低成本处理污水或海水的技术方案制造技术

一种低成本处理污水或海水的技术方案，所属领域在专利分类号中属BOIJ7/00类。该技术方案涉及的是用熔化状态的金属镁作为水反应介质时与之相对应的水反应装置及其具体结构设置的问题，其中主要包括一个可根据具体需要来调控投放量的镁熔液投放器和一个可以同时驱动两套热能转换系统的双效水反应引擎，此外还包括一个可以借助闪蒸效应来实现自身运作的自助式水处理装置以及一套利用温差混合液纵向循环实现往复运作的发电系统。向循环实现往复运作的发电系统。向循环实现往复运作的发电系统。

【技术实现步骤摘要】
低成本处理污水或海水的技术方案
[0001]所属领域
[0002]本申请涉及新型能源的开发利用、尤指与水反应金属有关的应用技术，在专利分类号中属BOIJ7/00类。

技术介绍

[0003]尽管有越来越多的评估机构把水看成是未来社会经济发展中最重要的紧缺资源甚至将其称之为“21世纪的石油”、但很少有人把水资源的可持续利用及治理问题和新能源的开发直接联系在一起，其实、之前早已成功用于军工领域的那类水反应技术就已经为同时解决这两方面问题奠定了必要的基础、在申请人看来只需把这类现有技术与申请人提出的“等离子弧自助回馈式运作理念”相互衔接在一起尤其是通过改进降低其中的技术门槛和应用成本、就可以用来同时满足新能源开发及水资源治理两方面的需要；本着对问题的这种认识申请人相信：只要确实能作到这一点则为此付出的所有努力和尝试就都是值得的。
[0004]在申请号202011142488.3中申请人提出的技术方案就是针对这方面需要所作的探索性尝试，该技术方案与现有技术最显著的区别就在于它是直接把处在熔化状态的水反应金属当作其真正所需要的水反应介质、这个技术要点在现有技术中是不存在的，在这个前提下不仅能大幅降低与之相关的技术门槛而且由于可直接用废旧铝合金作为所需要的水反应原料因此也有助于进一步降低所述技术的应用成本；
[0005]不过、由于铝合金中含有大量金属铝的成分、因此选择铝合金作为所需原料的同时也给所述技术方案造成了一定程度的问题和缺陷、这种缺陷体现在该技术方案不得不更加关注于如何实现金属铝的水反应过程、现在看来这些关注并没什么实质性的技术价值和必要，因为从根本上说还有比铝合金更理想得多且同时又能使问题变得更简单的另外一种选择，那就是直接把金属镁作为所述技术方案首选的水反应原料；
[0006]这一点尤其得益于申请人对“金属镁”的属性有了进一步了解，即根据从网上查索到的“镁合金熔炼原理与工艺”一书中的记载：
“……
镁的氧化与温度关系很密切，温度较低时镁的氧化速率不大，温度高于500度氧化速率加快，当温度超过熔点650度时其氧化速率急剧增加，一旦遇氧就会发生激烈反应而燃烧，放出大量的热。反应生成的氧化镁绝热性能很好，使反应界面所产生的热不能及时向外扩散进而提高了界面上的温度，这样恶性循环必然会加速镁的氧化使燃烧反应更加剧烈。反应界面的温度越来越高甚至可达到2850度，远高于镁的沸点(1107度)并引起镁熔液大量气化，甚至导致发生爆炸。
……
在相同条件下，镁与水之间的反应要比镁与氧之间的反应更为激烈。当熔融镁与水接触时，不仅因生成氧化镁放出大量的热，而且反应产物氢与周围的氧气迅速作用又生成水，水又受热剧烈气化结果导致猛烈的爆炸
……
；”。
[0007]从以上这段记载中可以得知：镁水反应能产生出异乎寻常的高温 (甚至可高达2800度、这个温度已足够熔化许多耐高温金属、仅仅是由于这种高温必须与水共存才不会造成实质性的破坏结果)，且这种异常反应最为适用于“高速且大量制取高压水蒸气”的需
