專利名稱：一種富氫燃?xì)獍l(fā)生爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種富氫燃?xì)獍l(fā)生爐，它是利用碳?xì)淠芰哭D(zhuǎn)化的方法，使煤炭或含水量大的生物質(zhì)燃料、生活垃圾及工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為清潔能源——富氫燃?xì)狻?br> 背景技術(shù)：
目前，公知眾多的使用固體燃料的燃?xì)獍l(fā)生爐，熱效率低，燃燒過(guò)程中所析出的揮發(fā)分、焦油及有害氣體得不到很好的處理，燃料燃燒不充分，煙塵不能有效處理，不僅浪費(fèi)能源，而且對(duì)環(huán)境有污染；現(xiàn)有垃圾處理技術(shù)不能滿足需要，垃圾圍城，觸目驚心，急需改進(jìn)和完善；當(dāng)前，生物質(zhì)作為能源利用，技術(shù)問(wèn)題多，難度大，效益低，進(jìn)展緩慢。本實(shí)用新型是利用碳?xì)淠芰哭D(zhuǎn)化的方法，使碳或有機(jī)物轉(zhuǎn)化為富氫燃?xì)?，能有效的解決上述技術(shù)缺陷和不足。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種富氫燃?xì)獍l(fā)生爐，它燃燒速率高，消耗氧量少，氮氧化物排放少，有利于節(jié)能環(huán)保。本實(shí)用新型的科學(xué)依據(jù)是:在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌飼r(shí)所經(jīng)歷的舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過(guò)程中，不僅有新物質(zhì)生成，而且伴隨著能量的變化。破壞舊化學(xué)鍵，需要吸收一定的能量來(lái)克服原子(或離子)間的相互作用；形成新化學(xué)鍵時(shí)，又要釋放一定能量。在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，如果形成新化學(xué)鍵釋放的能量大于斷裂舊化學(xué)鍵所需要吸收的能量，反應(yīng)開(kāi)始后，就會(huì)有一定的能量以熱能、電能或光能等形式釋放出來(lái)；如果形成新化學(xué)鍵釋放的能量小于斷裂舊化學(xué)鍵所需要吸收的能量，則需要不斷地吸收能量才能使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。因此，可把化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程看做“儲(chǔ)存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為熱能、電能或光能等釋放出來(lái)，或者是熱能、電能或光能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)被“儲(chǔ)存”起來(lái)的過(guò)程。本實(shí)用新型根據(jù)上述原理利用“碳?xì)淠芰哭D(zhuǎn)化”的方法制取富氫燃?xì)?，它不僅能實(shí)現(xiàn)煤炭無(wú)煙燃燒，更適合含水量大的生物質(zhì)燃料、生活垃圾及工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為清潔能源使用。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:碳或有機(jī)物和氫，可視為是能量的載體，在一定的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)“碳?xì)淠芰哭D(zhuǎn)化”。其方法是:將碳或有機(jī)物、氧和水置于一定的高溫環(huán)境中，碳與氧生成一氧化碳或二氧化碳釋放了能量；有機(jī)物吸收能量生成揮發(fā)分、焦油、固定碳“儲(chǔ)存” 了能量，其揮發(fā)分、焦油或固定碳與氧又生成一氧化碳或二氧化碳釋放了能量；水吸收能量生成氫和氧“儲(chǔ)存” 了能量，其氧又與碳生成一化碳或二氧化碳釋放了能量，但釋放的能量小于水?dāng)嗔雅f化學(xué)鍵所需要吸收的能量，水要不斷地吸收能量才能使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。