CN102676197A - 石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置及生产方法，特点是通过水煤浆，在高温裂解囱内裂解，共设有四级供给燃料和点火方式；开启激光束，相继二、三、四层启动供料，高温和快速形成开环等离子磁流体，通过设置在裂解囱内燃烧室与发电通道的表面附着的铂钛电极及水冷管网的出口的高温蒸汽提供气轮发电机发电；裂解囱内的氢碳氧混合气体经过除烟脱硫，以及被若干个温度等级的冷却室冷却后，冷凝成为轻重不同的液体燃料和化工产品，并通过收集液体燃料装置收集与分类。本发明全程洁净综合利用，提高生产效率，降低生产成本，开发水能源新途径，解决我国一次能源短缺问题。

Description

石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置及生产方法

技术领域

本发明属于清洁能源技术，特别涉及新型清洁燃料新技术，石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置及其生产工艺。

背景技术

人类用煤已有两千多年的历史，中国、希腊、意大利等国家首先懂得用煤。天然气的应用比煤还要早一千多年，18世纪中叶人类历史发生了一次生产力的大飞跃，工业革命使得石油能源占居重要角色。20世纪以后，人们逐渐依靠石油，石油是一种液体燃料，开采与应用都比较方便，而煤炭作为能源就退居二线上，但石油在地球中分布不均匀，而且可开采量大约是1000亿吨。目前消耗每年都在40-50亿吨，并逐年有增加趋势，因此，石油越来越少，世界石油危机越来越严重。煤虽号称是工业的粮食，但是与石油、天然气相比存在着污染严重，运输不便，燃烧热值低等不足，在目前的条件下，太阳能每获得一卡热量，费用比石油大160倍，投资成本较高。原子能产生的能量的费用，已降至石油的20倍，但在原材料与设备方面，一时还跟不上。煤的储量是70000多亿吨相当于石油的7倍。目前，煤仍然是工业的主要能源。我国在煤变油技术方面还很不理想，一、是污染严重，生产一吨油要污染20吨水。二、是造价高，比柴油、汽油价格还高。三、是用煤量大，四吨多煤生产一吨油。四、是工艺较复杂，投资大。它只是作为国家储备战略项目，不能走向市场。

水资源要比石油、煤储量大的多的多，在地球的表面到处皆是，水是由两个H原子，一个氧原子组成，如果把水分解开，就成了高热值燃料。多少年多少人都在为水变油而奋斗不止，石灰石与焦煤在2000℃电解变成碳化钙，用水解产生炔烃燃料，石灰石资源丰富，露天易于开采，就是生产过程中造成污染，如果治理好污染，将污染气体一氧化碳、二氧化碳收集，还可生产出甲醇，变废为宝，又可降低成本，是大有发展前途的一种燃料。

发明内容

本发明针对我国能源结构和能源短缺，特别是石油资源排在世界的第二十一位，成为石油进口大国，将我国丰富的石头、水、煤资源化合成新燃料，替代柴油、汽油，为降低成本，提供一种石头水煤化合柴油汽油与磁流体蒸汽联合发电装置与生产工艺，目的是以石头水煤化合出新燃料和化工产品，同时又能发电，提高生产效率，降低生产成本。

本发明所采用的技术方案：

石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置，其特征在于：包括裂解囱和冷却集油装置两大部分；其中：

所述的裂解囱是用耐火水泥耐高温材料加固砌筑的管状锥体1，在裂解囱内为燃烧室与发电通道；在所述的裂解囱内为燃烧室下部设置，第一层安装有激光束装置2，第二层由若干组乙炔氧气喷射枪3，第三层为若干组水煤浆喷射枪4，第四层为若干组二次蒸馏水配钾盐或纳盐溶液的喷射枪5，共由四层点火和供料结构组成；所述的燃烧室与发电通道的表面附着有铂钛电极，铂钛电极由凸凹隔层与高低不平的阴极6与阳极7构成；所述的阴极与阳极由超导体材料导体连接在装于裂解囱外的逆变装置8，并连接电网向电网输送电力；

