專利名稱：一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的鍋爐及制取蒸氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制取蒸氣的設(shè)備及方法，具體地說是一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的鍋爐及制取蒸氣的方法。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)的電力供應(yīng)仍是以火力發(fā)電為主，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)火力發(fā)電量占全國(guó)年發(fā)電量的75%以上，其中絕大多數(shù)火力發(fā)電廠均采用煤炭作為燃料，使其燃燒產(chǎn)生熱量，對(duì)水進(jìn)行加熱，產(chǎn)生高壓蒸氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。但煤炭在燃燒時(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，燃燒排放的 SO2, NOx等酸性氣體會(huì)使酸雨量增加，燃燒后排放的粉煤灰會(huì)漂浮在空氣中，對(duì)人們的生活及植物的生長(zhǎng)造成不良影響。目前電力工業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)最大的污染排放產(chǎn)業(yè)之一。并且由于煤炭屬于不可再生資源，近年來我國(guó)許多煤礦均出現(xiàn)了剩余可采儲(chǔ)量不足的情況，并且電煤供應(yīng)也曾經(jīng)一度出現(xiàn)緊張的狀況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的鍋爐及制取蒸氣的方法，它能夠用SiC替代煤炭作為燃料，制取高壓蒸氣，用于采暖、發(fā)電等領(lǐng)域。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)包括殼體，殼體內(nèi)形成蓄水腔， 殼體頂部設(shè)置補(bǔ)水管和蒸氣管道，補(bǔ)水管上安裝補(bǔ)水泵，蓄水腔內(nèi)安裝燃燒室，燃燒室頂部設(shè)置排氣管道，燃燒室內(nèi)設(shè)置弧形托盤，弧形托盤上開設(shè)通孔，燃燒室側(cè)壁上安裝激光源和供氧管道，供氧管道與氧氣站連接，供氧管道上安裝增壓泵和供料支管，供料支管與粉末計(jì)量填充機(jī)的出料口連接，燃燒室下部設(shè)置清理門，清理門通過清理通道與殼體外部相通。燃燒室上部設(shè)置與蓄水腔相通的換熱管，殼體內(nèi)壁安裝第一液位傳感器、第二液位傳感器和紅外測(cè)溫儀，第一液位傳感器的垂直高度低于換熱管下端的垂直高度，第二液位傳感器的垂直高度高于換熱管上端的垂直高度。所述換熱管分為上、下兩排，上排換熱管與下排換熱管交錯(cuò)排列，第一液位傳感器的垂直高度低于下排換熱管下端的垂直高度，第二液位傳感器的垂直高度高于上排換熱管上端的垂直高度。燃燒室內(nèi)安裝第一水平隔柵。排氣管道內(nèi)安裝第二水平隔柵。本發(fā)明的燃燒SiC晶體制取蒸氣的方法，包括以下步驟
①用70目的篩網(wǎng)對(duì)SiC晶體粉末進(jìn)行篩選，并將得到的SiC粉末置入粉末計(jì)量填充機(jī)的料斗備用；
②將硅酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末按1 1-1. 5的比例混合，在硅酸鹽晶體粉末與SiC 晶體粉末的混合物中加入1-1. 5%的粘合劑，將加入粘合劑的硅酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末的混合物攪拌均勻后，通過壓力機(jī)壓緊，再切割成體積為l-4cm2的硅酸鹽-SiC晶體混合塊；
③將步驟②得到的硅酸鹽-SiC晶體混合塊置于燃燒室內(nèi)的托盤上，用激光源發(fā)射功率為5-5. 5KW，功率密度為2. 5-5. 5X103ff/cm3的激光束對(duì)硅酸鹽-SiC晶體混合塊進(jìn)行照射，升溫至2700-300(TC，使硅酸鹽-SiC晶體混合塊開始燃燒；
