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一种介质气化燃烧系统

阅读:570发布:2024-02-20

专利汇可以提供一种介质气化燃烧系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 水 介质 气化 燃烧系统,涉及 燃烧器 设备,包括加压水 泵 、气泵、压 力 罐、静电发生器、压力 控制器 和系统控制器,压力控制器安装在压力罐上,系统控制器分别与加压水泵、气泵、压力控制器进行电气连接,燃烧器组件由催化 电极 、电极承装盘、孔道罩盘和绝缘底盘组成,催化电极和孔道罩盘安装在电极承装盘上,电极承装盘安装在绝缘底盘上,绝缘底盘的凹槽内空间构成承压水室,催化电极的导水孔道连通到承压水室,承压水室有进水接头接入;气泵的排气 接口 连接到压力罐的补气接口,加压水泵的出水口通过止回 阀 连接到压力罐底部的呼吸接口,承压水室的进水接头连接到止回阀与压力罐的呼吸接口之间的管路上。本 发明 以水介质为气化原料,实现清洁燃烧,保护生态环境。,下面是一种介质气化燃烧系统专利的具体信息内容。

1.一种介质气化燃烧系统,包括加压水、气泵、压罐、静电发生器、压力控制器和系统控制器,压力控制器安装在压力罐上,系统控制器分别与加压水泵、气泵、压力控制器进行电气连接,其特征是系统中有燃烧器组件(1),燃烧器组件(1)由催化电极(1-4)、电极承装盘(1-1)、孔道罩盘(1-2)和绝缘底盘(1-9)组成,其中,催化电极(1-4)的上半段呈圆锥体结构,催化电极(1-4)的下半段体中有导水孔道(1-401);孔道罩盘(1-2)上有与催化电极(1-4)相同数量的孔道(1-3);绝缘底盘(1-9)中有凹槽;催化电极(1-4)和孔道罩盘(1-2)安装在电极承装盘(1-1)上,催化电极(1-4)上半段的圆锥体置于孔道罩盘(1-2)的孔道(1-3)之中;电极承装盘(1-1)安装在绝缘底盘(1-9)上并封闭在凹槽口上,绝缘底盘(1-9)的凹槽内空间构成承压水室(21),催化电极(1-4)的导水孔道(1-401)连通到承压水室(21),承压水室(21)有进水接头(1-8)接入;在电极承装盘(1-1)的内侧有金属衬板(1-5),金属衬板(1-5)连接到催化电极(1-4),在金属衬板(1-5)上有导电插头(1-6),在绝缘底盘(1-9)上有导电插座(1-7),金属衬板(1-5)上的导电插头(1-6)插入到绝缘底盘(1-9)上的导电插座(1-7)中,导电插座(1-7)通过导线连接到静电发生器的正极接口(4-2)上;压力罐(15)的底部有呼吸接口(15-1)接入,压力罐(15)的下部侧面有测水电极(15-2)接出,压力罐(15)的上部侧面有补气接口(15-3)接入,测水电极(15-2)连接到系统控制器的信号输入端上,气泵(17)的排气接口连接到压力罐(15)的补气接口(15-3),加压水泵(7)的出水口通过止回(11)连接到压力罐(15)底部的呼吸接口(15-1),承压水室(21)的进水接头(1-8)连接到止回阀(11)与压力罐(15)的呼吸接口(15-1)之间的管路上。
2.根据权利要求1所述的一种水介质气化燃烧系统,其特征是催化电极(1-4)为金属粉末烧结的微孔滤膜结构,催化电极(1-4)构成水分子过滤和催化元件。
3.根据权利要求1所述的一种水介质气化燃烧系统,其特征是催化电极(1-4)为一只以上,多只催化电极均匀分布在电极承装盘(1-1)上。
4.根据权利要求1所述的一种水介质气化燃烧系统,其特征是孔道罩盘(1-2)上的孔道(1-3)为上小下大的倒喇叭形结构,催化电极(1-4)与孔道罩盘(1-2)上的孔道(1-3)壁体之间有空间,催化电极(1-4)与孔道(1-3)的壁体之间的空间构成静电场
5.根据权利要求1所述的一种水介质气化燃烧系统,其特征是孔道罩盘(1-2)与静电发生器的负极接口进行电气连接。
6.根据权利要求1所述的一种水介质气化燃烧系统,其特征是在电极承装盘(1-1)上有常闭排气阀(23),常闭排气阀(23)连通到承压水室(21)。
7.根据权利要求1所述的一种水介质气化燃烧系统,其特征是在加压水泵(7)接入的管路上有净水器(9)。

