專利名稱：燃燒器的輔助助劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輔助助劑，特別是一種能有效提升燃料的燃燒效 益，并有效減少燃燒污染物排放的燃燒器的輔助助劑。
背景技術(shù)：
燃燒器(如常見的鍋爐、焚化爐等)燃燒普遍用于工業(yè)界，從而產(chǎn) 生能源或消除垃圾，而燃燒后所生成的蒸氣與熱水可應(yīng)用于發(fā)電、汽
電共生、工業(yè)制程及加熱系統(tǒng)等；近年來(lái)，隨著燃料價(jià)格日益高漲， 同時(shí)對(duì)于溫室效應(yīng)及環(huán)境破壞的議題受到廣泛討論下，如何有效提高 燃料的節(jié)省效果，并且提升燃燒效率，又能減少燃燒污染的產(chǎn)生，已 成為現(xiàn)今公眾所需努力的目標(biāo)。
一般而言，任何物質(zhì)在燃燒時(shí)(尤其固態(tài)物質(zhì)更為顯著)，都是 由物質(zhì)表面開始燃燒，并隨著溫度的提升才會(huì)逐漸燃燒至物質(zhì)內(nèi)部； 然而，往往因該物質(zhì)的內(nèi)部含氧量不足，且無(wú)法有效直接接觸到外部 氧氣，除導(dǎo)致燃燒反應(yīng)緩慢外，同時(shí)易因該物質(zhì)燃燒不完全而降低燃 燒效率，甚至促使燃燒生成的污染物大量排放，造成空氣污染。
參考圖1所示，以一般習(xí)用焚化爐1燃燒垃圾2作業(yè)為例，將垃 圾2倒入焚化爐1內(nèi)，等到垃圾2堆疊至一定量后才進(jìn)行燃燒作業(yè)， 因此在燃燒過(guò)程中，都是靠垃圾2的表面進(jìn)行熱解或表面燃燒反應(yīng)， 對(duì)于堆疊在中、下層的垃圾2則無(wú)法產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，即使有也會(huì)很緩 慢，且燃燒過(guò)程中容易因溫度、氧氣不足等情況而導(dǎo)致燃燒不完全， 進(jìn)而產(chǎn)生一氧化碳(C0 )、未燃碳?xì)浠衔?Unburnt hydrocarbon, UHC) 以及煤油等污染氣體。
有鑒于此，部分業(yè)者為了使燃燒速度加快且燃燒更為完全，在燃 燒的過(guò)程中均會(huì)加入一燃料3,如燃油或廢棄物衍生的固態(tài)燃料等， 而不論前述為何種燃料3，其均可提升燃燒時(shí)的溫度，進(jìn)而加速燃燒 效果；然而，燃料3雖可加速燃燒效果，但在實(shí)際使用時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于 內(nèi)部或底層的垃圾2是呈相互堆疊的狀態(tài)，雖然燃料3可以滲透到內(nèi) 部或底層，但內(nèi)部或底層的垃圾2仍無(wú)法有效接觸到外部的氧氣，因 此燃燒方式仍主要是由垃圾2的表層往下，燒，所以即使有燃料3輔
所造成污染等缺陷，因此這種習(xí)用的燃燒方法效果有限，確實(shí)有待改 進(jìn)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種燃燒器的輔助助劑，其具有可有效加 速待燃燒物的燃燒速度的高氧化力，并使待燃燒物燃燒更加完全，具 有提升燃燒效率及降低燃燒污染物產(chǎn)生的功效。
5 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是
一種燃燒器的輔助助劑，所述輔助助劑包括以下列重量百分比計(jì) 的過(guò)氧化氬和水相互混合而成的液態(tài)混合物，其中，過(guò)氧化氳的添加
比例為30 - 100 % ，水的添加比例為0 ~ 70 % 。 上述輔助助劑中還添加有安定劑。 io 上述安定劑為磷酸鹽，且安定劑的離子濃度為10—2以下。
上述安定劑為錫酸鹽，且安定劑的離子濃度為10—2以下。 上述安定劑為硝酸鹽，且安定劑的離子濃度為10—2以下。 采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明將液態(tài)的輔助助劑添加在待燃燒物上，
在加熱催化下，輔助助劑可轉(zhuǎn)換為熱蒸氣和氣態(tài)氧，具有高氧化力， 15除能加速燃燒器內(nèi)的燃燒速度，提高燃料的燃燒效益，同時(shí)使待燃燒
物的燃燒更為完全，有效降低一氧化碳及未燃碳?xì)浠衔?Unbufnt
hydrocarbon, UHC)等污染物的產(chǎn)生，有效降低燃燒污染物的排放。


20
圖l是習(xí)用的燃燒示意圖； 圖2是本發(fā)明的燃燒示意圖。
主要元件符號(hào)說(shuō)明
251焚化爐2垃圾3 燃料
