CN104296157A - 一种水燃料氢氧助燃锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水燃料氢氧助燃锅炉，包括设有炉膛的炉体，还包括固定于炉膛内并向该炉膛供应氢、氧气体的氢、氧气体产生装置，氢、氧气体产生装置包括：氢、氧气体产生室，内为中空形成反应空间，其设有与反应空间连通的第一出气口，反应空间内设有用于盛放反应催化剂的反应台；储水室，连接于氢、氧气体产生室下端，设有与反应空间相通的储水空间，其设有与储水空间连通的进水口。本发明具有能有效改善燃料的燃尽率，提高燃烧热效率，减少有害气体排放，环保节能效果显著，结构紧凑的优点。

Description

一种水燃料氢氧助燃锅炉

技术领域

本发明涉及一种锅炉，特别涉及一种水燃料氢氧助燃锅炉。

背景技术

锅炉是普遍应用于工业、公共供热设施中的热工设备。现有技术的燃煤、燃油锅炉由于结构上的局限，存在燃料燃尽率低，燃烧热效率低的问题，造成燃料资源的浪费，同时，有害气体排放量大，对生态环境污染明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效改善燃料的燃尽率，提高燃烧热效率，减少有害气体排放，环保节能效果显著，结构紧凑的水燃料氢氧助燃锅炉。

根据本发明的一个方面，提供了一种水燃料氢氧助燃锅炉，包括设有炉膛的炉体，还包括固定于炉膛内并向该炉膛供应氢、氧气体的氢、氧气体产生装置，氢、氧气体产生装置包括：

氢、氧气体产生室，内为中空形成反应空间，其设有与反应空间连通的第一出气口，反应空间内设有用于盛放反应催化剂的反应台；

储水室，连接于氢、氧气体产生室下端，设有与反应空间相通的储水空间，其设有与储水空间连通的进水口。

在一些实施方式中，氢、氧气体产生装置还可以包括与氢、氧气体产生室连接的分气室，该分气室设有容气空间，容气空间与第一出气口连通，分气室设有第二出气口及用于吸附第一出气口喷出的氢、氧气体中混有的水蒸气的滤气板。

在一些实施方式中，还可以包括：与第一出气口连通且用于喷射氢、氧气体的喷气器；

或与第二出气口连通且用于喷射氢、氧气体的喷气器。

在一些实施方式中，喷气器可以设于炉膛的主燃区。

在一些实施方式中，氢、氧气体产生装置可以固定于炉膛燃尽区的内壁处。

在一些实施方式中，第一出气口可以为两个，对称设置于氢、氧气体产生室的侧壁上，两个分气室对称连接于氢、氧气体产生室的两侧并分别与两个第一出气口对应连通。

在一些实施方式中，氢、氧气体产生室可以设有将该氢、氧气体产生室的上端分隔成相等两部分以便于所产生的氢氧气体均匀定量排出的导气隔板。

在一些实施方式中，还可以包括：位于喷气器与第二出气口相连管路上的调节阀，调节阀包括减压阀、截止阀和溢气阀中的一个或多个；或位于喷气器与第一出气口相连管路上的调节阀，调节阀包括减压阀、截止阀和溢气阀中的一个或多个。

在一些实施方式中，还可以包括位于进水口与外部供水源相连管路上的水控阀。

在一些实施方式中，反应台可以为固定于反应空间的筛网。

本发明一种水燃料氢氧助燃锅炉，在现有技术燃煤、燃油锅炉结构的基础上，在炉膛内设有氢、氧气体产生装置，其储水室内储有的水在炉火温度作用下不断产生水蒸气，水蒸气进入放置有反应催化剂的氢、氧气体产生室内，水蒸气在高温条件（300°C以上）及反应催化剂的作用下分解出氢气和氧气，氢气和氧气进入炉膛内参与燃烧，氢气具有高效高热值的特性，氧气具有助燃作用，使得炉膛的燃烧温度迅速提高，有效地改善了燃料的燃尽率，提高燃烧热效率，可达到劣煤优用的效果，减少了有害气体的排放，同时，水蒸气的反应迅速，氢气和氧气的产生量较大，环保节能效果显著，且结构紧凑。

