CN105910114B - 无烟囱两种气体反复燃烧的锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无烟囱两种气体反复燃烧的锅炉，包括蒸汽室、废气室和燃烧室；废气室和燃烧室的外壳为夹层，夹层内注水；底部设入火口；废气室的顶部与内层壳体的侧壁密封连接，蒸汽室设于废气室之上，蒸汽室的边缘与外层壳体的顶部边缘连接；蒸汽室的侧壁设蒸汽出口，燃烧室的下部侧壁设回收蒸汽入口，废气室的侧壁设与夹层相通的水入口；废气室和燃烧室由漏斗分隔开，漏斗的下开口边缘设有废气回流孔。本发明可将废气和水蒸气混合反复燃烧、节约大量化石能源、大量减少污染物排放。本发明采用纳米油作为燃料，可以循环利用、反复燃烧，依据能量不灭定律，节约化石能源，消除碳排放，可极大程度造福人类。本发明是人类文明改进史上一大革命。

Description

无烟囱两种气体反复燃烧的锅炉

技术领域

本发明涉及能源应用技术领域，尤其是涉及一种可将废气和水蒸气混合反复燃烧、节约化石能源、减少污染物排放的新型的没有烟囱的锅炉，从而从根本上解决当下的环境污染、物种退换、人类健康危机等关乎人类子孙后代的重大危机。

背景技术

自从18世纪六零年代的工业革命开始至今，人类基于自身的发展要求，对于能源进行了竭尽全力的掠夺、开采、使用，由此，带来的环境污染问题越来越严重。具体包括：全球气候异常、自然界珍稀物种以越来越快的速度消失、人类癌症等恶性病的发病率持续增高、地陷、自然灾害频发，等等。

作为人类生存和发展的重要物质基础，煤炭、石油、天然气等化石能源支撑了19世纪到20世纪近200年来人类文明的进步和经济社会发展。然而，化石能源的不可再生性和人类对其的巨大消耗，使化石能源正在逐渐走向枯竭。

据美国地质局估计，全世界最终可采石油储量为3万亿桶。由此推算，世界石油产量的顶峰将在2030年出现。由于剩余储量开采难度增大，石油产量会快速下降。世界煤炭总可采储量大约为8475亿吨。长期来看，尽管世界煤炭可采储量相对稳定，但还是出现了下降的趋势。按当前的消费水平，最多也只能维持200年左右的时间。世界天然气储量大约为177万亿立方米。如果年开采量维持在2.3万亿立方米，则天然气将在80年内枯竭。

就我国而言，化石类能源探明储量约7500亿吨标准煤，总量较大，但人均能源拥有量却远远低于世界平均水平。煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量，分别只有世界平均水平的58.6％、7.69％和7.05％。近几年，我国的能源生产一直保持着快速增长势头。2006年，我国能源生产总量为20.6亿吨标准煤。其中，煤炭比重高达76.4％，原油比重下降为12.6％，天然气占3.3％。我国煤炭储量相对丰富，但从中长期来看，仍面临诸如赋存条件、勘探水平、运输条件、安全因素等多方面因素的限制，能被有效开发利用的煤炭资源量明显不足。

化石能源的利用，也是造成环境变化与污染的关键因素。大量的化石能源消费，引起温室气体排放，使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强，导致全球气候变暖。1860年以来，全球平均气温提高了0.4℃～0.8℃。IPCC(政府间气候变化专门委员会)所做的气候变化预估报告的结论是，CO2为温室气体的主要部分，其中约90％以上的人为CO2排放是化石能源消费活动产生的。化石能源，特别是煤炭的使用带来大量的二氧化硫和烟尘排放，也是造成我国大气污染的主要来源。尽管应对措施初步遏制了酸雨范围逐步扩大的趋势，但酸雨仍在局部地区加重；机动车尾气污染等问题日益严重，特别是在大城市，煤烟型空气污染已开始转向煤烟与尾气排放的混合型污染。随着化石能源储量的逐步降低，全球能源危机也日益迫近。以化石能源为主的能源结构，具有明显的不可持续性。

