專利名稱：催化分解低濃度過氧化氫反應器和燃燒室及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種催化分解過氧化氫反應器及以該反應器為基礎的一種催化分解
過氧化氫燃燒室。
背景技術：
催化分解過氧化氫反應器和燃燒室已發展六十余年，過氧化氫濃度從開始的80%增加到現在的90% -98%。價格貴和安全性不夠高的90% -98%過氧化氫冰點-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動機驅動渦輪泵和推力室噴氣推進。
現有熱力采油技術主要是注水蒸汽，既有效，又能工業化應用，但需建鍋爐蒸汽站和輸汽管網，并從井口到采油層鋪設井筒隔熱管，投資和熱損失都大，限制了進一步推廣應用。原油污染是環保難題，對于海上油井泄漏和油輪事故產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。對于公路路面和機場跑道的冰雪，現用機械掃雪和化學溶劑除冰，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現用高壓氣瓶儲存氧氣和水箱儲存水，雖很有用，但容器質量大和水易變質。火箭氧化劑儲箱增壓主要用氦氣或氮氣，雖安全有效，但對于耗氣量大的擠壓式火箭發動機，氣瓶的體積和質量過于大。

發明內容
針對催化分解過氧化氫反應器和燃燒室現有技術存在價格貴、安全性不夠高、冰點較高、分解溫度和燃燒溫度高、用途單一等缺點和不足，為了使催化分解過氧化氫反應器和燃燒室的使用價格低、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大用途，本發明提供新型的一種催化分解過氧化氫反應器和一種催化分解過氧化氫燃燒室。本發明的催化分解過氧化氫反應器和燃燒室使用質量濃度40% -70%過氧化氫水溶液，價格低，安全性高，冰點_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。。 本發明的催化分解過氧化氫反應器和燃燒室采用多層數、低床載和預接觸的圓柱形或環柱形純銀網催化床及相應形狀的均流板和支撐板，以適應催化分解低濃度過氧化氫的分解溫度低特點和燃燒的點火需要。本發明的催化分解過氧化氫反應器喉部殼體開有徑向孔及軸向孔。由于孔有不同類型、數目和直徑，可滿足用作井下反應器熱力采油、礦難海難自救和航天飛船的生命維持系統、火箭氧化劑儲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計算量混合比18. 4-10. 5，本發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、煤油等有機燃料。本發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，在起動時進行點火用。本發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壁，且無燃燒室散熱損失。本發明的催化分解過氧化氫燃燒室除采用標準的軸對稱收斂-擴散噴管用于戰術導彈、軍用飛機、艦艇、兵器等的推力室噴氣推進外，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。與現有的航天用催化分解高濃度過氧化氫反應器和燃燒室相比，本發明催化分解低濃度過氧化氫反應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而不是鍍層易脫落的航天用鍍銀網，使催化床、反應器和燃燒室的壽命大幅增加。又因為使用價格低、安全性高和一年四季都能用，可使單一航天火箭發動機用途擴大為以民用為主、軍民用結合的多用途。作為井下反應器熱力采油時，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生熱濕氧化反應，生成二氧化碳和水蒸氣并釋放反應熱，提高驅油效果。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，容器質量輕，液體保質期長。用于儲箱增壓，氣瓶的體積和質量減少很多。用作戰術導彈、軍用飛機、艦艇、兵器等的推力室噴氣推進，增多軍用項目。


圖I是本發明一種催化分解低濃度過氧化氫反應器的結構示意圖。圖2是本發明一種催化分解低濃度過氧化氫燃燒室的結構示意圖。圖3、圖4、圖5和圖6是本發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壁正視圖、側視圖、俯視圖和仰視圖。