附图说明

图1为本发明第一种实施方式的一种水燃料氢氧助燃锅炉的结构示意图。

图2为图1所示氢、氧气体产生装置的结构示意图。

图3为本发明第二种实施方式的一种水燃料氢氧助燃锅炉的结构示意图。

图4为图3中所示氢、氧气体产生装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步详细的说明。

实施例1

图1示意性地显示了根据本发明的第一种实施方式的一种水燃料氢氧助燃锅炉。

如图1所示，该水燃料氢氧助燃锅炉包括炉体1和氢、氧气体产生装置2。此外，还包括喷气器3、调节阀4和水控阀5。

炉体1具有炉膛101。氢、氧气体产生装置2固定于炉膛101内并可向该炉膛101供应氢氧气体。喷气器3内置于炉膛101，与氢、氧气体产生装置2连通，用于向炉膛101喷射氢、氧气体。调节阀4位于喷气器3与氢、氧气体产生装置2相连管路上。水控阀5位于氢、氧气体产生装置2与外部供水源相连管路上。

如图2所示，氢、氧气体产生装置2包括氢、氧气体产生室6和储水室7。此外，还包括分气室8。

储水室7连接于氢、氧气体产生室6的下端且两者相通。分气室8与氢、氧气体产生室6连接且两者相通。分气室8与喷气器3连通。

氢、氧气体产生室6内为中空形成反应空间601，侧壁的上端开设有与反应空间601连通的第一出气口602，底部具有与储水室7连通的进气孔。反应空间601具有用于盛放反应催化剂的反应台603。氢、氧气体产生室6可以为长方体或圆柱体，本实施例中，为长方体。

储水室7内为中空具有储水空间701，其外壁具有与储水空间701连通的进水口702，顶部具有与进气孔对应连通的出气孔。

为了便于储水室7内的水蒸气进入氢、氧气体产生室6，出气孔与进气孔通过管道9连通。

分气室8内为中空具有容气空间801，容气空间801与第一出气口602连通，外壁的上端具有与容气空间801相通的第二出气口802。容气空间801具有滤气板803。滤气板803为竖直板，固定于容气空间801的上端，位于第一出气口602处，用于吸附第一出气口602喷出的氢、氧气体中混有的水蒸气。当第一出气口602喷出的氢、氧气体喷射到滤气板803板上时，其混有的水蒸气便吸附在滤气板803上，从而与氢、氧气体分离，实现了过滤作用，由此提高了供给炉膛101氢、氧气体的纯度，提高了燃烧率。

喷气器3具有多个喷气口301。喷气器3可以位于炉膛101的预热区、主燃区或燃尽区。优选为位于主燃区，由此可使得喷气器3喷出的氢、氧气体能充分被利用，有效地改善了燃料的燃尽率，提高燃烧热效率。

氢、氧气体产生装置2可以固定于炉膛101的预热区、主燃区或燃尽区。优选为位于燃尽区的内壁处，此处的温度相对较低，可以延长氢、氧气体产生装置2的使用寿命。

氢、氧气体产生室6的第一出气口602可以为一个或多个，本实施例中，为两个，对称设置于反应空间601内壁的上端处。相应地，分气室8也为两个，对称设置于氢、氧气体产生室2的两侧并分别与两个第一出气口602对应连通。同样，喷气器3也为两个，分别与两个分气室8连通，对称位于燃尽区的两侧壁上。由此有利于生成的氢、氧气体排到炉膛101内，提高了本发明一种水燃料氢氧助燃锅炉工作的稳定性。

反应空间601具有竖直放置的导气隔板604，导气隔板604固定于反应空间601上端，将反应空间601的上端分隔成两部分。由此使得所产生的氢、氧气体均匀定量通过两个第一出气口602排出。提高了本发明一种水燃料氢氧助燃锅炉工作的稳定性。

调节阀4位于喷气器3与第二出气口802相连管路上。调节阀4包括减压阀、截止阀和溢气阀中的一个或多个，由此可根据需要选择，有效地避免了由于喷气器3产生回火导致的事故问题，提高了本发明一种水燃料氢氧助燃锅炉工作的安全性。

水控阀5位于进水口702与外部供水源相连管路上。由此可根据需要调整储水室7的储水量，提高了氢、氧气体产生装置2工作的稳定性。

反应台603为筛网，通过卡接固定于反应空间601用于喷射氢、氧气体有利于水蒸气通过与反应催化剂充分接触，提高反应速率。

本发明一种水燃料氢氧助燃锅炉使用时，反应台603放置有反应催化剂（反应催化剂为热化学循环反应催化剂，由多种稀有金属和稀土材料合成,例如铈、铝、铁、镍等近十种金属），储水空间701储有水并与外部的水源连通保持持续进水。锅炉燃烧时，储水空间701内水处于蒸发状态，水蒸气通过管道9进入反应空间601内，并穿过反应台603与反应催化剂接触，当炉膛101内温度高达300°C以上时，反应空间601内的水蒸气在高温条件及反应催化剂作用下，分解出氢气和氧气（水在2000°C可以自然分解出氢气和氧气，热化学循环反应催化剂可以降低其反应所需的温度，使得水在300°C以上的温度下也能反应分解出氢气和氧气），氢气和氧气通过第一出气口602进入分气室8内，在分气室8内滤掉混有的水蒸气后，从第二出气口802进入喷气器3内，再由喷气口301喷射到炉膛101内，参与燃烧。氢气具有高效高热值的特性，氧气具有助燃作用，使得炉膛的燃烧温度迅速提高，有效地改善了燃料的燃尽率，提高燃烧热效率，可达到劣煤优用的效果，减少了有害气体的排放，同时，水蒸气的反应迅速，氢气和氧气的产生量较大，环保节能效果显著。