所述的冷却集油装置包括管体9，管体内设置有若干个温度成下降梯度的冷却室，管体上设置有抽风机10、电捕烟脱硫装置11、脱氧装置12和收集液体燃料装置13，所述的每个冷却室由水冷管网构成，冷却室水冷管网的出口14连接外设的气轮发电机或供热蒸汽管网；

所述的裂解囱的管状锥体1上部与冷却集油装置的管体9一端连通，另一端是排向大气的排气口15。

石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电生产方法，其特征是：

(1)、首先，启动裂解囱内将激光束装置，将激光束冲天射出，产生光和热能；

(2)、再启动第二层乙炔氧气喷射枪，乙炔氧气向上喷射产生高温，等预热一段时间；

(3)、再将第三层二次蒸馏水、低浓度甲醇、苯(甲苯或二甲苯)和煤粉调配的水煤浆用喷射枪喷射入裂解囱内；

(4)、等裂解囱内燃烧温度稳定后，将第四层的二次蒸馏水配钾盐或纳盐水溶液用喷射枪喷入；

(5)、所提供的燃料，都采用喷射枪喷射，加上上边冷却集油装置的抽风机强大的抽吸作用，燃料在裂解囱内产生的等离子磁流体并高速度运动，离子磁流体通过设置在裂解囱内燃烧室与发电通道的表面附着的铂钛电极发电，并通过超导材料的导体所连接的逆变装置，将直流电送转换成交流电，并送入电网，完成磁流体发电；

(6)、磁流体发电后的高温气流在上升并拐进冷却集油装置的冷却水网管后，将网管内的冷水再烧成水蒸气，并通过水冷管网的出口进入气轮发电机发电，送入电网；

(7)、当含有氢碳氧H.C.O的混合气体经过除烟脱硫，冷却管网后，被若干个剃度等级地冷却后，冷凝成为轻重不同的液体燃料和化工产品，并通过收集液体燃料装置收集与分类。

本发明的科学依据和实践应用是石头(石灰石)占62％，焦煤占38％，在2000K的电解炉煅烧成碳化钙，经水解产生出乙炔气体C2H2，其热值12800千卡/m3，在空气中燃烧2100K，在氧气中燃烧可达3600K，化学性质活泼，能起加成氧化聚合等反应，用乙炔加氧作为本发明内容的基础燃料。激光作为点火和加强等离子离电反应和加乙炔磁硫体高速升飞，激光束温度可达6000K，从而保证裂解囱温度，在2800-3200K高温，只有在高温环境条件下，水分子中的氢氧H.O发生电离分解，变成导电流体。煤分子中碳氢氧钠硫C.H.O.N.S同样裂解反应成为电离子气体。二次蒸馏水中加入氢氧化纳，氢氧化钾，用喷射枪射入高温气体中，更促进流体的电离速度和导电效率。根据电磁感应原理，用导电流体与磁场相对运动而发电。在产生高温2800-3200K速度达1000m/秒的高温高速导电气体，穿过强磁场的发电通道，作切割磁力线的运动，产生出电流，构成磁流体发电。在磁流体流经的通道上安装电极铂钛板成凸凹高低不平有差距的阴阳极，形成一个长达40-50m的发电装置，与裂解囱外部逆变装置连接送入电网。磁流体发电也叫等离子体发电，等离子状态是指物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引，使物质呈为正负带电粒子状态。条件就是在2000K以上的高温电离成导电的电子流，电生磁，磁生电相互作用下，等离子在磁场中高速运动，切割磁力线产生感应电动势，即将热能转换为电流，无需经过机械转换环节，直接发电，其燃料利用率得到显著的提高，没有运动部件，结构紧凑，启动迅速，环境污染小。我们知道常温的气体是绝缘体，不导电更不带电，通过发电通道后的气体温度下降，导电流体带电离子减弱，但是排放的温度仍在2000K左右，可通过冷却水管产生蒸汽，推动气轮机组发电，形成又一种发电形式。

