專利名稱：一種燃水方法
技術領域：
本發明涉及一種燃水方法，即用水作為主要燃料進行燃燒的方法，它屬于燃燒技術領域。
背景技術：
目前已有的鍋爐燃燒加熱方法主要是采用煤、油、氣、電、核等傳統燃料進行燃燒，盡管這類燃燒技術已經發展的相當先進，但是它們帶來得環境污染問題、特別是傳統燃料的資源短缺問題將嚴重影響人類生存對能源的需求。近百年以來全世界都在關注水作為新能源的研究，都在致力于水分子分解并燃燒的技術研究，希望從根本上解決人類的能源危機。
目前已有的燃水方法主要是采用首先將水電解成氫氣和氧氣然后再燃燒氫氣的燃燒工藝。這種工藝方法已經成熟，但是這種工藝具有技術復雜、制作成本高、適用范圍小等缺點。還有一種水霧高溫裂解兩段燃燒法工藝，該工藝是以煤或其它燃料作為工作啟動，首先通過風機的冷風管向位于爐排下方的貯水室的水中心垂直送風，使貯水室中的水霧氣通過第一燃燒室的高溫爐排迅速分解氣化，并在高溫爐排上堆積的高溫燃料層參與不完全燃燒繼而產生高溫可燃氣體并匯集于第一燃燒室的上方；再通過風機的熱風管向第二燃燒室送風，導引匯集于第一燃燒室上方的高溫可燃氣體通過燃氣輸送彎管射入第二燃燒室形成湍流并迅速燃燒，微量高溫余氣通過排氣彎管導入貯水室的水中吸收余熱并凈化。這種燃燒工藝其燃燒條件、反應機理、火焰特征等方面與傳統的燃燒技術不同，具有許多優勢，但是它也存在著一些缺點和不足，如通過風機的冷風管向貯水室的水中心垂直送風，使位于爐排下方的貯水室中的水氣霧化，這種水氣霧方法極易受燃燒環境和狀態的影響，水氣霧化的質量和可控性差；再如燃燒后的微量高溫余氣通過排氣彎管導入貯水室的水中吸收余熱并凈化，這種余氣處理方法浪費了余氣中的可燃氣體，不能做到無排放。
發明內容
本發明的目的就是為了克服和避免已有技術中的缺點和不足，而提供一種新的燃水工藝方法。該方法應能夠極大地提高燃燒效率，完全實現無煙燃燒，本發明中的水氣霧化工藝不受燃燒環境和狀態的影響，水氣霧化的質量和可控性大為提高；本發明中的微量高溫余氣經過吸熱凈化后應能返回到給風管使其形成自然循環達到充分燃燒無污染的效果。
本發明是采用如下技術措施來實現其發明目的的。
一種燃水方法，它是以煤或其它燃料作為工作啟動，即首先點燃爐排上的啟動燃料，再通過風機向爐排下方送入水霧氣，水霧氣上升通過燃燒反應室的高溫爐排迅速分解氣化，并使在高溫爐排上堆積的高溫燃料層參與不完全燃燒，繼而產生高溫可燃氣體并匯集于燃燒反應室上方儲氣待燃室；再通過引送風機向燃燒工作室送風加壓，導引匯集于燃燒反應室上方儲氣待燃室的高溫可燃氣體通過管道射入燃燒工作室形成湍流并迅速燃燒，微量高溫余氣通過排氣管導入過濾凈化還原器中的吸熱凈化水吸收余熱并凈化，送入爐排下方的水霧氣是由外置的氣水微共振器產生并送入，經過吸熱凈化后的微量高溫余氣通過引送風機返回到給風管進入燃燒工作室燃燒。
送入爐排下方的水霧氣是由氣水微共振器上的風機向氣水微共振器內的水面吹動產生，吹動方向是由遠離水霧氣出口位置向水霧氣出口位置吹送。
過濾凈化還原器是采用兩級或更多級的水過濾凈化工藝。
導入過濾凈化還原器的微量高溫余氣通過排氣管時應經過裝在排氣管上的水噴淋裝置的噴淋凈化處理。
