專利名稱：催化分解低濃度過氧化氫反應(yīng)器和燃燒室及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化分解過氧化氫反應(yīng)器及以該反應(yīng)器為基礎(chǔ)的一種催化分解
過氧化氫燃燒室。
背景技術(shù)：
催化分解過氧化氫反應(yīng)器和燃燒室已發(fā)展六十余年，過氧化氫濃度從開始的80%增加到現(xiàn)在的90% -98%。價(jià)格貴和安全性不夠高的90% -98%過氧化氫冰點(diǎn)-11. 50C —2. 50C，催化分解溫度740°C -946°C，噴入煤油燃燒溫度2450°C -2660°C，僅限用于航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)渦輪泵和推力室噴氣推進(jìn)。
現(xiàn)有熱力采油技術(shù)主要是注水蒸汽，既有效，又能工業(yè)化應(yīng)用，但需建鍋爐蒸汽站和輸汽管網(wǎng)，并從井口到采油層鋪設(shè)井筒隔熱管，投資和熱損失都大，限制了進(jìn)一步推廣應(yīng)用。原油污染是環(huán)保難題，對(duì)于海上油井泄漏和油輪事故產(chǎn)生的海面浮油和海灘油污，目前未見有效清除辦法。清除井口地面油污也較麻煩。對(duì)于公路路面和機(jī)場跑道的冰雪，現(xiàn)用機(jī)械掃雪和化學(xué)溶劑除冰，雖有較好作用，但不夠快速有效。礦難、海難自救和航天飛船生命維持系統(tǒng)現(xiàn)用高壓氣瓶儲(chǔ)存氧氣和水箱儲(chǔ)存水，雖很有用，但容器質(zhì)量大和水易變質(zhì)?；鸺趸瘎﹥?chǔ)箱增壓主要用氦氣或氮?dú)?，雖安全有效，但對(duì)于耗氣量大的擠壓式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，氣瓶的體積和質(zhì)量過于大。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)催化分解過氧化氫反應(yīng)器和燃燒室現(xiàn)有技術(shù)存在價(jià)格貴、安全性不夠高、冰點(diǎn)較高、分解溫度和燃燒溫度高、用途單一等缺點(diǎn)和不足，為了使催化分解過氧化氫反應(yīng)器和燃燒室的使用價(jià)格低、安全性高、一年四季都能用、分解溫度和燃燒溫度降低較多及擴(kuò)大用途，本發(fā)明提供新型的一種催化分解過氧化氫反應(yīng)器和一種催化分解過氧化氫燃燒室。本發(fā)明的催化分解過氧化氫反應(yīng)器和燃燒室使用質(zhì)量濃度40% -70%過氧化氫水溶液，價(jià)格低，安全性高，冰點(diǎn)_42°C —56°C，分解溫度135°C _340°C，與柴油或煤油的燃燒溫度 785 0C -1916。。 本發(fā)明的催化分解過氧化氫反應(yīng)器和燃燒室采用多層數(shù)、低床載和預(yù)接觸的圓柱形或環(huán)柱形純銀網(wǎng)催化床及相應(yīng)形狀的均流板和支撐板，以適應(yīng)催化分解低濃度過氧化氫的分解溫度低特點(diǎn)和燃燒的點(diǎn)火需要。本發(fā)明的催化分解過氧化氫反應(yīng)器喉部殼體開有徑向孔及軸向孔。由于孔有不同類型、數(shù)目和直徑，可滿足用作井下反應(yīng)器熱力采油、礦難海難自救和航天飛船的生命維持系統(tǒng)、火箭氧化劑儲(chǔ)箱增壓等用途的需要。催化分解40% -70%過氧化氫生成由水蒸汽、氧氣和熱水組成的氣液流從這些孔噴出。
按照40% -70%過氧化氫與柴油或煤油的化學(xué)計(jì)算量混合比18. 4-10. 5，本發(fā)明的催化分解過氧化氫燃燒室有小流量燃料噴孔，用來向催化床后的氣液流噴注柴油、煤油等有機(jī)燃料。本發(fā)明的催化分解過氧化氫燃燒室的頂殼中央部位裝有電火花塞，在起動(dòng)時(shí)進(jìn)行點(diǎn)火用。本發(fā)明的催化分解過氧化氫燃燒室有以低濃度過氧化氫作為再生冷卻劑的燃燒室身部，確保不燒壞燃燒室內(nèi)壁，且無燃燒室散熱損失。本發(fā)明的催化分解過氧化氫燃燒室除采用標(biāo)準(zhǔn)的軸對(duì)稱收斂-擴(kuò)散噴管用于戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、軍用飛機(jī)、艦艇、兵器等的推力室噴氣推進(jìn)外，還采用一種矩形出口噴管，以音速排出燃燒生成的混合氣。含水蒸汽和二氧化碳的混合氣用來除路面冰雪和井口地面油污。含水蒸汽、二氧化碳和氧氣的混合氣噴向海面浮油和海灘油污，將其燃燒掉。與現(xiàn)有的航天用催化分解高濃度過氧化氫反應(yīng)器和燃燒室相比，本發(fā)明催化分解低濃度過氧化氫反應(yīng)器和燃燒室有低得多的催化分解溫度和燃燒溫度，加上催化床用的純銀網(wǎng)而不是鍍層易脫落的航天用鍍銀網(wǎng)，使催化床、反應(yīng)器和燃燒室的壽命大幅增加。