TWI404795B - 燃燒器之輔助助劑 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種輔助助劑，特別是一種能有效提升燃料之燃燒效益，並確實減少燃燒污染物排放的燃燒器之輔助助劑。
燃燒器(如常見之鍋爐、焚化爐..等)燃燒普遍用於工業界，藉以產生能源或消除垃圾，而燃燒後所生成的蒸汽與熱水可應用於發電、汽電共生、工業製程及加熱系統等；近年來，由於隨著燃料價格日益高漲，同時對於溫室效應及環境破壞之議題受到廣泛討論下，如何有效提高燃料之節省效果，並且提升燃燒效率，又能減少燃燒汙染的產生，已成為現今公眾所須努力之目標。
一般而言，任何物質於燃燒時(尤其固態物質更為顯著)，都是由物質表面開始燃燒，並隨著溫度的提昇才會逐漸燃燒至物質內部；惟，往往因該物質內部含氧量不足，且無法有效直接接觸到外部氧氣，除導致燃燒反應緩慢外，同時易因該物質之燃燒不完全而降低燃燒效率，甚而促使燃燒生成之污染物大量排放，造成空氣污染。
參閱圖1，以一般習知焚化爐1燃燒垃圾2作業為例，將垃圾2倒入焚化爐1內，等到垃圾2堆疊至一定量後才進行燃燒作業，因此於燃燒過程中，因皆由垃圾2表面進行熱解或表面燃燒反應，對於堆疊於中、下層之垃圾2則無法產生燃燒反應，即使有其亦會很緩慢，且燃燒過程中容易因溫度、氧氣不足等情況下導致燃燒不完全，進而產生一氧化碳、未燃碳氫化合物(Unburnt hydrocarbon,UHC)以及煤油等汙染氣體的產生。
有鑑於此，部分業者為了使燃燒速度加快且燃燒更為完全，故於燃燒的過程中均會加入一燃料3，如燃油或廢棄物衍生之固態燃料等，而不論前述為何種燃料3，其均可提升燃燒時的溫度，進而加速燃燒效果；惟，該燃料3雖可加速燃燒效果，但實際使用發現，由於該內部或底層垃圾2是呈相互堆疊狀態，雖該燃料3可以滲透到內部或底層，但其垃圾2之內部或底層垃圾2除仍無法有效接觸到外部氧氣，因此燃燒方式仍主要係由該垃圾2表層往下燃燒，所以即使有該燃料3輔助，實際使用更加驗證仍有燃燒效率不佳及因垃圾燃燒不完全所造成污染等缺失，故該等習知燃燒方法效果有限，實有待改進。
因此，本發明之目的，是在提供一種燃燒器之輔助助劑，其具有效加速待燃燒物之燃燒速度的高氧化力，並使待燃燒物燃燒更加完全，以達提昇燃燒效率與降低燃燒污染物產生等功效。
於是，本發明係有關於一種燃燒器之輔助助劑，其中，該輔助助劑係添加於一待燃燒物上；而前述該輔助助劑係由一過氧化氫(H2
O2
)及一水(H2
O)相互混合呈液態；其中，該過氧化氫(H2
O2
)添加比例為30～100%(重量百分比)，至於，該水(H2
O)添加比例為0～70%(重量百分比)；以便該輔助助劑隨該待燃燒物置入該燃燒室內燃燒時，在加熱催化下，得以將液態之該輔助助劑轉換為熱蒸汽和氣態氧，故其具有高氧化力，除能加速燃燒器內之燃燒速度，以提升其燃料之燃燒效益，同時使該待燃燒物之燃燒更為完全，有效降低一氧化碳及未燃碳氫化合物(Unburnt hydrocarbon,UHC)等污染物的產生，並確實減少燃燒污染物的排放等功效。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。
參閱圖2，本發明燃燒器之輔助助劑6係添加於待燃燒物5上，且該待燃燒物5係置放於一燃燒器4內燃燒，而該燃燒器4具有一供該待燃燒物5燃燒之燃燒室41；其中，該燃燒器4係可為燃燒盤、焚化爐及鍋爐等，藉以針對該待燃燒物5加以燃燒處理，而以下該待燃燒物5就以常見之垃圾為例加以說明，相對所配合之該燃燒器4則以焚化爐表示。
