CN110747012A - 一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉及其使用方法。该燃水汽化炉主要包括：上椎体多火头锥形燃烧室、用于放置生物质还原体的高温催化塔和用于储水的下椎体储水蒸发底盘，上椎体多火头锥形燃烧室和下椎体储水蒸发底盘形成的燃烧腔室，高温催化塔置于燃烧腔室内，在上椎体多火头锥形燃烧室的侧壁上设置有多个火头孔，在上椎体多火头锥形燃烧室的底部的侧壁上设置有进气孔和点火器。以伴燃气为甲烷为例，在初始伴然气燃烧提供的高温作用下，生物质还原体气化生成的碳粒子烟雾在与下椎体储水蒸发底盘中上升的水蒸气接触时，发生化学反应而生成氢气、一氧化碳气、甲烷气、氧气等气体，并且及时燃烧释放热能，并维持燃烧反应。

Description

一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉及其使用方法

技术领域

本发明涉及水煤气制备技术领域，具体而言，涉及一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉及其使用方法。

背景技术

目前，利用水能，把水分解氢气和氧气利用，有多种方法，比如电解水，热分解水，生物分解水……但是目前这些方法成本高，效率低，不适宜家庭生活使用。热分解法，比如水煤气就是利用高温水蒸气(水)和炭发生氧化还原反应生成氢气，一氧化碳、甲烷气、氧气……等混合气体称之为“水煤气”。目前也限于工业上利用，而家庭生活民用炉还没有利用水能中的氢气燃烧。究其根本原因，目前工业法利用水分解出氢气，其设备庞大，结构复杂，成本较高、工艺落后，操作繁琐，环保设施不健全，煤炭利用效率低，污染严重。

工业上制取水煤气主要使用煤炭，是煤气化技术的典型模式。在中国虽有近百年的历史，但仍然较落后和发展缓慢，就总体而言，中国煤气化以传统技术为主。现有“煤气(水煤气)”发生炉是指用于制造煤气、水煤气及半水煤气的反应炉(先制取，后燃烧模式)。炉体为圆筒形，外壳用钢板制造或用砖砌成，内衬耐火砖，并设有加料设备、鼓风管道及煤气管道等。其结构形式可分为机械发生炉、阶梯发生炉、炉身转动的发生炉和两段发生炉等；按工艺可分为固定床或流化床煤气发生炉。

同时，利用水与煤炭生成可燃气(氢气、一氧化碳)的典型模式之一，其工艺复杂，利用流程漫长，费时费工费料，这种“工业级别”的发生炉需要一定的技术操守，懂得专业。如果要实现家庭民用，则基本不现实。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉及其使用方法。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉，燃水汽化炉主要包括：上椎体多火头锥形燃烧室、用于放置生物质还原体的高温催化塔和用于储水的下椎体储水蒸发底盘，上椎体多火头锥形燃烧室和下椎体储水蒸发底盘共同形成燃烧腔室，高温催化塔置于燃烧腔室内；上椎体多火头锥形燃烧室的侧壁上设置有多个火头孔，并且在上椎体多火头锥形燃烧室相对靠近下椎体储水蒸发底盘的一侧设置有进气孔，在进气孔的上方设置有点火器。

在本发明应用较佳的实施例中，高温催化塔内的中上位置处设有隔板，顶部设有上底顶盖；高温催化塔的上底顶盖上设置多个顶盖通气孔，外壁上设置多个侧壁通气孔；高温催化塔内的隔板的位置高于储水蒸发底盘的侧壁上设置的注流孔的高度。

在本发明应用较佳的实施例中，燃水汽化炉还包括注水控制盒，注水控制盒由盛注水外杯和注水管组成，注水管由回水管接口、加注水进水口和U弯依次连接组成，注水管内置盛注水外杯之中；注水管的回水管接口与回水管连接，注水管的U弯远离加注水进水口的一端与下椎体储水蒸发底盘上的注流孔连接。

在本发明应用较佳的实施例中，燃烧腔室的外部还设置有外筒，外筒内的顶部设置压火头，压火头的下方为上椎体多火头锥形燃烧室顶部的出火顶口；在上椎体多火头锥形燃烧室的出火顶口下方设置有环形圆盘，环形圆盘的内部与上椎体多火头锥形燃烧室的外壁密封连接，并与外筒内壁密封连接，环形圆盘与外筒内壁以及上椎体多火头锥形燃烧室外壁之间形成“山”字形圆形火盆。

