申请日2001.11.22
公开(公告)日2002.10.09
IPC分类号F23L7/00; F23C9/06; F23B7/00
摘要
一种微油引燃工业废水水裂解自热全回收蒸发(气象效应)技术,尤其是通过系列种类的用于汽(气)体热裂解的细径耐热不锈钢铸铁管件(蒸汽颈管、次高温管、“U“型弯管、亚高温管、燃汽弯管头隔管壁拼接在特殊炉膛(横延膛、通火狭道、中心炉膛)结构内与炉火路线相对汽、火分流相对互热逆动运行,实现汽水釜内工业废水全回收的水体水裂解自然自热并实现化学还原蒸发纯净水的蒸发气象效应而微油助燃或几乎不用油,至少可以实现油耗与回收物获益相抵平的超效节能环保综合生态工程新技术。估计,本发明将成为新世纪水污染治理的人工蒸发气象效应调度地球淡水资源的唯一途径,形成全球城乡普及治水并开发误水资源的蒸发技术产业。
権利要求書
1、一种微油引燃工业废水水裂解自热全回收蒸发(气象效应)技术。其具体特征是： 以中心炉膛(4)内的汽水釜(6)为中心分为悬釜板(5)上、下的两炉膛段，段段唯由釜 (6)内的干热管束(7)通火成烟，烟经各炉膛出口(20)并入水冷烟道(21)，继入烟 管敞蒸器(24)内烟管束和烟管水冷热交换器(22)内的烟管束相对水冷系统由污水泵( 23)、污水管(30)、烟管水冷热交换器(22)直入横烟道水冷壁(25)中继污水池源( 34)泵压而逆来的污水流预热而将烟气流(22)冷却接近常温的烟、水准静态层递热交 换;而中继污水预热流于烟道首端污水引管(26)推入釜(6)内上部的喷头(8)雾状洒 及釜(6)内各授热壁大部闪蒸，余之浓缩污液流动性持续在搅动刷总成(11)搅动下于底 部浓缩水管头(27)排出体外并接由敞蒸器接头(29)敞口继吸烟管余热干燥于烟管敞蒸 器(24)机械取出;而入釜(6)闪蒸之汽流则持压通入与横延膛(18)喷入燃油器(1) 母火流预热梯度的膛(18)、通火狭道(2)、底火口(3)、中心炉膛(4)相对接通蒸汽 并引热授给氢氧裂解所用能量循环利用的蒸汽颈管(12)、次高温管(13)、“U”型弯管 (14)、亚高温管(15)、燃汽弯管头(16)而实现水体氢氧裂解又将所耗能量全部回收 循环利用而相应极少燃油或几乎不用燃油(乃至伴有显著能量增益)的水体自燃自热化学 还原蒸发纯净水并随烟排向大气产生蒸发气象效应的综合全回收节能环保气象效应技术。
2、根据权利要求1所述的蒸发技术，其具体特征是：以汽水釜(6)闪蒸之汽，通过蒸 汽颈管(12)、次高温管(13)、“U”型弯管(14)、亚高温管(15)、燃汽弯管头( 16)之单接输汽而去并列成束(排)组的相对于横延膛(18)母火流(49)直下通火狭道 (2)、底火口(3)高温压火而来的“借热”于已燃汽流，随即又“还热”于未燃汽流的 水体自燃微助于油或正常运行不用油的化学还原蒸发工作原理和原理指导下的系列耐热不 锈钢铸铁传输蒸汽包括裂解诸如垃圾焚烧之二哑等气体功用的管(12)、管(13)、管( 14)、管(15)、弯管头(16)和系列种类的凡用于汽(气)体、液体热裂解而具备蒸发 功能的设计与生产的细(毛)径耐热管技术。
3、根据权利要求1所述的蒸发技术，其具体特征是：汽水釜(6)闪蒸之汽是由各管 (12、13、14、15、16)相对炉火而密闭受热，直至全裂解能量回收并实现后续蒸汽水裂 解任务完成即将出口方与炉火并流的汽、火分流互热准净态层递热交换回收能量并循环利 用的水裂解发明原理。
4、根据权利要求2所述的蒸发技术，其具体特征是：常规燃油、燃气能源设备炉膛内 加置护焰板(46)和曲折拼接供汽管道和并置“U”型弯管(14)供水汽向倒竖炉膛(18) 或横延膛(18)的膛首护焰板(46)下(外)直接供蒸汽的简易裂解改造式制造工作原 理。
