高热能分解氢气水打火助燃系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高热能分解氢气水打火助燃系统，包括助燃器，助燃器包括气化室，气化室内设有用于向其通入液态水的进水管和用于导出气体并与燃烧室相通的出气口；气化室采用催化剂陶瓷制成，催化剂陶瓷的组分及重量份配比为：陶泥：100份；稀土粉5?20份：铁粉：0?15份；铜粉：3?20份；电石粉:0?10份；火山石粉：0?10份；铝粉：1?15份；通过进水管进入气化室内的液态水内添加有化学添加剂，且100份液态水中添加的化学添加剂的重量份配比为：碳酸盐：0?5份；叔丁基锂1?4份；氢氧化钠0?8份；销酸钠0?4份；过氧化氢10?30份；水乙醇5?25份；二毛铁催化剂5?15份；肋燃剂10?20份；分散剂10?20份；固色剂0?10份；工业盐5?10份；石化烧碱3?8份；氢化物0?6份。
【专利说明】
高热能分解氢气水打火助燃系统
技术领域
[0001]本发明属于氢气的制备技术领域，具体的涉及一种高热能分解氢气水打火助燃系统。
【背景技术】
[0002]氢气(HO最早与16世纪初被人工合成，当时使用的方法是将金属置于强酸中。发现氢气是一种与以往所发现气体不同的另一种气体，在燃烧时产生水。常温常压下，氢气是一种极易燃烧，无色透明、无臭无味的气体。氢气作为一种洁净的能源材料和重要的化工原料，备受人们的重视。特别是近年来严重的环境污染，更是增加了人们对清洁能源的渴望。
[0003]目前，从水中制备氢气的方法主要有以下几种:
1、用氧化亚铜做催化剂从水中制氢气
用氧化亚铜催化剂从水中制取氢的方法，但在实验中，氧化亚铜在阳光的作用下很容易还原成金属。
[0004]2、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法
发现二氧化钛经光(紫外线)照射可分解水的现象，但由于氢和氧的生成量较少。最近，同时使用光催化剂反应和超声波照射的方法把水完全分解。这种“超声波光催化剂反应”之所以能使水完全分解，是由于在超声波的作用下，水可被分解为氢和双氧水，而双氧水经光催化反应又可分解成氧和氢。不过超声波照射和二氧化钛光催化剂虽然获得了完全分解水的结果，但氧的生成量却较少。在添加二氧化锰后，再用超声波照射，二氧化锰分解后的锰离子可溶解到溶液中，使双氧水产生大量的氧。
[0005]3、甲烷制氢气
3.1、用镍铂稀土元素氧化物多孔催化剂，使甲烷、二氧化碳和水生成了氢气。催化剂中镍、稀土元素氧化物和铂的组成比例为10:65:0.5。其制备过程是，先将镍、稀土元素氧化物等原料加热熔解，然后导入氨气，使熔解物成为凝胶状，再进行干燥、热处理。这种催化剂微粒孔径为2纳米?100纳米，具有很高的催化活性。将该催化剂装进反应塔，然后加入二氧化碳、甲烧和水蒸气。结果，在常压及550 °C?600 °C条件下，生成物为氢气和一氧化碳，升温至650 °C，其转化率为80%;温度为700 °(:时，转化率几乎达到100%。
[0006]3.2、用C60作催化剂从甲烷制氢气
华川电装品研究所用C60作催化剂，从甲烷制得氢气。在现阶段，C60在高温条件下才能发挥功能，不能立刻达到实用，必须加以改良，制成在低温条件下也能工作的节能催化剂。其制备方法为:在碳粉里掺10%的C60。在加热到1000 0C的容器里，放入0.1克催化剂，以I分钟流入20毫升甲烷的速度作实验，结果90%的甲烷分解成氢和碳。C60用作催化剂，可用水洗净表面，除去附着的残存碳素，理论上可半永久使用。由于形状独特，粒子表面面积为活性炭的5倍到10倍，因而作催化剂用时功能较强。