在本发明应用较佳的实施例中，在外筒侧壁上开设有暖箱进气孔，暖箱通过暖箱进气孔与外筒内部连通，并通过暖气出气孔与涡旋冷凝器连接，以使燃烧腔室内未反应的水蒸气通过暖箱进入涡旋冷凝器中冷凝；

优选的，涡旋冷凝器是由上锥形桶和下锥形桶连接形成的菱形状涡旋冷凝器。

在本发明应用较佳的实施例中，涡旋冷凝器底部的进气管口依次与废气排气管、回水管、注水控制盒以及下椎体储水蒸发底盘上的注流孔连接，形成冷凝水回路。

在本发明应用较佳的实施例中，外筒置于桌面和底座之间，并与桌面和底座固定连接；

优选的，在位于高温催化塔的顶面之上的外筒壁上设置外筒门，上椎体多火头锥形燃烧室在水平方向与外筒门对应的位置设置有内胆门，外筒门的大小与内胆门的大小相配合；

优选的，桌面在压火头位置处设置用于放置锅具的顶盖；

优选的，在固定外筒的底座上设置进气孔、温控器以及二氧化碳报警器。

第二方面，本发明实施例还提供一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉的使用方法，包括以下步骤：

打开外筒门，打开内胆门，将隔板上放置有生物质还原体的高温催化塔，放置于下椎体储水蒸发底盘的中心位置；

在注水控制盒中加水，直到水面与下椎体储水蒸发底盘上的注流孔持平；

空气通过管道自底座上的空气进气孔以及上椎体多火头锥形燃烧室上的进气孔通入燃烧腔室内，同时从进气孔通入伴燃气，打开点火器点火，调整火量大小，以上椎体多火头锥形燃烧室上的火头孔都喷火燃烧为准，当火焰颜色为金黄色或紫红色的高温流体时，维持燃烧。

在本发明应用较佳的实施例中，燃水汽化炉中的燃烧过程包括：控制伴燃气的初始进气量，使高温催化塔中置放的生物质还原体在伴燃气燃烧的高温作用下直接气化成碳粒子烟雾，碳粒子烟雾与下椎体储水蒸发底盘中上升的水蒸气反应生成水煤气，同时水煤气燃烧释放热能；

优选的，以甲烷作为伴燃气，燃烧过程包括：

在本发明应用较佳的实施例中，伴燃气为天燃气、液化气以及醇基燃料中的任意一种，

优选的，生物质还原体包括煤炭、焦炭以及生物质颗粒料中的至少一种；

更优选的，高温催化塔的隔板下部还填装有吸水纤维棉。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉及其使用方法。该燃水汽化炉主要包括：上椎体多火头锥形燃烧室、用于放置生物质还原体的高温催化塔和用于储水的下椎体储水蒸发底盘，上椎体多火头锥形燃烧室和下椎体储水蒸发底盘共同形成燃烧腔室，高温催化塔置于燃烧腔室内。燃水汽化炉的“多火头锥形燃烧室”从外围供氧，伴燃物富氧燃烧，大量甚至是完全的消耗氧气，并且达到中心区域为“无氧区”，并且锥形结构的燃烧腔室为高温分解水提供持续中高温能量，储水蒸发底盘的水随着燃烧室温度的升高其蒸发量也以自然配比的速度不断增加(温度越高蒸发越快)，高温催化塔中置放的生物质还原体在水蒸气上升的过程中生物质还原体与水发生化学反应而生成水煤气，并且及时燃烧释放热能，可见本发明提供的燃水汽化炉在利用厌氧加热法分解水并使水中的氢能释放的同时燃烧利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中的燃水汽化炉的结构简图；

