真空全封闭式燃煤装置
专利汇可以提供真空全封闭式燃煤装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且真空 全封闭式燃 煤 装置是一种利用各种 锅炉 、 工业窑炉 的烟道余热为 能源 ，进行发电和收集所排放的烟气和 烟尘 的设备，可达到将烟道余热作为有效 热能 利用和消除 温室 气体 与烟尘对大气的污染。本 发明 主要由多个隧道式 热交换器 、真空大 气动 力 机发 电机 组、二 氧 化 碳 蒸汽 冷凝回收系统、塔式烟气收集器、 水 力除尘系统等组成，用烟道余热通过隧道式热交换器产生二氧化碳蒸汽，用二氧化碳蒸汽为动力进行发电和完成对热烟气流的冷缩、除尘和收集工作。，下面是真空全封闭式燃煤装置专利的具体信息内容。
1.真空全封闭式燃煤装置，包括由隧道式加热室、热管、水力除喷咀、CO2液体等组成的多个隧道式热交换器；包括由真空大气动力机或低压汽轮机、发电机等组成的CO2蒸汽发电机组；包括由汽压往复式隔膜真空泵、罐式冷凝器、压缩机等组成的CO2蒸汽冷凝回收系统；包括由塔式收集室、阻隔式冷凝器、水力除尘喷咀、真空泵与压缩机等组成的塔式烟气收集器；还有水泵及各种联接管路等组成，其特征是多个隧道式热交换器并联，前部通过管路与烟道相联通，后部通过管路与塔式烟气收集器相联通；用CO2蒸汽管路将各个隧道热交换器与真空大气动力机或低压汽轮机、汽压往复式隔膜真空泵相联通；用真空管路将汽压往复式隔膜真空泵与罐式和阻隔式冷凝器相联通；用CO2液体管路通过压缩机将罐式冷凝器与各个隧道式热交换器和阻隔式冷凝器相联通；用真空管路将真空泵与压缩机和塔式收集室相联通；用供水管路将水泵与各个隧道式热交换器内的水力除尘喷咀和塔式收集室内的水力除尘喷咀相联通。
2.根据权利要求1所述的真空全封闭式燃煤装置，其特征是由隧道式加热室、热管、水力除尘喷咀、CO2液等组成的多个隧道式热交器，隧道式加热室是用钢材制成的隧道式密闭容器，用中隔板分隔成上、下两个密闭的容腔，上容腔装置CO2液体，下容腔是烟道热烟气流的通道，多个热管是通过中隔板垂直安装在上、下两个密闭的容腔之间，多个水力除尘喷咀是安装在下容腔的底部。
3.根据权利要求1所述的真空全封闭式燃煤装置，其特征是由塔式收集室、阻隔式冷凝器、水力除尘喷咀、真空泵与压缩机等组成的塔式烟气收集器，塔式收集室是由上部的圆型容腔和下部管道构成，在圆型容腔内装置阻隔式冷凝器和水力除尘喷咀，在其外部安装真空泵与压缩机，并通过真空管路相联通，下部管道的未端要沉没到沉殿池的水面之下。
真空全封闭式燃煤装置
本发明涉及的真空全封闭式燃煤装置是一种利用各种锅炉、工业窑炉所排放出的烟道余热为能源，进行发电和收集烟气与烟尘的设备，可达到去掉烟囱将烟道余热作为有效热能利用和消除温室气体与烟尘对大气污染的目的。
当今各种工业锅炉、电站锅炉、工业窑炉大都采用通过烟囱将烟气排放到大气中去的燃烧矿物燃料的燃烧方法，这种敞开式的燃烧方法，不但造成了严重的大气污染，还将约占30％以上的燃烧产生的热量，通过烟囱排放浪费掉，椐报导我国将2/3的能源消耗在工业锅炉、发电站和工业窑炉上，这三方面的潜力很大，是节能技术改造的重点，全国可回收的工业余热大约相当于三千万吨标准煤，仅利用10％左右，为此国务院于1978年的42号文之中将工业余热利用列为全国重点推广的新技术项目之一。目前对烟道余热的利用虽然取得了一定的进展，如各类型的烟道余热锅炉和热管余热利用装置等，但只能达到利用烟道余热的一部份的目的；燃烧矿物燃料排放出的温室气体对大气造成的污染是相当严重的，据联合国研究气候变化问题的科学委员会说：“人类不把温室气体的排放量减少60％的话，最终将造成灾难性的影响，今后几十年海平面的上升将把一些岛国和沿海地区淹没，生态系统将遭到彻底破坏，沙漠扩大、风暴水灾将更加频繁和猛烈。”同时科学家们认为气侯变暖会诱发一些天灾，并导致某些传染病流行，因而全球性瘟没并非耸人听闻。据报导目前地球上每年释放出220亿吨CO2和40万吨其它温室气体，破坏了臭氧层，使地球变暖。