④通過供氧管道向燃燒室內(nèi)通入氧氣，加壓泵將供氧壓力維持在0.2-0. 4MPa，在供氧的同時(shí)通過粉末計(jì)量填充機(jī)向供氧管道內(nèi)填充步驟①中得到的SiC粉末，使氧氣攜帶SiC 粉末一同噴入燃燒室；
⑤通過補(bǔ)水管向蓄水腔內(nèi)補(bǔ)水，通過補(bǔ)水泵控制蓄水腔內(nèi)的液位，進(jìn)而控制水與燃燒室的換熱速率，使產(chǎn)生的蒸氣壓力穩(wěn)定在300-350大氣壓的范圍內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠用SiC替代煤炭作為燃料，制取高壓蒸氣，用于采暖、發(fā)電等領(lǐng)域，解決燃燒煤炭帶來的環(huán)境污染問題，減少原煤的消耗量，避免過度開采，升溫快， 換熱效率高，燃燒產(chǎn)生晶體狀態(tài)的生成物，便于清理等。


圖1是本發(fā)明所述一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的鍋爐包括殼體1，殼體1內(nèi)形成蓄水腔 17，殼體1頂部設(shè)置補(bǔ)水管13和蒸氣管道14，補(bǔ)水管13上安裝補(bǔ)水泵16，蓄水腔17內(nèi)安裝燃燒室2，燃燒室2頂部設(shè)置排氣管道15，燃燒室2內(nèi)設(shè)置弧形托盤3，弧形托盤3上開設(shè)通孔4，燃燒室2側(cè)壁上安裝激光源5和供氧管道6，供氧管道6與氧氣站7連接，供氧管道 6上安裝增壓泵8和供料支管9，供料支管9與粉末計(jì)量填充機(jī)10的出料口連接，燃燒室2 下部設(shè)置清理門11，清理門11通過清理通道12與殼體1外部相通?；⌒瓮斜P3用于盛放硅酸鹽-SiC晶體混合塊，將托盤設(shè)計(jì)成弧形可以防止硅酸鹽-SiC晶體混合塊在劇烈燃燒時(shí)從托盤上滾落，弧形托盤3上開設(shè)通孔是為讓硅酸鹽-SiC晶體混合塊底面能夠接觸到氧氣，燃燒更加充分，燃燒后產(chǎn)生的粉末能夠從通孔落下，便于集中清理。補(bǔ)水泵16用于控制補(bǔ)水速度，通過控制補(bǔ)水泵16可起到保持蓄水腔17內(nèi)液位穩(wěn)定的作用。供氧管道6用于向燃燒室2內(nèi)提供燃燒所需的氧氣，增壓泵8使供氧管道6內(nèi)保持一定的供氧壓力，防止燃燒室2內(nèi)的高溫氣體從供氧管道6處向外反沖。粉末計(jì)量填充機(jī)10能夠向供料支管9內(nèi)定量供給SiC粉末，供料支管9內(nèi)的SiC粉末隨供氧管道6內(nèi)的氧氣一同進(jìn)入燃燒室2，作為燃料燃燒。通過控制粉末計(jì)量填充機(jī)10的供料速度，可起到控制燃燒室2內(nèi)的燃燒速率， 從而起到控制燃燒室2內(nèi)溫度的作用。本發(fā)明為了提高燃燒室2的升溫速度，可在燃燒室2上部設(shè)置與蓄水腔17相通的換熱管18，殼體1內(nèi)壁安裝第一液位傳感器19、第二液位傳感器20和紅外測(cè)溫儀21，第一液位傳感器19的垂直高度低于換熱管18下端的垂直高度，第二液位傳感器20的垂直高度高于換熱管18上端的垂直高度。紅外測(cè)溫儀21能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)燃燒室2外壁的溫度，第一液位傳感器19和第二液位傳感器20能夠提供檢測(cè)蓄水腔17內(nèi)的液位數(shù)據(jù)，通過與補(bǔ)水泵 16聯(lián)鎖，可起到控制蓄水腔17內(nèi)液位高度的作用。當(dāng)燃燒室2外壁的溫度低于預(yù)設(shè)溫度 (通常為3000°C)時(shí)，控制補(bǔ)水泵16使蓄水腔17內(nèi)的液位保持在第一液位傳感器19處，燃燒室2僅靠側(cè)壁與蓄水腔17內(nèi)的水進(jìn)行熱交換，換熱效率較低，燃燒室2此時(shí)為升溫狀態(tài)； 當(dāng)燃燒室2外壁的溫度上升至預(yù)設(shè)溫度以上時(shí)，控制補(bǔ)水泵16使蓄水腔17內(nèi)的液位上升至第二液位傳感器20處，使蓄水腔17內(nèi)的水進(jìn)入換熱管18，增大燃燒室2與水的換熱面積，提高換熱效率，燃燒室2處于恒溫狀態(tài)。