具體實施例方式圖I、圖2和圖3-圖6是本發明的三個優選實施例。如圖I所示，本發明一種催化分解過氧化氫反應器，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。該反應器采用催化分解40% -70%過氧化氫的多層數、低床載和預接觸的圓柱形純銀網催化床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及火箭氧化劑儲箱增壓。如圖2所示，本發明一種催化分解過氧化氫燃燒室，包括頂殼11、環形均流板12、環柱形催化床13、電火花塞14、環形支撐板15、分解室內壁16、分解室外壁17、轉接環18、燃料接管嘴19、圓柱段內壁20、圓柱段外壁21、收斂段內壁22、收斂段外壁23、擴散段內壁24、擴散段外壁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、低床載和預接觸的環柱形純銀網催化床13并對應環形均流板12和環形支撐板15，轉接環18上開有噴注柴油、煤油等有機燃料用的多個徑向噴孔32，頂殼11中央部位螺接有點火用的外購件電火花塞14，各內壁16、20、22、24與各外壁17、21、23、25之間——對應有以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和環柱形催化床13有90-120層純銀網，床載小于10g/s. cm2,正式工作前預先接觸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個以上直徑不大于I毫米的小流量燃料噴孔。收斂段內壁22同擴散段內壁24構成一個標準的軸對稱收斂-擴散噴管，用于戰術導彈、軍用飛機、艦艇、兵器等的推力室噴氣推進。如圖3-圖6所不,本發明一種催化分解過氧化氫燃燒室有替換擴散段內壁24的 矩形出口噴管內壁，從入口圓柱段逐漸向出口矩形截面轉換，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。
權利要求
1.一種催化分解過氧化氫反應器，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、低床載和預接觸的圓柱形純銀網催化床(3)，所述的喉部殼體(7)開有徑向孔⑶或/和軸向孔(9)。
2.如權利要求I所述的催化分解過氧化氫反應器，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，用作井下反應器熱力采油。
3.如權利要求I所述的催化分解過氧化氫反應器，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及火箭氧化劑儲箱增壓。
4.一種催化分解過氧化氫燃燒室，包括頂殼(11)、環形均流板(12)、環柱形催化床 (13)、電火花塞(14)、環形支撐板(15)、分解室內壁(16)、分解室外壁(17)、轉接環(18)、燃料接管嘴(19)、圓柱段內壁(20)、圓柱段外壁(21)、收斂段內壁(22)、收斂段外壁(23)、擴散段內壁(24)、擴散段外壁(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柱形催化床(13)是催化分解40%-70%過氧化氫的多層數、低床載和預接觸的環柱形純銀網催化床(13)并對應環形均流板(12)和環形支撐板(15)，所述的轉接環(18)上開有噴注柴油、煤油等有機燃料用的多個徑向噴孔(32)，所述的頂殼(11)中央部位螺接有點火用的外購件電火花塞(14)，所述的各內壁(16)、(20)、(22)、(24)與各外壁(17)、(21)、(23)、(25)之間一一對應有以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.如權利要求I或4所述的催化分解過氧化氫反應器或燃燒室，其特征在于所述的催化床(3)或環柱形催化床(13)有90-120層純銀網，床載小于lOg/s. c m2，正式工作前預先接觸40% -70%過氧化氫8-12分鐘以便充分激活。
6.如權利要求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個以上直徑不大于I毫米的小流量燃料噴孔。
7.如權利要求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壁(22)同擴散段內壁(24)構成一個標準的軸對稱收斂一擴散噴管，用于戰術導彈、軍用飛機、艦艇、兵器等的推力室噴氣推進。
8.如權利要求4所述的催化分解過氧化氫燃燒室，其特征在于有替換擴散段內壁(24)的矩形出口噴管內壁，從入口圓柱段逐漸向出口矩形截面轉換，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
本發明涉及催化分解低濃度過氧化氫反應器和燃燒室，針對現有技術存在價格貴、安全性不夠高、冰點較高、分解溫度和燃燒溫度高、用途單一等缺點，本發明采用催化分解40％-70％過氧化氫的多層數、低床載和預接觸的純銀網催化床，大幅增加壽命。所述的催化分解低濃度過氧化氫反應器喉部殼體開有徑向孔或/和軸向孔，用作井下反應器熱力采油、礦難海難自救和航天飛船的生命維持系統及火箭氧化劑儲箱增壓。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徑向噴孔、點火用電火花塞、以40％-70％過氧化氫為再生冷卻劑的燃燒室身部和兩種噴管，可用于多個軍用項目的推力室噴氣推進及熱力除路面冰雪和原油污染。
文檔編號F02K9/42GK102658066SQ20121012498
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月26日 優先權日2012年4月26日
發明者葛明龍 申請人:葛明龍