因此，要不斷地按一定比例提供氧氣、碳或有機(jī)物和水，才能使化學(xué)反應(yīng)持續(xù)下去，實(shí)現(xiàn)能量在碳與氫之間不停的轉(zhuǎn)化，不斷地生成富氫燃?xì)?。本?shí)用新型一種富氫燃?xì)獍l(fā)生爐，它能有效的實(shí)現(xiàn)煤炭或含水量大的生物質(zhì)燃料、生活垃圾及工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為清潔能源使用。其特征是:一種富氫燃?xì)獍l(fā)生爐，其富氫燃?xì)獍l(fā)生爐由上爐體、中爐體和下?tīng)t體順序固定連接組成，上爐體的高溫燃?xì)獬隹谂c側(cè)置換熱器的進(jìn)氣口連接，在中爐體的爐膛內(nèi)氧氣與水蒸汽自上而下流動(dòng)，并自上而下順序形成烘干脫水區(qū)、上富氧燃燒區(qū)、上貧氧燃燒區(qū)和上缺氧燃燒區(qū)，在下?tīng)t體的爐膛內(nèi)氧氣與水蒸汽自下而上流動(dòng)，并自下而上順序形成下富氧燃燒區(qū)、下貧氧燃燒區(qū)和下缺氧燃燒區(qū)，上、下缺氧燃燒區(qū)連為一體，在高溫環(huán)境中，碳或有機(jī)物與流動(dòng)的水蒸汽和氧，伴隨著能量的變化，不斷地生成新的物質(zhì)，最后主要生成一氧化碳和氫的混合氣體一富氫燃?xì)?，富氫燃?xì)馔ㄟ^(guò)燃?xì)饬⒐芰飨騻?cè)置換熱器，經(jīng)低溫燃?xì)獬隹谒椭劣脩?，上爐體上設(shè)有燃料進(jìn)口、高溫燃?xì)獬隹?，燃料進(jìn)口可與上料機(jī)構(gòu)連接，中爐體由受壓水套構(gòu)成，其上設(shè)有蒸氣出口、上進(jìn)氣口、觀察爐門(mén)、中進(jìn)氣口、燃?xì)饬⒐芎土衔宦┒?，其觀察爐門(mén)還可作橫向進(jìn)料口使用，用時(shí)可與橫向進(jìn)料機(jī)構(gòu)連接，下?tīng)t體由常壓水套構(gòu)成，其上設(shè)有多個(gè)觀察視窗、環(huán)形預(yù)熱管、多個(gè)徑向噴嘴、液體洛池、液渣出口、下進(jìn)氣口、掏渣爐門(mén)，與上爐體的高溫燃?xì)獬隹谶B接的側(cè)置換熱器由水封池，氣連通管，水連通管，降塵圓錐套，側(cè)置換熱器外筒體，側(cè)置換熱器立管，低溫燃?xì)獬隹跇?gòu)成。用管路將下?tīng)t體13、中爐體17和側(cè)置換熱器25的進(jìn)水口和出水口串聯(lián)連接，在下?tīng)t體13和中爐體17的連接管路上設(shè)有水泵5，用于為中爐體17補(bǔ)水，以保證不斷地產(chǎn)生蒸汽，蒸氣出口外接集汽包。上進(jìn)氣口 16，中進(jìn)氣口 14和下進(jìn)氣口 11分別與集汽包和氧氣站連接，并分別設(shè)有可調(diào)閥門(mén)，以便于調(diào)節(jié)蒸汽與氧氣的分配比例及流量大小。低溫燃?xì)獬隹?2接引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)可無(wú)級(jí)調(diào)速。在下?tīng)t體13、中爐體17、上爐體18和側(cè)置換熱器25的不同位置上設(shè)有若干溫度傳感器，將隨機(jī)測(cè)到的燃?xì)狻⒄羝退臏囟刃盘?hào)輸入測(cè)控中心；在下?tīng)t體13和中爐體17爐膛的不同位置設(shè)有熱電偶，將隨機(jī)測(cè)到的爐溫信號(hào)輸入測(cè)控中心；在高溫燃?xì)獬隹?2或低溫燃?xì)獬隹?32處設(shè)氣體分析儀探頭，并將隨機(jī)測(cè)到的氣體成分信號(hào)輸入測(cè)控中心。信號(hào)經(jīng)測(cè)控中心處理后，發(fā)出指令，分別調(diào)控引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和蒸汽與氧氣的分配比例及流量的大小，以滿足不同的需要。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖圖3是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖圖4是