又因?yàn)槭褂脙r(jià)格低、安全性高和一年四季都能用，可使單一航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用途擴(kuò)大為以民用為主、軍民用結(jié)合的多用途。作為井下反應(yīng)器熱力采油時(shí)，投資減少很多，且無散熱損失。在注入氣液流中水蒸汽和熱水相伴下，氧氣與極少一部分油藏發(fā)生熱濕氧化反應(yīng)，生成二氧化碳和水蒸氣并釋放反應(yīng)熱，提高驅(qū)油效果。用作熱力除海面浮油和海灘油污，提供了新方法。用作熱力除路面冰雪和井口地面油污，快速有效。用于生命維持系統(tǒng)，容器質(zhì)量輕，液體保質(zhì)期長。用于儲(chǔ)箱增壓，氣瓶的體積和質(zhì)量減少很多。用作戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、軍用飛機(jī)、艦艇、兵器等的推力室噴氣推進(jìn)，增多軍用項(xiàng)目。


圖I是本發(fā)明一種催化分解低濃度過氧化氫反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明一種催化分解低濃度過氧化氫燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3、圖4、圖5和圖6是本發(fā)明一種催化分解低濃度過氧化氫燃燒室的矩形出口噴管內(nèi)壁正視圖、側(cè)視圖、俯視圖和仰視圖。
具體實(shí)施例方式圖I、圖2和圖3-圖6是本發(fā)明的三個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。如圖I所示，本發(fā)明一種催化分解過氧化氫反應(yīng)器，包括頂蓋I、均流板2、催化床3、分解室殼體4、支撐板5、集流室殼體6和喉部殼體7，螺接和限位固定。該反應(yīng)器采用催化分解40% -70%過氧化氫的多層數(shù)、低床載和預(yù)接觸的圓柱形純銀網(wǎng)催化床3，喉部殼體7開有徑向孔8或/和軸向孔9。、
徑向孔8是一圈沿圓周均布的圓形孔，以音速噴出氣液流，用作井下反應(yīng)器熱力米油。徑向孔8是1-5圈沿圓周均布的圓形孔和軸向孔9是沿平面均勻布置的多個(gè)圓形孔，以亞音速噴出氣液流，用于礦難海難自救和航天飛船的生命維持系統(tǒng)及火箭氧化劑儲(chǔ)箱增壓。如圖2所示，本發(fā)明一種催化分解過氧化氫燃燒室，包括頂殼11、環(huán)形均流板12、環(huán)柱形催化床13、電火花塞14、環(huán)形支撐板15、分解室內(nèi)壁16、分解室外壁17、轉(zhuǎn)接環(huán)18、燃料接管嘴19、圓柱段內(nèi)壁20、圓柱段外壁21、收斂段內(nèi)壁22、收斂段外壁23、擴(kuò)散段內(nèi)壁24、擴(kuò)散段外壁25、集合器26、過氧化氫接管嘴27、外壁搭板28、29、30和31，焊接、螺接和限位固定。該燃燒室采用催化分解40% -70%過氧化氫的多層數(shù)、低床載和預(yù)接觸的環(huán)柱形純銀網(wǎng)催化床13并對(duì)應(yīng)環(huán)形均流板12和環(huán)形支撐板15，轉(zhuǎn)接環(huán)18上開有噴注柴油、煤油等有機(jī)燃料用的多個(gè)徑向噴孔32，頂殼11中央部位螺接有點(diǎn)火用的外購件電火花塞14，各內(nèi)壁16、20、22、24與各外壁17、21、23、25之間——對(duì)應(yīng)有以40% -70%過氧化氫作為再生冷卻劑流過的直槽通道33、34、35和36。
催化床3和環(huán)柱形催化床13有90-120層純銀網(wǎng)，床載小于10g/s. cm2,正式工作前預(yù)先接觸40% -70%過氧化氫8-12分鐘以便充分激活。徑向噴孔32是沿圓周均布的3個(gè)以上直徑不大于I毫米的小流量燃料噴孔。收斂段內(nèi)壁22同擴(kuò)散段內(nèi)壁24構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軸對(duì)稱收斂-擴(kuò)散噴管，用于戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、軍用飛機(jī)、艦艇、兵器等的推力室噴氣推進(jìn)。如圖3-圖6所不,本發(fā)明一種催化分解過氧化氫燃燒室有替換擴(kuò)散段內(nèi)壁24的 矩形出口噴管內(nèi)壁，從入口圓柱段逐漸向出口矩形截面轉(zhuǎn)換，出口面積等于或略大于入口面積，用來熱力除路面冰雪、井口地面油污、海面浮油和海灘油污。
權(quán)利要求
