用火药进行发电的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发电系统，具体涉及一种用火药进行发电的系统和方法。
【背景技术】
[0002]世界经济的现代化，得益于化石能源，如火药、石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛投入应用，因而，它是建筑在化石能源基础之上的一种经济，然而，这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭，可支配的石化能源已近极限，2014年我国的耗用达到了 60亿吨标煤，可开采年度从1995年的约170年缩小近一半时间，北方几省市近年大面积产生雾霾与大量动力煤消耗有着直接的因果关系，大量消减燃烧煤炭的消耗，缩减污染物排放，已提高到国家发展战略上来。
[0003]火药是我国古代的四大发明之一，距今已有一千多年的历史，火药是在适当的外界能量作用下，自身能进行迅速而有规律的燃烧，同时生成大量高温燃气的物质，主要用作枪弹、炮弹的发射药和火箭的推进剂及其他驱动装置的能源。
[0004]火药着火时，硝酸钾分解放出的氧气，使木炭和硫磺剧烈燃烧，瞬间产生大量的热和氮气、二氧化碳等气体，由于体积急剧膨胀，压力猛烈增大，体积可膨胀近万倍，在有限的空间里，气体受热迅速膨胀，固体生成物的微粒分散在气体里，所以产生大量的冲击波。火药燃烧的产物大部分是二氧化碳和水，还有氮氧化物，少量CO、K2C03、K2S04和K2S2等，生成物中有许多固体物质残渣。
[0005]目前，民用方面用于制造节日用的焰火和爆竹，还用于采石、伐木和矿山的爆破，尚未有利用火药进行发电的方法和系统，并且，成品火药的存放面临各种潜在的爆炸性危险事故。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种利用火药进行发电的系统和方法。
[0007]本发明是通过这样的技术方案来实现的:
第一，一种用火药进行发电的系统，包括:
原料制备系统，包括多个分别布置的原料仓库，每一原料仓库分别与合成机连通；
计量循环系统，与合成机连接，对合成机内的混合原料进行计量调节；
控制系统，与所述原料仓库以及计量循环系统连接；
冲击轮机系统，包括燃烧机和冲击轮机，其中，燃烧机的一端与合成机连接，另一端与冲击轮机连接，冲击轮机的另一端与发电输电系统相连接；
除尘消声过滤系统，包括依次与冲击轮机连接的消声器和排气冷却系统，排气冷却系统一端与脱硫脱硝设备连接，一端分成两个支路，分别连接气力除灰系统和过滤除尘器，然后合成一条总路与冲击轮机连接，用于对冲击轮机排出废气中的热量进行除尘过滤，送至冲击轮机中进行热量回收利用；有更多余的热量可以进行交换利用；
净化处理系统，包括与排气冷却系统连接的脱硫脱硝设备，以及连接在脱硫脱硝设备与排气装置之间的气体除尘过滤装置，用于对冲击轮机排出废气的脱硫脱硝处理，进行废气无污染排放；
发电输电系统，包括发电机和输变电设备，其中，发电机一端与冲击轮机连接，另一端与输变电设备连接。
[0008]进一步的是，所述冲击轮机上设置有润滑系统和冷却循环机，用于对冲击轮机进行润滑和冷却，防止其长时间工作发热量过大，影响系统综合性能。
[0009]进一步的是，所述控制系统包括与计量循环系统连接的电信号传感器、控制处理器和电信号执行器，用于对原始黑火药混合料进行实时监控，并根据发电功率来进行调节。
[0010]第二，采用上述系统进行火药发电的方法，是将硝酸钾、碳素原料、硫磺粉、石蜡分开置于原料仓库中，按重量比计，以硝酸钾80份、碳素原料10份、硫磺粉9.5份、石蜡0.5份，输送于合成机中搅拌均匀，制得火药混合料，送入燃烧机中进行燃烧，此时每IKG火药混合料燃烧产生600至900L的气体，释放热量2900至6300Kv/kg，并把气体加热到2000至30000C，释放速度达3000-8000m/s，输出到发电机的功率为IKw至500Mw;同时，通过排气冷却系统对冲击轮机排出的废气进行处理，其中，与脱硫脱硝设备连接的支路用于对废气进行脱硫脱硝，过滤或进行热交换后排放，与气力除灰系统和过滤除尘器的支路用于对废气中的热量进行除尘、过滤处理，并回收至燃烧机。
[0011 ] 向火药混合料中加入梯恩梯、黑索金、奥克托金、太安、销化甘油、六硝基芪、六硝基六氮、膨化硝铵的其中一种或几种，以增加火药混合料的威力与猛度，提高原料的利用率。
[0012]采用上述系统进行火药发电，实现了原料的实时配制和生产，原材料在生产前，都是单质的原料，比如硝酸钾、硫磺粉，都是普通的物品，即使外露放置，也不存在爆炸的危险；从原料仓库出来的原料在合成要中配制好的黑火药原料成品立即送入燃烧机，防止火药原料暴露在外，避免各种潜在的危险，其安全性和稳定性均得到了保障，实时生产，实时使用，实现即时配料生产；采用燃烧机与冲击轮机直接连接的配合结构，可迅速释放火药燃烧产生的能量；通过计量循环系统和控制系统，可以控制进入燃烧机的原料使用量，可根据需要调整火药燃烧爆炸产生的威力，做到安全控制；以建设10Mff火力发电厂为比较，用传统的煤作燃料，发电机组约需8亿元建设费用，每天消耗发热量为7000大卡/Kg，大约96吨动力煤，而用火药作燃料，改造发电机组仅需3亿元，运行期间燃料成本可节约至少十分之一，有害物质的的排放不足火电厂的十分之一，火药燃料体积质量不到煤的十分之一，而配制火药的原料均为可再生且储量庞大的能源，并且其功能转化率可达75%至86%，转化率尚O
【附图说明】
[0013]图1为本案采用火药作为原料进行发电的系统结构框图。
【具体实施方式】
[0014]为了更加清楚地理解本发明的目的、技术方案及有益效果，下面结合附图对本发明做进一步的说明，但并不将本发明的保护范围限定在以下实施例中。
[0015]如图1所示，一种用火药进行发电的系统，其原料制备系统包括多个分别布置的原料仓库，每一原料仓库分别与合成机连通；计量循环系统与合成机连接，以对合成机内的混合原料进行计量调节；控制系统与所述原料仓库以及计量循环系统连接；冲击轮机系统包括燃烧机和冲击轮机，其中，燃烧机的一端与合成机连接，另一端与冲击轮机连接，冲击轮机的另一端与发电输电系统相连接；除尘消声过滤系统包括依次与冲击轮机连接的消声器和排气冷却系统，排气冷却系统一端与脱硫脱硝设备连接，一端分成两个支路，分别连接气力除灰系统和过滤除尘器，然后合成一条总路与冲击轮机连接，用于对冲击轮机排出废气中的热量进行除尘过滤，送至冲击轮机中进行热量回收利用；净化处理系统包括与排气冷却系统连接的脱硫脱硝设备，以及连接在脱硫脱硝设备与排气装置之间的气体除尘过滤装置，用于对冲击轮机排出废气的脱硫脱硝处理，进行废气无污染排放；发电输电系统包括发电机和输变电设备，其中，发电机一端与冲击轮机连接，另一端与输变电设