说明书全文

一种介质气化燃烧系统

技术领域

[0001] 本发明涉及燃烧器设备,特别是涉及到一种水介质燃烧设备。

背景技术

[0002] 水是一种含有氢元素最丰富的物质,每一个水分子由二个氢原子和一个原子结合而成,每立方米水中含有111公斤多的氢气,其质量容量大于11.1%,氢气的发热值高,燃烧1公斤氢气可放出142120kj的热量,是汽油的三倍。把水开发成一种能源来应用,燃烧时不产生二氧化,生成物只有水,可反复循环使用,对改善大气酸雨环境,减少大气中二氧化碳含量,从而减轻温室效应都有极大的好处。因此,开发水介质燃料不但可解决能源紧张的局面,而且环保效果突出。然而,水分子里的氢原子和氧原子结合得非常牢固,高温加热法需把水分子加热到3000℃以上进行分解,一般的加热方式难以达到这么高的温度;工业上用电流法分解水分子制氢,分解速度慢、效率低,而且耗能很大。

发明内容

[0003] 本发明的目的是要克服现有热解水制氢和电流法分解水分子制氢的缺点,提供一种水介质气化燃烧系统,把水作为一种能源来应用,实现清洁燃烧,保护生态环境。
[0004] 本发明的一种水介质气化燃烧系统,包括加压水、气泵、压罐、静电发生器、压力控制器和系统控制器,压力控制器安装在压力罐上,系统控制器分别与加压水泵、气泵、压力控制器进行电气连接,其特征是系统中有燃烧器组件1,燃烧器组件1由催化电极1-4、电极承装盘1-1、孔道罩盘1-2和绝缘底盘1-9组成,其中,催化电极1-4的上半段呈圆锥体结构,催化电极1-4的下半段体中有导水孔道1-401;孔道罩盘1-2上有与催化电极1-4相同数量的孔道1-3;绝缘底盘1-9中有凹槽;催化电极1-4和孔道罩盘1-2安装在电极承装盘1-1上,催化电极1-4上半段的圆锥体置于孔道罩盘1-2的孔道1-3之中;电极承装盘1-1安装在绝缘底盘1-9上并封闭在凹槽口上,绝缘底盘1-9的凹槽内空间构成承压水室21,催化电极1-4的导水孔道1-401连通到承压水室21,承压水室21有进水接头1-8接入;在电极承装盘1-
1的内侧有金属衬板1-5,金属衬板1-5连接到催化电极1-4,在金属衬板1-5上有导电插头1-
6,在绝缘底盘1-9上有导电插座1-7,金属衬板1-5上的导电插头1-6插入到绝缘底盘1-9上的导电插座1-7中,导电插座1-7通过导线连接到静电发生器的正极接口4-2上;压力罐15的底部有呼吸接口15-1接入,压力罐15的下部侧面有测水电极15-2接出,压力罐15的上部侧面有补气接口15-3接入,测水电极15-2连接到系统控制器的信号输入端上,气泵17的排气接口连接到压力罐15的补气接口15-3,加压水泵7的出水口通过止回11连接到压力罐15底部的呼吸接口15-1,承压水室21的进水接头1-8连接到止回阀11与压力罐15的呼吸接口
15-1之间的管路上。
[0005] 本发明中,催化电极1-4为金属粉末烧结的微孔滤膜结构,催化电极1-4构成水分子过滤和催化元件,具体实施时,催化电极1-4为钨粉末和镍硫合金粉末混合的材料烧结成钨镍假合金零件,烧制时,钨、镍硫合金既不互相溶解,也不形成金属间化合物,所形成的假合金组织为钨颗粒、镍硫合金颗粒的二相结构,假合金组织中存在微小孔隙,微小孔隙构成水分子的过滤通道,具有过滤水分子的作用,其中的镍硫合金对水分子的分解具有催化作用,使水分子更容易分解;催化电极1-4为一只以上,多只催化电极均匀分布在电极承装盘1-1上;孔道罩盘1-2上的孔道1-3为上小下大的倒喇叭形结构,催化电极1-4与孔道罩盘1-2上的孔道1-3壁体之间有空间,催化电极1-4与孔道1-3的壁体之间的空间构成静电场;孔道罩盘1-2与静电发生器的负极接口进行电气连接;在电极承装盘1-1上有常闭排气阀23,常闭排气阀23连通到承压水室21;在加压水泵7接入的管路上有净水器9。
