CN106185802A - 水解氢能燃烧方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种水解氢能燃烧方法及装置。包括内装有底壳、陶瓷绝缘体、阴极罩、石墨阳极、阴极导线、上压盖组成的一个电弧等离子加热制氢空间，并设有水及电源控制装置。其特征在于：电弧等离子加热制氢装置内部结构由底壳组装，在底壳内安装陶瓷绝缘体。在陶瓷绝缘体中安装有石墨阳极，在陶瓷绝缘体外有阴极罩。阴极罩由阴极导线、铆钉与上压盖相连。电源控制柜上的电源线阳极与石墨阳极相连。电源线阴极与阴极导线相连。本发明水解氢能燃烧方法及装置采用电弧放热的方式加热水，使水汽化产生蒸汽等离子，再用蒸汽等离子作导体放电加热水蒸气等离子体，同时被加热到5000‑20000℃，被热裂解成氢气、氧气。氢气氧气进行循环燃烧并释放出更大的热能。

Description

水解氢能燃烧方法及装置
本发明涉及一种水解氢能燃烧方法及装置，该燃烧方法是利用蒸汽等离子体导电产生高温电弧加热，同时5000-20000℃高温电弧又将等离子体蒸汽热裂解成氢气、氧气，氢气氧气的燃烧又进一步加热水蒸气，使水蒸气继续热裂解成氢气、氧气参与燃烧。根据水的特性，水分子在加热900-2500℃时，可以热裂解成氢原子和氧原子，氢氧燃烧后又生成水，这种循环无止境。水解氢能燃烧方法及装置正是利用了水的这一特性，为氢能利用提供了一种全新方案。
背景技术
现今大规模的使用化石能源使其资源日益枯竭，并且环境不断恶化。因此世界上各个国家寻求新的清洁、安全、可靠的可持续能源。
由于氢的物理特性，其燃烧后的产物就是水，水对环境无污染，所以氢能源也被称为零排放能源。并且在地球上氢资源非常丰富，主要以其他化合物如水(H2O)、甲烷(CH4)、氨(NH3)、烃类(CnHm)等形式存在。而水是地球的主要资源，地球表面70％被水覆盖，即使在大陆上也有丰富的地表水和地下水，可以说水是地球上无处不在的“氢矿”。经过各国专家人士的不懈努力，已经取得多种在水中提取氢作为能源应用的方法，但同时也存在很多不足之处。
目前作为清洁能源的氢能燃烧方法及装置已有多种，但受其结构以及各种限制，很难形成稳定的2000℃以上高温热源将水蒸汽热裂解成氢气，氧气并自主燃烧。
发明内容
本发明所要解决的技术问题及主要目的是：设计一种水解氢能燃烧方法及装置。水解氢能燃烧方法改变了其他热裂解制氢所存在的制氢效率低，水蒸汽达不到热解制氧条件的缺陷。与其它热解制氧相比具有设计合理，结构紧凑、体积小的优点。通过电弧蒸汽等离子加热制氢，氢气、氧气的进一步燃烧释热。从而实现热能放大，以显著增加换热效率，有效的实现了环保、节能、降耗。本发明可用于蒸汽发生器、供热锅炉、燃烧焚化设备、燃烧发动机、内燃机、涡轮机等燃烧设备，或任何产生热能，电能或机械能的燃烧系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：采用底壳、陶瓷绝缘体、阴极罩、石墨阳极、阴极导线、上压盖组成的一个空间进行电解水加热制氢燃烧。装置上设有水位及电源控制装置。
装置内部结构由底壳组装，在底壳内安装陶瓷绝缘体。
在陶瓷绝缘体中安装有石墨阳极，在陶瓷绝缘体外有阴极罩。
阴极罩由阴极导线、铆钉与上压盖相连。
电源控制柜上的电源线阳极与石墨阳极相连。电源线阴极与阴极导线相连。
装置上设有水位电极与压力继电器和控制柜相连。
