申请日2000.02.21
公开(公告)日2001.08.01
IPC分类号F24H1/44
摘要
一种顶烧式高温裂解污水有机物垃圾锅炉是在炉膛内的水套式烟道外圈设有预热器,高温裂解氢氧可燃气体的燃烧装置和电子点火器等。炉膛下的挡风板式水冷壁排管式烟道下出口是与炉底的引风机相通,烟道中间还设有与高温裂解垃圾装置相连的排渣管,伸至炉外下方的管口,炉胆下部水室内设有汽水交换器,炉外设有多组各种温度压力水位安全阀防爆管及自动监视操作台等,该装置可用污水有机物垃圾转换成环保型能源造福人类。
摘要附图
权利要求书
1、一种顶烧式高温裂解污水有机物垃圾锅炉，其特征在于：它是由耐高温 金属材料制成的顶烧式锅炉的炉内胆顶部设有由耐高温导热材料处理的顶烧式 炉膛，炉膛内的水套式烟道(37)中水套上与炉内胆顶部气室相通，下与下炉 胆水套相通，水套式烟道上与炉膛相通，下经下炉挡风板(10)，水冷壁管(9) 构成的冷壁式烟道(8)与炉底座(1)侧面的引风机接口(2)相通，在水冷 壁烟道外，炉外胆内的与炉膛水室相通的水室内，下部还设有与炉体外胆蒸汽 入口管(7)和软化水出口管(5)相连的带钢串片的汽水交换盘管(39)，在 外胆的陶瓷保温漆(38)上还由上至下设有炉膛温度显示控制仪(22)、(19)、 (16)、(34)和炉内水温显示控制仪(21)、(17)、(11)、(6)、(4) 和设在炉底座侧面的排烟温度显示仪(43)和炉顶设有的安全阀(20)及与炉 膛内相通的防爆管口(23)、主汽管阀(24)压力显示控制仪和压力表(25)、 水位显示控制仪和水位计(26)及与炉膛相通设在炉上部的人孔式监视器窗孔 (32)，在炉内胆上部的炉膛内的水套式烟道管外圈设有与炉体外接口管相连 的可燃气体锅炉预热燃烧器(13)、电子多头点器(14)、污水高温裂解氢氧 盘管(31)下口炉体外的高温裂解污水入口管(15)相连、上口从炉膛内顶部 下返至设在炉膛下预热器上部的污水高温裂解氢氧混合气体燃烧器(36)由管 路与其相连，在其盘管外，炉膛内还设有高温裂解有机物垃圾加热盘管(30) 下口与炉体外的高温裂解有机物垃圾注入管接口(18)，其盘管上口经设在炉 膛烟道中的有无机物垃圾分离器(29)的中部相连、分离器上出口的有机物高 温蒸馏干燥盘管(27)经炉膛顶部下返至设在炉膛下部的氢氧混合燃烧器下部， 预热器上部的高温裂解的可燃气体伴燃器(35)由管路相连、在烟道中还设有 与炉膛顶部烟道中的有、无机物垃圾分离器下出口相连并穿出炉体下外部的无 机物垃圾排出管口(42)的排渣下降管(12)，在钢琴式操作台直立表面设有 监视器(67)、炉膛顶温度显示控制仪(68)炉顶汽室水温显示控制仪(71)， 炉膛中上部温度显示控制仪(69)炉膛中下部温度显示控制仪(72)炉膛中下 部水温度显示控制仪(70)、炉中下部水温度显示控制仪(73)及斜面板上的 锅炉汽压显示控制仪(64)、锅炉水位显示控制仪(65)、锅炉排烟温度显示 仪(66)，炉膛底部温度显示控制仪(74)炉中下部水温显示控制仪(75)、 炉底水温度显示控制仪(76)和锅炉引风机启动按钮(58)，电子点火器按钮 (59)可燃气体电磁开关按钮(60)，主汽管电磁开关按钮(61)锅炉注水电 磁开关按钮(77)、操作平台面上高压泵或空压机1组开关按钮(54)与有机 物垃圾注入接口相连的绞笼1组开关按钮(52)，高温裂解氢氧污水入口管电 磁开关控钮(50)锅炉排污管电磁开关按钮(48)、锅炉电源总开关控制按扭 (45)、高压泵或空压机2组开关按钮(55)，与有机物垃圾注入接口相连的 绞笼机2组开关按钮(53)，无机物排渣机电控开关控钮(51)，锅炉排汽电 磁开关按钮(49)、软化水输入泵电控开关按钮(46)，及操作台下立面的可 燃气体混合旋转钮(56)，电源保险器(47)和操作台侧下面的手动式电控总 开关闸(76)及侧底角的总电源配线入口(44)构成。
说明书
一种顶烧式高温裂解污水有机物垃圾锅炉
本实用新型涉及一种顶烧式高温裂解污水有机物垃圾锅炉，特 别可以取代燃油，燃煤锅炉及核发电装置，是在对污水和有机物垃 圾的高温裂解处理中产生出新型环保能源，推动汽轮机组做功的发 电装置。