采用了水在2500K以上的高温条件下，水分子最易裂解，将氢氧H.O分离成为燃料，更降低了生产成本，而且经过一系列冷却装置，这些含碳氢C.H混合气体可合成类似柴油、汽油等化工产品。

本发明的突出地实质特征和显著地有益效果是：

1、热能转换为电流，无需经过机械转换环节，直接发电，其燃料利用率得到显著的提高，没有运动部件，结构紧凑，启动迅速，环境污染小。

2、比现有的火力发电热效率高20％以上，可节省燃料30％以上。

3、碳氢C.H混合气体可合成类似柴油、汽油等化工产品，更降低了生产成本。

本发明将电、油化工产品同时产生出来，寻找到一条水能源的新领域。煤变油的新方法，水煤联合化合成燃料的可行技术，它的经济效益、社会效益、政治效益是十分重大和深远。

附图说明

图1为本发明的装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

一、本发明的装置

图1为本发明的装置示意图。石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置包括裂解囱和冷却集油装置两大部分。其中：

所述的裂解囱是用耐火水泥耐高温材料加固砌筑的管状锥体1，所述的裂解囱内为燃烧室与发电通道；管状锥体的底部内直径4-5m，上顶直径为2m，高80-100m，燃烧室30-50m，发电通道40-60m。裂解囱建在山体边缘，是为了保温和坚固稳定，好施工。在裂解囱内为燃烧室与发电通道。

所述的裂解囱的燃烧室内下部设置：第一层安装有激光束装置2，第二层由3-4组乙炔氧气喷射枪3，第三层为1-2组水煤浆喷射枪4，第四层为2-4二次蒸馏水配钾盐或纳盐溶液喷射枪5，共由四层点火和供料结构组成。

所述的燃烧室与发电通道的表面附着有铂钛电极，铂钛电极由凸凹隔层与高低不平的阴极6与阳极7构成；所述的阴极与阳极由超导体材料导体连接在装于裂解囱外的逆变装置8，并连接电网向电网输送电力。

所述的冷却集油装置在裂解囱100m以上，并向山体一侧倾斜，顺山势走向而建。冷却集油装置包括管体9，管体内设置有若干个温度成下降梯度的文丘里型冷却室，管体上设置有抽风机10、电捕烟脱硫装置11、脱氧装置12和收集液体燃料装置13，所述的每个冷却室由水冷管网16构成，水冷管网的出口14连接外设的气轮发电机或供热蒸汽管网。

所述的裂解囱的管状锥体1上部与冷却集油装置的管体9一端连通，另一端是排向大气的排气口15。

二、本发明的生产方法

石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电生产方法，包括如下：

(1)、首先，启动裂解囱内将激光束装置，将激光束冲天射出，产生光和热能；

(2)、再启动第二层乙炔氧气喷射枪，乙炔氧气向上喷射产生高温，等预热一段时间；

(3)、再将第三层二次蒸馏水低浓度甲醇、苯(甲苯二甲苯)和煤粉调配的水煤浆用喷射枪喷射入裂解囱内；

(4)、等裂解囱内燃烧温度稳定后，将第四层的二次蒸馏水配钾盐或纳盐水溶液(氢氧化钾或氢氧化纳)用喷射枪喷入；在气体中加入钾盐或纳盐是为了在低温下提高流体的导电率，这是一种低电离电位物质，所加入量一般以气体量的1％为佳，在气体的热力学温度达到2800-3200K时就能达到所要求的导电率；

(5)、所提供的燃料，都采用喷射枪喷射，为了提高等离子体的上升速度，加上上边冷却集油装置的抽风机强大的抽吸作用，使磁流体以约1000m/s的速度通过设置在裂解囱内燃烧室与发电通道的表面附着的铂钛电极，通过磁流体发电，并通过超导材料的导体所连接的逆变装置，将直流电送转换成交流电，并送入电网，完成磁流体发电；

(6)、磁流体发电后的气流温度还在2000K左右，在上升并拐进冷却集油装置的冷却水网管后，将网管内的冷水再烧成水蒸气，并通过水冷管网的出口进入气轮发电机发电，送入电网；