求、而这也正是一直以来申请人求之不得的；但这还不是问题的真正重点，真正的重点是在于这种异乎寻常的反应首先取决于一个技术上的前提、那就是只有当金属镁处在熔化状态时才可能令其焕发出如此非凡的特异功能；在这个核心问题上确实可以说它正好与申请人所持的技术主张不谋而合。而要想让金属镁维持在熔化状态就必须解决燃料的来源及所需付出的代价问题，这又再一次触及到申请人所持的另一部分技术主张、那就是只要将等离子弧自助回馈式运作理念与水反应技术相结合就能以更低的成本让金属镁始终维持在所需要的熔化状态。
[0008]通过借助水反应技术快速且大量获取到高压水蒸气，然后将高压水蒸气转换成足矣维持等离子弧持续运作的电源和气源、这个过程也就相当于间接实现了对污水或海水的处理、在这一过程中热水、水蒸气、以及随水反应相伴而生的大量氢气、既属于该作业过程带来的“产品”又属于它的副产品；采用这种方式处理污水或海水淡化就相当于用非常低的成本实现了一种清洁能源的开发利用，这就是申请人提出的技术主张，而现在看来金属镁才是实现这个技术主张的最理想水反应原料。
[0009]由此可见、作为本申请需要面对的根本性问题无非也就是给出更为切实可信的证明：即只需把金属镁具有的非凡特性与所述等离子弧自助回馈式运作理念正确的衔接在一起就能从中得到比前述申请更显著的技术效果。
[0010]但要想真正作到这一点也非是轻而易举的事：如前所述、处在熔化状态的金属镁是一种比普通火药还要了得的反应物、因此如何控制住其反应烈度是个必须面对的问题，这意味着必须首先具备对其投放方面的可操控能力；此外如何提高热能的利用和转换效率也是需要进一步解决的问题，同时还包括必须兼顾污水或海水处理过程所带来的整体运作能力和效率问题、在这些方面都没什么现成方案可以参照。
[0011]也可以说本申请是专就金属镁如何与所述的等离子弧自助回馈式运作理念相结合并将其应用在海水淡化等领域所提出的新的技术方案。

技术实现思路

[0012]一种低成本处理污水或海水的技术方案，该方案是将处于熔化状态的金属镁作为新型水处理装置的原料使之与污水或海水产生持续和可控的化学反应并将反应产生的动能和热能转换成维持水蒸气等离子弧运作所需的电源及气源，所述的新型水处理装置是由水反应及自助运作载体A、自助式涡旋闪蒸罐B以及回馈与补充机构C经相互实现管系连接构成，
[0013]所述水反应及自助运作载体A主要包括一个可根据具体需要来调控投放量的镁熔液投放器A1b和一个可以同时驱动两套热能转换系统的双效水反应引擎A1f，此外还包括一套利用温差混合液纵向循环来实现往复运作的热能转换装置，所述的自助式涡旋闪蒸罐B是通过捕获和利用闪蒸效应造成的涡旋气流来实现自行运作的水处理装置、所述的回馈与补充机构C利用所述自助运作载体A和自助式涡旋闪蒸罐B共同提供的高压气体作为动力以往复循环和回馈补充方式向所述的自助运作载体A同时提供冷却后的温差混合液及所要处理的水源。
附图说明
[0014]以下结合附图进一步详述，附图描述了本申请给出的一种非限定性实施例，其中：图1是本申请所述新型水处理装置的外观示意图。图2是图1中所示水反应及自助运行载体A的外观示意图。图3是图 2中所示备有等离子双效炉的水反应容器A1的内部结构及其工作原理示意图。图4是将图3分成上下两个单独部分后其上半部分的结构示意图。图5是将图3分成上下两个单独部分后其下半部分的结构示意图。图6是图4中所示用于动力传送的同轴联动套筒A1c的纵向剖面示意图。图7是图4中所示用于动能转换的同轴联动套筒A1d的纵向剖面示意图。图8是图5中所示双效水反应引擎A1f的内部结构示意图。图9是图5中所示自动补水器A1g的纵向剖面及其运作原理示意图。图10是图5中所示双功能联动套筒A1h的纵向剖面示意图。