[0006] 本发明适合在工业锅炉上应用,以水介质为气化原料,实现清洁燃烧,获取热能,应用时,加压水泵、气泵17、压力罐、静电发生器、系统控制器6和燃烧器组件1安装各自的机架上。工作时,对催化电极1-4和孔道罩盘1-2施加1万伏以上的静电,使催化电极1-4的上半段圆锥体处于孔道1-3之中的静电场中,以增加催化电极1-4的催化活性,并且对水分子形成电离作用;采用纯净水作为原料水,原料水经加压水泵7进入到燃烧器组件1的承压水室21中,同时原料水由压力罐15底部的呼吸接口15-1进入压力罐内,使压力罐15内的上部空气受到压缩,形成压缩空气,压力罐15下部的水在压缩空气的作用下具有压力,承压水室21内的水压与压力罐15下部的水压相等。承压水室21内具有压力的纯净水通过导水孔道1-
401渗入到催化电极1-4的微小孔隙中,催化电极1-4的微小孔隙对水分子进行过滤,使大分子团成为小分子,水分子的活性得到提高,使水分子更容易得到分解,同时,催化电极1-4的镍硫合金材料对水分子进行催化分解。水分子在经过压力渗透,由大分子团转变为小分子团结构,再经镍硫合金材料催化和静电场电离,分解为氢气、氧气以及活性氢原子、活性氧原子、活性氢氧原子团的活性化学物,从催化电极1-4的上半段圆锥体中逸出,成为气化燃料,进入到孔道1-3中,水分子转化的气化燃料由催化电极1-4与孔道1-3壁体之间的高压电火花点燃,进行逆反应燃烧,放出热能。上述过程中,压力罐15内的操作压力由压力控制器
18的信号输入到系统控制器6以及测水电极15-2的信号输入到系统控制器6,由系统控制器
6进行控制,压力罐15内的水被消耗时,压力罐15内的压力会随之降低,当压力罐15内的压力低于压力控制器18设定的下限压力且压力罐15内的水位低于测水电极15-2时,系统控制器6接通加压水泵7的电源,使加压水泵7运行,向压力罐15进行补水,使压力罐15内的空气压缩而使罐内压力升高;当压力罐15内的压力低于压力控制器18设定的下限压力且压力罐
15内的水位高于测水电极15-2时,系统控制器6接通气泵17的电源,使气泵17运行,对压力罐15内输入压缩空气,使压力罐15内的压力升高;当压力罐15内的压力达到设定的上限压力时,系统控制器6断开加压水泵7或气泵17的电源,使加压水泵7或气泵17停止,通过系统控制器6的控制,使压力罐15内保持压力和水位在设定的范围内恒定。本发明的承压水室21中的水和渗入催化电极1-4的水对催化电极1-4产生冷却作用,保护催化电极1-4不被烧坏。
本发明采用静电来提高催化电极1-4的催化活性和利用静电场来电离水分子,降低了热解水分子的温度要求,所耗电能极少,水分子的分解效率高。
[0007] 本发明在电极承装盘1-1上有常闭排气阀23,初次使用时,开启常闭排气阀23,承压水室21中的空气随进水而排出,使进水容易。
[0008] 本发明的有益效果是:提供的一种水介质气化燃烧系统,适合在工业锅炉上应用,以水介质为气化原料,把水分子通过压力渗透,由大分子团转变为小分子团结构,再经镍硫合金材料催化和静电场电离,分解为氢氧的气化燃料进行燃烧,把水作为一种能源来应用,实现清洁燃烧,保护生态环境。附图说明
[0009] 图1是本发明的一种水介质气化燃烧系统的结构图。
[0010] 图2是本发明的燃烧器组件附视图。
[0011] 图3是本发明的催化电极的放大图。
[0012] 图中:1.燃烧器组件,1-1.电极承装盘,1-2.孔道罩盘,1-3.孔道,1-4.催化电极,1-401.导水孔道,1-402.外六体,1-403.外螺纹,1-404.微孔圆锥体,1-5.金属衬板,1-6.导电插头,1-7.导电插座,1-8.进水接头,1-9.绝缘底盘,2.紧固螺栓,3.导线,4.静电发生器,4-1.负极接口,4-2.正极接口,5.压力水管,6.系统控制器,7.加压水泵,8.连通管,9.净水器,10.供水管,11.止回阀,12.三通,13.机架,14.压力纯净水,15.压力罐,15-1.呼吸接口,15-2.测水电极,15-3.补气接口,15-4.辅助接口,16.压缩空气,17.气泵,18.压力控制器,19.三通,20.检修排空阀,21.承压水室,22.密封垫,23.常闭排气阀。

