[发明专利]氢能源锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种用清洁能源氢气作燃料的锅炉，特别是一种弃用传统锅炉结构而充分利用热裂解水产生热能的高效换热型氢能源锅炉。该锅炉供热主要通过制氢过程中产生的热量进行换热和利用氢、氧气燃烧热裂解水制取的氢、氧气再爆燃来提高燃料热值，以显著增加换热效率。

背景技术

目前，新能源的开发利用已是当务之急，为发展可再生燃料而进行的研发，已在各国科技界普遍开展。近年来，因能源及环境问题的尖锐化，氢经济更得到一些国家政府的大力倡导和资助，并被各界人士广为重视。我们知道水由是H₂O组成，由 2个氢原子1个氧原子组成，水最少有两种以上的方法可将其分解成氢气、氧气，一种是电解法，一种是热裂解法，只要将水加热到900℃以上水就可以裂解成氢气、氧气参与燃烧。然而，使氢经济成为可以取代目前石油经济的一种实用燃料经济，尚有待在若干关键（如氢气的高效制取与储运）技术上的突破性发展。

据国内、外文献报导，作为清洁能源氢能源锅炉的制造技术虽然已有诸多种，但真正意义上能形成批量生产及广泛应用的氢能源锅炉确不多。现有的氢能源锅炉主要有：如公开号为CN101650071A的“氢氧液体燃料气化锅炉”，如公开号为CN2913854Y的“一种助燃锅炉”如公开号为CN2864469Y的“立式煤炭气化三室燃气锅炉” 如授权公告号为CN201104009Y的“氢氧助燃卧式锅炉”等，这些专利公开的内容主要是通过向燃煤的炉中喷射水蒸汽，使水蒸汽热裂解成氢、氧气参与燃烧，达到増能减排的目的。但以上专利受其结构与燃料限制，很难形成稳定的2000℃以上高温热源将水蒸汽热裂解成氢、氧气参与燃烧。如不能将水蒸汽热裂解成氢、氧气，则加入的水蒸汽是有害的，会与煤中的硫化合成硫化物，腐蚀炉体，污染空气。如公开号为CN145318A的“氢能锅炉”，其采用高压强脉冲电流向水中的电极板供电，瞬间将水汽化同时产生氢气、氧气参与燃烧、其想法是好的，但加入大量水蒸汽的氢、氧气，根本无法点燃，就更谈不上作燃料了。如授权公告号为CN2376575Y的“燃氢热水锅炉”，公开了采用电解水制氢，氢燃烧加热锅炉的方法。其电解水制氢，再燃氢加热锅炉，其过程没有能量放大，还不如使用电锅炉安全效率高，也不存在节能。如公开号为CN1587801的“水原料燃氢锅炉的装置和方法”，其采用初期对水进行磁化为活性水，先期用电或天然气加热蜂窝状的钛钢板1000℃，再向钛钢板喷水蒸汽使水蒸汽进一步细化増温热裂解成氢、氧气参与燃烧，试图达到烧水不烧油实现节能减排的目的。但因其热裂解氢的条件不够，水蒸汽难以热裂解成氢、氧气。经过计算得知，如果钛板为1000℃，水蒸汽为350℃，其温度相加等1350℃，1350℃÷2﹦675℃，水的热裂解温度是900℃以上、其没有配备高温热源、热裂解很难持续进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种氢能源锅炉，它克服了现有燃氢或氢助燃锅炉存在的制氢效率低，水蒸汽达不到热裂解制氢条件等缺陷，其与传统锅炉相比，设计合理、结构紧凑，体积小，通过制氢过程中产生的热量进行换热和利用氢、氧气燃烧热裂解水制取的氢、氧气再爆燃来提高燃料热值，以显著增加换热效率，有效地实现了环保、节能、降耗。

本发明所采用的技术方案是：该氢能源锅炉，包括带有外壳和脚轮的底座，组装在底座上的氢、氧气为燃料的燃烧机，带有浮子液位计、补水单向阀和安全阀的氢、氧气发生罐，循环水泵，高、低温换热器以及通过导线连接的高频直流脉冲电源，其特征在于：所述燃烧机采用热激制氢燃烧机，热激制氢燃烧机壳体内设置带有护套和耐热陶瓷衬套的螺旋加热管，组装在所述螺旋加热管盘管中心内的耐热陶瓷热岛以及固定在所述壳体的底座上的燃气喷嘴；所述氢、氧气发生罐通过气液分离罐和防回火罐连接所述热激制氢燃烧机，所述热激制氢燃烧机壳体的热气流出口与所述高、低温换热器组成的循环供热管路连通。

所述氢、氧气发生罐的罐体由金属外罐体和非金属绝缘内罐体复合而成，通过所述罐体上部进水口的连接管件和底部排水口的循环水泵与换热器组成循环水管路，所述氢、氧气发生罐的氢、氧气输出管连接内置消泡不锈钢网和浮子针阀的气液分离罐以及防回火罐，并经所述防回火罐的氢、氧气出口连接供气管，所述氢、氧气发生罐的罐体内，通过固定在罐体两侧的阴、阳极接线柱悬挂由外表面涂镀释氢合金层的电解紫铜板制成的栅板式电极板，阴、阳极接线柱与所述高频直流脉冲电源连接。