可再生能源，是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的能源资源总称。可再生能源的特点，恰恰是可再生性和环境友好性。按照技术种类，可再生能源可分为太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等。过去30年间，全球可再生能源增长率，超过了一次能源的增长率。增长速度最快的分别是，风电、太阳能和地热。在1971年至2004年间，风电增长了48.1％，太阳能增长了28.1％，地热能增长了7.5％。小水电、生物质发电、地热、风电等可再生能源发电技术，在价格上已经具有了市场竞争力。我国自《可再生能源法》颁布实施以来，可再生能源产业也取得了高速发展。截至2008年底，我国有70多家风电设备整机生产企业，总生产能力已接近1000万千瓦。风电装机容量连续翻番，2008年当年完成装机容量620万千瓦，超过过去20年的总和，累计达到1217万千瓦，居世界第四位。

科技的进步和各国在勘探领域投入的增加，促使不断有新的煤田和油气田被发现，化石能源预测储量有所增长。例如，自上世纪70年代中期以来，世界天然气预测储量一直处于上升趋势。但是，一个不能忽视的事实是，化石能源具有天然的不可再生性。因此，如果不转变能源利用方式，继续大规模开采化石能源，化石能源的枯竭迟早都要到来。目前，开发利用可再生能源，已成为国际上大多数国家的战略选择。许多国家把发展可再生能源作为缓解能源供应矛盾、应对气候变化的重要措施。

目前，已经有50多个国家制定了相关法律、法规或行动计划，通过立法的强制性手段保障战略目标的实现。2006年3月欧盟首脑会议指出，到2020年，可再生能源将占整个欧盟25国能源消耗量的20％，生物液体燃料的比例至少要达到10％。2005年，美国提出宏大目标计划，即未来利用风电提供全美国20％的电力供应，2030年生物液体燃料将占美国车用燃料30％以上。我国于2007年9月公布《可再生能源中长期发展规划》，明确提出，到2010年，可再生能源年利用量要达到3亿吨标准煤，占能源消费总量的10％；到2020年，可再生能源年利用量要达到6亿吨标准煤，占能源消费总量的15％。

但是，上述可再生资源均需受到日照、风力、水利、地理位置等自然条件的限制，而且，上述可再生资源的利用，需要投入巨大的基础设施的建设，造成巨大的环境污染和资金浪费，在很多地方和很多场合很难实施。

尤其是，上述的传统的可再生资源，其产生的能量往往不能被反复利用，成为可再生资源的利用瓶颈。

当前情况是，本发明所涉及的锅炉行业，是一种高耗能、高污染的行业。具体的，锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。传统的锅炉都有烟囱，用于将燃料燃烧的废气排出，造成对大气的污染。而且，由于废气不能有效地回收利用，因此对于燃料的消耗量大，造成燃料浪费，不利于节能减排。

发明内容

有鉴于背景技术所述，本发明的目的提供一种可将废气和水蒸气反复混合燃烧、有效利用能源，且节能无排、完全无污染、甚至可以处理污染的新型的革命性的锅炉。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种无烟囱两种气体反复燃烧的锅炉，其特征在于：其由蒸汽室、废气室和燃烧室组成；所述废气室设于所述燃烧室之上，废气室和燃烧室的外壳由内外套设的两层壳体组成，两层壳体之间的夹层内注水；所述两层壳体的底部设有宽大的入火口，通向内层壳体内；所述废气室的顶部与所述内层壳体的侧壁密封连接，所述蒸汽室设置于所述废气室之上，蒸汽室的边缘与所述外层壳体的顶部边缘相连接，使所述夹层内的水蒸发后形成的水蒸气直接进入所述蒸汽室；所述蒸汽室的侧壁设有与外部连通的蒸汽出口，所述燃烧室的下部侧壁设有由外部向内贯通所述两层壳体的回收蒸汽入口，所述废气室的侧壁设有由外部水仓贯通外层壳体的与所述夹层相通的入水口；所述废气室和燃烧室由一个上小下大的漏斗分隔开来，所述漏斗的下开口边缘与所述内层壳体的侧壁密封连接，所述漏斗的上开口正对所述废气室的顶部；所述漏斗的下开口边缘设有多个用于供燃烧废气向下流动接近所述入火口的废气回流孔。