[0007]4、从微生物中提取的酶制氢气
4.1、葡萄糖脱氧酶，实验室从热原体乳酸菌中提取葡萄糖脱氧酶。热原体乳酸菌首先是在矿井中的低温干馏煤渣中发现的。葡萄糖脱氧酶在磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADP)的帮助下，能从葡萄糖中提取氢。在制取氢的过程中，NADP从葡萄糖中剥取一个氢原子，使剩余物质变成氢原子溶液。
[0008]4.2、氢化酶，这种酶是从曾在海底火山口附近发现的一种微生物中提取的。氢化酶的作用是使NADP携载的氢原子结合成氢分子，而NADP还原为它原来的状态继续再次被利用。然后将微生物产出的氢气收集在氢气瓶里。
[0009]5、从细菌制取氢气
5.1、许多细菌可在一定条件下放出氢气。“红极毛杆菌”的细菌，就是制氢的能手。在玻璃器皿里，以淀粉作原料，掺入一些其他营养素制成培养液，就可以培养出这种细菌。每消耗5毫米淀粉营养液，就可以产生出25毫升的氢气。
[0010]5.2、把一种光合细菌一红螺菌，用它放出的氢气作为能源使用。
[0011]6、用绿藻生产氢气
发现一种新方法，使绿藻按要求生产氢气。绿藻属于人类已知的最古老植物之一，通过进化形成了能生活在两个截然不同的环境中的本领。当绿藻生活在平常的空气和阳光中时，它像其他植物一样具有光合作用。光合作用利用阳光，水和二氧化碳生成氧气和植物维持生命所需要的化学物质。然而当绿藻缺少硫这种关键性的营养成分，并且被置于无氧环境中时，绿藻就会回到另一种生存方式中以便存活下来，在这种情况下，绿藻就会产生氢气。I升绿藻培养液每小时可以产生出3毫升氢气，绿藻生产氢气的效率至少可以提高100倍。
[0012]7、有机废水发酵法生物制氢气
最近，以厌氧活性溶液为生产原料的“有机废水发酵法生物制氢技术”中试规模连续非固定化菌种长期持续生物制氢技术，是生物制氢领域的一项重大突破，生物制氢思路，以期通过对生物制氢技术的基础性和应用性研究，突破了生物制氢技术必须采用纯菌种和固定技术的局限，开创了利用非固定化菌种生产氢气的新途径，并首次实现了中试规模连续流长期持续产氢。发现了产氢能力很高的乙醇发酵类型，连续流生物制氢技术反应器，初步建立了生物产氢发酵理论，提出了最佳工程控制对策。该项技术和理论成果在中试研究中得到了充分验证:氢气产率比国外同类的小试研究高几十倍;开发的工业化生物制氢系统工艺运行稳定可靠，且生产成本明显低于目前广泛采用的水电解法制氢成本。
[0013]综上所述，氢气虽然可以采用多种方法制备，但大都处于实验阶段，其生产成本和生产效率大都无法满足工业生产的要求。公开号为CN 1920100的中国专利申请公开了一种连续纯化水电解氢气的方法，该方法虽然能够提高获得的氢气产品的纯度，但是仍存在生广成本尚昂、能耗大的缺点。
【发明内容】
[0014]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高热能分解氢气水打火助燃系统，可持续生产氢气，以实现水打火和连续助燃的技术效果。
[0015]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种高热能分解氢气水打火助燃系统，其特征在于:包括助燃器，所述助燃器包括气化室，所述气化室内设有用于向其通入液态水的进水管和用于导出气体并与燃烧室相通的出气口；
