专利名称：一种新能源锅炉及其制取蒸气的方法
技术领域：
本发明涉及一种制取蒸气的设备及方法，具体地说是一种新能源锅炉及其制取蒸气的方法。
背景技术：
目前我国的电力供应仍是以火力发电为主，据统计，我国火力发电量占全国年发电量的75%以上，其中绝大多数火力发电厂均采用煤炭作为燃料，使其燃烧产生热量，对水进行加热，产生高压蒸气推动发电机发电。但煤炭在燃烧时会对环境造成污染，燃烧排放的 SO2, NOx等酸性气体会使酸雨量增加，燃烧后排放的粉煤灰会漂浮在空气中，对人们的生活及植物的生长造成不良影响。目前电力工业已经成为我国最大的污染排放产业之一。并且由于煤炭属于不可再生资源，近年来我国许多煤矿均出现了剩余可采储量不足的情况，并且电煤供应也曾经一度出现紧张的状况。
发明内容
本发明的目的是提供一种新能源锅炉及其制取蒸气的方法，它能够用SiC替代煤炭作为燃料，制取高压蒸气，用于采暖、发电等领域。本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现一种新能源锅炉及其制取蒸气的方法，包括壳体，壳体内形成蓄水腔，壳体顶部设置补水管和蒸气管道，补水管上安装补水泵，蓄水腔内安装燃烧室，燃烧室顶部设置排气管道，排气管道下端下部设置倒锥形导气帽，导气帽通过支撑架与排气管道连接，燃烧室内设置弧形托盘，弧形托盘上开设通孔，燃烧室侧壁上安装激光源和供氧管道，供氧管道与氧气站连接，供氧管道上安装增压泵和供料支管，供料支管与粉末计量填充机的出料口连接，燃烧室下部设置清理门，清理门通过清理通道与壳体外部相通。燃烧室上部设置与蓄水腔相通的换热管，壳体内壁安装第一液位传感器、第二液位传感器和红外测温仪，第一液位传感器的垂直高度低于换热管下端的垂直高度，第二液位传感器的垂直高度高于换热管上端的垂直高度。所述换热管分为上、下两排，上排换热管与下排换热管交错排列，第一液位传感器的垂直高度低于下排换热管下端的垂直高度，第二液位传感器的垂直高度高于上排换热管上端的垂直高度。燃烧室内安装水平隔栅。本发明所述的新能源锅炉制取蒸气的方法，包括以下步骤
①用70目的筛网对SiC晶体粉末进行筛选，并将得到的SiC粉末置入粉末计量填充机的料斗备用；
②将硅酸盐晶体粉末与SiC晶体粉末按1:1.6-2. 0的比例混合，在硅酸盐晶体粉末与 SiC晶体粉末的混合物中加入2-2. 5%的粘合剂，将加入粘合剂的硅酸盐晶体粉末与SiC晶体粉末的混合物搅拌均勻后，通过压力机压紧，再切割成体积为l-4cm2的硅酸盐-SiC晶体混合块；
③将步骤②得到的硅酸盐-SiC晶体混合块置于燃烧室内的托盘上，用激光源发射功率为7. 5-10KW，功率密度为6. 5-7 X 103W/cm3的激光束对硅酸盐-SiC晶体混合块进行照射， 升温至2700-300(TC，使硅酸盐-SiC晶体混合块开始燃烧；
④通过供氧管道向燃烧室内通入氧气，加压泵将供氧压力维持在0.2-0. 4MPa，在供氧的同时通过粉末计量填充机向供氧管道内填充步骤①中得到的SiC粉末，使氧气携带SiC 粉末一同喷入燃烧室；
⑤通过补水管向蓄水腔内补水，通过补水泵控制蓄水腔内的液位，进而控制水与燃烧室的换热速率，使产生的蒸气压力稳定在300-350大气压的范围内。本发明的优点在于能够用SiC替代煤炭作为燃料，制取高压蒸气，用于采暖、发电等领域，解决燃烧煤炭带来的环境污染问题，减少原煤的消耗量，避免过度开采，升温快， 换热效率高，燃烧产生晶体状态的生成物，便于清理等。
图1是本发明新能源锅炉的结构示意图。