圖1中的A-A剖面放大圖圖5是圖2中的B-B剖面放大圖圖中所示標(biāo)記為:燃料進(jìn)口 1，高溫燃?xì)獬隹?2，燃?xì)饬⒐?，料位漏斗4，水泵5，觀察視窗6，環(huán)形預(yù)熱管7，徑向噴嘴8，液體渣池9，液渣出口 10，下進(jìn)氣口 11，掏渣爐門(mén)12，下?tīng)t體13，中進(jìn)氣口 14，觀察爐門(mén)15，上進(jìn)氣口 16，中爐體17，上爐體18，水平加料爐門(mén)19，上置換熱器20，中溫燃?xì)獬隹?21，上置換熱器立管22，清灰爐門(mén)23，擋火圓錐24，側(cè)置換熱器25，水封池26，氣連通管27，水連通管28，降塵圓錐套29，側(cè)置換熱器外筒體30，側(cè)置換熱器立管31，低溫燃?xì)獬隹?32。圖中箭頭所示為氣體流動(dòng)方向。
具體實(shí)施方式
[0015]
圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，點(diǎn)燃生火后，一次加滿燃料，并關(guān)閉燃料進(jìn)口 1，根據(jù)高溫燃?xì)獬隹?2的燃?xì)獬煞郑謩e調(diào)節(jié)下進(jìn)氣口 11，中進(jìn)氣口 14，上進(jìn)氣口16中的進(jìn)氣比例和流量，以滿足不同的需要；調(diào)節(jié)料位漏斗4的上下位置，改變?nèi)紵蠈拥母叨龋赃m應(yīng)不同燃料燃燒特點(diǎn)的需要；對(duì)液渣出口 10進(jìn)行泥封，待液體熔渣足夠多時(shí)，打開(kāi)泥封，開(kāi)始液體排渣，液渣可制作建材。運(yùn)轉(zhuǎn)中，在中爐體17的爐膛內(nèi)，位于料位漏斗4以下的燃料經(jīng)烘烤脫水，水升溫形成蒸汽與上進(jìn)氣口 16來(lái)的氧氣和蒸汽一同在壓差的作用下，自上而下的流動(dòng)；在上富氧燃燒區(qū)，燃料燃燒析出的揮發(fā)分和焦油與氧氣和蒸汽形成的火焰，在壓差的作用下自上而下的流動(dòng)；流動(dòng)中的水蒸汽、揮發(fā)分和焦油不斷升溫裂化、裂解，生成新的物質(zhì)并伴隨著能量變化，氧氣逐漸耗盡，燃料逐漸生成固定碳；火焰由上貧氧燃燒區(qū)進(jìn)入上缺氧燃燒區(qū)，其中二氧化碳與碳生成一氧化碳；水蒸汽在流動(dòng)中不斷的吸收能量生成氫和氧，其氧與碳又生成一氧化碳或二氧化碳；火焰在向下的流動(dòng)中，上缺氧燃燒區(qū)逐漸生成了一氧化碳和氫為主的混合燃?xì)庖桓粴淙細(xì)?。在下?tīng)t體13的爐膛內(nèi)，由下進(jìn)氣口 11來(lái)的氧氣和蒸汽自下而上的流動(dòng)；在下富氧燃燒區(qū)，氧與高溫固定碳生成二氧化碳并釋放熱能；氣體繼續(xù)向上流動(dòng)進(jìn)入下貧氧燃燒區(qū)，氧氣逐漸耗盡進(jìn)入下缺氧燃燒區(qū)，二氧化碳與高溫固定碳生成一氧化碳；水蒸汽在向上的流動(dòng)中吸收能量生成氫和氧，其氧與高溫固定碳又生成一氧化碳或二氧化碳；氣體在向上的流動(dòng)中，下缺氧燃燒區(qū)逐漸生成了以一氧化碳和氫為主的混合燃?xì)庖桓粴淙細(xì)狻Ｉ先毖跞紵齾^(qū)和下缺氧燃燒區(qū)生成的富氫燃?xì)?，?jīng)燃?xì)饬⒐?、高溫燃?xì)獬隹?2排出，作為熱煤氣使用。高溫燃?xì)獬隹跍囟瓤赏ㄟ^(guò)燃?xì)饬⒐?的數(shù)量多少和長(zhǎng)短來(lái)設(shè)計(jì)確定。調(diào)節(jié)中進(jìn)氣口 14的蒸汽與氧氣的分配比例及流量的大小，可改變爐膛的燃燒強(qiáng)度和溫度。在負(fù)壓狀態(tài)下:打開(kāi)觀察爐門(mén)15，可查看爐內(nèi)燃燒情況；打開(kāi)掏渣爐門(mén)12，可處理爐內(nèi)結(jié)渣事故；打開(kāi)觀察視窗6，可用于撥火和碎渣，關(guān)閉時(shí)可利用玻璃視窗觀察燃燒情況。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，燃料不斷析出揮發(fā)分和焦油生成固定碳，固定碳燃燒生成灰渣，體積縮小，因此燃料不斷的向下滑動(dòng)墜落以維持一定的燃燒料層高度，使其運(yùn)轉(zhuǎn)正常。固定碳由上缺氧燃燒區(qū)到下富氧燃燒區(qū)，逐漸耗盡生成灰渣，灰渣熔于液體渣池9，經(jīng)液渣出口 10排出。圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，它是在中爐體17上固定連接上置換熱器20構(gòu)成的，并去掉了料位漏斗4和中進(jìn)氣口 14，并增設(shè)了中心帶孔的隔離水套和中心孔蓋；觀察爐門(mén)15改為水平加料爐門(mén)19，并可與水平上料機(jī)構(gòu)連接。