[实用新型]等离子体解水制氢高效节能锅炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种等离子体解水制氢高效节能锅炉，属于可重复利用能源、绿色环保、节能减排技术领域。 

背景技术

目前民用锅炉所使用的燃料大约有三种：煤炭、燃油和机制有机木柴，但是这些都是不可再生的能源，将随着人们的消耗和时光的流失而枯竭。长久以来，让水变成可重复利用的替代能源一直是人们的美好愿望：水分子是由氢和氧(H₂O)构成，按实质重量每公斤水大约含氢11％、含氧89％，氢可以燃烧、氧能助燃，氢燃烧的热值是汽油的三倍之多，而且氢燃烧之后所生成的是水，不污染环境，是一种非常洁净可重复使用的燃料。但是目前的制氢技术还不能实现大规模商业化制氢，因为现有制氢技术的能源消耗太大，而且效率很低，得不偿失。 

近十年来，等离子体技术在工业上的应用发展很快，例如：等离子体点火、等离子体喷涂、等离子体加热、等离子体切割、等离子体拉积焚化、废物处理等等。等离子体是在电离层或者放电现象下所形成的一种状态(俗称第四态)，伴随着放电现象将会生成激发原子、激发离子、离解原子、游离原子团、原子或者分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体发生器中，放电作用使工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经过相互碰撞而产生高温并分解，温度可高达几万度以上，而离子的温度仅仅略高于常温，因此在放电场内的温度接近常温，俗称为低温等离子体或者非平衡低温等离子体。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有锅炉节能技术设备的缺点和不足，提供一种耗能低、效率高、分解速度快的以水为原料的等离子体解水制氢高效节能锅炉。把水作为制氢、制氧可重复使用的原料，从而达到大幅度节约燃料的目的。 

本实用新型的等离子体解水制氢高效节能锅炉的技术方案，是在锅炉上增设一套包括“非平衡低温等离子体发生器、高频高压电源、金属蒸汽管道、蒸汽开关、阻火器和喷射管”的解水制氢设备。是由锅炉炉体、炉膛、炉胆、风机、炉渣室、炉渣门、加料门、喷射管、阻火器、非平衡低温等离子体发生器、高频高压电源、蒸汽开关和蒸汽管道构成，其特征是在锅炉炉体上安装着风机、炉渣室、炉渣门、加料门、阻火器、非平衡低温等离子体发生器、高频高压电源、蒸汽开关、蒸汽管道，在锅炉炉膛内安装有氢气、氧气喷射管，高频高压电源连接着非平衡低温等离子体发生器，非平衡低温等离子体发生器连接着阻火器，阻火器连接着喷射管，喷射管的另一端安装在锅炉炉膛内，蒸汽管道的一端连接着炉胆的顶端、另一端连接着蒸汽开关，高频高压电源由220伏交流市电供电。非平衡低温等离子体发生器由第一种介质阻挡放电式非平衡低温等离子体发生器和第二种同轴圆筒式非平衡低温等离子体发生器构成。 

本实用新型的等离子体解水制氢高效节能锅炉，是把锅炉自体产生的一部分水蒸汽，在非平衡低温等离子体发生器内迅速活化、裂化、分解生成氢气分子、氧气分子和氢离子、氧离子，再把分解后可低温燃烧、助燃的氢、氧分子以及氢、氧离子和燃料送入炉膛共同燃烧，从而达到增加氢气和氧气或者替代部分燃料增加氧气，实现大幅度节约燃料、提高节能减排指标的目的。 

本实用新型的低温等离子体发生器的设计方案有两种：第一种是介质阻挡放电式非平衡低温等离子体发生器，是由平板阳极(13)、平板阴极(14)、绝缘介质封装套(17)、阳极电极(18)、阴极电极(16)、水蒸气入口(19)、氢气、氧气出口(20)和绝缘壳体(15)构成。平板阳极(13)和阳极电极(18)连接，平板阴极(14)和阴极电极(16)连接，平板阳极(13)和平板阴极(14)封装在绝缘介质封装套(17) 内，平板阳极(13)、平板阴极(14)、绝缘介质封装套(17)、阳极电极(18)、阴极电极(16)安装固定在绝缘壳体(15)中。第二种是同轴圆筒式非平衡低温等离子体发生器，是由圆筒状阴极(14)和圆筒状状阳极(13)、绝缘介质封装筒(21)、阳极电极(18)、阴极电极(16)、水蒸气入口(19)、氧气、氢气出口(20)、绝缘封装架(22)构成。圆筒状阴极(14)通过绝缘封装架(22)同轴安装在绝缘介质封装筒(21)的中间。绝缘介质封装筒(21)用石英玻璃或者耐温塑料制成，圆筒状阳极(13)用铝箔或者金属网黏贴在绝缘介质封装筒(21)的外围，圆筒状阴极(14)用不锈钢管制成。水蒸气入口(19)和氧气、氢气出口(20)安装在绝缘封装架(22)上。