所述气化室采用催化剂陶瓷制成，所述催化剂陶瓷的组分及重量份配比为:陶泥:100份;稀土粉5-20份:铁粉:0-15份;铜粉:3-20份;电石粉:0_10份;火山石粉:0_10份;招粉:1-15份；
通过所述进水管进入所述气化室内的所述液态水内添加有化学添加剂，且100份所述液态水中添加的所述化学添加剂的重量份配比为:碳酸盐:0-5份;叔丁基锂1-4份;氢氧化钠0-8份;销酸钠0-4份;过氧化氢10-30份;水乙醇5-25份;二毛铁催化剂5_15份;肋燃剂10-20份;分散剂10-20份;固色剂0-10份;工业盐5-10份;石化烧碱3_8份;氢化物0_6份。
[0016]进一步，所述液态水为管道水、纯净水、海水或污水。
[0017]进一步，所述气化室呈圆柱形，且所述进水管和出气口分别设置在所述气化室的两端，所述气化室内间隔设有采用催化剂陶瓷制成的填料，且所述填料上设有用于气流通过的通孔;所述出气口上阵列设有出气小孔。
[0018]进一步，所述燃烧室为汽轮机燃烧室，且所述气化室设有所述出气口的一端伸入所述汽轮机燃烧室内。
[0019]进一步，所述气化室呈圆环状，所述燃烧室包括与所述气化室相连通的导气管，所述导气管的另一端设有燃烧炉芯，且所述燃烧炉芯内设有分泌物颗粒，且所述燃烧炉芯上设有火焰喷出孔，且所述燃烧炉芯内还设有手动或自动点火装置。
[0020]进一步，所述燃烧室位于所述气化室的下方，且所述燃烧炉芯与所述气化室呈同轴设置。
[0021]进一步，所述导气管包括位于所述气化室径向方向的横向导气管和与所述气化室同轴的纵向导气管，所述横向导气管的两端分别与所述气化室相通，所述纵向导气管和横向导气管相连通，且所述燃烧炉芯设置在所述纵向导气管的下端。
[0022]进一步，所述燃烧炉芯上设有罩在其外的液体收集槽，所述液体收集槽的底部设有溢流槽，所述溢流槽与所述液体收集槽之间设有连通孔。
[0023]进一步，所述液体收集槽的槽壁上设有用于通入空气的通气孔。
[0024]进一步，所述分泌物的组分及重量份配比为:稀土粉5-20份:铁粉:0-15份;铜粉:3-20份;电石粉:0_10份;火山石粉:0_10份;招粉:1-15份。
[0025]本发明的有益效果在于:
本发明的高热能分解氢气水打火助燃系统，通过将气化室采用催化剂陶瓷制成，并在通入的液态水内添加化学添加剂，如此，当液态水进入到气化室内后，遇到高温加热后的催化剂陶瓷后被气化并分解为可燃烧气体，进而通过出气口进入燃烧室内燃烧，以实现水打火和连续助燃的技术效果。
【附图说明】
[0026]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
图1为本发明实施例1高热能分解氢气水打火助燃系统中的助燃器的结构示意图；
图2为本发明实施例2高热能分解氢气水打火助燃系统中的助燃器的结构示意图；
图3为图2的俯视图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0028]实施例1
如图1所示，为本发明实施例1高热能分解氢气水打火助燃系统中的助燃器的结构示意图。本实施例的高热能分解氢气水打火助燃系统，包括助燃器，助燃器包括气化室I，气化室I内设有用于向其通入液态水的进水管2和用于导出气体并与燃烧室相通的出气口 3。本实施例的进水管2上设有阀门4，用于控制液态水的开闭。
