放到工作现场使用。
根据实际测试，在未将氢气导入该燃烧器42的情况下，加热1㎏的冷水平均需要使用0.0893㎏的柴油，使用本发明将氢气导入该燃烧器42的情况下，加热1㎏的冷水平均需要使用0.0772㎏的柴油及0.0122㎏的甲醇水，因为甲醇水比柴油的购买成本低很多，换算成购买成本，使用本发明燃烧1㎏的冷水平均可以节省0.045元人民币。
归纳上述，本发明氢能废热锅炉助燃系统具有如下所述的功效及优点：
一、本发明通过该转换器50将该甲醇水气化产生氢气，再将氢气导入该燃烧器42内可以有效提高燃烧效率，可以减少该燃油的使用量，可以节省成本，避免能源浪费。
二、本发明将该转换器50安装在该排烟管22上，可以利用自该排烟管22排出的热烟完成对甲醇水的加热气化作业，可以有效利用废热、降低成本。
三、本发明不需要修改现有该锅炉20的构造，可以降低制造成本。

Claims (9)

1.一种用于锅炉的氢能废热锅炉助燃系统，该锅炉包括一本体，及自该本体往外延伸并连通该锅炉内部的一排烟管；该锅炉外安装有用以对锅炉内的冷水加热的燃烧器；该氢能废热锅炉助燃系统包含一转换器、一氢气输送管及一甲醇水供给单元，其特征在于：
该转换器安装于锅炉的排烟管并接收自该排烟管排出的热烟；
该氢气输送管安装在该转换器与该燃烧器之间；
该甲醇水供给单元包括一第二水箱，及一抽送该第二水箱内的甲醇水进入该转换器的第二泵；
通过该转换器将该甲醇水气化产生氢气，再将氢气经该氢气输送管导入该燃烧器。
2.根据权利要求1所述的氢能废热锅炉助燃系统，其特征在于：
该转换器包括一与该排烟管衔接固结的外壳，分别设置于该外壳的一甲醇水入口与一氢气出口，一安装在该外壳内并连通该甲醇水入口的吸热管，一位于该外壳内并连通该吸热管的储气室，一位于该储气室顶端并连通该储气室的触媒单元，一位于该触媒单元顶端并连通该触媒单元的集氢室，及一安装在该集氢室与该氢气出口之间的出氢管。
3.根据权利要求2所述的氢能废热锅炉助燃系统，其特征在于：
该锅炉的排烟管具有一底段及一顶段，该转换器的外壳具有一中筒，及分别自该中筒缩径朝向相反方向延伸的一底连接管与一顶连接管，该底连接管与该排烟管的底段衔接，该顶连接管与该排烟管的顶段衔接。
4.根据权利要求3所述的氢能废热锅炉助燃系统，其特征在于：
该转换器的外壳还具有一安装固定于该中筒的把手。
5.根据权利要求4所述的氢能废热锅炉助燃系统，其特征在于：
该储气室由一固定于该外壳的底板，一安装固定在该底板上并与该吸热管连通的底环，及一固定在该底环上的底盘所组成，该集氢室由一顶盘，一安装固定在该顶盘上的顶环，及一固定在该顶环上的顶板所组成，该触媒单元包括数支安装固定在该底盘与该顶盘之间且连通该储气室与该集氢室的触媒管。
6.根据权利要求5所述的氢能废热锅炉助燃系统，其特征在于：
该转换器还包括一滤网单元，该滤网单元包括一固定于该储气室的底盘并封闭每一支触媒管的一底开口的底滤网，及一固定于该集氢室的顶盘并封闭每一支触媒管的一顶开口的顶滤网。
7.根据权利要求2所述的氢能废热锅炉助燃系统，其特征在于：
该储气室由一固定于该外壳的底部的底板，一安装固定在该底板上的底环，及一固定在该底环上的底盘所组成；该吸热管位于该外壳内的上部，具有数个环圈；该锅炉的排烟管具有一底段，该转换器的外壳具有一底连接管，该底连接管与该排烟管的底段衔接；该储气室位于该外壳内的下部，并位于该底连接管的顶端。
8.根据权利要求3所述的氢能废热锅炉助燃系统，其特征在于：
该底连接管与该排烟管的底段彼此焊接固结，该顶连接管与该排烟管的顶段彼此焊接固结。
9.根据权利要求5所述的氢能废热锅炉助燃系统，其特征在于：
该储气室的底板不与储气室内部接触的外围设置数个穿孔。
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