仍續前述，該輔助助劑6包含有一過氧化氫(H2
O2
)61及一水(H2
O)62相互混合呈液態；其中，該過氧化氫(H2
O2
)61添加比例為30～100%(重量百分比)，至於，該水(H2
O)62添加比例為0～70%(重量百分比)，而前述該輔助助劑6之添加時機不定，即可於燃燒前，先行添加於該待燃燒物5上，或者可於燃燒之時，噴覆於該待燃燒物5上，或是燃燒前與燃燒時同時加入；而以下僅以該輔助助劑6於燃燒前直接噴覆於該待燃燒物5上為例加以說明。
仍續上述，欲燃燒該垃圾5時，為避免造成環境污染，該輔助助劑6係依前述比例原則及該垃圾5特性而調配出一定配比；爾後，當該等垃圾5進入該燃燒器4之前，先將液態之該輔助助劑6噴覆於該等垃圾5上，此時，因該輔助助劑6係為液態，俾利於滲透至內部或底層之垃圾5中，之後再將該等垃圾5置入該燃燒器4內，且該燃燒器4中通常亦置放有一燃料(圖中未示)，如添加物等可輔助點燃該垃圾5之表層，並配合該燃燒室41之高溫下大幅催化該輔助助劑6受熱而產生反應，即熱分解產生氧氣611及熱蒸氣621，除能增加表層垃圾5快速產生燃燒反應外，亦藉該輔助助劑6所生成之氧氣611散佈於該垃圾5之間，使其內部或底層之垃圾5可在該燃料之輔助下，同時產生有效燃燒，而前述輔助助劑6之化學反應式為：
H2
O2
→H2
O+1/2O2
+98.2kJ/mol
由上化學反應結果可知，操作上，該輔助助劑6之過氧化氫(H2
O2
)61先利用水62加以稀釋，以降低該過氧化氫(H2
O2
)61之濃度，使其得以被控制在一安全的使用溫度範圍內；再者，有鑒於該過氧化氫(H2
O2
)61具有強力的氧化性，其氧化力比氯、二氧化氯、過錳酸鉀等還強，而當該過氧化氫(H2
O2
)61受熱反應後，若直接或再經過觸媒分解後還會產生氫氧根(OH-)，其氧化力則更僅次於元素週期表中電負度最強的氟，而該輔助助劑6經受熱分解後僅會產生水621及氧氣611，透過化學反應機構的靈敏度的結果，可證實受熱之氫氧根對於加速燃燒有直接的幫助；如果搭配碳氫燃料，則該受熱之過氧化氫(H2
O2
)61可以作為氧化劑的提供者或輔助者，由於減少了氮氣的吸熱效果，因此燃燒溫度可較僅在空氣中燃燒更大幅提升；是以，由於該輔助助劑6係由過氧化氫(H2
O2
)61和水(H2
O)62所組成，使得該過氧化氫(H2
O2
)61受熱後會分解出過熱量和氣態氧611，而該水62受熱影響則汽化形成熱蒸氣621，藉由該過熱蒸汽621及氣態氧611輔助，有效提昇該燃料與垃圾5之燃燒效率。
以便為用證本發明之該輔助助劑6使用功效，茲提出以下測試例加以說明：
就以燃燒木屑為例，首先分別將相同分量之20公克木屑分置於二燃燒盤，且在其一該燃燒盤之木屑上噴灑有一定配比的輔助助劑，另一該燃燒盤之木屑則直接加熱燃燒，其燃燒所得之結果及其照片(附件1)如下：
由上可證，該輔助助劑具有加速燃燒之特性，同時於燃燒過程中發現，針對噴灑有該輔助助劑之木屑，即在富氧的情形下，使得燃燒反應區快速地由表面滲透至木屑內部及底層，不致因該木屑交相重疊而有所影響，故除加快燃燒速度外，並且燃燒後呈完全燃燒狀況，實有別於單純燃燒該木屑過程中產生極大煙霧，造成空氣污染，以及該木屑燃燒後呈現燃燒不完全狀態。
就以應用於鍋爐燃燒作業為例，同時待燃燒物所運用的則以常見之廢棄物衍生化合物(refuse derived fuel,RDF)為例，當該鍋爐進行燃燒作業時，藉由該輔助助劑之添加，利用該輔助助劑具有強力的氧化性及高傳導性蒸氣熱等特性，以使燃燒過程中使得燃燒反應區能快速地由該待燃燒物之表面滲透至內部，因此能大幅提升其燃燒效率，當然在燃燒效率高的情況下，其產生之熱效益亦能大幅提升，同時燃燒較為均勻的情況下，亦能減少一氧化碳、未燃碳氫化合物(Unburnt hydrocarbon,UHC)等燃燒汙染物的排放。