当今世界衡量各国经济实力主要看能源和交通，随着公知能源 日见短缺及利用能源时带来的环境污染严重的困扰人类生存与发 展。为了彻底摆脱能源危机，使人类顺利进入21世纪，近百年来各 国政府的科研部门众多专家、学者和有识之士，都在进行着不懈的 努力，以早日摆脱能源危机和环境破坏带来的恶果。“卡诺循环”和 “朗肯循环”是公知锅炉燃烧、传热技术的理论基础，该技术在实 践中证明有以下问题存在：燃烧室设在锅炉底部，燃烧产生的热量 自下而上经锅炉顶部排烟口排出，锅炉顶部在运行时是锅炉的高温 区，因而，排烟温度最低也在200℃以上，既造成热能浪费，又会 因二氧化碳的大量排放，形成：“地球温室效应”破坏人类生存环境。 不论是内燃机还是锅炉，都是直接将燃料投入炉膛或缸体内燃烧， 而燃烧学的三者的关系氧气、温度、“可燃气体”在燃烧时又直接影 响锅炉的经济效益，燃料在燃烧时必须全部转化为“高温可燃气体” 才能完全参与燃烧。且当今技术又无法使燃料在进入炉膛或缸体的 瞬间，迅速全部高温汽化为“高温可燃气体”，因而使30%-40%有 机物燃料在还没有转化成可燃气体时，就被排出炉膛或缸体外，造 成一氧化碳、二氧化硫及粉尘大量排放。虽然人们投巨资建造了烟 囱并设计出多种环保设备，但只能是将废气、粉尘、酸雨远距离排 放，不能从根本上解决对生态环境造成的不可弥补的污染和破坏。 在公知锅炉燃烧、传热技术条件下，锅炉的“二次蒸气”只能采用 “热电联网”方式或用冷却塔，冷却后回收利用，所以卡诺和良朗 肯循环的热效率最高只能达到74%和42%。由于燃烧、传热技术受 以上两种定律束缚，人类在能源的开发和利用过程中付出了巨大的 代价。人类要发展，社会要进步，一时一刻也离不开能源，但随着 能源需求的增加，全球在制造、开采、运输和利用能源方面如：公 路、铁路、码头、发电厂的建设，机车、轮船、汽车制造业和运输 业耗资巨大，约占世界经济总量70%-80%。同时，以上设备和能源 的运输量又占全球交通运量的80%。因此，新能源的开发利用势在 必行。
在把水转换为氢、氧，即由“被加热工质”转换为“加热工质” 的研究中，公知电游离解水中氢氧是在水槽中加正、负电极，将水 游离为氢、氧气体，但由于转换时耗能是得到的能量5倍，所以只 能在局部采用。而近百年来，人们都在“乳化油”上做文章。本人 通过实践证明，油与水的“化合”温度差异在10倍以上。“乳化油” 中的油分子和水分子在同一温度下，在乳化剂的作用下使油分子包 在水分子表面既，“油包水”在遇热时，油中的水分子汽化，汽化为 更微小的“油包水颗粒”，比直接喷油燃烧时的油颗粒小近千倍，从 而提高了燃油效率。而此时水分子在油分子燃烧时，只能被加热成 高温汽体，无法使水中的氢氧分子链分离参与燃烧。实践证明，“乳 化油”的技术只能在现有热效率的基础上提高30%左右。
本实用新型项目是设计一种既能有效的处理污水和有机物垃 圾，又能在有机物垃圾高温裂解为燃气体伴燃下将污水高温裂解为 氢氧混合气体燃烧，产生热能推动汽轮机组做功的环保型锅炉。
本实用新型的目的可以通过以下措施来实现，一种顶烧式高温 裂解污水有机物垃圾锅炉是在耐高温材料制成的顶烧式锅炉炉膛内 的水套式烟道外圈设有：锅炉预热器、污水和有机物垃圾高温裂解 氢氧可燃气体燃烧装置及多头电子点火器、炉膛下的挡风板式水冷 壁排管式烟道下出口是与炉底的引风机出口相通烟道中还设有与高 温裂解垃圾装置相连的排渣管伸至炉外下方的管口、炉胆下部水室 内设有汽水交换器、炉外设有多组各种温度、压力、水位显示仪、 表和安全阀及防爆管，人孔监视器窗孔、监视操作台等构成，该装 置用污水有机物垃圾转换热能发电造福社会。