具体实施例方式本发明所述的一种新能源锅炉，包括壳体1，壳体1内形成蓄水腔17，壳体1顶部设置补水管13和蒸气管道14，补水管13上安装补水泵16，蓄水腔17内安装燃烧室2，燃烧室2顶部设置排气管道15，排气管道15下端下部设置倒锥形导气帽24，导气帽M通过支撑架23与排气管道15连接，燃烧室2内设置弧形托盘3，弧形托盘3上开设通孔4，燃烧室2 侧壁上安装激光源5和供氧管道6，供氧管道6与氧气站7连接，供氧管道6上安装增压泵 8和供料支管9，供料支管9与粉末计量填充机10的出料口连接，燃烧室2下部设置清理门 11，清理门11通过清理通道12与壳体1外部相通。弧形托盘3用于盛放硅酸盐-SiC晶体混合块，将托盘设计成弧形可以防止硅酸盐-SiC晶体混合块在剧烈燃烧时从托盘上滚落， 弧形托盘3上开设通孔是为让硅酸盐-SiC晶体混合块底面能够接触到氧气，燃烧更加充分，燃烧后产生的粉末能够从通孔落下，便于集中清理。补水泵16用于控制补水速度，通过控制补水泵16可起到保持蓄水腔17内液位稳定的作用。供氧管道6用于向燃烧室2内提供燃烧所需的氧气，增压泵8使供氧管道6内保持一定的供氧压力，防止燃烧室2内的高温气体从供氧管道6处向外反冲。粉末计量填充机10能够向供料支管9内定量供给SiC粉末，供料支管9内的SiC粉末随供氧管道6内的氧气一同进入燃烧室2，作为燃料燃烧。通过控制粉末计量填充机10的供料速度，可起到控制燃烧室2内的燃烧速率，从而起到控制燃烧室2内温度的作用。倒锥形导气帽M能够上升气体起到导流作用，延长高温气体在燃烧室2内的停留时间，提高换热效率。本发明为了提高燃烧室2的升温速度，可在燃烧室2上部设置与蓄水腔17相通的换热管18，壳体1内壁安装第一液位传感器19、第二液位传感器20和红外测温仪21，第一液位传感器19的垂直高度低于换热管18下端的垂直高度，第二液位传感器20的垂直高度高于换热管18上端的垂直高度。红外测温仪21能够实时监测燃烧室2外壁的温度，第一液位传感器19和第二液位传感器20能够提供检测蓄水腔17内的液位数据，通过与补水泵 16联锁，可起到控制蓄水腔17内液位高度的作用。当燃烧室2外壁的温度低于预设温度通常为3000°C时，控制补水泵16使蓄水腔17内的液位保持在第一液位传感器19处，燃烧室2仅靠侧壁与蓄水腔17内的水进行热交换，换热效率较低，燃烧室2此时为升温状态；当燃烧室2外壁的温度上升至预设温度以上时，控制补水泵16使蓄水腔17内的液位上升至第二液位传感器20处，使蓄水腔17内的水进入换热管18，增大燃烧室2与水的换热面积，提高换热效率，燃烧室2处于恒温状态。本发明为了提高换热管18内的水与燃烧室2换热的效率，可采用以下结构所述换热管18分为上、下两排，上排换热管与下排换热管交错排列，第一液位传感器19的垂直高度低于下排换热管下端的垂直高度，第二液位传感器20的垂直高度高于上排换热管上端的垂直高度。燃烧室2内燃烧产生的热量在上升时充分与两层换热管表面接触，换热效率更高。本发明为了防止SiC晶体粉末以及反应生成的SiA晶体随上升的高温气体一起排出燃烧室2，可在燃烧室2内安装水平隔栅22。水平隔栅22能够对上升的高温气体起到扰流作用，SiC晶体粉末以及反应生成的SW2晶体在上升时能够被水平隔栅22阻隔，SiC 晶体粉末留在燃烧室2内继续燃烧，SiO2晶体落在燃烧室2底部，便于集中清理。本发明所述的新能源锅炉制取蒸气的方法，包括以下步骤
①用70目的筛网对SiC晶体粉末进行筛选，并将得到的SiC粉末置入粉末计量填充机的料斗备用；
②将硅酸盐晶体粉末与SiC晶体粉末按1:1.6-2. 0的比例混合，在硅酸盐晶体粉末与 SiC晶体粉末的混合物中加入2-2. 5%的粘合剂，将加入粘合剂的硅酸盐晶体粉末与SiC晶体粉末的混合物搅拌均勻后，通过压力机压紧，再切割成体积为l-4cm2的硅酸盐-SiC晶体混合块；
③将步骤②得到的硅酸盐-SiC晶体混合块置于燃烧室内的托盘上，用激光源发射功率为7. 5-10KW，功率密度为6. 5-7 X 103ff/cm3的激光束对硅酸盐-SiC晶体混合块进行照射， 升温至2700-300(TC，使硅酸盐-SiC晶体混合块开始燃烧；
④通过供氧管道向燃烧室内通入氧气，加压泵将供氧压力维持在0.2-0. 4MPa，在供氧的同时通过粉末计量填充机向供氧管道内填充步骤①中得到的SiC粉末，使氧气携带SiC 粉末一同喷入燃烧室；
⑤通过补水管向蓄水腔内补水，通过补水泵控制蓄水腔内的液位，进而控制水与燃烧室的换热速率，使产生的蒸气压力稳定在300-350大气压的范围内。步骤②中所述的硅酸盐晶体可以是任意一种硅酸盐，例如石英、云母等。硅酸盐物质晶体具有空间三角点阵，当加热至2700°C以上时，硅酸盐晶体中的空间三键被陆续打开， 变为单键的盐，放出大量的热能，这些热能又使空间三角点阵的SiC晶体的三个键分别打开，变为单键SiC，放出更巨大的能量，单键SiC又与氧气反应，生成S^2和CO2,继续放出热能。步骤②中所述的粘合剂为硅酸钠的水溶剂，硅酸钠与水的比例为1:1. 2-1. 5。