为此，联合国于95年3月28日在柏林召开了，联合国气候会议，会议决定要求工业化国家和发展中国家积极合作减少温室气体排量，阻止地球变暖的趋势。当今对温室气体的处理和利用方面的工作已引起许多国家的重视，并取得了一定的进展。如罗马尼亚利用CO2发电取得了成功的经验；美国利用CO2作为气肥使用已收到了理想的效果；德国计划将CO2作为能源载体使用；日本所做的CO2收集型甲醇火力发电系统模拟运转的结果表明，发电效率为50.8％，CO2回收率达97.7％；我国已完成了(超高压脉冲电晕放电分解CO2气体研究)工作，并取得每KW.H分解50～70公斤CO2的效果；日本将温室气体的分解与固化技术评为下世纪最受欢迎的技术项目之一。总之人们认识到了将燃烧矿物燃料所产生的温室气体及时收集、处理、利用已成为当今社会必须要完成的一项重要的工作。
本发明主要由多个隧道式热交换器(包括隧道式加热室、热管、CO2液体、水力除尘喷咀等组成)；CO2蒸汽发电机组(包括真空大气动力机或低压汽轮机、发电机等组成)；CO2蒸汽冷凝回收系统(包括汽压往复式隔膜真空泵、罐式冷凝器、压缩机等组成)；塔式烟气收集器(包括塔式收集室、阻隔式冷凝器、水力除尘喷咀等组成)；还有水泵和各种联接管路等组成。
本发明的目的是这样实现的：由烟道排出的热烟气流通过管路同时流经并联的每个隧道式热交换器内，用其热量使隧道式热交换器内的CO2液体汽化，产生CO2蒸汽，用其CO2蒸汽供真空大气动力机或低压汽轮机工作，带动发电机发电，完成将余热能转化成为电能的工作；同时利用CO2蒸汽供给汽压往复式隔膜真空泵工作，使罐式和阻隔式冷凝器内获得真空，完成对CO2乏汽和水蒸汽冷凝工作；冷凝的CO2液体经压缩机输送回各隧道式热交换器和罐式与阻隔式冷凝器内，完成对CO2蒸汽回收循环使用的工作；由烟道排出的热烟气流经各隧道式热交换器的过程也是对其迅速扩容降压和释放热量冷缩的过程，同时也是热烟气流所携带的烟尘的沉积过程，这一工况可提高烟道热烟气流在隧道式热交换器内的流动性能。冷缩后的烟气(即温室气体)经隧道式热交换器尾部的排气管路上升到塔式烟气收集室内，在其室内被水力除尘喷咀喷出的水流清除掉所携带的烟尘，然后再经阻隔式冷凝器将产生的水蒸汽凝结成水，净化后的烟气最后被真空泵与压缩机抽除并压送到储运装置之中，完成温室气体的收集工作；在完成这一工作的同时，由于真空泵与压缩机的工作，使塔式烟气收集室内形成了一定真空，因此提高了隧道式热交换器内的热烟气流向收集室的流动性能，因此保证本发明在对烟道余热利用的过程不会对烟道通风流量产生阻力，影响燃烧效率。沉积在各种隧道式热交换器内的烟尘，是交替的利用水力除尘喷咀喷出的压力水流清除，并经过塔式烟气收集器排入沉淀池，完成清除烟尘的工作。
本发明的结构和动态操作过程结合附图描述如下：附图所示的是真空全封式燃煤装置结构图，22、24、27隧道式热交换器通过26管路并联成一体，并与28烟道管路相联通，其尾部通16管路与18塔式烟气收集室相联通；21真空泵与压缩机通过19管路与18塔式烟气收集室相联通；1真空大气动力机通过2 CO2蒸汽管路与22、24、27隧道式热交换器相联通，再通过5 CO2乏汽管路与9罐式冷凝器相联通；6、14汽压往复式隔膜真空泵通过13 CO2蒸汽管管与22、24、27隧道式热交换器相联通，再用5、11 CO2乏汽管路与9罐式冷凝器相联通，通过10真空管路将6汽压往复式隔膜真空泵与9罐式冷凝器相联通，通过15真空管路将14汽压往复式隔膜真空泵与17阻隔式冷凝器相联通；9罐式冷凝器通过8压缩机和7 CO2液体管路分别与22、24、27隧道式热交换器、17阻隔式冷凝器、9罐式冷凝器相联通；37、20水力除尘喷咀通过41供水管路与43水泵相联通；18塔式烟气收集室下部的39排水尘管路的未端要沉没在42沉淀池水面之下。