微油引燃工業廢水水裂解自熱全回收蒸發(氣象效應)技術的製作方法

2023-08-05 08:23:41 2

專利名稱：微油引燃工業廢水水裂解自熱全回收蒸發(氣象效應)技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種微油引燃工業廢水水裂解自熱全回收蒸發(氣象效應)技術的化學還原水蒸發新成果，尤其是採用微油引燃對工業廢水(如化工、醫藥、造紙黑液等汙染的水體)水裂解自熱全回收又還原純淨水汽升入大氣以此「短路」地球大氣水循環，遏制和影響地球海陸溼潤氣象梯度的人工蒸發氣象效應的環境保護工程。
目前，公知的工業廢水淨化，如造紙黑液治理，只能是分段治理，其設備成本和運行成本都非常昂貴，尤其造紙黑液的焙燒治理競使絕大多數汙染企業可望而不可及……現行一般的水汙染治理技術大都存在著佔地面積大、治理不徹底、綜合效應差、不能多方生態並舉的普遍低級化的缺陷。作為新世紀的環保產業必須儘可能地加大生態兼效應幅度，極大地降低設備和運行成本，實現全球生態效應最大化的同時，還要保證企業最終獲取直接的經濟和原材料回收的效應，比如，造紙黑液(包括中段水)的治理，從工程設計角度上，不僅要考慮節能、鹼回收，還要兼顧對水資源的充分循環利用，如本發明已經將這類廢水治理深入研究到蒸發氣象科學領域中，因為只有蒸發(藉助能源研究的突破)才能絕對純淨；才能最終把水資源納入全球生態平衡的軌道；才能在大陸短路部分地面徑流而直接向內陸地區浸潤水汽，增大乾旱半乾旱地區的降雨量，而最終把適量的水資源截流並小循環性地積蓄在地表地下和大氣，浸潤起到讓沙漠溼潤起來的生態水準之上……。
本發明的目的是通過水裂解自熱(助、引燃於油)技術的應用，把工業廢水中的水體在極少燃油的前提之下使水分自燃而實現不同於常規物理蒸發技術的化學還原蒸發，濃縮和乾燥的水、固全回收的純淨治理，與此同時，又把水裂解氫氧成火的全部水體在燃後還原水汽到大氣之中，加入地球中、小尺度的大氣水循環，為全球水資源的深廣開發利用和綜合環境保護事業做出應有的貢獻。
本發明的目的是這樣實現的由兩個「塔(臥橫)」式體頂(端)置的全對稱燃油母火橫延膛於兩側向下延設通火狹道，道火縱下「塔」底後向對內折上行併入中心擴腔爐膛，膛內設有不鏽鋼汽水釜，釜上下狹長形中位腰部懸置釜體並將爐膛分成唯經釜側內彎制行火的乾熱火管群(束)而相通煙火繼上的上、下兩段，煙火隨而向上出爐膛出口(而釜內唯經釜頂蒸汽頸管通蒸汽兩外側對稱彎下延接次高溫管屏，管屏貼釜穿過懸板體逆入下爐膛，繼於底火口置「U」彎管彎向兩側在狹道火中續上接亞高溫管直到「塔」頂的兩燃油母火橫延膛內的燃汽彎管頭向下開口輸出持熱持壓的高溫蒸汽與爐膛相對閉合)，口徑上接通橫置而去夾水水冷煙道，道外接煙管敞蒸器，器內煙管橫出彎下繼入煙管水冷熱能交換器，最終入煙管並接負壓引風機入煙囪排出煙汽流，而熱能交換器的水冷系統則接受汙水泵壓來的汙水源向煙道水冷壁內輸入汙水，水在交換器內初吸熱(30～80℃)，繼之吸熱在水冷煙道內推至水冷煙道首端引管壓向不鏽鋼汽水釜內的灑水噴頭，而噴頭之下則是密布於兩則的乾熱火管束屏的授熱壁和釜體授熱壁。