用于铝粉或镁粉燃烧与其产物回收的系统技术方案

用于铝粉或镁粉燃烧与其产物回收的系统，包括燃烧子系统、高压燃气自动补偿储存子系统、冷却子系统、产物回收子系统、外燃机与内燃机组合子系统和空气压缩及补偿储存子系统；燃烧子系统包括压缩空气罐、燃料罐、燃烧罐和控制器，压缩空气罐和燃料罐连接至燃烧罐；高压燃气自动补偿储存子系统的燃气储存罐连接于燃烧罐；冷却子系统的冷却回路设于燃烧罐和燃气储存罐的外部；产物回收子系统的产物收集装置连接于燃烧罐和燃气储存罐；外燃机与内燃机组合子系统的内燃机连接于燃气储存罐；空气压缩及补偿储存子系统的空气压缩机的两端分别连接于内燃机和压缩空气罐；本系统采用金属粉末燃料，可在外燃机中产生高压气体驱动机械做功，节能环保。

A system for aluminum or magnesium powder and its combustion product recovery

A system for aluminum or magnesium powder combustion and recovery of the product, including combustion system, high-pressure gas automatic compensation storage subsystem, cooling subsystem, product recovery subsystem, external combustion engine and internal combustion engine combined subsystem and compressed air storage and compensation system; combustion system includes a compressed air tank, fuel tank, fuel tank and the controller, compressed air tank and fuel tank connected to the combustion tank; high pressure gas automatic compensation of gas storage subsystem of the storage tank is connected to the combustion tank; cooling circuit in the cooling system of external combustion tank and a gas storage tank; product recovery subsystem collection device connected to the fuel tank and the gas storage tank; internal combustion engine external combustion engine and internal combustion engine combined subsystem is connected to both ends of the gas storage tank; compressed air storage air compressor and compensation of the subsystem respectively. The utility model is connected with an internal combustion engine and a compressed air tank, and the system adopts metal powder fuel, which can generate high-pressure gas in the external combustion machine to drive the machine to do work, and is energy-saving and environmental friendly.