优选的，所述内层壳体为耐高温金属材质，用于防止高温烧穿。

优选的，所述内层壳体的顶部向所述蒸汽室内延伸，不抵接所述蒸汽室的顶部，使得所述夹层内的水蒸气可以通向所述蒸汽室内。

优选的，所述夹层内的水是废水，如：工业废水，商业废水也可以。

优选的，所述入火口处使用燃料为纳米油。

相对于现有技术，本发明的优点包括：

1、入火口处可以进入火焰和空气或氧气，使得燃烧室内可以实现高温燃烧；

2、由蒸汽出口喷出的水蒸气做完功后，回收至燃烧室内，在高温环境中和回收的废气一起再次燃烧，不需要烟囱，不造成废气排放污染；

3、在锅炉中可以实现废气和水蒸气两种气体的反复燃烧，发热量高，有效率用大量节约化石能源，且无排放；

4、本发明设备占地小、易于建设、对自然环境没有要求，可以在任何需要的地方或场合建造，从而大量节约能源，实现节能减排，造福人类；

5、本发明的锅炉采用纳米油作为燃料，可以循环利用、反复燃烧，依据能量不灭定律，节约化石能源，消除碳排放，可极大程度造福人类；

6、本发明是人类文明改进史上一大革命，可以从根本上解决当下的环境污染、物种退换、人类健康危机等关乎人类子孙后代的重大危机，使人类和自然界各物种自然健康地进化、发展；

7、锅炉不设烟囱，可实现在系统内部循环燃烧，不仅是这种锅炉，可以在各行各业，尤其是工矿业等污染严重的行业中广泛应用，而且，更重要的是，这种思路，可以在各行各业广泛推广，应用于各种仪器设备中，这才是本发明最核心最根本的价值所在；

8、夹层内可以注入废水，尤其是工业废水，由于最终产品用于燃烧，因此，可以回收利用大量的废水，废水中的杂质或有害物质，在最终的燃烧过程中，均可被纳米级别的混合物高温燃烧成为无毒物质排放，同时实现了废水变废为宝的革命性的效果；

9、本发明还可单独用于废水处理，成本低，效果彻底；

10、本发明设备占地小、易于建设、对自然环境没有要求，可以在任何需要的地方或场合建造，从而大量节约能源，实现节能无排，造福人类。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

本实施例提供一种AMD无烟囱两种气体反复燃烧的锅炉，其由蒸汽室1、废气室2和燃烧室3组成。

所述废气室2设于所述燃烧室3之上，废气室2和燃烧室3的外壳由内外套设的两层壳体11、12组成，两层壳体11、12之间的夹层13内注水；所述两层壳体11、12的底部设有宽大的入火口14，通向内层壳体11内，用于向所述燃烧室3内通入火焰和空气(或氧气)。

所述废气室2的顶部为耐热金属材料制成，其与所述内层壳体11的侧壁密封连接，使所述废气室2相对于所述蒸汽室1密封。所述蒸汽室1设置于所述废气室2之上，蒸汽室1的边缘与所述外层壳体12的顶部边缘相连接，使得蒸汽室1成为扣设在所述燃烧室3顶部的密闭的蒸汽容置空间；所述内层壳体11的顶部不抵接所述蒸汽室1的顶部，使所述夹层13内的水蒸发后形成的水蒸气直接进入所述蒸汽室1。