這樣，在系統絕熱保溫條件下，當母火橫延膛預熱正常，使得燃汽彎管頭、亞高溫管、「U」型彎管、次高溫管、蒸汽管頸、汽水釜體、乾熱管束、水冷煙道、煙管在引風機負壓引力作用下形成由控溫儀確定橫延膛工作溫度1000～1300℃依次推至常溫略高一點的系統內部的設計溫度梯度(或在同時微供汙水以控制各件過熱)，開啟汙水泵(可調流量)，使汙水充入系統內，則相對應地經各功能節段形成火煙與汽水彼此接近的持溫狀態，即當汙水吸熱行至水冷煙道首端時已逾百攝氏度左右，比及噴灑在釜內各授熱面上，則水體立即升騰汽化(餘之濃縮液部分聚於釜底帶壓排出)，汽化之水便順蒸汽管頸、各接管件(組體)急劇受熱直至中途過熱裂解氫氧而成火、待到噴入母火橫延膛則早已氧化成烈火焰流，流生而取代母火(則母火供油銳減直至完全仃止)，便由水裂解氫氧成火的能量在烈燃、預熱授於繼來之汽水的當兒，把系統水裂解所需的熱能在系統內唯絕熱保溫下循環利用後所剩熱能已近於0(或在確信水裂解氫氧成火有能量增益可能的情況下，可以完全擺脫微油助燃的常規耗能負擔，形成工業廢水自熱蒸發的純回收而無運行成本的工程超節能環保技術水準)；當釜中濃縮液聚到一定量，則可在流動狀態下持續排出釜腔底部到煙管敞蒸器粘液槽內進一步吸熱乾燥成固體(鹼、料、肥等物)塊狀回收，這也就是本發明微油引燃實際耗能而無法再生利用的尾部耗熱工段，系統能耗的高低就在於擬在敞蒸器內繼蒸水份總量的多少，換句話說，如果釜中排液含水量越低，系統越節油，則本發明的經濟性就越高。從理論上講，本發明所研究的水裂解過程，也必然是靠熱能投入而實現的，如果不考慮其它因素，單純水裂解過程的每公斤水在裂解過程中的總耗能大約在1500～1600大卡之間，而水裂解後所得到的氫約0.11公斤，其發熱值也正巧與之基本相等(從這個意義上講，這種水體的自熱化學蒸發只能靠燃油補充部分熱能)。然而，根據實驗和分折，本發明認識到，把一定水體(X)水裂解的預熱過程預付了1600X大卡的熱能，在這部分水裂解產物氫氧成火後可以全部回收隨而用於持以X為單位流量的水體「借熱」又隨而「還熱」不斷裂解並同時氫氧成火的整個周而復始循環不斷的水體化學還原蒸發過程之中；當X水體裂解之後，氫氧隨燃所產熱值約為1600X大卡，而在水體裂解所預投熱能1600X大卡被全部再生利用(其它損失暫不考慮)時，這種產熱只能在必然損失化學蒸發(還原水汽化)潛熱量約560X大卡能量後應該有能量增益，這就是大約1000X大卡——因為，本發明實在是在系統準絕熱保溫條件下，再尋不到化學還原蒸發潛能耗散以外的可以熱平衡為0的要素所在！假若水體自熱的能量增益不可信，則本發明自然會在微油引、助燃條件來使汙水自燃承擔淨化化學蒸發的主要能量而實現諸如造紙黑液的鹼回收和純水效應，而以鹼回收的效益回報去抵消系統引助燃耗油的費用當毫無疑問；倘若水體自燃，自燃的能量增益事實存在……本發明則至少可以在耗費了引燃油料後再也不用運行成本而成年累月地對化工、醫藥、造紙等黑液以及全國所有不能徹底治理的城鄉工農業生產、生活廢水無償地鹼、料、肥等固體物和水(化學蒸發)全回收(至於設備成本單位核定大約低於現行造紙黑液包括中段水等治理成本3～6倍以下)，據此估計全國水汙染治理都可以採用本發明，相當於憑空添置了無數座汙水化學蒸發井、池、塘、湖、水庫、溼地等而任憑人類如何排汙水，水都可以根治和全回收固、水等物，尤其水的全回收，是以化學蒸髮式隨即回歸大氣中，滲入地球大氣中、小尺度水循環活動中，茲無須將這每日萬、億噸的淨化水通過地面逕流回入大海而就地短路，即隨暖、寒氣流額外降下雨、雪、霜而俱都是隨遇而安和碰巧有50％的機率隨時將海陸溼潤空氣梯度向乾旱半乾旱地區乃至沙漠方向推進和擴大，如此大致可以想像得到，當年堯帝時代由禹父(鯀)是堵不能力治的水患(地面原始截流和人類活動截流，居然把太陽能「利用」到汲低海平面若干米深而富患淡水，讓現代淡水危機的人類文明無法理解)都將回益地球，但水不是患而是萬欲人願的大氣中自如調度，成為人類高度文明，天、地、人同此冷暖的綜合生態環境保護的劃時代蒸發氣象科學的新紀元。