采用上述技術方案的本發明克服和避免了已有技術中的缺點和不足，本發明極大地提高燃燒效率，完全實現無煙燃燒，本發明中的水氣霧化工藝不受燃燒環境和狀態的影響，水氣霧化的質量和可控性大為提高；本發明中的微量高溫余氣經過吸熱凈化后返回到給風管使其形成自然循環達到充分燃燒無污染的效果。
圖1為本發明的方法原理示意圖。
圖中1為水霧氣出口、2為高溫燃料層、3為燃燒反應室、4為儲氣待燃室、5為排氣管、6為燃燒工作室、7為管道、8為給風管、9為送風閥門、10為爐排、11為引送風機、12為給風管進口、13為溫氣室內存水、14為溫氣室、15為過濾凈化還原器、16為排氣管出口、17為氣水微共振器內的水面、18為氣水微共振器、19為風機。
具體實施例方式
下面結合附圖所示內容對本發明作進一步的描述。
本發明所述的一種燃水方法是這樣實現的首先點燃爐排10上的啟動燃料2，再通過風機19向爐排10下方送入水霧氣，水霧氣上升通過燃燒反應室3的高溫爐排10迅速分解氣化，并使在高溫爐排10上堆積的高溫燃料層2參與不完全燃燒，繼而產生高溫可燃氣體并匯集于燃燒反應室3上方儲氣待燃室4；再通過引送風機11向燃燒工作室6送風加壓，導引匯集于燃燒反應室3上方儲氣待燃室4的高溫可燃氣體通過管道7射入燃燒工作室6形成湍流并迅速燃燒，微量高溫余氣通過排氣管5導入過濾凈化還原器15中的吸熱凈化水吸收余熱并凈化，送入爐排10下方的水霧氣是由外置的氣水微共振器18產生并送入，經過吸熱凈化后的微量高溫余氣通過引送風機11返回到給風管8進入燃燒工作室6燃燒。
送入爐排10下方的水霧氣是由氣水微共振器18上的風機19向氣水微共振器內的水面17吹動產生，吹動方向是由遠離水霧氣出口1位置向水霧氣出口1位置吹送。
過濾凈化還原器15是采用兩級或更多級的水過濾凈化工藝。
導入過濾凈化還原器15的微量高溫余氣通過排氣管5時應經過裝在排氣管5上的水噴淋裝置的噴淋凈化處理。
更為詳細的實施例描述是這樣的首先以燃煤2的燃燒產生的熱能作為工作啟動的能源，通過氣水微共振器18上的風機19工作產生風震動，使氣水微共振器18中的水霧氣通過燃燒反應室3迅速具備水分子分解氣化條件，并使在燃燒反應室3內的爐排10上堆積的高溫燃煤2參與不完全燃燒，繼而產生高溫可燃氣體并匯集于反應室3上方的儲氣待燃區4；再通過給風管11加壓使燃燒工作室6形成湍流并迅速燃燒，從而將可燃氣體全部燒盡；微量高溫濕氣通過裝有水噴淋裝置的排氣管5導引入過濾凈化還原器15的水中吸收余熱、過濾并凈化還原，再返回給風管8使其形成自然循環達到無污染的效果。簡單概括地說就是氫氣(H2)自身湍流循環燃燒法以及部分水分子高溫分解燃燒法的有機融合。
在這種燃水方法中，燃燒條件、反應機理、火焰特征等方面均表現得與傳統的燃燒技術不同。送進反應室的水霧風為氣化風，送進燃燒前儲存區4的預熱風成為可燃氣體燃燒風。燃燒風的溫度達到500℃以上，燃料在含氧較低(可低至5％)的高溫環境中燃燒。因為是在高溫條件下，可燃范圍擴大，在含氧大于5％時，就可保證穩定燃燒。燃燒過程就是一種擴散控制式反應，不再存在局部高溫區，NOx在這種環境下生成受到抑制。同時，在這種低氧環境下，燃燒火焰具有與傳統燃燒截然不同的特征火焰體積明顯增大，可擴大到整個燃燒室空間；火焰形狀不規則，無火焰界面；常見的白熾火焰消失，火焰呈現薄霧狀；輻射強度增加，火焰的高度輻射減少。整個燃燒空間形如一個溫度相對均勻的高溫強輻射體，再加上反應速度快，爐膛傳熱效率大大提高，而NOx排放量大大減少。