5、根据权利要求1所述的蒸发技术，其具体特征是：水体水裂解投入能量的全部回收 与水裂解后氢氧成火获得能量值相等之过程中，单位水体裂解获得能量值不能只是减去不 能够完全回收的预支能耗的全值，而在必须减去化学还原蒸发过程中遵循现行水汽蒸发规 律的潜能耗散部分外而具有尚无法否定的能量增益，成为现实能源一部分的新发现。
说明书
微油引燃工业废水水裂解自热全回收蒸发(气象效应)技术
本发明涉及一种微油引燃工业废水水裂解自热全回收蒸发(气象效应)技术的化学还原水 蒸发新成果，尤其是采用微油引燃对工业废水(如化工、医药、造纸黑液等污染的水体)水裂解 自热全回收又还原纯净水汽升入大气以此“短路”地球大气水循环，遏制和影响地球海陆湿润气 象梯度的人工蒸发气象效应的环境保护工程。
目前，公知的工业废水净化，如造纸黑液治理，只能是分段治理，其设备成本和运行成本 都非常昂贵，尤其造纸黑液的焙烧治理竞使绝大多数污染企业可望而不可及……现行一般的水污 染治理技术大都存在着占地面积大、治理不彻底、综合效应差、不能多方生态并举的普遍低级化 的缺陷。作为新世纪的环保产业必须尽可能地加大生态兼效应幅度，极大地降低设备和运行成本， 实现全球生态效应最大化的同时，还要保证企业最终获取直接的经济和原材料回收的效应，比如， 造纸黑液(包括中段水)的治理，从工程设计角度上，不仅要考虑节能、碱回收，还要兼顾对水 资源的充分循环利用，如本发明已经将这类废水治理深入研究到蒸发气象科学领域中，因为只有 蒸发(借助能源研究的突破)才能绝对纯净;才能最终把水资源纳入全球生态平衡的轨道;才能 在大陆短路部分地面径流而直接向内陆地区浸润水汽，增大干旱半干旱地区的降雨量，而最终把 适量的水资源截流并小循环性地积蓄在地表地下和大气，浸润起到让沙漠湿润起来的生态水准之 上……。
本发明的目的是：通过水裂解自热(助、引燃于油)技术的应用，把工业废水中的水 体在极少燃油的前提之下使水分自燃而实现不同于常规物理蒸发技术的化学还原蒸发，浓缩 和干燥的水、固全回收的纯净治理，与此同时，又把水裂解氢氧成火的全部水体在燃后还原 水汽到大气之中，加入地球中、小尺度的大气水循环，为全球水资源的深广开发利用和综合 环境保护事业做出应有的贡献。
本发明的目的是这样实现的：由两个“塔(卧横)”式体顶(端)置的全对称燃油母火 横延膛于两侧向下延设通火狭道，道火纵下“塔”底后向对内折上行并入中心扩腔炉膛，膛 内设有不锈钢汽水釜，釜上下狭长形中位腰部悬置釜体并将炉膛分成唯经釜侧内弯制行火的 干热火管群(束)而相通烟火继上的上、下两段，烟火随而向上出炉膛出口(而釜内唯经釜 顶蒸汽颈管通蒸汽两外侧对称弯下延接次高温管屏，管屏贴釜穿过悬板体逆入下炉膛，继于 底火口置“U”弯管弯向两侧在狭道火中续上接亚高温管直到“塔”顶的两燃油母火横延膛 内的燃汽弯管头向下开口输出持热持压的高温蒸汽与炉膛相对闭合)，口径上接通横置而去 夹水水冷烟道，道外接烟管敞蒸器，器内烟管横出弯下继入烟管水冷热能交换器，最终入烟 管并接负压引风机入烟囱排出烟汽流，而热能交换器的水冷系统则接受污水泵压来的污水源向 烟道水冷壁内输入污水，水在交换器内初吸热(30～80℃)，继之吸热在水冷烟道内推至水冷 烟道首端引管压向不锈钢汽水釜内的洒水喷头，而喷头之下则是密布于两则的干热火管束 屏的授热壁和釜体授热壁。这样，在系统绝热保温条件下，当母火横延膛预热正常，使得 燃汽弯管头、亚高温管、“U”型弯管、次高温管、蒸汽管颈、汽水釜体、干热管束、水冷 烟道、烟管在引风机负压引力作用下形成由控温仪确定横延膛工作温度1000～1300℃依次推 至常温略高一点的系统内部的设计温度梯度(或在同时微供污水以控制各件过热)，开启 污水泵(可调流量)，使污水充入系统内，则相对应地经各功能节段形成火烟与汽水彼此 接近的持温状态，即当污水吸热行至水冷烟道首端时已逾百摄氏度左右，比及喷洒在釜内 各授热面上，则水体立即升腾汽化(余之浓缩液部分聚于釜底带压排出)，汽化之水便顺 蒸汽管颈、各接管件(组体)急剧受热直至中途过热裂解氢氧而成火、待到喷入母火横延 