其动态操作过程：由28烟道排出的烟道热烟气流，经26管路同时排入22、24隧道式热交换器内的31、32容腔内，并通过23、25热管将热量迅速传给到33、34、35、36容腔内的CO2液体，使其产生4、12 CO2蒸汽，4 CO2蒸汽通过2 CO2蒸气管路供给1真空大气动力机运动作功，带动3发电机发电，完成将余热能转化为电能的工作；12 CO2蒸汽通过13 CO2蒸汽管路供给6、14汽压往复式隔膜真空泵工作，再分别通过10、15真空管路使9罐式冷凝器和17阻隔式冷凝器获得真空完成制冷工作；1真空大气动力机和6、14汽压往复式隔膜真空泵排出CO2乏汽，分别通过5、11 CO2乏汽管路进入到9罐式冷凝器进行冷凝，凝结的CO2液体通过8压缩机、7二氧化碳液体管路分别压入到22、24隧道式热交换器内的33、34、35、36容腔内和9罐式冷凝器、17阻隔式冷凝器内，完成CO2乏汽回收循环使用的工作；由28烟道管路排出经26管路排入到22、24隧道式热交换器的31、32容腔的烟道热烟气流，经16管路被21真空泵与压缩机抽吸到18塔式烟气收集室内，在其室内继续上升的过程，首先被由20水力除尘喷咀喷出的水流清除掉所携带的烟尘，然后再被17阻隔式冷凝器将其产生的水蒸汽冷凝成水，经净化和冷处理后的烟气(即温室气体)，通过19真空管路，被21真空泵与压缩机抽除并压送到储运设备中去，完成烟气的收集工作；清除沉积在22、24、27隧道式热交换器的30、31、32容腔内的烟尘工作，是在三者之间轮流交替进行的，附图所示的是在进行清除沉积在27隧道式热交换器的30容腔内烟尘的状况，首先将29烟道闸门关闭，将40伐门开启，此时，43水泵输出的压力水流，经41供水管路，由37水力除尘喷咀喷出，用此压力水流将其沉积在30容腔的烟尘冲洗掉，清除的烟尘与水流一起经38管路排入39管路，流入到42沉淀水池内，完成清除沉积烟尘的工作。20水力除尘喷咀喷出的水流是由43水泵通过41供水管路供给的。
本发明的主要特征之一是隧道式热交换器，它是由隧道式加热室、热管、CO2液体组成，隧道式加热室用中隔板分隔成上、下两个密封容腔，上容腔装有CO2液体，下容腔是烟道热烟气流的通道，多条热管是通过中隔板垂直装置在上、下两个容腔之间，当烟道热烟气流通过下容腔时，热管就迅速的将其热量传给上容腔的CO2液体，使其产生CO2蒸汽，完成将烟道余热转化成为CO2蒸汽动能的工作，由于采用CO2液体为工作介质(CO2液体的汽化温度为31.4℃)，可达到对低热能的利用目的；由于采用热管传导手段可达到最大限度增加对烟道热烟气流的吸热面积提高利用率和热交换速度。由于加热室采用隧道形式即为加长型，因为增长了加热室的长度，便可延长了烟道热烟气流通过加热室的时间，从而可达到对其热量的利用率。
本发明再一特征是在隧道式加热室的下容腔内，装置了水力除尘喷咀，这样可达到利用压力水流清除沉积在其容腔内的烟尘的目的。
本发明还在一特征是塔式烟气收集器，它是由塔式收集室、阻隔式冷凝器，水力除尘喷咀、真空泵与压缩机等组成。塔式收集室是由上部圆型容腔和下部排水尘管路所构成，在上部圆型容腔内部安装阻隔式冷凝器和水力除尘喷咀，在其外部安装真空泵与压缩机并用真空管路相联通，同时通过管路与各个隧道式加热室相联通，下部排水尘管路的未端要沉没到沉淀池的水面之下，并用管路与各个隧道式加热室相联通。这样在用真空泵与压缩机抽除通过隧道式热交换器已释放出热量的烟道烟气流经过塔式收集室时，首先被水力除尘喷咀喷出水流清除所携带的烟尘，再经阻隔或冷凝器，去除在用水流除尘时产生的水蒸汽，最后经真空泵与压缩机压送到储运装置中，从而完成收集烟气的工作。在完成这一工作的同时，由于通过真空泵与压缩机的工作，使塔式收集室内获得一定真空，提高了烟道热烟气流在隧道式热交换器内的流动性能。由于塔式收集室下部的排水尘管路的未端沉没到沉淀池的水面以下，用水作为密封液阻止大汽流入到塔式收集室内。
本发明还有一特征是采用真空大气动力机做为利用CO2蒸汽发电的动力设备，因为真空大气动力机可利用大于1公斤/平方厘米的压力蒸汽做功带动发电机发电，为此可达到利用余热的目的。
本发明再一特征是采用汽压往复式隔膜真空泵作为罐式和阻隔式冷凝器的真空获得设备，因为汽压往复式隔膜真空泵可以利用大于1公斤/平方厘米的压力蒸汽做功获得真空，为此可达到利用余热的目的。
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