图2为本发明实施例中的燃水汽化炉的结构示意图；

图3为本发明实施例中的包括外筒的燃烧腔室的结构示意图；

图4为本发明实施例中的高温催化塔的结构示意图；

图5为本发明实施例中的注水控制盒的结构示意图；

图6为本发明实施例中的暖箱和环形圆盘的结构示意图；

图7为本发明实施例中的涡旋冷凝器的结构示意图。

附图编号：100－多火头锥形燃烧室；200－高温催化塔；300－储水蒸发底盘；400－注水控制盒；500－涡旋冷凝器；600－环形圆盘；700－暖箱；800－外筒；900－桌面；1000－底座；101－火头孔；102－出火顶口；103－进气孔；104－内胆门；105－点火器；201－隔板；202－上底顶盖；203－顶盖通气孔；204－侧壁通气孔；301－注流孔；401－注水外杯；402－注水管；403－回水管接口；404－加注水进水口；405－U弯；406－回水管；501－上锥形桶；502－下锥形桶；503－进气管口；504－排气管口；507－第一废气排气管；508－第二废气排气管；701－暖箱进气孔；702－暖气出气孔；801－压火头；802－外筒门；803－围护吸热网；901－顶盖；1001－空气进气孔；1002－温控器；1003－二氧化碳报警器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例

一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉，参照图1所示，燃水汽化炉主要包括：上椎体多火头锥形燃烧室100、用于放置生物质还原体的高温催化塔200和用于储水的下椎体储水蒸发底盘300，上椎体多火头锥形燃烧室100和下椎体储水蒸发底盘300共同形成燃烧腔室，高温催化塔200置于燃烧腔室内；上椎体多火头锥形燃烧室100的侧壁上设置有多个火头孔101，并且在上椎体多火头锥形燃烧室100相对靠近下椎体储水蒸发底盘300的一侧设置有进气孔103，在进气孔103的上方设置有点火器105。

本发明实施例提供的燃水汽化炉，燃水汽化炉可以利用伴燃物(如天然气、液化气、醇基燃料)提供伴燃能量和补充能量，将空气和伴燃物从进气孔103通入，利用点火器105将伴燃物点燃，上椎体多火头锥形燃烧室100从外围供氧，伴燃物富氧燃烧，大量甚至是完全的消耗氧气，同时释放的热能达到了对中心区域“厌氧加热”。形成中心区域厌氧区(微氧区)甚至近乎成为“无氧区”。并且中心区域生物质还原体(如煤炭、焦炭、生物质等含炭氢的物质)迅速升温，持续恒温在350℃－550℃的中高温；而同时水汽以“燃烧室内的环境温度”自然适配蒸发。随温度不断上升，下椎体储水蒸发底盘300内的水也以自然配比的速度加速蒸发上升而与处于高温区的高温催化塔200内的生物质还原体发生氧化还原反应生成氢气、一氧化碳气、氧气等气体，水蒸气在分解的同时被燃烧利用。以伴燃物为CH₄为例，整个过程中的发生的反应如下：

可见，本发明实施例提供一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉，利用“厌氧加热法分解水”其关键技术如下：利用伴燃物在燃烧室大量消耗氧气，致使中心区(高温催化塔区域)的还原体处于高温厌氧状态产生大量可燃气(一氧化碳气、氢气等)。为了达到这个效应，如何供给氧气就非常关键。

传统的水煤气发生炉都是从底层或一头(测)供氧燃烧炭(燃烧消耗还原物)，再输送水汽与炭发生氧化还原反应生成一氧化碳和氢气。再燃烧再输送水汽而降温，再燃烧升温的反复循环的过程。显然，这种间歇性升温降温不利于还原体(炭)稳定的持续的处于“高温厌氧状态”。并且供氧燃烧的同时是有氧气参与的直接燃烧而产生大量灰渣。

本发明实施例的燃水汽化炉的“多火头锥形燃烧室”从外围供氧，伴燃物富氧燃烧，大量甚至是完全的消耗氧气，同时释放的热能达到了对中心区域“厌氧加热”。形成中心区域厌氧区(微氧区)甚至近乎成为“无氧区”。

进一步参照图2和3所示，本发明实施例的燃水汽化炉通过“多火头锥形燃烧室”形成中心轴线高温区域，并且达到中心区域为“无氧区”。设计结构以递增或倍增升温的结构模型促使中心高温区稳定。锥形燃烧室自下而上温度随锥体高度和设置的火头数以一定设计比例快速升高。多火头锥形燃烧室100下部设置一定高度(依据使用要求)区域的“真空回旋区”。燃烧室中心区域内的高温催化塔200置于“真空回旋区”，在燃烧过程中，中心区域高温催化塔200形成的“趋势真空”而形成引力，多火头燃烧的火焰(高温流体)被吸引而在“真空回旋区”、高温催化塔200顶面形成涡旋高温源，并且高温热源流体盘旋上升，再一次聚焦轴线高温区与多火头锥形燃烧室100的轴线叠加；涡旋的作用另一方面改变了流体直线上升变为螺旋曲线上升而延长了热能流体的运行距离，也有利于温度的滞留，起到了稳定高温的作用(350℃－550℃)。为高温分解水提供持续中高温能量。