(7)、当含有氢碳氧H.C.O的混合气体经过除烟脱硫，冷却管网后，被若干个剃度等级地冷却后，冷凝成为轻重不同的液体燃料和化工产品，并通过收集液体燃料装置收集与分类。

Claims (6)

1.一种石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置，其特征在于：包括裂解囱和冷却集油装置两大部分；其中：

所述的裂解囱是用耐火水泥耐高温材料加固砌筑的管状锥体(1)，在裂解囱内为燃烧室与发电通道；在所述的裂解囱内为燃烧室下部设置，第一层安装有激光束装置(2)，第二层由若干组乙炔氧气喷射枪(3)，第三层为若干组水煤浆喷射枪(4)，第四层为若干组二次蒸馏水配钾盐或纳盐溶液的喷射枪(5)，共由四层点火和供料结构组成；所述的燃烧室与发电通道的表面附着有铂钛电极，铂钛电极由凸凹隔层与高低不平的阴极(6)与阳极(7)构成；所述的阴极与阳极由超导体材料导体连接在装于裂解囱外的逆变装置(8)，并连接电网向电网输送电力；

所述的冷却集油装置包括管体(9)，管体内设置有若干个温度成下降梯度的冷却室，管体上设置有抽风机(10)、电捕烟脱硫装置(11)、脱氧装置(12)和收集液体燃料装置(13)，所述的每个冷却室由水冷管网(16)构成，冷却室水冷管网的出口(14)连接外设的气轮发电机或供热蒸汽管网；

所述的裂解囱的管状锥体(1)上部与冷却集油装置的管体(9)一端连通，另一端是排向大气的排气口(15)。

2.根据权利1所述的石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置，其特征在于：所述的裂解囱建在山体边缘，所述的冷却集油装置在裂解囱上，并向山体一侧倾斜，顺山势走向而建。

3.根据权利1所述的石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置，其特征在于：所述的冷却集油装置包括收集板(17)与收集管，收集板呈折线形布置，装于水冷管网位置，在收集板的低位处设有连接收集管的排液孔。

4.根据权利要求1所述的石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置的生产方法，其特征是：

(1)、首先，启动裂解囱内将激光束装置，将激光束冲天射出，产生光和热能；

(2)、再启动第二层乙炔氧气喷射枪，乙炔氧气向上喷射产生高温，等预热一段时间；

(3)、再将第三层二次蒸馏水、低浓度甲醇、苯和煤粉调配的水煤浆用喷射枪喷射入裂解囱内；

(4)、等裂解囱内燃烧温度稳定后，将第四层的二次蒸馏水配钾盐或纳盐水溶液用喷射枪喷入；

(5)、所提供的燃料，都采用喷射枪喷射，加上上边冷却集油装置的抽风机强大的抽吸作用，燃料在裂解囱内产生的等离子磁流体并高速度运动，离子磁流体通过设置在裂解囱内燃烧室与发电通道的表面附着的铂钛电极发电，并通过超导材料的导体所连接的逆变装置，将直流电送转换成交流电，并送入电网，完成磁流体发电；

(6)、磁流体发电后的高温气流在上升并拐进冷却集油装置的冷却水网管后，将网管内的冷水再烧成水蒸气，并通过水冷管网的出口进入气轮发电机发电，送入电网；

(7)、当含有氢碳氧H.C.O的混合气体经过除烟脱硫，冷却管网后，被若干个剃度等级地冷却后，冷凝成为轻重不同的液体燃料和化工产品，并通过收集液体燃料装置收集与分类。

5.根据权利3所述的石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置的生产方法，其特征在于：所述的在气体中加入钾盐或纳盐是用于提高流体的导电率，所加入量为气体量的1％，所述的气体的温度为2800-3200K。

6.根据权利3所述的石头水煤化合燃油和磁流体蒸汽联合发电装置的生产方法，其特征在于：所述的燃料在裂解囱内产生的等离子磁流体并高速度运动，等离子磁流体的运动速度为1000m/s。

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