4燃燒器41燃燒室5 待燃燒物
6輔助助劑61過(guò)氧化氫(HA )611氣態(tài)氧
62水(H20 )621熱蒸氣
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具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
如圖2所示，本發(fā)明燃燒器的輔助助劑6是添加在待燃燒物5上， 且該待燃燒物5是置放在一燃燒器4內(nèi)燃燒，而燃燒器4具有一供待 35燃燒物5燃燒的燃燒室41;其中，燃燒器4可為燃燒盤、焚化爐及 鍋爐等，對(duì)待燃燒物5進(jìn)行燃燒處理，以下待燃燒物5均以常見的垃 圾為例進(jìn)行說(shuō)明，相對(duì)所配合的燃燒器4則以焚化爐表示。
輔助助劑6包含有過(guò)氧化氫(H202 ) 61及水(H20 ) 62相互混合 呈液態(tài)；其中，過(guò)氧化氫(HA) 61的添加比例為30~100°/ (重量百 40 分比)，水(H20 ) 62的添加比例為0~70% (重量百分比)，而前述輔助助劑6的添加時(shí)機(jī)不定，可根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇，即可以在燃
燒前，先行添加在待燃燒物5上，或者可在燃燒時(shí)，噴覆于待燃燒物 5上，或是燃燒前與燃燒時(shí)同時(shí)加入；以下僅以燃燒前將輔助助劑6 直接噴覆于待燃燒物5上為例進(jìn)行說(shuō)明。
5 欲燃燒待燃燒物5時(shí)，為避免造成環(huán)境污染，輔助助劑6依前述
比例原則及待燃燒物5的特性而調(diào)配出一定配比；然后，在待燃燒物 5進(jìn)入燃燒器4之前，先將液態(tài)的輔助助劑6噴覆在待燃燒物5上， 此時(shí)，由于輔助助劑6為液態(tài)，因而便于滲透至內(nèi)部或底層的待燃燒 物5中，之后再將待燃燒物5置入燃燒器4中，且燃燒器4中通常置
io 放有一燃料(圖中未示)，如添加物等，可輔助點(diǎn)燃待燃燒物5的表 層，并配合燃燒室41的高溫，大幅催化輔助助劑6受熱而產(chǎn)生反應(yīng)， 熱分解產(chǎn)生氧氣611及熱蒸氣621，除能促進(jìn)表層的待燃燒物5快速 產(chǎn)生燃燒反應(yīng)外，還可將輔助助劑6所生成的氧氣611在待燃燒物5 之間散布，使內(nèi)部或底層的待燃燒物5可在燃料的輔助下，同時(shí)產(chǎn)生
15 有效燃燒，而前述輔助助劑6的化學(xué)反應(yīng)式為 HA ^ H20 + ( 1/2 ) 02 + 98. 2 kJ/mo1
由上述的化學(xué)反應(yīng)結(jié)果可知，在操作時(shí)，先將輔助助劑6中的過(guò) 氧化氫(H202 ) 61利用水62加以稀釋，以降低過(guò)氧化氬(H202 ) 61的 濃度，使其能夠被控制在一個(gè)安全的使用溫度范圍內(nèi)；再者，鑒于過(guò)
20 氧化氫(H202 ) 61具有強(qiáng)力的氧化性，其氧化力比氯、二氧化氯、過(guò) 錳酸鉀等還強(qiáng)，而當(dāng)過(guò)氧化氫(HA) 61受熱反應(yīng)后，若直接或再經(jīng) 過(guò)觸媒分解后還會(huì)產(chǎn)生氫氧根(OH—),其氧化力則僅次于元素周期 表中電負(fù)度最強(qiáng)的氟，而本發(fā)明中的輔助助劑6經(jīng)受熱分解后僅會(huì)產(chǎn) 生水(H20 ) 621及氧氣(02) 611,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)機(jī)構(gòu)的靈敏度的結(jié)
25 果，可證實(shí)受熱的氫氧根對(duì)于加速燃燒有直接的幫助；如果搭配碳?xì)?燃料，則受熱的過(guò)氧化氬(H202 ) 61可以作為氧化劑的提供者或輔助 者，由于減少了氮?dú)獾奈鼰嵝Ч?，因此燃燒溫度可較僅在空氣中燃燒 有大幅的提升；因此，由于輔助助劑6由過(guò)氧化氫(HA)61和水(仏0) 62組成，使得過(guò)氧化氫(H202 ) 61受熱后會(huì)分解出熱量和氣態(tài)氧611,
30 而該水62受熱影響則汽化形成熱蒸氣621,借助熱蒸氣621及氣態(tài) 氧611的輔助，有效提升燃料與待燃燒物5的燃燒效率。
為了進(jìn)一步證實(shí)本發(fā)明中輔助助劑6的使用功效，現(xiàn)提出以下測(cè) 試?yán)右訽說(shuō)明。
35 測(cè)試?yán)?