[0029]本实施例的气化室I呈圆柱形，且进水管2和出气口3分别设置在气化室I的两端，气化室I内间隔设有采用催化剂陶瓷制成的填料5，且填料5上设有用于气流通过的通孔6;出气口 3上阵列设有出气小孔7。本实施例的燃烧室8为汽轮机燃烧室，且气化室I设有出气口 3的一端伸入汽轮机燃烧室内。本实施例的气化室I内间隔设有3个填料5。本实施例的气化室I内设有螺旋状的凹槽18，能够有效改善液态水气化效果。本实施例的高热能分解氢气水打火助燃系统适用于工业高能耗设备应用，可以节能50%。
[0030]本实施例的气化室I采用催化剂陶瓷制成，催化剂陶瓷的组分及重量份配比为:陶泥:100份;稀土粉5-20份:铁粉:0-15份;铜粉:3-20份；电石粉:0_10份;火山石粉:0_10份；铝粉:1-15份。具体的，催化剂陶瓷的组分及重量份配比可以为:
陶泥:100份;稀土粉5份:铁粉:8份;铜粉:13份；电石粉6份;火山石粉:10份;招粉:15
份；
陶泥:100份;稀土粉20份:铁粉:0份;铜粉:20份；电石粉10份;火山石粉:0份;铝粉:I
份；
陶泥:100份;稀土粉12份:铁粉:15份;铜粉:3份；电石粉O份;火山石粉:5份;招粉:10份。
[0031]本实施例的催化剂陶瓷的组分及重量份配比为:陶泥:100份;稀土粉18份:铁粉:7份;铜粉:16份;电石粉:8份;火山石粉:4份;铝粉:8份。
[0032]通过进水管2进入气化室I内的液态水内添加有化学添加剂，且100份液态水中添加的化学添加剂的重量份配比为:碳酸盐:0-5份;叔丁基锂1-4份;氢氧化钠0-8份;销酸钠0-4份;过氧化氢10-30份;水乙醇5-25份;二毛铁催化剂5_15份;肋燃剂10-20份;分散剂10-20份；固色剂0-10份;工业盐5_10份;石化烧喊3_8份;氢化物0-6份。液态水为管道水、纯净水、海水或污水，本实施例的液态水为海水。
[0033]具体的，100份液态水中添加的化学添加剂的重量份配比可以为:
碳酸盐:5份;叔丁基锂2份;氢氧化钠4份;销酸钠4份;过氧化氢30份;水乙醇20份;二毛铁催化剂10份;肋燃剂15份;分散剂20份;固色剂6份;工业盐8份;石化烧碱5份;氢化物6份；碳酸盐:O份;叔丁基锂4份;氢氧化钠8份;销酸钠O份;过氧化氢10份;水乙醇5份;二毛铁催化剂15份;肋燃剂10份;分散剂10份；固色剂O份;工业盐10份;石化烧碱8份;氢化物O份；
碳酸盐:3份;叔丁基锂I份;氢氧化钠O份;销酸钠2份;过氧化氢20份;水乙醇25份;二毛铁催化剂5份;肋燃剂20份;分散剂15份;固色剂1份;工业盐5份;石化烧碱3份;氢化物3份。
[0034]本实施例的100份液态水中添加的化学添加剂的重量份配比为:碳酸盐:4份;叔丁基锂3份;氢氧化钠7份;销酸钠2份;过氧化氢28份;水乙醇22份;二毛铁催化剂13份;肋燃剂20份;分散剂18份;固色剂8份;工业盐8份;石化烧碱6份;氢化物2份。
[0035]本实施例的高热能分解氢气水打火助燃系统，通过将气化室采用催化剂陶瓷制成，并在通入的液态水内添加化学添加剂，如此，当液态水进入到气化室内后，遇到高温加热后的催化剂陶瓷后被气化并分解为可燃烧气体，进而通过出气口进入燃烧室内燃烧，以实现水打火和连续助燃的技术效果。
[0036]实施例2
如图2所示，为本发明实施例2高热能分解氢气水打火助燃系统中的助燃器的结构示意图。本实施例的高热能分解氢气水打火助燃系统，包括助燃器，助燃器包括气化室I，气化室I内设有用于向其通入液态水的进水管2和用于导出气体并与燃烧室相通的出气口 3。本实施例的进水管2上设有阀门4，用于控制液态水的开闭。