由此可见，本发明实施例的燃水汽化炉通过“多火头锥形燃烧室”形成中心轴线高温区域，并且达到中心区域为“无氧区”，该过程区别于现有的间歇性升温降温不利于还原体(炭)稳定的持续的处于“高温厌氧状态”，并且供氧燃烧的同时是有氧气参与的直接燃烧而产生大量灰渣的过程，现有的水煤气发生炉的圆筒体不具备聚焦热能，内部整体温度均衡，不利于对炭等快速稳定的升温，并且升温速度慢，间歇性的送水汽再升温送水气再升温这一循环工作明显降低了工作效率。

基于以上的燃水汽化炉的燃烧室内的中心区域为“无氧区”的基础上，在燃水汽化炉内部发生以下的反应：中心区域厌氧区(微氧区)甚至近乎成为“无氧区”。位于中心区域内的高温催化塔200内的生物质还原体迅速升温，持续恒温在350℃－550℃的中高温；而同时水汽以“燃烧室内的环境温度”自然适配蒸发。随温度不断上升，储水蒸发底盘300内的水也以自然配比的速度加速蒸发上升而与高温区生物质还原体发生氧化还原反应生成氢气、一氧化碳气、氧气等气体。在升温后进入正常汽化状态时，中心还原物气化率达到98％以上，产气量明显增加，此时，伴燃气可以减量三分之一以上。依据现有实验，当还原物体的份量足够多的时候，生成的氢气和一氧化碳更多，能够满足常规燃烧的气体浓度时，伴燃气可以减量一半，甚至完全关闭伴燃气。

可见，本发明实施例的燃水汽化炉的中心区域近似“无氧区”，整个升温的过程就是“无氧加热”或者趋近于真空态加热，生物质在高温区直接气化，并且产生的烟雾(炭粒子)与水蒸气发生氧化还原反应生成水煤气，因而，氢气、一氧化碳气转化率更高。

进一步参照图4所示，高温催化塔200内的中上位置处设有隔板201，顶部设有上底顶盖202；高温催化塔200的上底顶盖202上设置多个顶盖通气孔203，外壁上设置多个侧壁通气孔204；高温催化塔200内的隔板201的位置高于储水蒸发底盘300的侧壁上设置的注流孔301的高度。

高温催化塔由上底顶盖202、隔板201和水体蒸发物组成，在高温催化塔的侧壁和顶盖上均设置有气孔，是由于：高温催化塔200内的隔板201上放置的生物质还原体在燃烧腔室的高温区直接气化，气化产生的烟雾(炭粒子)通过气孔与水蒸气接触发生氧化还原反应生成水煤气。可见，本发明实施例中的水煤气的反应过程不同于传统的水煤气的制取由水蒸气通过炽热的焦炭而生成，本发明实施例中的生物质的直接气化过程不仅增大了碳与水蒸气的接触面积，反应可以持续不间断的进行，不会产生灰渣，因而本发明实施例中设置的“高温催化塔”具备选择原料多样性。而现有工业选择还原物需要“精挑细选”，还不能直接利用生物质。本发明实施例提供的燃水汽化炉内的生物质还原体可以直接利用，热分解产生大量的可燃气(比如木醇气、甲烷气、一氧化碳气、氢气等)，而产生的烟雾(炭粒子)与水蒸气快速反应生成可燃气并及时燃烧减少了污染物排放，而最终形成炭后继续与水发生氧化还原反应利用水中的氢能源。这种“一体化终极解决方案”明显提高了效益，减少了浪费，排放物大幅度降低、环保效益突出。

进一步参照图5所示，燃水汽化炉还包括注水控制盒400，注水控制盒400由盛注水外杯401和注水管402组成，注水管402由回水管接口403，加注水进水口404和U弯405共同连接组成，注水管402内置盛注水外杯401之中；注水管402的U弯405通过水平管道与注流孔301连接，注水管402的回水管接口403与回水管406连接，注水管402的U弯远离加注水进水口404的一端与下椎体储水蒸发底盘上的注流孔301连接。