再者，實際測試後發現，該鍋爐內加注有甲烷(CH4
)以當作燃料，並於該待燃燒物內加入不同比例之輔助助劑，在當量比1.0，初始溫度150度C的條件下，其所
達絕熱火燄溫度與層流燃燒速度之參考數值，如下表所示，
由上表得知，即使以本發明之輔助助劑濃度為二氧化氫(H2
O2
)與水(H2
O)各為50%時，其燃燒速度也比空氣提升接近三倍。
是以，不論是前述測試1之木屑燃燒可應用於焚化爐燃燒垃圾作業上，或者是測試2之應用於鍋爐燃燒作業，於燃燒時將該輔助助劑添加至該待燃燒物，且該輔助助劑並受燃燒產生之熱量而產生分解反應，藉以分解出氣態氧及蒸氣熱，該氣態氧可供燃燒時之所需，同時該蒸氣熱亦能提升其燃燒對流溫度，在氧氣與溫度足夠條件下，其燃燒反應區能快速的滲透至所針對之待燃燒物及固態燃料等內部或底層，以使該待燃燒物燃燒更為完全，除能有效提升燃燒效率外，使燃燒時間更加縮短外，同時亦能減少一氧化碳及未燃完全化合物排放等燃燒汙染之情事發生。
又，本發明該輔助助劑之過氧化氫(H2
O2
)除如前述
所提及利用水加以稀釋，以降低該過氧化氫(H2
O2
)之濃度，進而控制過氧化氫(H2
O2
)在安全的使用範圍內，亦可於該輔助助劑內添加有安定劑，即添加磷酸鹽、錫酸鹽或硝酸鹽等，且該安定劑之離子濃度為10的負二次(10-2
)以下，如此將有助於該輔助助劑之儲放、運送，以避免該過氧化氫(H2
O2
)活性高亦發生危險，故該安定劑的添加，更可增加使用之安全性。
由上述之說明，本發明確實具有以下所列之優點與功效：
1.過氧化氫的高氧化力確實能夠提升該待燃燒物燃燒反應的速度，在富氧的情形下使得燃燒反應區快速地由表面滲透至該待燃燒物的底層內部，因此燃燒速度加快，燃燒較為均勻而且不易產生煤灰、一氧化碳及未燃碳氫化合物。
2.本發明之輔助助劑所具備之成份，對人體屬於低毒性的燃料，且過氧化氫的蒸氣壓在室溫下大約只有300Pa，有不易揮發的特性，確實符合安全防護之需求，且對人體並無立即危害；更何況，該輔助助劑內可適時添加有安定劑，以增加使用之安全無虞。
3.雖過氧化氫是氫與氧分子的高濃度化合物，但在稀釋作用下，反有利降低其分解速度以達安全使用範圍，縱使過氧化氫會抑制水中的微生物生成，卻不會在生物體內累積，故對生物衝擊危害小。
歸納前述，本發明之輔助助劑，其反應後具有強力
的氧化性及高傳導性之蒸氣熱，故該輔助助劑加入於燃燒器內，其能加速燃燒器內待燃燒物之燃燒速度，進而提升其燃燒效率，同時能使該待燃燒物燃燒更為完全，進而降低一氧化碳及未燃碳氫化合物等的排放，並降低燃燒氣體對環境的污染及危害，故確實能達到本發明之目的。
惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
4‧‧‧燃燒器
41‧‧‧燃燒室
5‧‧‧待燃燒物
6‧‧‧輔助助劑
61‧‧‧過氧化氫(H2
O2
)
611‧‧‧氣態氧
62‧‧‧水(H2
O)
621‧‧‧熱蒸氣
7‧‧‧燃料
圖1是習知之燃燒示意圖；及圖2是本發明之燃燒示意圖。
附件1是本發明有添加輔助助劑與未添加輔助助劑之燃燒狀態圖。
4．．．燃燒器
41．．．燃燒室
5．．．待燃燒物
6．．．輔助助劑
61．．．過氧化氫(H2
O2
)
611．．．氣態氧
62．．．水(H2
O)