[0037]本实施例的气化室I呈圆环状，燃烧室8包括与气化室I相连通的导气管，导气管的另一端设有燃烧炉芯9，且燃烧炉芯9内设有分泌物颗粒10，且燃烧炉芯9上设有火焰喷出孔11，燃烧炉芯9内还设有手动或自动点火装置，本实施例的燃烧炉芯9内还设有自动点火装置。本实施例的高热能分解氢气水打火助燃系统可适用于任何家用灶具，具有适用性广的优点。
[0038]所述气化室采用催化剂陶瓷制成，所述催化剂陶瓷的组分及重量份配比为:陶泥:100份;稀土粉5-20份:铁粉:O-15份;铜粉:3-20份；电石粉:O-10份;火山石粉:O-10份;招粉:1-15份。本实施例的催化剂陶瓷可采用的组分及重量份配比与实施例1相同，且本实施例的催化剂陶瓷的组分及重量份配比为:陶泥:100份;稀土粉14份:铁粉:14份;铜粉:18份；电石粉:4份;火山石粉:8份;铝粉:13份。
[0039]通过所述进水管进入所述气化室内的所述液态水内添加有化学添加剂，且100份所述液态水中添加的所述化学添加剂的重量份配比为:碳酸盐:0-5份;叔丁基锂1-4份;氢氧化钠0-8份;销酸钠0-4份;过氧化氢10-30份;水乙醇5-25份;二毛铁催化剂5_15份;肋燃剂10-20份;分散剂10-20份；固色剂O-10份;工业盐5-10份;石化烧碱3_8份;氢化物0_6份。本实施例100份所述液态水中添加的所述化学添加剂可采用的重量份配比与实施例1相同，且本实施例中，100份所述液态水中添加的所述化学添加剂的重量份配比为:碳酸盐:3份；叔丁基锂3份;氢氧化钠2份;销酸钠4份;过氧化氢26份;水乙醇18份;二毛铁催化剂13份;肋燃剂14份;分散剂12份;固色剂4份;工业盐9份;石化烧碱7份;氢化物2份。
[0040]进一步，燃烧室8位于气化室I的下方，且燃烧炉芯9与气化室I呈同轴设置。即可燃气体燃烧的热量可直接对气化室I加热，无需再设置其他专门针对气化室I加热的加热装置。本实施例的导气管包括位于气化室I径向方向的横向导气管12和与气化室I同轴的纵向导气管13，横向导气管12的两端分别与气化室I相通，纵向导气管13和横向导气管12相连通，且燃烧炉芯9设置在纵向导气管13的下端。
[0041]进一步，燃烧炉芯9上设有罩在其外的液体收集槽14，液体收集槽14的底部设有溢流槽15，溢流槽15与液体收集槽14之间设有连通孔16，用于收集燃烧后产生的水。本实施例的液体收集槽14的槽壁上设有用于通入空气的通气孔17，用于通入空气助燃。
[0042]进一步，分泌物的组分及重量份配比为:稀土粉5-20份:铁粉:0-15份;铜粉:3-20份;电石粉:o-l O份;火山石粉:0-10份;铝粉:1-15份。分泌物的组分及重量份配比可以为:稀土粉20份:铁粉:12份;铜粉:15份;电石粉:6份;火山石粉:6份;招粉:12份；
稀土粉5份:铁粉:15份;铜粉:20份;电石粉:10份;火山石粉:0份;招粉:1份；
稀土粉13份:铁粉:0份;铜粉:3份;电石粉:0份;火山石粉:10份;招粉:15份。
[0043]本实施例的分泌物的组分及重量份配比为:稀土粉12份:铁粉:8份;铜粉:5份；电石粉:3份;火山石粉:3份;招粉:7份。