利用擋火圓錐24改變?nèi)細(xì)夥较蚶诮祲m，打開(kāi)清灰爐門(mén)23和中心孔蓋用于清除煙塵；第二實(shí)施例可采用旋轉(zhuǎn)風(fēng)帽破渣排渣及上、下空氣鼓風(fēng)或鼓風(fēng)引風(fēng)混合使用；中溫燃?xì)獬隹?21接用戶。圖3是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，它是第一實(shí)施例與側(cè)置換熱器25的組合。上缺氧燃燒區(qū)和下缺氧燃燒區(qū)生成的富氫燃?xì)?，?jīng)燃?xì)饬⒐?、高溫燃?xì)獬隹?2流經(jīng)側(cè)置換熱器25，經(jīng)側(cè)置換熱器立管31兩次熱交換降溫和降塵圓錐套29兩次降塵，煙塵排入水封池26 ;富氫燃?xì)饨?jīng)低溫燃?xì)獬隹?32由引風(fēng)機(jī)送到用戶。本實(shí)用新型具有:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工制造，對(duì)燃料的適應(yīng)性強(qiáng)，燃料來(lái)源廣泛，燃料價(jià)格低，運(yùn)行費(fèi)用省。各國(guó)都在努力開(kāi)發(fā)節(jié)能減排的新能源，減少碳排放，應(yīng)對(duì)氣候變化。因此，本實(shí)用新型具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求1.一種富氫燃?xì)獍l(fā)生爐，由上爐體、中爐體和下?tīng)t體順序固定連接組成，其特征在于:上爐體的高溫燃?xì)獬隹谂c側(cè)置換熱器的進(jìn)氣口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氫燃?xì)獍l(fā)生爐，其特征是:上爐體上設(shè)有燃料進(jìn)口、高溫燃?xì)獬隹?，燃料進(jìn)口可與上料機(jī)構(gòu)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氫燃?xì)獍l(fā)生爐，其特征是:中爐體由受壓水套構(gòu)成，其上設(shè)有蒸氣出口、上進(jìn)氣口、觀察爐門(mén)、中進(jìn)氣口、燃?xì)饬⒐芎土衔宦┒罚溆^察爐門(mén)還可作橫向進(jìn)料口使用，用時(shí)可與橫向進(jìn)料機(jī)構(gòu)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氫燃?xì)獍l(fā)生爐，其特征是:下?tīng)t體由常壓水套構(gòu)成，其上設(shè)有多個(gè)觀察視窗、環(huán)形預(yù)熱管、多個(gè)徑向噴嘴、液體渣池、液渣出口、下進(jìn)氣口、掏渣爐門(mén)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氫燃?xì)獍l(fā)生爐，其特征是:與上爐體的高溫燃?xì)獬隹谶B接的側(cè)置換熱器由水封池，氣連通管，水連通管，降塵圓錐套，側(cè)置換熱器外筒體，側(cè)置換熱器立管，低溫燃?xì)獬隹跇?gòu)成。
專利摘要一種富氫燃?xì)獍l(fā)生爐，它能使煤炭或含水量大的生物質(zhì)燃料、生活垃圾及工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為富氫燃?xì)狻Ｆ涮卣魇侨細(xì)獍l(fā)生爐由上、中、下?tīng)t體組成，上爐體的高溫燃?xì)獬隹谂c側(cè)置換熱器的進(jìn)氣口連接；其碳?xì)淠芰哭D(zhuǎn)化的方法是中爐體的爐膛內(nèi)氧氣與水蒸汽自上而下流動(dòng)，并自上而下順序形成烘干脫水區(qū)、上富氧燃燒區(qū)、上貧氧燃燒區(qū)和上缺氧燃燒區(qū)；下?tīng)t體的爐膛內(nèi)氧氣與水蒸汽自下而上流動(dòng)，并自下而上順序形成下富氧燃燒區(qū)、下貧氧燃燒區(qū)和下缺氧燃燒區(qū)；碳或有機(jī)物與氧和水蒸汽在高溫環(huán)境中，伴隨著能量變化不斷生成新的物質(zhì)，最后主要生成一氧化碳和氫的富氫燃?xì)?，富氫燃?xì)馔ㄟ^(guò)燃?xì)饬⒐芰飨騻?cè)置換熱器，經(jīng)低溫燃?xì)獬隹谒椭劣脩簟?br> 文檔編號(hào)C10J3/72GK202989076SQ20122039367
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者王振孝 申請(qǐng)人:王振孝