[0015]图11是本申请所述机顶盒式熔液投放器A1b的主体结构示意图。图12是图11中所示自动回位投放管A1b3的结构分解图。图13是图 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本处理污水或海水的技术方案，该方案是将处于熔化状态的金属镁作为新型水处理装置的原料使之与污水或海水产生持续和可控的化学反应并将反应产生的动能和热能转换成维持水蒸气等离子弧运作所需的电源及气源，所述的新型水处理装置是由水反应及自助运作载体(A)、自助式涡旋闪蒸罐(B)以及回馈与补充机构(C)经相互实现管系连接构成，所述水反应及自助运作载体(A)主要包括一个可根据具体需要来调控投放量的镁熔液投放器(A1b)和一个可以同时驱动两套热能转换系统的双效水反应引擎(A1f)，此外还包括一套利用温差混合液纵向循环实现其往复运作的热能转换装置，所述的自助式涡旋闪蒸罐(B)是通过捕获和利用闪蒸效应造成的涡旋气流来实现自行运作的水处理装置、所述的回馈与补充机构(C)利用所述自助运作载体(A)和自助式涡旋闪蒸罐(B)共同提供的高压气体作为动力以往复循环和回馈补充方式向所述的自助运作载体(A)同时提供冷却后的温差混合液及所要处理的水源，其特征在于：(一)所述的水反应及自助运行载体(A)是由一个内部备有等离子弧双效炉的水反应容器(A1)和一个设置其左侧的温差混合液纵向循环套筒(A2)共同构成，在所述温差混合液纵向循环套筒(A2)的顶部备有一个可变速伺服电机、该电机通过设置在其顶部的传动轮驱动和操控本申请所述的机顶盒式熔液投放器(A1b)，所述的机顶盒式熔液投放器(A1b)通过自身结构中的定位连接框板(A1b1)左半边搭靠和固定在所述温差混合液纵向导流套筒(A2)顶部的上沿并通过其右半边与所述水反应容器(A1)的顶盖实现水平连接，在所述水反应容器(A1)的顶盖上备有可供机顶盒式熔液投放器(A1b)实现整合连接的定位通孔，此外在所述水反应容器(A1)的外部和底部还分别备有被加热后的污水或海水输出端口(A1c3a)和高压水蒸气的输出端口(A1d3c)以及气相混合液的输出端口(A1d1a)、输水管(A1e)的输入端口(A1e1)、气相混合液的输出端口(A1f2b)、混合液的纵向传导输出端口(A1j1)、水反应沉淀物清理端口(A1f2c)和用于混合液循环的三通式导流端口(A1k1)及传送端口(A1k2)，和用于混合液循环的三通式导流端口(A1k1)及传送端口(A1k2)，所述备有等离子弧双效炉的水反应容器(A1)是一个从内部被分隔为三层的载体式容器，其底层和上层分别由一条纵向贯通的输水管(A1e)与外界的污水或海水连通、在纵向贯通输水管(A1e)的上下两端分别备有带水位控制阀的输出端口(A1e2)、在所述载体式容器的上层从左到右依次设置着机顶盒式熔液投放器(A1b)、等离子弧双效炉(A1a)的主体结构、以及一个顶部备有传动轮的用于传送动力的同轴联动套筒(A1c)和一个顶部同样备有传动轮底部坐落在载体式容器中间层的专门用于动能转换的同轴联动套筒(A1d)，所述的等离子弧双效炉(A1a)其底部坐落在所述载体式容器的中间层内而它的顶部则穿过载体式容器顶盖的外沿并以定位契合形式与容器顶盖实现套封式的组合连接，在所述载体式容器的底层从左到