具体实施方式

[0013] 实施例1  图1所示的实施方式中,一种水介质气化燃烧系统主要由燃烧器组件1、加压水泵7、气泵17、压力罐15、静电发生器4、压力控制器18和系统控制器6组成,压力控制器18安装在压力罐15上,系统控制器6分别与加压水泵7、气泵17、压力控制器18进行电气连接,燃烧器组件1由催化电极1-4、电极承装盘1-1、孔道罩盘1-2和绝缘底盘1-9组成,其中,催化电极1-4的上半段呈圆锥体结构,催化电极1-4的下半段体中有导水孔道1-401;孔道罩盘1-2上有与催化电极1-4相同数量的孔道1-3,孔道1-3为上小下大的倒喇叭形结构;绝缘底盘1-9中有凹槽;催化电极1-4和孔道罩盘1-2安装在电极承装盘1-1上,催化电极1-4为一只以上,多只催化电极均匀分布在电极承装盘1-1上,催化电极1-4上半段的圆锥体置于孔道罩盘1-2的孔道1-3之中,催化电极1-4与孔道罩盘1-2上的孔道1-3壁体之间有空间,催化电极1-4与孔道1-3的壁体之间的空间构成静电场;电极承装盘1-1安装在绝缘底盘1-9上并封闭在凹槽口上,绝缘底盘1-9的凹槽内空间构成承压水室21,催化电极1-4的导水孔道1-401连通到承压水室21,承压水室21有进水接头1-8接入;在电极承装盘1-1的内侧有金属衬板1-5,金属衬板1-5连接到催化电极1-4,在金属衬板1-5上有导电插头1-6,在绝缘底盘1-9上有导电插座1-7,金属衬板1-5上的导电插头1-6插入到绝缘底盘1-9上的导电插座1-7中,导电插座1-7通过导线连接到静电发生器的正极接口4-2上,孔道罩盘1-2与静电发生器的负极接口进行电气连接;压力罐15的底部有呼吸接口15-1接入,压力罐15的下部侧面有测水电极15-2接出,压力罐15的上部侧面有补气接口15-3接入,测水电极15-2连接到系统控制器的信号输入端上,气泵17的排气接口连接到压力罐15的补气接口15-3,加压水泵7的出水口通过止回阀11连接到压力罐15底部的呼吸接口15-1,承压水室21的进水接头1-8连接到止回阀11与压力罐15的呼吸接口15-1之间的管路上。本实施例中,在电极承装盘1-1上有常闭排气阀23,常闭排气阀23连通到承压水室21;在加压水泵7接入的管路上有净水器9;催化电极1-4为金属粉末烧结的微孔滤膜结构,催化电极1-4构成水分子过滤和催化元件,催化电极1-4为钨粉末和镍硫合金粉末混合的材料烧结成钨镍假合金零件,烧制时,钨、镍硫合金既不互相溶解,也不形成金属间化合物,所形成的假合金组织为钨颗粒、镍硫合金颗粒的二相结构,假合金组织中存在微小孔隙,微小孔隙构成水分子的过滤通道,具有过滤水分子的作用,其中的镍硫合金对水分子的分解具有催化作用,使水分子更容易分解;电极承装盘1-1和绝缘底盘1-9选用氧化陶瓷材料或氧化锆陶瓷材料制作,孔道罩盘1-2选用不锈材料制作。