【技术实现步骤摘要】
用于铝粉或镁粉燃烧与其产物回收的系统
本专利技术涉及清洁能源
，尤其涉及用于铝粉或镁粉燃烧与其产物回收的系统。
技术介绍
发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括内燃机(汽油发动机、柴油发动机、火箭发动机、燃气轮机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机、电动机等)，内燃机通常能将化学能转化为机械能。发动机既指动力发生装置，也可包括动力装置在内的整个机器(汽油发动机、航空发动机等)。发动机经历了外燃机和内燃机二个发展阶段。外燃机，它的燃料在发动机的外部燃烧，1816年由苏格兰的R.斯特林专利技术，故称斯特林发动机。发动机将这种燃烧产生的热能转化成动能，瓦特改良的蒸汽机就是一种典型的外燃机。该机燃烧煤产生热能，将水加热产生大量水蒸汽，利用高压蒸汽推动机械做功，完成热能向动能的转变。内燃机与外燃机的最大不同在于它的燃料在其内部燃烧。内燃机的种类十分繁多，常见的汽油机、柴油机是典型的内燃机，火箭发动机和飞机上装配的喷气式发动机也属于内燃机。不过，由于动力输出方式不同，前两者和后两者又存在着巨大的差异。一般地，在地面上使用的多是前者，在空中使用的多是后者。当然有些汽车制造者出于创造汽车车速世界新纪录的目的，也在汽车上装上喷气式发动机，但这是很特殊的例子，并不适用批量生产。内燃机还涵盖燃气轮机，这种发动机的工作特点是燃烧产生高压燃气，利用燃气的高压推动燃气轮机的叶片旋转，从而输出动力。燃气轮机使用范围很广，但由于很难精细地调节输出的功率，所以汽车和摩托车很少使用燃气轮机，只有部分赛车装用过燃气轮机。无论是内燃机还是外燃机，使用的燃料无非是煤炭、原油，或其他含碳有机物，排放的是一氧化碳、二氧化碳和氮氧化物，是造成雾霾和温室效应的元凶之一。为了减少空气污染，电动汽车是目前的主要研究方向。由于受到电池容量限制，小车的行车里程有限，载重汽车基本不考虑用电池驱动。另外，充电所用电网的电能，大部分来源于燃煤发电，故电动车只能减少局部的空气污染，对整体而言，既不能降低碳排放，也没有降低全局的污染。考虑到电网传送和充电的电能损失，以及报废电池的处理，对环境的整体伤害还会加大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出用于铝粉或镁粉燃烧与其产物回收的系统，通过采用一种易于循环再生、不含碳的高效含能材料，可燃烧时在外燃机中产生高压气体，驱动机械做功，有效来取代运输工具的燃油或电池驱动。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：用于铝粉或镁粉燃烧与其产物回收的系统，包括燃烧子系统、高压燃气自动补偿储存子系统、冷却子系统、产物回收子系统、外燃机与内燃机组合子系统和空气压缩及补偿储存子系统；所述燃烧子系统包括压缩空气罐、燃料罐、燃烧罐和控制器，所述压缩空气罐和所述燃料罐通过燃料管道连接至所述燃烧罐；所述高压燃气自动补偿储存子系统包括燃气储存罐，所述燃气储存罐通过管道连接于所述燃烧罐；所述燃烧子系统与所述高压燃气自动补偿储存子系统形成本系统的外燃机；所述冷却子系统包括冷却回路，所述冷却回路设置于所述燃烧罐和燃气储存罐的外部；所述产物回收子系统包括产物收集装置，所述燃烧罐和所述燃气储存罐的底部分别通过管道连接于所述产物收集装置；所述外燃机与内燃机组合子系统包括内燃机，所述内燃机通过管道连接于所述燃气储存罐；所述空气压缩及补偿储存子系统包括空气压缩机，所述空气压缩机的两端分别连接于所述内燃机和所述压缩空气罐；所述控制器控制各个子系统的运行。进一步说明，所述燃烧罐和燃气储存罐的外部还设置有外燃箱体，所述外燃箱体的上部设置有冷却液出水口，下部设置有冷却液进水口；所述冷却液出水口依次连接有散热器和冷却泵，并由所述冷却泵连接所述冷却液进水口，形成所述冷却回路。进一步说明，所述冷却液出水口处还设置有温度传感器。进一步说明，所述燃料管道包括支流管道和汇流管道；所述压缩空气罐和所述燃料罐分别通过所述支流管道连接于所述汇流管道，所述汇流管道的末端延伸至所述燃烧罐内，并设置有喷头；所述汇流管道上还设置有单通阀；所述燃烧罐内设置有点火器，所述点火器与所述控制器电气连接。进一步说明，所述汇流管道的末端还设置有若干支流管道，所述支流管道分别设置有所述喷头。进一步说明，所述燃气储存罐与所述内燃机之间的连接管道上依次设置有粉尘过滤器、压力传感器和压力控制阀。进一步说明，所述燃烧罐和所述燃气储存罐与产物收集装置之间的连接管道上分别设有第一阀门和第二阀门。进一步说明，所述内燃机为汽轮机、汽油机或柴油机中的任意一种。进一步说明，所述压缩空气罐内的压强(Pk)大于所述燃气储存罐的压强(Pr)。本专利技术的有益效果：(1)首次在地面动力机械中规模化采用金属粉末燃料取代含碳的化石燃料，用燃烧-电解-燃烧过程的氧循环，取代燃烧-植物吸收-燃烧的碳循环，彻底杜绝了温室气体排放，同时也大幅减少空气污染源；(2)首次设置燃烧子系统，实现在密闭的燃烧罐3内，将铝粉/镁粉的化学能转化为热能，并通过管道传送至所述燃气储存罐4，储存高温高压燃气备用；(3)燃烧铝粉/镁粉对机械做功，必须解决输出功率不均衡和燃烧产物硬质颗粒对机械的磨损问题；铝粉点火燃烧初期输出功率大，燃烧末期输出功率小，势必造成机械振动；铝粉燃烧产物为氧化铝，颗粒非常坚硬，万万不可进入内燃机气缸内，必须单独处理；其中与汽油相比，颗粒较粗的铝粉，会有一定时间的燃烧延迟，延迟滞后时间的长短与铝颗粒大小和氧化环境有关，但与煤炭相比，铝粉的燃烧速度要超出许多量级。燃煤能产生高压蒸汽发电，燃烧铝粉产生高压燃气，推动机械做功一定可行。首次设置高压燃气自动补偿储存子系统，类似于燃煤的蒸汽锅炉，利用燃气存储，均衡输出功率，同时也截留了燃烧产物氧化铝于本系统中。(4)铝粉/镁粉燃烧的终极产物为氧化铝/氧化镁，首次设置产物回收子系统回收氧化铝，送回电解厂，再生铝粉/镁粉，实现燃烧-电解氧循环、铝/镁资源的循环利用，是本专利技术的核心创新点。(5)首次设置外燃机与内燃机组合子系统，取消内燃机的点火系统，直接从外燃机取得高压燃气，推动此二冲程内燃机做功；形成燃气驱动内燃机做功的持续的能量转化模式；可实现铝粉/镁粉所含化学能转变成热能、热能转变成机械能，推动各种机械设备做功。(6)首次设置空气压缩及补偿储存子系统，通过内燃机8驱动空气压缩机6，对压缩空气罐1充气，补偿燃烧时压缩空气罐1的压强损失，利用部分输出功率的再反馈，支撑外燃机与内燃机组合子系统的长期稳定运行。(7)首次设置冷却子系统，借鉴内燃机箱体的冷却方法，首次在外燃机上使用，以此保护高压燃气自动补偿储存子系统各部件在合理的温度区间运行。附图说明图1和图2是本专利技术一个实施例的铝粉颗粒燃烧的反应阶段a-g微观过程的示意图；图3是本专利技术一个实施例的用于铝粉或镁粉燃烧与其产物回收的系统的结构示意图；其中：压缩空气罐1，单通阀11，燃料罐2，燃烧罐3，喷头31，点火器32，燃气储存罐4，过滤器41，压力控制阀42，压力传感器43，产物收集装置5，第一阀门53，第二阀门54，空气压缩机6，散热器7，温度传感器71，内燃机8，冷却泵9，冷却液进水口91，冷却液出水口92，控制器10，氧化膜1-1，固态铝1-2，液态铝1-3，汽态铝1-4，裂缝1-5，火焰前锋1-6。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于铝粉或镁粉燃烧与其产物回收的系统，其特征在于：包括燃烧子系统、高压燃气自动补偿储存子系统、冷却子系统、产物回收子系统、外燃机与内燃机组合子系统和空气压缩及补偿储存子系统；所述燃烧子系统包括压缩空气罐、燃料罐、燃烧罐和控制器，所述压缩空气罐和所述燃料罐通过燃料管道连接至所述燃烧罐；所述高压燃气自动补偿储存子系统包括燃气储存罐，所述燃气储存罐通过管道连接于所述燃烧罐；所述燃烧子系统与所述高压燃气自动补偿储存子系统形成本系统的外燃机；所述冷却子系统包括冷却回路，所述冷却回路设置于所述燃烧罐和燃气储存罐的外部；所述产物回收子系统包括产物收集装置，所述燃烧罐和所述燃气储存罐的底部分别通过管道连接于所述产物收集装置；所述外燃机与内燃机组合子系统包括内燃机，所述内燃机通过管道连接于所述燃气储存罐；所述空气压缩及补偿储存子系统包括空气压缩机，所述空气压缩机的两端分别连接于所述内燃机和所述压缩空气罐；所述控制器控制各个子系统的运行。