本發明制造的氣水微共振器18使水氣化，讓水分子具備了分解的先決條件，進而由煤的燃燒為工作啟動裝置提供足夠的工作壓強和水分子分解的必備溫度，使水分子產生分解，進入聚氣區待燃，當燃燒工作室6內的溫度達到500度-600度時，氫氣(H2)開始燃燒工作，從而達到氫氣(H2)燃燒、氧助燃的目的使燃燒器產生巨大的熱量，燃燒工作室6內的溫度迅速升至1800度左右，這樣連續循環的工作過程使啟動燃料在燃燒器工作過程中僅為輔助能源，而水分解成的H2燃燒成為燃燒能量的主體。
本發明克服了工業鍋爐污染環境，浪費能源的缺點，極大地提高了燃燒效率，在總燃燒發熱量中至少60％的發熱量是由水參與了燃燒發熱的。
使用這種燃水方法升溫快、溫度高、造價低、燃料省，并且做到了完全無煙，無污染，從而使工業鍋爐永遠告別了傳統的煙囪、除塵、等設備，節能高達60％以上。撤除環保設備后節能60％以上，若應用該技術建造新爐，由于該技術的換熱能力大大增強，從而可使工業鍋爐結構緊湊，體積大幅度縮小；還因為去除了需耐火材料內襯的較長煙道和煙囪，簡化了設備，用地面積減小，從而使初投資較少。若用該技術改造舊爐，只需在舊爐子原有基礎上，對爐體稍加改動即可。
應用本發明后，燃燒爐內溫度分布均勻，溫差達±5℃，加上爐內較低的含氧環境，對加熱工件極為有利。既提高了加熱速度和加熱質量，又減少了工件氧化燒損率，大大提高了工件產量。此外，通過調節流量，可方便而精確地對爐溫進行調節和控制，達到均衡的爐膛溫度，以滿足不同的加熱要求。
應用本發明的爐子，可根據工藝要求和爐體形狀靈活布置和確定儲氣待燃室的高溫可燃氣體所通過的管道噴嘴的位置和數量。噴嘴的位置可設在側面、頂面和軸向等。成對噴嘴可獨立換向，也可多對噴嘴分段集中換向，控制比較靈活。控制閥和控制系統均處于低溫端，因此，操作方便且安全、可靠性高。
應用本發明的爐子實現了不可燃氣體余熱的極限回收，不可燃氣體由排氣管導入過濾凈化還原器凈化，余熱過濾并凈化還原完全回收，微量灰燼沉淀水底，定時清除。同時，在較高空氣預熱溫度及混合均勻的低氧環境下，可燃氣體與氧氣分子一經接觸，便能迅速實現完全燃燒。大大減少爐子進出流量，進一步提高了燃料節約率。實際應用情況表明，燃料節約率可達60％以上。
在工業鍋爐應用中本發明對環境保護作用有(1)該燃水裝置的高能效以及燃水過程的充分性徹底避免了CO、CO2和其他溫室氣體對大氣的排放；(2)高溫H2、O燃燒環境以及煙氣回流的摻混作用，大大抑制了HOX的生成，使排放量下降到幾乎為零；(3)H2、O的高溫燃燒徹底抑制了二惡英的生成，排放廢氣迅速冷卻，有效阻止了二惡英的再合成，故二惡英的排放基本消除；(4)火焰在整個燃燒工作室內逐漸擴散燃燒，燃燒噪音低。例如在燃水袖珍鍋爐作實驗，其發熱部分外型尺寸70cm×35cm×100cm，它的發熱量每小時就在6萬大卡而僅用七公斤左右的煤，僅僅這七公斤的煤燃料在一個小時之內把二百公斤的零度水沸騰起來。