进一步参照图1和6所示，燃烧腔室的外部还设置有外筒800，外筒800内的顶部设置压火头801，压火头801的下方为上椎体多火头锥形燃烧室100顶部的出火顶口102；在上椎体多火头锥形燃烧室100的出火顶口102下方设置有环形圆盘600，环形圆盘600的内部与上椎体多火头锥形燃烧室100的外壁密封连接，并与外筒800的内壁密封连接，环形圆盘与外筒内壁以及上椎体多火头锥形燃烧室外壁之间形成“山”字形圆形火盆。

再次参照图1和6所示，在外筒800侧壁上开设有暖箱进气孔701，暖箱700通过暖箱进气孔701与外筒800内部连通；并通过暖气出气孔702与涡旋冷凝器500连接，以使燃烧腔室内未反应的水蒸气通过暖箱进入涡旋冷凝器中冷凝下来。

本发明实施例提供的燃水汽化炉，在外筒800的顶部设置压火头801，压火头的设置可以使上椎体多火头锥形燃烧室的出火顶口102喷出的火头向环形圆盘600和暖箱700内部运行；环形圆盘600的设置有利于燃烧释放热能的利用，暖箱700可以使燃烧室内产生的大量的水蒸气通过与之连接的涡旋冷凝器500快速冷凝回流下来。

进一步参照图7所示，涡旋冷凝器500是由上锥形桶501和下锥形桶502连接形成的菱形状涡旋冷凝器，且下锥形桶502的底部的进气管口503与第一废气排气管507连接，上锥形桶501的顶部排气管口504与第二废气排气管508连接。

再次参照图1和2和7所示，涡旋冷凝器底部的进气管口依次与废气排气管、回水管、注水控制盒以及下椎体储水蒸发底盘上的注流孔连接，形成冷凝水回路，燃烧腔室内的未反应的排放的水气通过废气排放管和“涡旋冷凝器”的时候水汽冷凝成水回流到“储水蒸发底盘”再次利用，实现水体的循环利用。

再次参照图1和2所示，在位于高温催化塔200的顶面之上的外筒800壁上设置外筒门802，上椎体多火头锥形燃烧室100在水平方向与外筒门802对应的位置设置有内胆门104，外筒门802的大小与内胆门104的大小相配合。内胆门104和外筒门802的设置是为了方便高温催化塔200的拿取。

再次参照图1和2所示，外筒800置于桌面900和底座1000之间，并与桌面900和底座1000固定连接；且桌面900在压火头801位置处设置用于放置锅具的顶盖901。

燃水汽化炉的外筒800通过桌面900和底座1000可以将外筒800进行固定，在外筒800外部设置围护吸热网803，可以有效利用热量，在底座1000上设置空气进气孔1001、温控器1002和二氧化碳报警器1003，温控器1002设置适当温度而自动断火或点火。由于水煤气燃烧产生二氧化碳，当二氧化碳报警器1003报警时提示室内二氧化碳浓度偏高，此时注意室内通风透换气。在具有固定功能的桌面900的位于外筒的压火头801的上方设置有顶盖901，热量通过顶盖901传递出来，将锅具放置到桌面的顶盖901位置处，就可以直接使用。

以上实施例中的燃水汽化炉的使用方法，包括：

打开外筒门802，打开内胆门104，拿出高温催化塔200，在在高温催化塔200的隔板201的下部填装吸水纤维棉，隔板201上部填装火炭，然后将高温催化塔200放置于下椎体储水蒸发底盘300的中心位置。

在注水控制盒400处加水，直到水面与注水孔加注水进水口404持平。

空气通过管道自底座1000上的空气进气孔1001以及上椎体多火头锥形燃烧室100上的进气孔103通入燃烧腔室内，同时还可以从进气孔103通入伴燃气，打开燃气点火器105点火，调整火量大小，标准是看见多火头锥形燃烧室火头孔101都喷火燃烧。由于燃烧时真空回旋区形成“趋势真空”负压，限量空气从进气孔103进入形成涡流。