62．．．熱蒸氣
Claims (5)
- 一種燃燒器之輔助助劑，該燃燒器具有一供待燃燒物燃燒之燃燒室，其特徵在於：該輔助助劑包含有一過氧化氫(H2 O2 )及一水(H2 O)相互混合呈液態；其中，該過氧化氫(H2 O2 )添加比例為30~100%(重量百分比)，至於，該水(H2 O)添加比例為0~70%(重量百分比)；以便該輔助助劑係添加於該待燃燒物上，並隨該待燃燒物置入該燃燒室內燃燒時，得以將液態之該輔助助劑轉換為熱蒸氣和氣態氧，藉以針對該待燃燒物進行燃燒。
- 依據申請專利範圍第1項所述燃燒器之輔助助劑，其中，該輔助助劑內添加有安定劑。
- 依據申請專利範圍第2項所述燃燒器之輔助助劑，其中，該安定劑可為磷酸鹽，且該安定劑之離子濃度為10的負二次以下。
- 依據申請專利範圍第2項所述燃燒器之輔助助劑，其中，該安定劑可為錫酸鹽，且該安定劑之離子濃度為10的負二次以下。
- 依據申請專利範圍第2項所述燃燒器之輔助助劑，其中，該安定劑可為硝酸鹽，且該安定劑之離子濃度為10的負二次以下。
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| TW201024401A TW201024401A (en) | 2010-07-01 |
| TWI404795B true TWI404795B (zh) | 2013-08-11 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1281528A (zh) * | 1997-10-07 | 2001-01-24 | 莱特克斯公司 | 利用自由基减少燃料燃烧所产生的废气中污染物的方法和装置 |
| CN1729877A (zh) * | 2005-08-18 | 2006-02-08 | 包头稀土研究院 | 二氧化铈作为助燃剂在烟草中的应用 |
| TWI275811B (en) * | 2002-10-08 | 2007-03-11 | Agilent Technologies Inc | Methods for predicting board test coverage |
-
2008
- 2008-12-25 TW TW97150768A patent/TWI404795B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1281528A (zh) * | 1997-10-07 | 2001-01-24 | 莱特克斯公司 | 利用自由基减少燃料燃烧所产生的废气中污染物的方法和装置 |
| TWI275811B (en) * | 2002-10-08 | 2007-03-11 | Agilent Technologies Inc | Methods for predicting board test coverage |
| CN1729877A (zh) * | 2005-08-18 | 2006-02-08 | 包头稀土研究院 | 二氧化铈作为助燃剂在烟草中的应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陳建安, 趙怡欽, "過氧化氫觸媒雙推進劑熱機引擎之研發", 航空太空工程研究所碩士論文, 成功大學, 2004.2.2, page:全文。 * |
Also Published As
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