由於採用了上述方案，本發明實現了任何現代文明淡水汙染水體的根治並回收所有汙染本物，實現了汙水也包括海水的化學蒸發途徑上的水裂解自熱全回收並開創一個人類蒸發氣象科學時代，是人類工業文明以來最節能純淨的水汙染治癒最有希望的唯一正確的道路……不僅如此，本發明的實用性可以直接與現行各類水汙染特別工程比較得出投資少、回收快、運行成本遠低於常規或接近於0的結論，結論是萬噸耐熱鑄鐵+萬噸耐火材料≈每日百萬噸淨水+固體回收+蒸發氣象的最佳生態效應。
下面結合說明書附圖對本發明作進一步說明。


圖1、是本發明第一個實施例正剖主視(敞蒸器省略)結構(示意)圖；圖2、是圖1的I-I剖視結構(示意)圖。
圖3、是本發明第二個實施例燃油(氣)鍋爐爐膛簡易改造工作原理圖。
圖中，1、燃油(氣)器置位及橫(倒置豎)延膛火焰方向(簡燃油器)；2、亞高溫逆通火狹道(簡通火狹道)；3、底火上折口(簡底火口)；4、置釜次高溫中心爐膛(簡中心爐膛)；5、懸釜隔分中心爐膛板(簡懸釜板)；6、耐熱不鏽鋼低壓汽水分汙蒸發釜(簡汽水釜)；7、外火入釜授熱乾熱次高溫不鏽鋼彎制過火管束(簡乾熱管束)；8、汙水噴霧頭(簡噴頭)；9、釜底除汙口門(簡釜門)；10、耐火異型磚砌築曲折隔制包火牆壁(簡耐火壁)；11、排刷電動攪動總成(簡攪動刷總成)；12、不鏽鋼蒸汽管操持壓持溫引出頸(簡蒸汽管頸)；13、次高溫球墨鑄鐵通膛輸汽逆行饋熱鰭片直管(段簡次高溫管)；14、U型耐熱不鏽鋼鑄鐵回折輸汽饋熱彎管段(簡U型彎管)；15、亞高溫耐熱不鏽鋼鑄鐵直通膛輸汽上行鰭片饋熱直管或細徑管屏鑄件段(簡亞高溫溫管)；16、高溫耐熱不鏽鋼鑄鐵回渦膛自燃水汽彎管頭(簡燃汽彎管頭)；17、燃油橫延爐膛自動控溫系統(簡控溫系)；18、燃油母火橫延通並火(倒豎)爐膛(簡橫延膛)；19、中心爐膛釜上(豎、橫)膛段(簡上膛段)；20、中心爐膛長頸出口(簡爐膛出口)；21、橫聯膛口水冷煙道(簡水冷煙道)；22、火煙氣流；23、汙水泵；24、煙管束平闊多槽敞口蒸發乾燥器間置串接省略圖解(示意)段(簡煙管敞蒸器)；25、橫豎煙道水冷壁；26、煙道首端矩弧彎制180°輸向釜腔噴頭汙水引聯管(簡煙道首端汙水引管)；27、帶壓排去濃汙液水管頭(簡濃液水管頭)；28、電動總成；29、濃汙聯接敞蒸器槽口管頭(簡敞蒸器接頭)；30、輸入汙水管(簡入汙管)；31、引風機；32、「塔」型外體；33、濃汙排出管；34、汙水池源；35、濃縮液排出閥；36、釜膛耐火「山」型座簡「山」型座；37、石棉密封圈示意；38、煙管密封水冷低溫熱交換器(簡煙管水冷熱換器)；39、軸承；40、內保溫物；41、耐火砌拱；42、外絕熱保溫層；43、底座；44、耐火內弧磚砌層；45、保溫外門；46、耐熱不鏽鋼鑄鐵護焰板；47、內外爐牆；48、長頸口厚重爐拱結構體(簡爐拱)；49、油汽母火流；在圖1中，「塔」體橫位置