观测火柱盘旋而上，当火头色由纯蓝色开始出现红色紫色火头，时间约10分钟左右，继续调小伴燃气，标准是火头都喷火。此时水汽与炭发生反应生成一部分氢气和一氧化碳气。并且及时燃烧使火焰更大。

温控器1002设置适当温度而自动断火或点火，当二氧化碳报警器1003报警时提示室内二氧化碳浓度偏高，此时注意室内通风透换气。

可见，本发明实施例提供的燃水汽化炉与现有的煤气发生炉完全不同，现有的煤气发生炉通过：制取水煤气－清洁、过滤、干燥－存储、运输、待用－燃烧利用，而本发明实施例中的燃水汽化炉，直接分解水为水煤气－分解的同时就燃烧利用，燃烧的瞬间氢释放了光能和热能，而燃烧的瞬间又生成“极高温水蒸气(水)”－火焰，就其实质而言就是高温流体，并且终极产物为2CO₂+4H₂O。本方案一步到位，属于常压工作、没有焦油排放，没有污染物、结构简单、微型化、操作简单、不但可以用焦炭、煤炭、而且还可以直接使用生物质原料。技术方案“一站式”解决问题，达到利用水能、节约能源、减少污染、保护环境的目的。

综上，本发明实施例提供了一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉及其使用方法。该燃水汽化炉主要包括：上椎体多火头锥形燃烧室、用于放置生物质还原体的高温催化塔和用于储水的下椎体储水蒸发底盘，上椎体多火头锥形燃烧室和下椎体储水蒸发底盘共同形成燃烧腔室，高温催化塔置于燃烧腔室内；上椎体多火头锥形燃烧室的侧壁上设置有多个火头孔，并且在上椎体多火头锥形燃烧室相对靠近下椎体储水蒸发底盘的一侧设置有进气孔，在进气孔的上方设置有点火器。燃水汽化炉通过“多火头锥形燃烧室”从外围供氧，伴燃物富氧燃烧，大量甚至是完全的消耗氧气，同时释放的热能达到了对中心区域“厌氧加热”。形成中心区域厌氧区(微氧区)甚至近乎成为“无氧区”，“储水蒸发底盘”的水随着燃烧室温度的升高其蒸发量也以自然配比的速度不断增加(温度越高蒸发越快)，高温催化塔中置放的生物质还原体在水蒸气上升的过程中炭粒子烟雾与水发生化学反应而生成氢气、一氧化碳气、甲烷气、氧气等气体。该燃水汽化炉一步到位，分解的同时就燃烧利用，并且燃烧稳定之后，燃水汽化炉中的水蒸气循环利用，不断有水煤气产生并且燃烧，实现持续燃烧的目的。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下的有益效果：

本发明是清洁高效的利用煤炭或焦炭或生物质与水生成氢气、一氧化碳气、甲烷气等可燃气体，达到清洁燃烧，尤其更加高效清洁的利用生物质燃料，在伴燃热化的过程中生物质被更有效的分解利用。特别说明的是生物质在高温区直接气化，并且产生的烟雾(炭粒子)与水蒸气发生氧化还原反应生成水煤气，因而本“高温催化塔”具备选择原料多样性；而现有的工业水煤气汽化炉体积大、工艺流程复杂、有一定的压力，对材料有一定的局限选择性，还要对气体清洁、分离、除焦油等，最主要的是以“制取”为目的而不能直接燃烧利用。根本不适合家庭民用。

本发明实施例提供的技术方案一步到位，分解的同时就燃烧利用，属于常压工作、没有焦油排放，没有污染物、结构简单、微型化、操作简单、不但可以用焦炭、煤炭、而且还可以直接使用生物质原料。技术方案“一站式”解决问题，达到利用水能、节约能源、减少污染、保护环境的目的。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用厌氧加热法分解水的燃水汽化炉，其特征在于，所述燃水汽化炉主要包括：上椎体多火头锥形燃烧室、用于放置生物质还原体的高温催化塔和用于储水的下椎体储水蒸发底盘，上椎体多火头锥形燃烧室和下椎体储水蒸发底盘共同形成燃烧腔室，所述高温催化塔置于所述燃烧腔室内；所述上椎体多火头锥形燃烧室的侧壁上设置有多个火头孔，并且在所述上椎体多火头锥形燃烧室相对靠近所述下椎体储水蒸发底盘的一侧设置有进气孔，在进气孔的上方设置有点火器。