本实用新型主要包括：是在由耐高温材料制成的顶烧式锅炉内 经耐高温导热材料处理的炉膛中心设有上与炉内胆顶气室相通、下 与炉膛下部水室相通的水套式烟道管外设有：与炉体外接口管相连 的可燃气体锅炉预热燃烧器、电子多头点器、与污水高温裂解氢氧 盘管下口炉体外的高温裂解污水入口管相连、上口从炉膛内顶部下 返至炉膛下的预热器上部，由管路与污水高温裂解氢氧混合气体燃 烧器相连，在其盘管外，炉膛内还设有高温裂解有机物垃圾加热盘 管下口与炉体外的高温裂解有机物垃圾注入管接口，其盘管上口经 设在炉膛烟道中的有无机物垃圾分离器的中部相连、分离器上出口 的有机物高温蒸馏干燥盘管经炉膛顶部下返至设在氢氧混合燃烧器 上部的高温裂解的可燃气体伴燃器由管路相连、炉膛下的挡风板式 水冷壁排管的冷凝式烟道烟道底部出口与炉底座侧面的引风机接管 口相通，在烟道中还有与炉膛顶部烟道中的有、无机物垃圾分离器 下口相连的并穿出炉体下外部的无机物垃圾排出管口的排渣下降管 在水冷壁烟道外，炉外胆内的与炉膛水室相通的水室内，下部还设 有与炉体外胆蒸汽入口管和软化水出口管相连的带钢串片的汽水交 换盘管，在外胆的陶瓷保温漆上还由上至下设有多组炉膛温度显示 控制仪和多组炉内水温显示控制仪和设在炉底座侧面的排烟温度显 示仪和炉顶设有的安全阀及与炉膛内相通的防爆管口，主汽管阀显 示控制仪和压力表，水位显示控制仪和水位计及与炉膛相通设在炉 上部的人孔式监视器窗孔构成。
在钢琴式操作台直立表面设有监视器，炉膛顶温度显示控制仪 炉顶汽室水温显示控制仪，炉膛中上部温度显示控制仪炉膛中下部 温度显示控制仪炉膛中下部水温度显示控制仪，炉中下部水温度显 示控制仪及斜面板上的锅炉汽压显示控制仪，锅炉水位显示控制仪， 锅炉排烟温度显示仪，炉膛底部温度显示控制仪炉中下部水温显示 控制仪、炉底水温度显示控制仪和锅炉引风机启动按钮，电子点火 器按钮可燃气体电磁开关按钮，主汽管电磁开关按钮锅炉注水电磁 开关按钮，操作平台面上高压泵或空压机1组开关按钮与有机物垃 圾注入接口相连的绞笼1组开关按钮，高温裂解氢氧污水入口管电 磁开关控钮锅炉排污管电磁开关按钮、锅炉电源总开关控制按扭、 高压泵或空压机2组开关按钮，与有机物垃圾注入接口相连的绞笼 机2组开关按钮，无机物排渣机电控开关控钮，锅炉排汽电磁开关 按钮、软化水输入泵电控开关按钮，及操作台下立面的可燃气体混 合旋转钮，电源保险器和操作台侧下面的手动式电控总开关闸及侧 底角的总电源配线入口构成。
本实用新型工作过程如下：首先检查总电源保险器是否完好后 再把总监视操作台手动总开关合闸送电，再按下操作台上的总电源 按钮，在向操作台正常供电后，按下锅炉注水电源开关按钮，使锅 炉注满水后由水位控制仪自动关闭注水电磁按钮，再检查锅炉各管 接头和仪表接头是否漏水和再检查所有显示控制仪是否灵敏及电子 点火器各电弧点是否都能放出电弧火花来，燃后调好可燃气体混合 旋转扭，按下引风机电源按钮使引风机做功，再由无机物垃圾排出 口绞笼反转将耐高温材料反注向上至分离器的无机物垃圾排渣下降 管口处后，按下电子点火器按钮使其各点放出电弧火花后按下可燃 气体锅炉预热器开关，使炉膛进入预热状态，在炉膛温度显控制仪 达到800℃～1000℃时按下有机物垃圾注入的绞笼按钮，将有机物垃 圾注入高温裂解有机物垃圾加热盘管内，有机物垃圾汽化后，在管 路内的压力做用下，气体上升，无机物自重下降至排渣下降管由排 渣机排出。上升的带水蒸汽的高温可燃气体经分离器上口的可燃气 体蒸馏干燥盘管使可燃气体中的水份高温裂解为氢氧混合气体与可 燃气体一同经管路下返炉膛下的高温裂解的可燃气体伴燃器上喷出 伴燃，在高温裂解可燃气体伴燃器进入正常燃烧状态一定时间后， 关闭锅炉可燃气体预热燃烧器按钮。再由高压泵或空压机将污水池 或污水缸加压过滤后，按下高温裂解污水入口管按钮使污水注入高 温裂解氢氧的污水入口管内，管路注水压力为0.8MPa～2.0MPa，使 污水在盘管内的高温高压条件的作用下，由污水汽化为饱和蒸汽- 过热蒸汽-干镏蒸汽，既热工学认为不可能实现的-“理想气体”， 此时的气体水分子链在特订的条件下已被拉开，成为氢氧混合气体， 在1000℃左右的高温下，在管内已开始进入无数次化合-裂解-再 化合-再裂解直至从高温裂解氢氧混合气体燃烧器出口喷出做最 后一次化合既燃烧为止，实践证明污水有机物垃圾高温裂解转化为 环保型能源，热效率是油热效率的5-7倍。