若干水冷煙道(21)正下開通爐膛出口(20)單位的橫煙道水冷壁(25)向右橫延通汙水非經煙管敞蒸器(24)受推汙水於煙管水冷熱交換器(38)的水冷系統內直下「塔」底的入汙管(30)探伸在汙水池源(34)內通自汙水泵(23)，壁(25)向左的首熱端通汙推向煙道首端汙水引管(26)直下中下橫位向左的汽水釜(6)腔內頂部聯通的噴頭(8)群列推汙水引霧灑下整釜(6)腔，噴頭(8)正下方置攪動刷總成(11)，正後是乾熱管束(7)，上部是開群口向外的蒸汽管頸(12)釜內唯外通蒸汽的頸(12)口，頸(12)口與濃縮液排出閥(35)經濃汙排出管(33)唯外向排出口並右側設釜門(9)而相對閉合成釜(6)，釜(6)整體「懸」置於中心爐膛(4)正中並座定於釜膛耐火「山」形座(36)，膛(4)左右設爐牆，牆外與「塔」形外體板皮(32)之間加有外絕熱保溫物(42)，頂設爐拱並正上勻開若干爐膛出口(20)，口(20)共入橫向左引煙而去水冷煙道(21)，繼向左引煙入煙管敞蒸器(24)的各橫煙管之後，隨入最右端豎下位煙管水冷熱交換器(38)的煙管束，續於引風機(31)排煙氣而去。
在圖2中，以汽水釜(6)為結構中心，釜(6)正「懸」置在「山」型座(36)上的中心爐膛(4)之中，膛(4)由「懸」置釜(6)的懸釜板(5)上、下隔為唯經釜(6)的乾熱管束(7)相通過火在釜腔內授熱向上輸出煙、火氣流(22)到釜上膛段(19)，段(19)膛通爐膛出口(20)繼煙入水冷煙道(21)而去；中心爐膛(4)左右全對稱設耐火磚砌爐牆(47)，牆(47)各向外側開底部底火口(3)通至牆(47)外則的縱伸向上的通火狹道(2)，道(2)頂部各在爐膛出口(20)兩側(48)內各相對稱擴設半圓腔的橫延膛(18)；釜(6)腔內閉合唯由上部噴頭(8)灑水時汽化升壓推汽於頂過兩側的蒸汽管頸(12)外輸蒸汽，頸(12)引接次溫管(13)穿膛而下，下於底火口(3)處各接U型彎管(14)進入通火狹道(2)，管(14)繼接亞高溫管(15)向上至頂接燃汽彎管頭(16)，構成汽火相對互熱而逆動的水裂解自燃結構系統，系統外是外絕熱保溫層(42)和板皮(36)。
在圖3中，常規燃油、燃氣鍋爐中的燃燒器(1)倒(橫)置向下，倒豎膛(18)內頂設護焰板(46)，膛(18)中自下而上或自外向內弧、平置向內架設供水蒸汽的亞高溫彎管(15)、燃汽彎彎頭(16)、次溫管(13)、U型彎管(14)或U型彎管(14)代替燃汽彎管頭(16)的供給水蒸汽功能的助燃或自燃的簡易水裂解改造燃油燃氣系統。
權利要求
1.一種微油引燃工業廢水水裂解自熱全回收蒸發(氣象效應)技術。其具體特徵是以中心爐膛(4)內的汽水釜(6)為中心分為懸釜板(5)上、下的兩爐膛段，段段唯由釜(6)內的乾熱管束(7)通火成煙，煙經各爐膛出口(20)併入水冷煙道(21)，繼入煙管敞蒸器(24)內煙管束和煙管水冷熱交換器(22)內的煙管束相對水冷系統由汙水泵(23)、汙水管(30)、煙管水冷熱交換器(22)直入橫煙道水冷壁(25)中繼汙水池源(34)泵壓而逆來的汙水流預熱而將煙氣流(22)冷卻接近常溫的煙、水準靜態層遞熱交換；而中繼汙水預熱流於煙道首端汙水引管(26)推入釜(6)內上部的噴頭(8)霧狀灑及釜(6)內各授熱壁大部閃蒸，餘之濃縮汙液流動性持續在攪動刷總成(11)攪動下於底部濃縮水管頭(27)排出體外並