[0044]本实施例的高热能分解氢气水打火助燃系统，通过将气化室采用催化剂陶瓷制成，并在通入的液态水内添加化学添加剂，如此，当液态水进入到气化室内后，遇到高温加热后的催化剂陶瓷后被气化并分解为可燃烧气体，进而通过出气口进入燃烧室内燃烧，以实现水打火和连续助燃的技术效果。
[0045]以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
【主权项】
1.一种高热能分解氢气水打火助燃系统，其特征在于:包括助燃器，所述助燃器包括气化室，所述气化室内设有用于向其通入液态水的进水管和用于导出气体并与燃烧室相通的出气口； 所述气化室采用催化剂陶瓷制成，所述催化剂陶瓷的组分及重量份配比为:陶泥:100份;稀土粉5-20份:铁粉:0-15份;铜粉:3-20份;电石粉:0_10份;火山石粉:0_10份;招粉:1-15份； 通过所述进水管进入所述气化室内的所述液态水内添加有化学添加剂，且100份所述液态水中添加的所述化学添加剂的重量份配比为:碳酸盐:0-5份;叔丁基锂1-4份;氢氧化钠0-8份;销酸钠0-4份;过氧化氢10-30份;水乙醇5-25份;二毛铁催化剂5_15份;肋燃剂10-20份;分散剂10-20份;固色剂0-10份;工业盐5-10份;石化烧碱3_8份;氢化物0_6份。2.根据权利要求1或2所述的高热能分解氢气水打火助燃系统，其特征在于:所述液态水为管道水、纯净水、海水或污水。3.根据权利要求1所述的高热能分解氢气水打火助燃系统，其特征在于:所述气化室呈圆柱形，且所述进水管和出气口分别设置在所述气化室的两端，所述气化室内间隔设有采用催化剂陶瓷制成的填料，且所述填料上设有用于气流通过的通孔;所述出气口上阵列设有出气小孔。4.根据权利要求3所述的高热能分解氢气水打火助燃系统，其特征在于:所述燃烧室为汽轮机燃烧室，且所述气化室设有所述出气口的一端伸入所述汽轮机燃烧室内。5.根据权利要求1或2所述的高热能分解氢气水打火助燃系统，其特征在于:所述气化室呈圆环状，所述燃烧室包括与所述气化室相连通的导气管，所述导气管的另一端设有燃烧炉芯，且所述燃烧炉芯内设有分泌物颗粒，且所述燃烧炉芯上设有火焰喷出孔，且所述燃烧炉芯内还设有手动或自动点火装置。6.根据权利要求5所述的高热能分解氢气水打火助燃系统，其特征在于:所述燃烧室位于所述气化室的下方，且所述燃烧炉芯与所述气化室呈同轴设置。7.根据权利要求6所述的高热能分解氢气水打火助燃系统，其特征在于:所述导气管包括位于所述气化室径向方向的横向导气管和与所述气化室同轴的纵向导气管，所述横向导气管的两端分别与所述气化室相通，所述纵向导气管和横向导气管相连通，且所述燃烧炉芯设置在所述纵向导气管的下端。8.根据权利要求7所述的高热能分解氢气水打火助燃系统，其特征在于:所述燃烧炉芯上设有罩在其外的液体收集槽，所述液体收集槽的底部设有溢流槽，所述溢流槽与所述液体收集槽之间设有连通孔。9.根据权利要求8所述的高热能分解氢气水打火助燃系统，其特征在于:所述液体收集槽的槽壁上设有用于通入空气的通气孔。10.根据权利要求5所述的高热能分解氢气水打火助燃系统，其特征在于:所述分泌物的组分及重量份配比为:稀土粉5-20份:铁粉:0-15份;铜粉:3-20份；电石粉:0_10份;火山石粉:0-10份;招粉:1-15份。
【文档编号】C01B3/04GK105836701SQ201610135196
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】唐甲平, 唐勇
【申请人】重庆华川电装品研究所