1.一種催化分解過氧化氫反應(yīng)器，包括頂蓋(I)、均流板(2)、催化床(3)、分解室殼體(4)、支撐板(5)、集流室殼體(6)和喉部殼體(7)，螺接和限位固定，其特征在于所述的催化床(3)是催化分解40% — 70%過氧化氫的多層數(shù)、低床載和預(yù)接觸的圓柱形純銀網(wǎng)催化床(3)，所述的喉部殼體(7)開有徑向孔⑶或/和軸向孔(9)。
2.如權(quán)利要求I所述的催化分解過氧化氫反應(yīng)器，其特征在于所述的徑向孔(8)是一圈沿圓周均布的圓形孔，以音速噴出氣液流，用作井下反應(yīng)器熱力采油。
3.如權(quán)利要求I所述的催化分解過氧化氫反應(yīng)器，其特征在于所述的徑向孔(8)是1-5圈沿圓周均布的圓形孔和所述的軸向孔(9)是沿平面均勻布置的多個(gè)圓形孔，以亞音速噴出氣液流，用于礦難海難自救和航天飛船的生命維持系統(tǒng)及火箭氧化劑儲(chǔ)箱增壓。
4.一種催化分解過氧化氫燃燒室，包括頂殼(11)、環(huán)形均流板(12)、環(huán)柱形催化床 (13)、電火花塞(14)、環(huán)形支撐板(15)、分解室內(nèi)壁(16)、分解室外壁(17)、轉(zhuǎn)接環(huán)(18)、燃料接管嘴(19)、圓柱段內(nèi)壁(20)、圓柱段外壁(21)、收斂段內(nèi)壁(22)、收斂段外壁(23)、擴(kuò)散段內(nèi)壁(24)、擴(kuò)散段外壁(25)、集合器(26)、過氧化氫接管嘴(27)、外壁搭板(28)、(29)、(30)和(31)，焊接、螺接和限位固定，其特征在于所述的環(huán)柱形催化床(13)是催化分解40%-70%過氧化氫的多層數(shù)、低床載和預(yù)接觸的環(huán)柱形純銀網(wǎng)催化床(13)并對(duì)應(yīng)環(huán)形均流板(12)和環(huán)形支撐板(15)，所述的轉(zhuǎn)接環(huán)(18)上開有噴注柴油、煤油等有機(jī)燃料用的多個(gè)徑向噴孔(32)，所述的頂殼(11)中央部位螺接有點(diǎn)火用的外購件電火花塞(14)，所述的各內(nèi)壁(16)、(20)、(22)、(24)與各外壁(17)、(21)、(23)、(25)之間一一對(duì)應(yīng)有以40% -70%過氧化氫作為再生冷卻劑流過的直槽通道(33)、(34)、(35)和(36)。
5.如權(quán)利要求I或4所述的催化分解過氧化氫反應(yīng)器或燃燒室，其特征在于所述的催化床(3)或環(huán)柱形催化床(13)有90-120層純銀網(wǎng)，床載小于lOg/s. c m2，正式工作前預(yù)先接觸40% -70%過氧化氫8-12分鐘以便充分激活。
6.如權(quán)利要求4所述的催化分解過氧化氫燃燒室，其特征在于所述的徑向噴孔(32)是沿圓周均布的3個(gè)以上直徑不大于I毫米的小流量燃料噴孔。
7.如權(quán)利要求4所述的催化分解過氧化氫燃燒室，其特征在于所述的收斂段內(nèi)壁(22)同擴(kuò)散段內(nèi)壁(24)構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軸對(duì)稱收斂一擴(kuò)散噴管，用于戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、軍用飛機(jī)、艦艇、兵器等的推力室噴氣推進(jìn)。
8.如權(quán)利要求4所述的催化分解過氧化氫燃燒室，其特征在于有替換擴(kuò)散段內(nèi)壁(24)的矩形出口噴管內(nèi)壁，從入口圓柱段逐漸向出口矩形截面轉(zhuǎn)換，出口面積等于或略大于入口面積，用來熱力除路面冰雪、井口地面油污、海面浮油和海灘油污。
全文摘要
本發(fā)明涉及催化分解低濃度過氧化氫反應(yīng)器和燃燒室，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在價(jià)格貴、安全性不夠高、冰點(diǎn)較高、分解溫度和燃燒溫度高、用途單一等缺點(diǎn)，本發(fā)明采用催化分解40％-70％過氧化氫的多層數(shù)、低床載和預(yù)接觸的純銀網(wǎng)催化床，大幅增加壽命。所述的催化分解低濃度過氧化氫反應(yīng)器喉部殼體開有徑向孔或/和軸向孔，用作井下反應(yīng)器熱力采油、礦難海難自救和航天飛船的生命維持系統(tǒng)及火箭氧化劑儲(chǔ)箱增壓。所述的催化分解低濃度過氧化氫燃燒室有噴注柴油或煤油的多個(gè)徑向噴孔、點(diǎn)火用電火花塞、以40％-70％過氧化氫為再生冷卻劑的燃燒室身部和兩種噴管，可用于多個(gè)軍用項(xiàng)目的推力室噴氣推進(jìn)及熱力除路面冰雪和原油污染。
文檔編號(hào)F02K9/42GK102658066SQ20121012498
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者葛明龍 申請(qǐng)人:葛明龍