CN107377585A - 冷等离子体聚变技术垃圾处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷等离子体聚变技术垃圾处理系统,包括:冷等离子体聚变装置、垃圾处理反应室、气冷热交换系统、反粒子发生器、干燥器、气涡轮发电机和温控式冷等离子分解器。本发明还公开了一种采用冷等离子体聚变堆技术的垃圾处理方法。本发明提供所述冷等离子体聚变技术垃圾处理系统,是组合、空间立体的配置,除了解决了堆肥、焚烧、填埋等传统处理垃圾的不足之处,还解决了目前电弧气化垃圾的总量少、实际应用受到限制的问题。在城乡垃圾、废污水的日处理量上比其他的方式大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷等离子体聚变技术垃圾处理系统,具体涉及一种冷等离子体聚变技术垃圾处理系统和方法。
背景技术
随着社会的发展,人口的增加,人民生活水平提高,生活垃圾产量不断增加,垃圾的成分亦趋复杂,对环境的污染和人民健康的危害也日益严重,同时还限制了城市的发展,因此能否正确的认识垃圾问题,并切实际地采用无二次污染的方法处理垃圾,既是我国可持续发展战略的重要问题之一,也是世界环境治理中的一大难题。
城乡生活垃圾的处理是一个全球性的课题,特别是当前我国采取的是传统的焚烧和填埋等方式,更属于原始阶段,不仅形成垃圾渗滤液、填埋气体、而且产生二恶英、飞尘、漂浮物等二次污染,更造成大量资源白白浪费。
垃圾处理涉及到一系列的技术过程,包括:技术过程组成,技术过程的物流特征,技术过程的环境特征,技术过程的经济特征,因而建立一个完整的垃圾处理模式无疑是十分重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种冷等离子体聚变技术垃圾处理系统。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种冷等离子体聚变技术垃圾处理系统,包括冷等离子体聚变装置、垃圾处理反应室、气冷热交换系统、反粒子发生器、气涡轮发电机、干燥器和温控式冷等离子分解器;所述冷等离子体聚变装置包括电源和冷离子体聚变反应堆;所述垃圾处理反应室的顶部设有垃圾入口,所述气冷热交换系统与所述垃圾处理反应室连接;所述反粒子发生器与所述气冷热交换系统连接,用于净化所述垃圾反应室产生的废气分子或粒子;所述气涡轮发电机与所述反粒子发生器相连,所述气涡轮发电机与温控式冷等离子分解器连接,所述温控式冷等离子分解器与干燥器相连。
优选地,所述电源为太阳能蓄电池。
优选地,还包括垃圾传送带,用于将垃圾输送至垃圾处理反应室。
优选地,所述冷离子体聚变反应堆包括反应室壁、电阻线圈和冷离子体反应室;所述电阻线圈和冷离子体反应室设于所述反应室壁的内部,所述电阻线圈缠绕于冷离子体反应室外。
反应室壁是特殊合成材料组装而成,壁外侧有降压系统。反应室壁内则放置含有氢化铝、氢化锂、镍和催化剂的混合物的冷离子体反应室和特殊电磁脉冲环境中的电阻线圈,电能将特殊电磁脉冲中的电阻线圈加热后锂原子和氢原子发生聚变,产生高温。
优选地,所述垃圾处理反应室的轴线上设有预置室,反应室上部在垂直轴线的延伸水平线上预置有工作气体导入管。
本发明的另一目的还在于提供一种采用冷等离子体聚变堆技术的垃圾处理方法,包括以下步骤:
(1)、将冷等离子体聚变装置开启,产生的热量使垃圾废污水瞬间被离子化,形成含有离子、粒子或自由基的废气;
(2)、离子、粒子或自由基的废气经过气冷热交换系统降温降压,然后经反粒子发生器净化后,形成活性分子、粒子或离子,当温度降到低于4000K时,水分子键形成,形成的水蒸气经气涡轮发电机转换为电能;
(3)、活性粒子或离子体经温控式冷等离子分解器合成为氢气和二氧化碳;
(4)、将氢气、二氧化碳和水蒸气分离,分别回收。
优选地,所述氢气和二氧化碳分离后,氢气和二氧化碳进入多元醇的合成工序。
优选地,所述氢气和二氧化碳分离后,氢气回收作为氢气燃料电池的原料。
优选地,所述氢气和二氧化碳分离后,所述二氧化碳用于合成碳砄。
本发明的有益效果在于:本发明提供了一种冷等离子体聚变技术垃圾处理系统,是组合、空间立体的配置,除了解决了堆肥、焚烧、填埋等传统处理垃圾的不足之处,还解决了目前电弧气化垃圾的总量少、实际应用受到限制的问题。在城乡垃圾、废污水的日处理量上比其他的方式大大提高。通过优化设计垃圾废污水输入方式,采用顶部推进式的输入,在垃圾未经气化完是不会自动推进,使气化室内不会产生残留物。本发明具有完整的体系,装置紧凑,实用性广,能源能有效回收利用,一次性完全气化垃圾、废污水,无需二次气化垃圾,节省二次气化设备的投资成本。同时,净化效率高,运行费用低,无二次污染,对环境零污染。本发明能够将处理垃圾、废污水产生的热能,通过热电转换材料直接转换成电能,余热的蒸汽集中送入汽涡轮发电机转换成电能,产生的氢气通过燃料电池转换成电能,三种装置联合收集整个系统能源,最终是整个系统的转换电能率达到90%以上。