膛则早已氧化成烈火焰流，流生而取代母火(则母火供油锐减直至完全仃止)，便由水裂 解氢氧成火的能量在烈燃、预热授于继来之汽水的当儿，把系统水裂解所需的热能在系统 内唯绝热保温下循环利用后所剩热能已近于0(或在确信水裂解氢氧成火有能量增益可能的 情况下，可以完全摆脱微油助燃的常规耗能负担，形成工业废水自热蒸发的纯回收而无运 行成本的工程超节能环保技术水准);当釜中浓缩液聚到一定量，则可在流动状态下持续 排出釜腔底部到烟管敞蒸器粘液槽内进一步吸热干燥成固体(碱、料、肥等物)块状回 收，这也就是本发明微油引燃实际耗能而无法再生利用的尾部耗热工段，系统能耗的高低 就在于拟在敞蒸器内继蒸水份总量的多少，换句话说，如果釜中排液含水量越低，系统越 节油，则本发明的经济性就越高。从理论上讲，本发明所研究的水裂解过程，也必然是靠 热能投入而实现的，如果不考虑其它因素，单纯水裂解过程的每公斤水在裂解过程中的总 耗能大约在1500～1600大卡之间，而水裂解后所得到的氢约0.11公斤，其发热值也正巧与之 基本相等(从这个意义上讲，这种水体的自热化学蒸发只能靠燃油补充部分热能)。然 而，根据实验和分折，本发明认识到，把一定水体(X)水裂解的预热过程预付了1600X大 卡的热能，在这部分水裂解产物氢氧成火后可以全部回收随而用于持以X为单位流量的水体 “借热”又随而“还热”不断裂解并同时氢氧成火的整个周而复始循环不断的水体化学还 原蒸发过程之中;当X水体裂解之后，氢氧随燃所产热值约为1600X大卡，而在水体裂解 所预投热能1600X大卡被全部再生利用(其它损失暂不考虑)时，这种产热只能在必然损失 化学蒸发(还原水汽化)潜热量约560X大卡能量后应该有能量增益，这就是大约1000X大 卡——因为，本发明实在是在系统准绝热保温条件下，再寻不到化学还原蒸发潜能耗散以 外的可以热平衡为0的要素所在!假若水体自热的能量增益不可信，则本发明自然会在微油 引、助燃条件来使污水自燃承担净化化学蒸发的主要能量而实现诸如造纸黑液的碱回收和 纯水效应，而以碱回收的效益回报去抵消系统引助燃耗油的费用当毫无疑问;倘若水体自 燃，自燃的能量增益事实存在……本发明则至少可以在耗费了引燃油料后再也不用运行成 本而成年累月地对化工、医药、造纸等黑液以及全国所有不能彻底治理的城乡工农业生 产、生活废水无偿地碱、料、肥等固体物和水(化学蒸发)全回收(至于设备成本单位核 定大约低于现行造纸黑液包括中段水等治理成本3～6倍以下)，据此估计全国水污染治理都 可以采用本发明，相当于凭空添置了无数座污水化学蒸发井、池、塘、湖、水库、湿地等 而任凭人类如何排污水，水都可以根治和全回收固、水等物，尤其水的全回收，是以化学 蒸发式随即回归大气中，渗入地球大气中、小尺度水循环活动中，兹无须将这每日万、亿 吨的净化水通过地面迳流回入大海而就地短路，即随暖、寒气流额外降下雨、雪、霜而俱 都是随遇而安和碰巧有50%的机率随时将海陆湿润空气梯度向干旱半干旱地区乃至沙漠方 向推进和扩大，如此大致可以想象得到，当年尧帝时代由禹父(鲧)是堵不能力治的水患 (地面原始截流和人类活动截流，居然把太阳能“利用”到汲低海平面若干米深而富患淡 水，让现代淡水危机的人类文明无法理解)都将回益地球，但水不是患而是万欲人愿的大 气中自如调度，成为人类高度文明，天、地、人同此冷暖的综合生态环境保护的划时代蒸 发气象科学的新纪元。
由于采用了上述方案，本发明实现了任何现代文明淡水污染水体的根治并回收所有污 染本物，实现了污水也包括海水的化学蒸发途径上的水裂解自热全回收并开创一个人类蒸 发气象科学时代，是人类工业文明以来最节能纯净的水污染治愈最有希望的唯一正确的道 路……不仅如此，本发明的实用性可以直接与现行各类水污染特别工程比较得出投资少、 回收快、运行成本远低于常规或接近于0的结论，结论是：万吨耐热铸铁+万吨耐火材料 ≈每日百万吨净水+固体回收+蒸发气象的最佳生态效应。