【技术特征摘要】
1.用于铝粉或镁粉燃烧与其产物回收的系统，其特征在于：包括燃烧子系统、高压燃气自动补偿储存子系统、冷却子系统、产物回收子系统、外燃机与内燃机组合子系统和空气压缩及补偿储存子系统；所述燃烧子系统包括压缩空气罐、燃料罐、燃烧罐和控制器，所述压缩空气罐和所述燃料罐通过燃料管道连接至所述燃烧罐；所述高压燃气自动补偿储存子系统包括燃气储存罐，所述燃气储存罐通过管道连接于所述燃烧罐；所述燃烧子系统与所述高压燃气自动补偿储存子系统形成本系统的外燃机；所述冷却子系统包括冷却回路，所述冷却回路设置于所述燃烧罐和燃气储存罐的外部；所述产物回收子系统包括产物收集装置，所述燃烧罐和所述燃气储存罐的底部分别通过管道连接于所述产物收集装置；所述外燃机与内燃机组合子系统包括内燃机，所述内燃机通过管道连接于所述燃气储存罐；所述空气压缩及补偿储存子系统包括空气压缩机，所述空气压缩机的两端分别连接于所述内燃机和所述压缩空气罐；所述控制器控制各个子系统的运行。2.根据权利要求1所述的用于铝粉或镁粉燃烧与其产物回收的系统，其特征在于：所述燃烧罐和燃气储存罐的外部还设置有外燃箱体，所述外燃箱体的上部设置有冷却液出水口，下部设置有冷却液进水口；所述冷却液出水口依次连接有散热器和冷却泵，并由所述冷却泵连接所述冷却液进水口，形成所述冷却回路。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊晨凯，熊映明，
申请(专利权)人：佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44