[0014] 本实施例在工业锅炉中使用,燃烧器组件1设置在工业锅炉的炉膛中,对孔道罩盘1-2进行接地保护处理,加压水泵7、气泵17、压力罐15、静电发生器4、压力控制器18和系统控制器6设置在工业锅炉的外围。工作时,对催化电极1-4和孔道罩盘1-2施加1万伏以上的静电,使催化电极1-4的上半段圆锥体处于孔道1-3之中的静电场中,以增加催化电极1-4的催化活性,并且对水分子形成电离作用;采用纯净水作为原料水,原料水经加压水泵7进入到燃烧器组件1的承压水室21中,同时原料水由压力罐15底部的呼吸接口15-1进入压力罐内,使压力罐15内的上部空气受到压缩,形成压缩空气,压力罐15下部的水在压缩空气的作用下具有压力,承压水室21内的水压与压力罐15下部的水压相等。承压水室21内具有压力的纯净水通过导水孔道1-401渗入到催化电极1-4的微小孔隙中,催化电极1-4的微小孔隙对水分子进行过滤,使大分子团成为小分子,水分子的活性得到提高,使水分子更容易得到分解,同时,催化电极1-4的镍硫合金材料对水分子进行催化分解。水分子在经过压力渗透,由大分子团转变为小分子团结构,再经镍硫合金材料催化和静电场电离,分解为氢气、氧气以及活性氢原子、活性氧原子、活性氢氧原子团的活性化学物,从催化电极1-4的上半段圆锥体中逸出,成为气化燃料,进入到孔道1-3中,水分子转化的气化燃料由催化电极1-4与孔道1-3壁体之间的高压电火花点燃,进行逆反应燃烧,放出热能。上述过程中,压力罐15内的操作压力由压力控制器18的信号输入到系统控制器6以及测水电极15-2的信号输入到系统控制器6,由系统控制器6进行控制,压力罐15内的水被消耗时,压力罐15内的压力会随之降低,当压力罐15内的压力低于压力控制器18设定的下限压力且压力罐15内的水位低于测水电极15-2时,系统控制器6接通加压水泵7的电源,使加压水泵7运行,向压力罐15进行补水,使压力罐15内的空气压缩而使罐内压力升高;当压力罐15内的压力低于压力控制器18设定的下限压力且压力罐15内的水位高于测水电极15-2时,系统控制器6接通气泵17的电源,使气泵17运行,对压力罐15内输入压缩空气,使压力罐15内的压力升高;当压力罐15内的压力达到设定的上限压力时,系统控制器6断开加压水泵7或气泵17的电源,使加压水泵7或气泵
17停止,通过系统控制器6的控制,使压力罐15内保持压力和水位在设定的范围内恒定。本实施例在初次使用时,开启常闭排气阀23,承压水室21中的空气随进水而排出,使进水容易。
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