2.根据权利要求1所述的燃水汽化炉，其特征在于，所述高温催化塔内的中上位置处设有隔板，顶部设有上底顶盖；高温催化塔的上底顶盖上设置多个顶盖通气孔，外壁上设置多个侧壁通气孔；所述高温催化塔内的隔板的位置高于所述储水蒸发底盘的侧壁上设置的注流孔的高度。

3.根据权利要求1所述的燃水汽化炉，其特征在于，所述燃水汽化炉还包括注水控制盒，所述注水控制盒由盛注水外杯和注水管组成，注水管由回水管接口、加注水进水口和U弯依次连接组成，所述注水管内置盛注水外杯之中；所述注水管的回水管接口与回水管连接，所述注水管的U弯远离所述加注水进水口的一端与所述下椎体储水蒸发底盘上的注流孔连接。

4.根据权利要求1所述的燃水汽化炉，其特征在于，所述燃烧腔室的外部还设置有外筒，所述外筒内的顶部设置压火头，所述压火头的下方为上椎体多火头锥形燃烧室顶部的出火顶口；在所述上椎体多火头锥形燃烧室的出火顶口下方设置有环形圆盘，环形圆盘的内部与上椎体多火头锥形燃烧室的外壁密封连接，并与外筒内壁密封连接，环形圆盘与外筒内壁以及所述上椎体多火头锥形燃烧室外壁之间形成“山”字形圆形火盆。

5.根据权利要求4所述的燃水汽化炉，其特征在于，在所述外筒侧壁上开设有暖箱进气孔，所述暖箱通过暖箱进气孔与外筒内部连通，并通过暖气出气孔与涡旋冷凝器连接，以使所述燃烧腔室内未反应的水蒸气通过暖箱进入所述涡旋冷凝器中冷凝；

优选的，所述涡旋冷凝器是由上锥形桶和下锥形桶连接形成的菱形状涡旋冷凝器。

6.根据权利要求5所述的燃水汽化炉，其特征在于，所述涡旋冷凝器底部的进气管口依次与废气排气管、回水管、注水控制盒以及所述下椎体储水蒸发底盘上的注流孔连接，形成冷凝水回路。

7.根据权利要求6所述的燃水汽化炉，其特征在于，所述外筒置于桌面和底座之间，并与桌面和底座固定连接；

优选的，在位于所述高温催化塔的顶面之上的外筒壁上设置外筒门，所述上椎体多火头锥形燃烧室在水平方向与所述外筒门对应的位置设置有内胆门，所述外筒门的大小与所述内胆门的大小相配合；

优选的，所述桌面在压火头位置处设置用于放置锅具的顶盖；

优选的，在固定外筒的底座上设置空气进气孔、温控器以及二氧化碳报警器。

8.一种根据权利要求7所述的燃水汽化炉的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

打开所述外筒门，打开所述内胆门，将隔板上放置有生物质还原体的所述高温催化塔，放置于所述下椎体储水蒸发底盘的中心位置；

在所述注水控制盒中加水，直到水面与所述下椎体储水蒸发底盘上的所述注流孔持平；

空气通过管道自所述底座上的所述空气进气孔以及所述上椎体多火头锥形燃烧室上的所述进气孔通入燃烧腔室内，同时从所述进气孔通入伴燃气，打开所述点火器点火，调整火量大小，以所述上椎体多火头锥形燃烧室上的火头孔都喷火燃烧为准，当火焰颜色为金黄色或紫红色的高温流体时，维持燃烧。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述燃水汽化炉中的燃烧过程包括：控制所述伴燃气初始的进气量，使所述高温催化塔中置放的生物质还原体在所述伴燃气燃烧的高温作用下直接气化成碳粒子烟雾，所述碳粒子烟雾与所述下椎体储水蒸发底盘中上升的水蒸气反应生成水煤气，同时水煤气燃烧释放热能；

优选的，以甲烷作为伴燃气，所述燃烧过程包括：

10.根据权利要求8或9所述的使用方法，其特征在于，所述伴燃气为天燃气、液化气以及醇基燃料中的任意一种，

优选的，所述生物质还原体包括煤炭、焦炭以及生物质颗粒料中的至少一种；

更优选的，所述高温催化塔的隔板下部还填装有吸水纤维棉。

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