本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明采用电弧加热水，使水产生高温蒸汽，蒸汽在一定温度压力下，形成等离子导电体，蒸汽等离子体在阳极与阴极之间产生放电现象，形成5000-20000℃的高温蒸汽，瞬间将水蒸汽热裂解成氢气、氧气，氢气氧气再燃烧产生水。循环往复永无止境。从而实现氢能源的普及应用，实现节能减排。本发明可用于蒸汽发生器、供热锅炉、燃烧焚化设备、燃烧发动机、内燃机、涡轮机等燃烧设备，或任何产生热能，电能或机械能的燃烧系统。
附图说明
以下结合附图对本发明进行详细说明。
图1是本发明的水解氢能燃烧装置的剖面结构图。
图中序号说明：1铜铆钉，2上压盖，3密封胶圈，4铜铆钉，5阴极导线，6铜螺栓，7石墨阳极，8阴极罩，9陶瓷绝缘体，10底壳，11圆螺母。
具体实施方案
下面结合图1对本发明的具体结构作进一步说明。。
圆螺母11与底壳10固定。在底壳10内安装有陶瓷绝缘体9。在陶瓷绝缘体9内安装有石墨阳极7，外套有阴极罩8。阴极罩8用阴极导线5和铜铆钉1及铜铆钉4与上压盖相连接。上压盖2安装在底壳10上。
工作过程：按照要求将水解氢能燃烧装置组装好，经试验合格后连接进水口管路与高压水泵相连，连接蒸汽出口阀门，同时接通通向高频电源控制柜的电源线，向高频电源供电。启动高频电源控制柜的自动管理功能，控制柜根据水位信号通过高压水泵进止阀向装置内供水，当水位达到三分之二后自动停机。电加热电源通过交流接触自动合上，高频电流进入电弧等离子加热器，在石墨阳极7与阴极罩8内交汇，在交汇点产生高速放电现象，产生高温电弧，高温电弧将阴极罩8内的水瞬间汽化，生成高温等离子蒸汽，等离子蒸汽将阴极罩推起，顶在上压盖2上，这时石墨阳极7与阴极罩8脱离接触，进一步的放电加热靠的是蒸汽等离子体来完成。这时的蒸汽等离子体被高频电流加热到5000-20000℃，这时的水蒸汽被热裂解成氢气和氧气，在5000℃以上的高温环境下氢氧气完成急速燃烧。氢气燃烧与氧气结合成水。水在5000℃以上的高温环境下又热裂解成氢气和氧气。水的热裂是分，氢氧的燃烧是合，水分子在高速的完成分合，并在这一过程中释放出大量的热。
在阴极罩顶部设有蒸汽排出孔，一直会有一定的蒸汽排出，同时会有一定的水又被汽化，这过程保证等离子体蒸汽的一直存在，保证电弧加热与热裂解水的进行。
水解氢能燃烧装置采用电弧放热的方式加热热水，使水汽化产生蒸汽等离子，再用蒸汽等离子作导体放电加热水蒸气等离子体，同时被加热到5000-20000℃，被热裂解成氢气、氧气。氢气氧气的进一步燃烧会释放出更大的热能，从而完成电弧等离子加热制氢，氢再次燃烧释放热能的过程。

Claims (6)

1.一种水解氢能燃烧方法及装置。其特征在于:装有底壳、陶瓷绝缘体、阴极罩、石墨阳极、阴极导线、上压盖组成的一个电弧等离子加热制氢空间。
2.根据权利要求1所述水解氢能燃烧方法及装置其特征在于：水解氢能燃烧装置内部结构由底壳组装，在底壳内安装陶瓷绝缘体。
3.根据权利要求1所述水解氢能燃烧方法及装置其特征在于：在陶瓷绝缘体中安装有石墨阳极，在陶瓷绝缘体外有阴极罩。
4.根据权利要求1所述水解氢能燃烧方法及装置其特征在于：阴极罩由阴极导线、铆钉与上压盖相连。
5.根据权利要求1所述水解氢能燃烧方法及装置其特征在于：电源控制柜上的电源线阳极与石墨阳极相连。电源线阴极与阴极导线相连。
6.根据权利要求1所述水解氢能燃烧方法及装置其特征在于：装置上设有水位电极与压力继电器和控制柜相连。
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