本發明的特性使它的適用范圍特別廣泛，它可用于發電廠、熱電廠、小型發電機組及發電機配套，能滿足多種不同工藝要求的工業爐。目前可使用該技術的爐型有大中型推鋼式及步進式軋鋼加熱爐、均熱爐、罩式熱處理爐、輻射管氣體滲碳爐、鋼包烘烤爐、玻璃熔化爐、熔鋁爐、鍛造爐、住宅小區配套的發電供暖一體多用爐等等。范圍涉及冶金、金屬加工、化工、陶瓷和紡織等行業。
本發明所具有的高效、無污染等特性，徹底打破了傳統燃燒的模式，進入到新的高溫燃燒領域及能源替換期。它的氫燃燒氧助燃的直接燃燒解決了先制氫后燃燒的煩索工藝過程，是一項既節能又利于環保且極大提效的技術。對于企業界來說，它可以大幅度降低能耗和生產成本，提高其運行的經濟性和市場競爭力。
權利要求
1.一種燃水方法，它是以煤或其它燃料作為工作啟動，即首先點燃爐排上的啟動燃料，再通過風機向爐排下方送入水霧氣，水霧氣上升通過燃燒反應室的高溫爐排迅速分解氣化，并使在高溫爐排上堆積的高溫燃料層參與不完全燃燒，繼而產生高溫可燃氣體并匯集于燃燒反應室上方儲氣待燃室；再通過引送風機向燃燒工作室送風加壓，導引匯集于燃燒反應室上方儲氣待燃室的高溫可燃氣體通過管道射入燃燒工作室形成湍流并迅速燃燒，微量高溫余氣通過排氣管導入過濾凈化還原器中的吸熱凈化水吸收余熱并凈化，其特征在于送入爐排下方的水霧氣是由外置的氣水微共振器產生并送入，經過吸熱凈化后的微量高溫余氣通過引送風機返回到給風管進入燃燒工作室燃燒。
2.根據權利要求1所述的一種燃水方法，其特征在于送入爐排下方的水霧氣是由氣水微共振器上的風機向氣水微共振器內的水面吹動，吹動方向是由遠離出口位置向出口位置吹送。
3.根據權利要求2所述的一種燃水方法，其特征在于所述的過濾凈化還原器是采用兩級或更多級的水過濾凈化工藝。
4.根據權利要求3所述的一種燃水方法，其特征在于所述的導入過濾凈化還原器的微量高溫余氣通過排氣管時應經過裝在排氣管上的水噴淋裝置的噴淋凈化處理。
全文摘要
本發明涉及一種燃水方法，它屬于燃燒技術領域。本發明首先點燃爐排上的啟動燃料，再通過風機向爐排下方送入水霧氣，水霧氣上升通過燃燒反應室的高溫爐排迅速分解氣化，并使在燃燒反應室上堆積的高溫燃料層參與不完全燃燒，繼而產生高溫可燃氣體并匯集于燃燒反應室上方儲氣待燃室；再通過引送風機向燃燒工作室送風加壓，導引匯集于燃燒反應室上方儲氣待燃室的高溫可燃氣體通過管道射入燃燒工作室形成湍流并迅速燃燒，微量高溫余氣通過排氣管導入過濾凈化還原器中的吸熱凈化水吸收余熱并凈化，送入爐排下方的水霧氣是由外置的氣水微共振器產生并送入，經過吸熱凈化后的微量高溫余氣通過引送風機返回到給風管進入燃燒工作室燃燒。本發明極大地提高燃燒效率，完全實現無煙燃燒。
文檔編號F23C1/00GK1821656SQ200510007590
公開日2006年8月23日 申請日期2005年2月17日 優先權日2005年2月17日
發明者李新愛 申請人:李新愛