实施例2

图3示意性地显示了根据本发明的第二种实施方式的一种水燃料氢氧助燃锅炉。

如图1、2所示，本实施例与第一种实施方式的区别在于：氢、氧气体产生装置2不包括分气室8；喷气器3与第一出气口602连通；调节阀4位于喷气器3与第一出气口602相连管路上。

本发明一种水燃料氢氧助燃锅炉使用时，反应台603放置有反应催化剂，储水空间701储有水并与外部的水源连通保持持续进水。锅炉燃烧时，储水空间701内水处于蒸发状态，水蒸气通过管道9进入反应空间601内，并穿过反应台603与反应催化剂接触，当炉膛101内温度高达300-400°C，反应空间601内的水蒸气在高温条件及反应催化剂作用下，分解出氢气和氧气，氢气和氧气通过第一出气口602进入喷气器3内，再由喷气口301喷射到炉膛101内，参与燃烧。氢气具有高效高热值的特性，氧气具有助燃作用，使得炉膛的燃烧温度迅速提高，有效地改善了燃料的燃尽率，提高燃烧热效率，可达到劣煤优用的效果，减少了有害气体的排放，同时，水蒸气的反应迅速，氢气和氧气的产生量较大，环保节能效果显著。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水燃料氢氧助燃锅炉，包括设有炉膛的炉体，其特征在于，还包括固定于所述炉膛内并向该炉膛供应氢、氧气体的氢、氧气体产生装置，所述氢、氧气体产生装置包括：

氢、氧气体产生室，内为中空形成反应空间，其设有与所述反应空间连通的第一出气口，所述反应空间内设有用于盛放反应催化剂的反应台；

储水室，连接于所述氢、氧气体产生室下端，设有与所述反应空间相通的储水空间，其设有与所述储水空间连通的进水口。

2.根据权利要求1所述的一种水燃料氢氧助燃锅炉，其特征在于，所述氢、氧气体产生装置还包括与所述氢、氧气体产生室连接的分气室，该分气室设有容气空间，所述容气空间与所述第一出气口连通，所述分气室设有第二出气口及用于吸附所述第一出气口喷出的氢、氧气体中混有的水蒸气的滤气板。

3.根据权利要求1或2所述的一种水燃料氢氧助燃锅炉，其特征在于，还包括：与所述第一出气口连通且用于喷射氢、氧气体的喷气器；

或与所述第二出气口连通且用于喷射氢、氧气体的喷气器。

4.根据权利要求3所述的一种水燃料氢氧助燃锅炉，其特征在于，所述喷气器设于所述炉膛的主燃区。

5.根据权利要求1所述的一种水燃料氢氧助燃锅炉，其特征在于，所述氢、氧气体产生装置固定于所述炉膛燃尽区的内壁处。

6.根据权利要求3所述的一种水燃料氢氧助燃锅炉，其特征在于，所述第一出气口为两个，对称设置于所述氢、氧气体产生室的侧壁上，两个分气室对称连接于所述氢、氧气体产生室的两侧并分别与所述两个第一出气口对应连通。

7.根据权利要求6所述的一种水燃料氢氧助燃锅炉，其特征在于，所述氢、氧气体产生室设有将该氢、氧气体产生室的上端分隔成相等两部分以便于所产生的氢氧气体均匀定量排出的导气隔板。

8.根据权利要求3所述的一种水燃料氢氧助燃锅炉，其特征在于，还包括：位于所述喷气器与所述第二出气口相连管路上的调节阀，所述调节阀包括减压阀、截止阀和溢气阀中的一个或多个；

或位于所述喷气器与所述第一出气口相连管路上的调节阀，所述调节阀包括减压阀、截止阀和溢气阀中的一个或多个。

9.根据权利要求1所述的一种水燃料氢氧助燃锅炉，其特征在于，还包括位于所述进水口与外部供水源相连管路上的水控阀。

10.根据权利要求1所述的一种水燃料氢氧助燃锅炉，其特征在于，所述反应台为固定于所述反应空间的筛网。