本發(fā)明為了提高換熱管18內(nèi)的水與燃燒室2換熱的效率，可采用以下結(jié)構(gòu)所述換熱管18分為上、下兩排，上排換熱管與下排換熱管交錯(cuò)排列，第一液位傳感器19的垂直高度低于下排換熱管下端的垂直高度，第二液位傳感器20的垂直高度高于上排換熱管上端的垂直高度。燃燒室2內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱量在上升時(shí)充分與兩層換熱管18表面接觸，換熱效率更高。本發(fā)明為了防止SiC晶體粉末以及反應(yīng)生成的SiA晶體隨上升的高溫氣體一起排出燃燒室2，可在燃燒室2內(nèi)安裝第一水平隔柵22，排氣管道15內(nèi)安裝第二水平隔柵23。 第一水平隔柵22和第二水平隔柵23能夠?qū)ι仙母邷貧怏w起到擾流作用，SiC晶體粉末以及反應(yīng)生成的SiO2晶體在上升時(shí)能夠被第一水平隔柵22和第二水平隔柵23阻隔，SiC 晶體粉末留在燃燒室2內(nèi)繼續(xù)燃燒，SiO2晶體落在燃燒室2底部，便于集中清理。本發(fā)明的燃燒SiC晶體制取蒸氣的方法，包括以下步驟
①用70目的篩網(wǎng)對(duì)SiC晶體粉末進(jìn)行篩選，并將得到的SiC粉末置入粉末計(jì)量填充機(jī)的料斗備用；
②將硅酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末按1 1-1. 5的比例混合，在硅酸鹽晶體粉末與SiC 晶體粉末的混合物中加入1-1. 5%的粘合劑，將加入粘合劑的硅酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末的混合物攪拌均勻后，通過壓力機(jī)壓緊，再切割成體積為l-4cm2的硅酸鹽-SiC晶體混合塊；
③將步驟②得到的硅酸鹽-SiC晶體混合塊置于燃燒室內(nèi)的托盤上，用激光源發(fā)射功率為5-5. 5KW，功率密度為2. 5-5. 5X103ff/cm3的激光束對(duì)硅酸鹽-SiC晶體混合塊進(jìn)行照射，升溫至2700-300(TC，使硅酸鹽-SiC晶體混合塊開始燃燒；
④通過供氧管道向燃燒室內(nèi)通入氧氣，加壓泵將供氧壓力維持在0.2-0. 4MPa，在供氧的同時(shí)通過粉末計(jì)量填充機(jī)向供氧管道內(nèi)填充步驟①中得到的SiC粉末，使氧氣攜帶SiC 粉末一同噴入燃燒室；
⑤通過補(bǔ)水管向蓄水腔內(nèi)補(bǔ)水，通過補(bǔ)水泵控制蓄水腔內(nèi)的液位，進(jìn)而控制水與燃燒室的換熱速率，使產(chǎn)生的蒸氣壓力穩(wěn)定在300-350大氣壓的范圍內(nèi)。步驟②中所述的硅酸鹽晶體可以是任意一種硅酸鹽，例如石英、云母等。硅酸鹽物質(zhì)晶體具有空間三角點(diǎn)陣，當(dāng)加熱至2700°C以上時(shí)，硅酸鹽晶體中的空間三鍵被陸續(xù)打開， 變?yōu)閱捂I的鹽，放出大量的熱能，這些熱能又使空間三角點(diǎn)陣的SiC晶體的三個(gè)鍵分別打開，變?yōu)閱捂ISiC，放出更巨大的能量，單鍵SiC又與氧氣反應(yīng)，生成S^2和CO2,繼續(xù)放出熱能。步驟②中所述的粘合劑為硅酸鈉的水溶劑，硅酸鈉與水的比例為1:1. 2-1. 5。
權(quán)利要求
1.一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的鍋爐，其特征在于包括殼體(1)，殼體(1)內(nèi)形成蓄水腔(17)，殼體(1)頂部設(shè)置補(bǔ)水管(13)和蒸氣管道(14)，補(bǔ)水管(13)上安裝補(bǔ)水泵 (16)，蓄水腔(17)內(nèi)安裝燃燒室(2)，燃燒室(2)頂部設(shè)置排氣管道(15)，燃燒室(2)內(nèi)設(shè)置弧形托盤(3 )，弧形托盤(3 )上開設(shè)通孔(4 )，燃燒室(2 )側(cè)壁上安裝激光源(5 )和供氧管道(6)，供氧管道(6)與氧氣站(7)連接，供氧管道(6)上安裝增壓泵(8)和供料支管(9)，供料支管(9)與粉末計(jì)量填充機(jī)(10)的出料口連接，燃燒室(2)下部設(shè)置清理門(11)，清理門 (11)通過清理通道(12)與殼體(1)外部相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的鍋爐，其特征在于燃燒室(2) 上部設(shè)置與蓄水腔(17)相通的換熱管(18)，殼體(1)內(nèi)壁安裝第一液位傳感器(19)、第二液位傳感器(20)和紅外測(cè)溫儀(21)，第一液位傳感器(19)的垂直高度低于換熱管(18)下端的垂直高度，第二液位傳感器(20)的垂直高度高于換熱管(18)上端的垂直高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的鍋爐，其特征在于所述換熱管(18)分為上、下兩排，上排換熱管與下排換熱管交錯(cuò)排列，第一液位傳感器(19)的垂直高度低于下排換熱管下端的垂直高度，第二液位傳感器(20)的垂直高度高于上排換熱管上端的垂直高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的鍋爐，其特征在于燃燒室(2)內(nèi)安裝第一水平隔柵(22)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的鍋爐，其特征在于排氣管道 (15)內(nèi)安裝第二水平隔柵(23)。
6.一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的方法，其特征在于包括以下步驟①用70目的篩網(wǎng)對(duì)SiC晶體粉末進(jìn)行篩選，并將得到的SiC粉末置入粉末計(jì)量填充機(jī)的料斗備用；②將硅酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末按1 1-1. 5的比例混合，在硅酸鹽晶體粉末與SiC 晶體粉末的混合物中加入1-1. 5%的粘合劑，將加入粘合劑的硅酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末的混合物攪拌均勻后，通過壓力機(jī)壓緊，再切割成體積為l-4cm2的硅酸鹽-SiC晶體混合塊；③將步驟②得到的硅酸鹽-SiC晶體混合塊置于燃燒室內(nèi)的托盤上，用激光源發(fā)射功率為5-5. 5KW，功率密度為2. 5-5. 5X103ff/cm3的激光束對(duì)硅酸鹽-SiC晶體混合塊進(jìn)行照射，升溫至2700-300(TC，使硅酸鹽-SiC晶體混合塊開始燃燒；④通過供氧管道向燃燒室內(nèi)通入氧氣，加壓泵將供氧壓力維持在0.2-0. 4MPa，在供氧的同時(shí)通過粉末計(jì)量填充機(jī)向供氧管道內(nèi)填充步驟①中得到的SiC粉末，使氧氣攜帶SiC 粉末一同噴入燃燒室；⑤通過補(bǔ)水管向蓄水腔內(nèi)補(bǔ)水，通過補(bǔ)水泵控制蓄水腔內(nèi)的液位，進(jìn)而控制水與燃燒室的換熱速率，使產(chǎn)生的蒸氣壓力穩(wěn)定在300-350大氣壓的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃燒SiC晶體制取蒸氣的鍋爐及制取蒸氣的方法，包括殼體，殼體設(shè)置補(bǔ)水管和蒸氣管道，蓄水腔內(nèi)安裝燃燒室，燃燒室頂部設(shè)置排氣管道，燃燒室側(cè)壁上安裝激光源和供氧管道，供氧管道與氧氣站連接，供氧管道上供料支管，供料支管與粉末計(jì)量填充機(jī)連接。本發(fā)明制取蒸氣的方法，包括以下步驟用篩網(wǎng)對(duì)SiC晶體粉末進(jìn)行篩選；將硅酸鹽晶體粉末與SiC晶體粉末按比例混合，加入粘合劑，通過壓力機(jī)壓緊，再切割成晶體混合塊；將晶體混合塊置于燃燒室內(nèi)，用激光束照射，使晶體混合塊開始燃燒；通過供氧管道向燃燒室內(nèi)通入氧氣和SiC粉末；控制蓄水腔內(nèi)的液位。本發(fā)明能夠用SiC替代煤炭作為燃料，制取高壓蒸氣，用于采暖、發(fā)電等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F22B31/08GK102494322SQ201110450448
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者周冰, 周存文 申請(qǐng)人:周存文