以燃燒木屑為例，首先分別將相同分量的20公克木屑分置于二 燃燒盤中，且在一燃燒盤的木屑上噴灑一定配比的輔助助劑6，而另 一燃燒盤中的木屑則直接加熱燃燒，其燃燒所得的結(jié)果見表l所示。表l
燃燒種類燃燒結(jié)果
木屑+輔助助劑約2秒，且燒后不殘留
木屑無(wú)法穩(wěn)定點(diǎn)燃，導(dǎo)致燃燒時(shí)間過(guò)久
由上述表1可以證明，輔助助劑6具有加速燃燒的特性，同時(shí)在 燃燒過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，針對(duì)噴灑有輔助助劑6的木屑，即在富氧的情形下， 使得燃燒反應(yīng)區(qū)快速地由表面滲透至木屑的內(nèi)部及底層，不致因木屑 5 交相重迭而有所影響，故除加快燃燒速度外，并且燃燒后呈完全燃燒 狀況，確實(shí)有別于單純?nèi)紵拘歼^(guò)程中產(chǎn)生極大煙霧，造成空氣污染， 以及木屑燃燒后呈現(xiàn)燃燒不完全狀態(tài)。
測(cè)試?yán)?
io 以應(yīng)用于鍋爐燃燒作業(yè)為例，同時(shí)待燃燒物5以常見的廢棄物衍
生化合物(refuse derived fuel, RDF)為例，當(dāng)鍋爐進(jìn)行燃燒作業(yè) 時(shí)，添加輔助助劑6后，利用該輔助助劑6強(qiáng)力的氧化性及高傳導(dǎo)性 蒸氣熱等特性，在燃燒過(guò)程中使得燃燒反應(yīng)區(qū)能快速地由待燃燒物5 的表面滲透至內(nèi)部，因此能大幅高其燃燒效率，當(dāng)然在燃燒效率高的
15 情況下，其產(chǎn)生的熱效益亦能大幅提升，同時(shí)燃燒較為均勻的情況下， 還能減少一氧化碳、未燃碳?xì)寤衔?Unburnt hydrocarbon, UHC) 等燃燒污染物的排;改。
再者，實(shí)際測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，鍋爐內(nèi)加注有曱烷(CH4)以作為燃料， 并在待燃燒物5中加入不同比例的輔助助劑6,在當(dāng)量比1. 0、初始
20 溫度150。C的條件下，其所達(dá)到的絕熱火焰溫度與層流燃燒速度的參 考數(shù)值，如表2所示。
表2
輔助助劑絕熱火焰溫度(k)層流燃燒速度 (m/s)
空氣(air)22860. 71
畫0230654. 80
100%H2O228114. 62
畫(H風(fēng))24581. 20
50%H2O2+50%H2O24502. 22
由表2得知，即使本發(fā)明中的輔助助劑6濃度為二氧化氬(H202 ) 與水(H20)各為50%時(shí)，其燃燒速度也比空氣提升接近三倍。 25 綜上所述，不論是前述測(cè)試1的木屑燃燒可應(yīng)用于焚化爐燃燒垃
圾作業(yè)上，或者是測(cè)試2的廢棄物衍生化合物燃燒應(yīng)用于鍋爐燃燒作 業(yè)，在燃燒時(shí)若將輔助助劑6添加至待燃燒物5內(nèi)，則輔助助劑6受 燃燒產(chǎn)生的熱量影響而發(fā)生分解反應(yīng)，而分解出氣態(tài)氧611及熱蒸氣621，該氣態(tài)氧611可供燃燒時(shí)所需，同時(shí)熱蒸氣621亦能提升燃燒 對(duì)流溫度，在氧氣與溫度足夠的條件下，燃燒反應(yīng)區(qū)能快速的滲透至 所針對(duì)的待燃燒物5及固態(tài)燃料等內(nèi)部或底層，以使待燃燒物5燃燒 更為完全，除能有效提升燃燒效率、使燃燒時(shí)間更加縮短外，同時(shí)還 5可減少 一氧化碳及未燃完全化合物排放等燃燒污染。
另外，本發(fā)明輔助助劑6中的過(guò)氧化氫(H202 ) 61除如前述所提 及的利用水進(jìn)行稀釋，以降低過(guò)氧化氫(H202 ) 61的濃度，進(jìn)而控制 過(guò)氧化氫(H202 ) 61在安全的使用范圍內(nèi)，還可在輔助助劑6中添加 安定劑，即添加磷酸鹽、錫酸鹽或硝酸鹽等，且所添加安定劑的離子 io 濃度為10的負(fù)二次方(l(T2)以下，如此將有助于輔助助劑6的儲(chǔ)放、 運(yùn)送，避免過(guò)氧化氫(H202 ) 61的活性高而發(fā)生危險(xiǎn)，因而，安定劑 的添加可增加^f吏用的安全性。