接由敞蒸器接頭(29)敞口繼吸菸管餘熱乾燥於煙管敞蒸器(24)機械取出；而入釜(6)閃蒸之汽流則持壓通入與橫延膛(18)噴入燃油器(1)母火流預熱梯度的膛(18)、通火狹道(2)、底火口(3)、中心爐膛(4)相對接通蒸汽並引熱授給氫氧裂解所用能量循環利用的蒸汽頸管(12)、次高溫管(13)、「U」型彎管(14)、亞高溫管(15)、燃汽彎管頭(16)而實現水體氫氧裂解又將所耗能量全部回收循環利用而相應極少燃油或幾乎不用燃油(乃至伴有顯著能量增益)的水體自燃自熱化學還原蒸發純淨水並隨煙排向大氣產生蒸發氣象效應的綜合全回收節能環保氣象效應技術。
2.根據權利要求1所述的蒸發技術，其具體特徵是以汽水釜(6)閃蒸之汽，通過蒸汽頸管(12)、次高溫管(13)、「U」型彎管(14)、亞高溫管(15)、燃汽彎管頭(16)之單接輸汽而去並列成束(排)組的相對於橫延膛(18)母火流(49)直下通火狹道(2)、底火口(3)高溫壓火而來的「借熱」於已燃汽流，隨即又「還熱」於未燃汽流的水體自燃微助於油或正常運行不用油的化學還原蒸發工作原理和原理指導下的系列耐熱不鏽鋼鑄鐵傳輸蒸汽包括裂解諸如垃圾焚燒之二啞等氣體功用的管(12)、管(13)、管(14)、管(15)、彎管頭(16)和系列種類的凡用於汽(氣)體、液體熱裂解而具備蒸發功能的設計與生產的細(毛)徑耐熱管技術。
3.根據權利要求1所述的蒸發技術，其具體特徵是汽水釜(6)閃蒸之汽是由各管(12、13、14、15、16)相對爐火而密閉受熱，直至全裂解能量回收並實現後續蒸汽水裂解任務完成即將出口方與爐火併流的汽、火分流互熱準淨態層遞熱交換回收能量並循環利用的水裂解發明原理。
4.根據權利要求2所述的蒸發技術，其具體特徵是常規燃油、燃氣能源設備爐膛內加置護焰板(46)和曲折拼接供汽管道和並置「U」型彎管(14)供水汽向倒豎爐膛(18)或橫延膛(18)的膛首護焰板(46)下(外)直接供蒸汽的簡易裂解改造式製造工作原理。
5.根據權利要求1所述的蒸發技術，其具體特徵是水體水裂解投入能量的全部回收與水裂解後氫氧成火獲得能量值相等之過程中，單位水體裂解獲得能量值不能只是減去不能夠完全回收的預支能耗的全值，而在必須減去化學還原蒸發過程中遵循現行水汽蒸發規律的潛能耗散部分外而具有尚無法否定的能量增益，成為現實能源一部分的新發現。
全文摘要
一種微油引燃工業廢水水裂解自熱全回收蒸發(氣象效應)技術,尤其是通過系列種類的用於汽(氣)體熱裂解的細徑耐熱不鏽鋼鑄鐵管件(蒸汽頸管、次高溫管、「U「型彎管、亞高溫管、燃汽彎管頭隔管壁拼接在特殊爐膛(橫延膛、通火狹道、中心爐膛)結構內與爐火路線相對汽、火分流相對互熱逆動運行,實現汽水釜內工業廢水全回收的水體水裂解自然自熱並實現化學還原蒸發純淨水的蒸發氣象效應而微油助燃或幾乎不用油,至少可以實現油耗與回收物獲益相抵平的超效節能環保綜合生態工程新技術。估計,本發明將成為新世紀水汙染治理的人工蒸發氣象效應調度地球淡水資源的唯一途徑,形成全球城鄉普及治水並開發誤水資源的蒸發技術產業。
文檔編號F23C9/06GK1373318SQ0113048
公開日2002年10月9日 申請日期2001年11月22日 優先權日2001年11月22日
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