[发明专利]纯氧富氧燃烧原动机系统装置

权利要求书

1.一种直接将生物质材料转化为一次能源的原动机系统装置，根据使用场合不同而分别由包括燃料预处理装置、燃料输送装置、纯氧(富氧)燃烧系统、发动机系统、发电机系统、冷却系统、尾气输送管、尾气处理系统、输出电缆、氢氧发生器系统(包括前瞻技术的SOEC高温电解池在内)、辅助供氧系统、氧气输送管、氢气输送管、氢能利用设备(氢燃料电池、氢发动机、氢气燃烧器等)、气化炉、蒸汽发生锅炉系统、蒸汽输送管道、汽轮机发电系统、氢气燃烧室、空气输入管、过热器等设备在内的系统组合而成。其特征是：燃料经过燃料预处理装置1后通过燃料输送装置2送入纯氧(富氧)燃烧系统3的纯氧燃烧室与纯氧或充足氧气混合并燃烧，驱动斯特林发动机运行，带动发电机7发电，电能经输出电缆11接入氢氧发生器系统12，使其电解水产生氢气和纯氧，经过系统内的氢氧分离器分离后氢气经过氢气输送管14另行接入氢能利用设备15(氢燃料电池、氢发动机、氢气燃烧器)；所得纯氧通过纯氧输送管13接入纯氧燃烧系统的燃烧室助燃，不足部分由辅助供氧系统24补充，从而形成循环；纯氧燃烧室产生的废气、灰烬则通过尾气输送管9送入尾气处理系统10。

2.根据权利要求1所述系统装置，其特征是：所述斯特林发动机系统的冷却器6(冷腔)与冷却系统8相连，水循环冷却供应热水，实现热电联产。

3.根据权利要求1所述的系统装置，其特征是：燃料经过燃料预处理装置1后通过输送装置2送入蒸汽发生锅炉系统16内的纯氧燃烧系统17与纯氧或充足氧气混合并燃烧，产生蒸汽经过热器23加热通过蒸汽输送管道18送入汽轮机发电系统19发电，产生电力经输送电缆11部分输出接入用电器22；另一部分电能则接入氢氧发生器12用于电解水，氢氧发生器12产生的氧气通过纯氧输送管13接入纯氧燃烧室17，不足部分由辅助供氧系统24补充，从而形成循环；所得氢气则另行接入锅炉系统16内的氢气燃烧室20，与经空气输入管21引进的空气混合燃烧，加热蒸汽发生锅炉系统16，构成完整的工艺循环。

4.根据权利要求1所述系统装置，其特征是：在尾气处理系统中控制尾气温度在亚硫酸钙及硫酸钙分解温度以下、合成温度以上并与灰烬充分混合，并进一步采取尾气去硫技术及净化技术，同时进行尾气余热利用、除尘、灰烬收集乃至打包等设计。

5.根据权利要求3所述装置，其特征是：纯氧燃烧系统17包括了尾气灰烬处理装置。

6.根据权利要求1所述装置，其特征是：所述辅助供氧系统为利用发动机余热的变温吸附制氧设备，每个空气室配有一个到多个装有吸附材料组合结构的吸附室，及流体切换阀门与 加热、冷却系统管线；加热系统热源是发动机尾气和冷却器，冷却系统一般由空气冷却；吸附材料围绕着与加热或冷却管道相连的散热片布置，利于迅速吸热、冷却；空气室29与吸附室31之间有活动的空气室阀板30分开，吸附室的另一端有可开闭的吸附室阀板33；工作流程是空气室阀板30打开时吸附室阀板33关闭，空气被搅动与吸附剂充分接触，同时加热系统或冷却系统阀门打开，某一组分被优先吸附；在达到饱和后空气室阀板30关闭，同时吸附室阀板33打开，相应的加热系统或冷却系统也开始工作，并吹扫吸附材料组合结构清除残余组分，再进入下一流程，如此循环往复，源源不断输送高浓度氧气。

7.根据权利要求1所述系统装置，其特征是：工作流程及组成设备的组合方式、工作关系是由纯氧富氧燃烧系统燃烧供热、斯特林发动机供电补充电池电量、发动机尾气及冷却器余热供变温吸附系统制取高浓度氧气补充氧气不足，其余部分与现有电动汽车结构组合，从而形成新的以生物质材料为能源的电动汽车。

8.根据权利要求1所述系统装置，其特征是：工作流程及组成设备的组合方式、工作关系是由生物质燃料送入气化炉，使用纯氧或高浓度氧气气化，控制氧气浓度从而获得最佳产气效果，生物质材料纯氧气化生成热值较原来要高的生物质气；辅助供氧系统中变温吸附制氧装置的热源是从气化炉出来的高温生物质气，气体经过冷却、净化、压缩送入特别设计的生物质气发动机，与现有燃气汽车结构组合，从而成为新型清洁能源的燃气汽车。