右依次设置着本申请所述的双效水反应引擎(A1f)、隶属于水反应引擎的自动补水器(A1g)和一个双功能联动套筒(A1h)，所述的双功能联动套筒(A1h)其底部通过一段分导管(A1k1a)和所述用于混合液循环的三通式导流端口(A1k1)连通并通过一条横走向的混合液的输送管(A1h2a)与设置在双效水反应釜(A1f1)内部的所述混合液闪蒸腔体(A1f2)实现连通，此外在载体式容器的底层最左侧还备一条混合液纵向接力输送管(A1j)、该纵向接力输送管的底部与设置在水反应釜底层的联动式离心泵(A1f3)的输出端口(A1f3b)连通其顶部通过输出端管(A1j1)与设置在所述温差混合液纵向循环套筒(A2)中的离心泵(A2c)其输入端连通；
(二)所述的双效水反应引擎(A1f)是由双效水反应釜(A1f1)和一个设置在水反应釜内部的温差混合液闪蒸腔体(A1f2)以及一个设置在水反应釜底层的联动式离心泵(A1f3)以相互间套装组合及轴向串联方式构成，在所述水反应罐(A1f1)的顶部备有一段带单向阀的镁熔液投放端管(A1f1a)，在所述水反应罐(A1f1)的外侧分别备有高压水蒸气的输出端管(A1f1b)以及与所述自动补水器(A1g)输出端相连接且自身带有单向阀的进水端管(A1f1c)、温差混合液的输入端口(A1f1d)、气相混合液的输出端管(A1f1e)和联动式离心泵其输入端口(A1f1f)及其输出端口(A1f1g)，在所述温差混合液闪蒸腔体(A1f2)的顶部和内部分别设有一组通过轴向串联整合成一体的纵向涡旋风轮(A1f2a)，该纵向涡旋风轮同时与所述混合液的联动式离心泵(A1f3)实现轴向连接并作为其自助回馈式的动力来源；(三)所述隶属于双效水反应引擎的自动补水器(A1g)是由内部备有气动活塞的补水罐(A1g1)以及位于其顶部的十字形高压气体输入及自控式阀管(A1g2)以及高压气体的纵向传导套管(A1g3)通过整合连接构成，在所述内部备有气动活塞的补水罐(A1g1)两侧分别备有一个自身带有单向阀的进水端口(A1g1a)和出水端口(A1g1b)、在所述十字形高压气体输入及自控式阀管(A1g2)内部备有一个可随高压气体横向移动且其自身中部备有纵向贯通孔的柱塞式气动管阀(A1g2a)，所述的双功能联动套筒(A1h)是一个内部被分隔成三个独立舱室同轴联动式组合体，在其顶层舱室内备有高压水蒸气驱动的气动涡轮(A1h1)、在其中间舱室中设置着一个小型发动机(A1h2)、在其底层舱室中备有一个专门用于传送温差混合液的离心泵(A1h3)、该离心泵通过所述的分导管(A1k1a)将混合液从所述用于混合液循环的三通式导流端口(A1k1)吸入并将混合液经由所述的横走向混合液输送管(A1h2a)向设置在双效水反应釜(A1f1)内部的所述混合液闪蒸腔体(A1f2)泵出；(四)所述的机顶盒式熔液投放器(A1b)其主体结构是由一块承担整合连接功能的定位连接框板(A1b1)和一个设置在其上方且带有传动轮的机顶盒(A1b2)以及两条分别设置在定位连接框板下方的自动回位式投放套管(A1b3)和水冲压联动分管(A1b4)以定位对接方式构成，在所述带有传动轮的机顶盒(A1b2)外侧备有插销式的滑轮(A1b2a)、所述的自动回位式投放套管(A1b3)是由位于套管顶部的柱塞弹簧式自动回位栓塞(A1b3a)、大口径连接螺母(A1b3b)、作为镁...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋波，
申请(专利权)人：宋波，
类型：发明
国别省市：