权利要求
1.一种新能源锅炉，其特征在于包括壳体(1)，壳体(1)内形成蓄水腔(17)，壳体(1) 顶部设置补水管(13)和蒸气管道(14)，补水管(13)上安装补水泵(16)，蓄水腔(17)内安装燃烧室(2)，燃烧室(2)顶部设置排气管道(15)，排气管道(15)下端下部设置倒锥形导气帽 (对)，导气帽(24)通过支撑架(23)与排气管道(15)连接，燃烧室(2)内设置弧形托盘(3)， 弧形托盘(3 )上开设通孔(4 )，燃烧室(2 )侧壁上安装激光源(5 )和供氧管道(6 )，供氧管道 (6 )与氧气站(7 )连接，供氧管道(6 )上安装增压泵(8 )和供料支管(9 )，供料支管(9 )与粉末计量填充机(10)的出料口连接，燃烧室(2)下部设置清理门(11)，清理门(11)通过清理通道(12)与壳体(1)外部相通。
2.根据权利要求1所述的一种新能源锅炉，其特征在于燃烧室(2)上部设置与蓄水腔 (17)相通的换热管(18)，壳体(1)内壁安装第一液位传感器(19)、第二液位传感器(20)和红外测温仪(21 )，第一液位传感器(19)的垂直高度低于换热管(18)下端的垂直高度，第二液位传感器(20)的垂直高度高于换热管(18)上端的垂直高度。
3.根据权利要求2所述的一种新能源锅炉，其特征在于所述换热管(18)分为上、下两排，上排换热管与下排换热管交错排列，第一液位传感器(19)的垂直高度低于下排换热管下端的垂直高度，第二液位传感器(20)的垂直高度高于上排换热管上端的垂直高度。
4.根据权利要求1或2所述的一种新能源锅炉，其特征在于燃烧室(2)内安装水平隔栅(22)。
5.一种新能源锅炉制取蒸气的方法，其特征在于包括以下步骤①用70目的筛网对SiC晶体粉末进行筛选，并将得到的SiC粉末置入粉末计量填充机的料斗备用；②将硅酸盐晶体粉末与SiC晶体粉末按1:1.6-2. 0的比例混合，在硅酸盐晶体粉末与 SiC晶体粉末的混合物中加入2-2. 5%的粘合剂，将加入粘合剂的硅酸盐晶体粉末与SiC晶体粉末的混合物搅拌均勻后，通过压力机压紧，再切割成体积为l-4cm2的硅酸盐-SiC晶体混合块；③将步骤②得到的硅酸盐-SiC晶体混合块置于燃烧室内的托盘上，用激光源发射功率为7. 5-10KW，功率密度为6. 5-7 X 103ff/cm3的激光束对硅酸盐-SiC晶体混合块进行照射， 升温至2700-300(TC，使硅酸盐-SiC晶体混合块开始燃烧；④通过供氧管道向燃烧室内通入氧气，加压泵将供氧压力维持在0.2-0. 4MPa，在供氧的同时通过粉末计量填充机向供氧管道内填充步骤①中得到的SiC粉末，使氧气携带SiC 粉末一同喷入燃烧室；⑤通过补水管向蓄水腔内补水，通过补水泵控制蓄水腔内的液位，进而控制水与燃烧室的换热速率，使产生的蒸气压力稳定在300-350大气压的范围内。
全文摘要
本发明公开了一种新能源锅炉及其制取蒸气的方法，包括壳体，壳体设置补水管和蒸气管道，蓄水腔内安装燃烧室，燃烧室顶部设置排气管道，燃烧室侧壁上安装激光源和供氧管道，供氧管道与氧气站连接，供氧管道上供料支管，供料支管与粉末计量填充机连接。本发明制取蒸气的方法，包括以下步骤用筛网对SiC晶体粉末进行筛选；将硅酸盐晶体粉末与SiC晶体粉末按比例混合，加入粘合剂，通过压力机压紧，再切割成晶体混合块；将晶体混合块置于燃烧室内，用激光束照射，使晶体混合块开始燃烧；通过供氧管道向燃烧室内通入氧气和SiC粉末；控制蓄水腔内的液位。本发明能够用SiC替代煤炭作为燃料，制取高压蒸气，用于采暖、发电等领域。
文档编号F22B37/46GK102494321SQ20111045044
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者周冰, 周存文 申请人:周存文