[发明专利]等离子体解水制氢高效节能锅炉燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体解水制氢高效节能锅炉燃烧器，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

目前民用锅炉和工业锅炉所使用的燃料大约有四种：煤炭、燃油、天然气和机制有机木柴，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逐渐枯竭。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，温度可高达万度以上，而离子的温度仅仅略高于常温，俗称为低温等离子体或者非平衡低温等离子体。目前低温等离子体技术和高温等离子体技术在民用和工业上都有着比较广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有锅炉燃烧器的缺点和不足，提供一种耗能低、效率高、分解速度快的以水为原料的随机制氢的“等离子体解水制氢高效节能锅炉燃烧器”，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和大幅度提高节能减排指标的目的。

本发明的等离子体解水制氢高效节能锅炉燃烧器的技术方案，是在现有的燃油、燃甲醇、燃气锅炉燃烧器上增设一套包括“智能控制器、火焰传感器、温度传感器、等离子体电弧催化喷射器、高频高压电源、水分蒸发器、水泵、电磁阀、水量调节阀、喷火燃烧器”组成的分解水分子的DJS(等离子解水制氢的缩写)制氢燃氢设备。把水蒸汽在等离子体电弧催化器内迅速活化、裂化、分解生成氢气分子、氧气分子和氢离子、氧离子，和燃料或者燃气一起从喷火燃烧器喷入锅炉炉膛燃烧，从而达到增加氢气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。

本发明的等离子体解水制氢高效节能锅炉燃烧器，是由智能控制器、高频高压电源、火焰传感器、等离子体电弧催化喷射器、水分蒸发器、水泵、水量调节阀、温度传感器、油泵、油量调节阀、电子点火器、喷油器、风机、电磁阀、喷火燃烧器、燃烧器壳体和安装法栏构成。其特征是：在燃烧器壳体的下部安装着风机，在燃烧器壳体内部安装着喷油器、等离子体电弧催化喷射器、电子点火器、火焰传感器和温度传感器，在燃烧器壳体上安装着智能控制器、高频高压电源、电磁阀、水泵、水量调节阀、油泵、油量调节阀，燃烧器壳体上部通过法栏和喷火燃烧器连接，在喷火燃烧器内安装着水分蒸发器，水分蒸发器的一端连接着等离子体电弧催化喷射器、另一端和水泵连接，水泵连接着水量调节阀，水量调节阀连接着电磁阀，电磁阀连接着智能控制器，智能控制器分别连接着电磁阀、水泵、油泵、火焰传感器、温度传感器、电子点火器、高频高压电源和风机，高频高压电源连接着等离子体电弧催化喷射器，两个电磁阀分别连接着水箱和油箱。喷火燃烧器用耐高温不锈钢和耐高温陶瓷复合制造，等离子体电弧催化喷射器用耐高温陶瓷和金属铜、镍及其氧化物制造。

本发明的等离子体解水制氢高效节能锅炉燃烧器，其特征是在水箱的液态水中加入5-30％的甲醇和0.01-0.5％二甲醚作为添加剂，把水和甲醇的混合融液在水分蒸发器加热成蒸汽态以后，在等离子体电弧催化器内强大等离子体电场的震荡、催化下更容易被分解。其化学反应(二甲醚忽略不计)方程式为：

CH₃OH(蒸汽)+H₂O(蒸汽)——3H₂+CO₂