所述蒸汽室1的侧壁设有与外部连通的蒸汽出口15，用于做功；所述燃烧室3的下部侧壁设有由外部向内贯通所述两层壳体11、12的回收蒸汽入口16，使得做功后的水蒸气可以回收至燃烧室内。

所述废气室2的侧壁设有由外部水仓(或其他水源)贯通外层壳体12的与所述夹层13相通的入水口17，用于向所述夹层13内补充水。

所述废气室2和燃烧室3由一个上小下大的漏斗18分隔开来，所述漏斗18的下开口边缘与所述内层壳体11的侧壁密封连接，所述漏斗18的上开口正对所述废气室2的顶部；所述漏斗18的下开口边缘设有多个用于供燃烧废气向下流动接近所述入火口14的废气回流孔19。

所述内层壳体11的顶部可以向所述蒸汽室1内延伸一定长度，如图1所示，但是其顶部不抵接所述蒸汽室1的顶部，使得所述夹层13内的水蒸气可以通向所述蒸汽室1内。

夹层13内的水可以是清洁的水。

为同时或单独处理废水的目的计，所述夹层13内的水可以是工业废水。采用工业废水作为原料，由于最终产品用于燃烧，因此，可以回收利用大量的工业废水，废水中的杂质或有害物质，在最终的燃烧过程中，均可被纳米级别的混合物高温燃烧成为无毒物质排放，同时实现了工业废水变废为宝的革命性的效果。也可以使用商业废水，同样可以解决商业废水处理的问题。

综上所述，本实施例可以实现无污染排放、减少能源损耗等；两种气体反复燃烧，可以大量节约能源，造福人类，是人类文明发展史上的大革命。

本发明之锅炉不设烟囱，可实现在系统内部循环燃烧，不仅是这种锅炉，可以在各行各业，尤其是工矿业等污染严重的行业中广泛应用，而且，更重要的是，这种思路，可以在各行各业广泛推广，应用于各种仪器设备中，这才是本发明最核心最根本的价值所在。

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种无烟囱两种气体反复燃烧的锅炉，其特征在于：其由蒸汽室、废气室和燃烧室组成；所述废气室设于所述燃烧室之上，废气室和燃烧室的外壳由内外套设的两层壳体组成，两层壳体之间的夹层内注水；所述两层壳体的底部设有宽大的入火口，通向内层壳体内；所述废气室的顶部与所述内层壳体的侧壁密封连接，所述蒸汽室设置于所述废气室之上，蒸汽室的边缘与外层壳体的顶部边缘相连接，使所述夹层内的水蒸发后形成的水蒸气直接进入所述蒸汽室；所述蒸汽室的侧壁设有与外部连通的蒸汽出口，所述燃烧室的下部侧壁设有由外部向内贯通所述两层壳体的回收蒸汽入口，所述废气室的侧壁设有由外部水仓贯通外层壳体的与所述夹层相通的入水口；所述废气室和燃烧室由一个上小下大的漏斗分隔开来，所述漏斗的下开口边缘与所述内层壳体的侧壁密封连接，所述漏斗的上开口正对所述废气室的顶部；所述漏斗的下开口边缘设有多个用于供燃烧废气向下流动接近所述入火口的废气回流孔。

2.根据权利要求1所述的无烟囱两种气体反复燃烧的锅炉，其特征在于：所述内层壳体为耐高温金属材质，用于防止高温烧穿。

3.根据权利要求1所述的无烟囱两种气体反复燃烧的锅炉，其特征在于：所述内层壳体的顶部向所述蒸汽室内延伸，不抵接所述蒸汽室的顶部，使得所述夹层内的水蒸气可以通向所述蒸汽室内。

4.根据权利要求1所述的无烟囱两种气体反复燃烧的锅炉，其特征在于：所述夹层内的水是废水。

5.根据权利要求1所述的无烟囱两种气体反复燃烧的锅炉，其特征在于：所述入火口处使用燃料为纳米油。