綜上所述，本發(fā)明具有以下所列的優(yōu)點(diǎn)與功效 (1 )過(guò)氧化氫61的高氧化力能夠提升待燃燒物5燃燒反應(yīng)的速 15 度，在富氧的情形下使得燃燒反應(yīng)區(qū)快速地由表面滲透至待燃燒物5 的底層內(nèi)部，因此燃燒速度加快，燃燒較為均勻而且不易產(chǎn)生煤灰、 一氧化碳及未燃碳?xì)浠衔铮?br> (2)本發(fā)明輔助助劑6所具備的成份為對(duì)人體屬于低毒性的燃 料，且過(guò)氧化氫61的蒸氣壓在室溫下大約只有300Pa，有不易揮發(fā) 20 的特性，確實(shí)符合安全防護(hù)的需求，且對(duì)人體并無(wú)立即危害；更何況， 輔助助劑6內(nèi)可適時(shí)添加安定劑，以增加使用的安全性；
(3 )盡管過(guò)氧化氫61是氫與氧分子的高濃度化合物，但在稀釋 作用下，反而有利于降低其分解速度，以達(dá)到安全的使用范圍，即使 過(guò)氧化氫61會(huì)抑制水中的微生物生成，卻不會(huì)在生物體內(nèi)累積，故 25 對(duì)生物沖擊危害小。
歸納前述，本發(fā)明的輔助助劑6，其反應(yīng)后具有強(qiáng)力的氧化性及 高傳導(dǎo)性的蒸氣熱，故將輔助助劑6加入燃燒器4后，能加速燃燒器 4內(nèi)待燃燒物5的燃燒速度，進(jìn)而提高其燃燒效率，同時(shí)能使待燃燒 物5的燃燒更為完全，進(jìn)而降低一氧化碳及未燃碳?xì)浠衔锏鹊呐?30 放，并降低燃燒氣體對(duì)環(huán)境的污染及危害，故確實(shí)能達(dá)到本發(fā)明的目 的。
前述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范 圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何 改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種燃燒器的輔助助劑，其特征在于所述輔助助劑包括以下列重量百分比計(jì)的過(guò)氧化氫和水相互混合而成的液態(tài)混合物，其中，過(guò)氧化氫的添加比例為30～100％，水的添加比例為0～70％。
2、 如權(quán)利要求1所述的燃燒器的輔助助劑，其特征在于所述 輔助助劑中還添加有安定劑。
3、 如權(quán)利要求2所述的燃燒器的輔助助劑，其特征在于所述 安定劑為磷酸鹽，且安定劑的離子濃度為104以下。
4、 如權(quán)利要求2所述的燃燒器的輔助助劑，其特征在于所述 安定劑為錫酸鹽，且安定劑的離子濃度為10—2以下。
5、 如權(quán)利要求2所述的燃燒器的輔助助劑，其特征在于所述 安定劑為硝酸鹽，且安定劑的離子濃度為10—2以下。
全文摘要
本發(fā)明公開一種燃燒器的輔助助劑，輔助助劑包括以下列重量百分比計(jì)的過(guò)氧化氫和水相互混合而成的液態(tài)混合物，其中，過(guò)氧化氫的添加比例為30～100％，水的添加比例為0～70％；將該輔助助劑加入燃燒器中，受到加熱催化等作用，產(chǎn)生熱分解并轉(zhuǎn)換為熱蒸氣和氣態(tài)氧，其高氧化力能加速燃燒器內(nèi)待燃燒物的燃燒速度，既可使待燃燒物及燃料燃燒得更加完全，還可提高燃料的燃燒效益，并且有效降低一氧化碳及未燃碳?xì)浠衔锏漠a(chǎn)生，減少燃燒污染物的排放。
文檔編號(hào)C10L9/00GK101445757SQ20081018978
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者吳志勇, 許纮瑋, 趙怡欽, 陳冠邦, 陳志鵬 申請(qǐng)人:典見科技有限公司