本发明由于是采用冷等离子聚变反应堆技术处理垃圾、废污水,是在封闭化式、资源化式的环境下处理,所以不会产生二恶英、废渣等二次环境污染,实现了真正的“零”排放。这种处理模式的垃圾、废污水处理技术,不仅转换成电能、合成新型材料,产生巨大的社会效应,还大大减轻了对政府无论是投资还是管理上的负担。这一有效的、可操作性的技术不但实现了废物的完美利用,变废为宝,而且还改善人类赖以生存的环境。
附图说明
图1为本发明所述冷等离子体聚变技术垃圾处理系统的一种实施例的结构示意图;
图2为冷等离子体聚变反应堆的结构示意图;
其中,1、太阳能光伏板;2、蓄电池;3、冷等离子体聚变反应堆;4、传热通道;5、垃圾传送带;6、垃圾处理反应室;7、气体传输通道I;8、气冷热交换系统;9、反粒子发生器;10、电源;11、气涡轮发电机;12、液体管道;13、气体传输通道II;14、温控式冷等离子分解器;15、干燥器;16、氢燃料电池能源存储车间;17、新材料合成车间;31、冷离子体反应室;32电阻线圈;33反应室壁。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明所述冷等离子体聚变技术垃圾处理系统的一种实施例,结构示意图如附图1所示,本发明所述冷等离子体聚变技术垃圾处理系统包括:太阳能光伏板1、蓄电池2、冷等离子体聚变反应堆3、传热通道4、垃圾传送带5、垃圾处理反应室6、气体传输通道I 7、气冷热交换系统8、反粒子发生器9、电源10、气涡轮发电机11、液体管道12、气体传输通道II 13、温控式冷等离子分解器14、干燥器15、氢燃料电池能源存储车间16和新材料合成车间17。
太阳能光伏板1和蓄电池2的作用是为冷等离子体聚变装置3的启动提供电能,
如附图2所示,冷等离子体聚变反应堆3包括冷等离子体反应室31、电阻线圈32、反应室壁33;反应室壁33围成一个圆柱体,电阻线圈32和冷离子体反应室31位于所述反应室壁33内部,所述电阻线圈32缠绕于冷离子体反应室31外。反应室壁33是特殊合成材料组装而成,反应室壁外侧有降压系统。反应室壁33内则放置含有氢化铝、氢化锂、镍和催化剂的混合物的冷离子体反应室31和特殊电磁脉冲环境中的电阻线圈32,电能将特殊电磁脉冲中的电阻线圈32加热后锂原子和氢原子发生聚变,产生高温。
垃圾处理反应室6由传热通道4与冷等离子体聚变反应堆3相连接,在垃圾处理反应室6的轴线上设有预置室(图中未示出),垃圾处理反应室6的上部在垂直轴线的延伸水平线上预置有气体传输通道I 7。垃圾、废污水通过垃圾传送带5先进入预置室,再通过传输装置进入垃圾处理反应室6后,瞬间被离子化,形成等离子体和气化体。
气冷热交换系统8的作用是将含有高温高压的冷等离子体和气化体进行降温降压。
反粒子发生器9由偶数个工作电极(图中未示出)和电源10组成,在反粒子发生器9运行稳定状态下,将产生共极和机间电极,同时相邻电极间以及交叉电极间的作用效果产生了立体式的发生区域,等离子体和气化体经过气冷热交换系统8降温降压后进入反粒子发生器9进行进一步净化。
气涡轮发电机11能将各种工序将热能通过热电转换材料直接转换成电能。
冷等离子体、气体进入温控式冷等离子分解器14后,在进行分解和合成,形成所需要的二氧化碳、氢气。
二氧化碳、氢气和水蒸气在经过干燥器15,除去湿气等杂物。干燥后的二氧化碳和氢气利用密度不同原理进行分离,分别进入回收利用的工序,比如可以用来合成甲醇、乙醇、多元醇等,氢气可以用作燃料电池的原料。
水蒸气经过降温降压到一定的条件下后形成热蒸汽,进入气涡轮发电机11,在机内膨胀做功,使叶片转动转换成电能做功后的热蒸汽经过凝汽器(图中未示出)、凝结水泵等装置回送至管道内,循环使用,还可以将热蒸汽降温冷却形成净水从液体通道12排出,可循环利用。
本实施例所述冷等离子体聚变技术的垃圾处理的具体方法为:开启电源将冷等离子体聚变反应堆3开启,经过电磁脉冲的电阻线圈加热后,锂原子与氢原子聚变,产生高温,垃圾、废污水进入垃圾处理反应室6,瞬间被离子化,形成冷等离子体和汽化体,冷等离子体和汽化体经过气冷热交换系统8降温降压,然后经反粒子发生器9净化后,形成单质原子或由单质原子构成的无害气体分子和活性粒子。当温度降到低于4000K时,水分子键形成,所形成的水分子键变成水蒸气时经气涡轮发电机11转换为电能,水蒸气大部分被冷却,形成净水,从液体通道12排出回收利用;冷等离子体经温控式冷等离子分解器14合成为氢气和二氧化碳;气体流经干燥器15,除去气体中的剩余水分;二氧化碳和氢气利用密度不同原理进行分离,分别回收;部分二氧化碳和氢气、进入甲醇、乙醇、多元醇等的醇合成车间17,部分氢气进入氢燃料电池能源存储车间16,部分二氧化碳可用来制作碳砄等新型材料,由此实现垃圾处理和资源的回收利用。
本实施例中每个电极均通过变压器与电源相接,电源可采用直流电源﹙电压50V~500V﹚或者交流电源﹙频率50Hz~60Hz,电压50V~400V﹚;交流电源可以是单相或三相电源,也可以是三个单相供电。
交流电源所采用的变压器是带有饱和抗电器的磁性调压器,工作电压80V,等离子体通过反粒子发生器的电极端部间隙时,会使N2被爆开,形成还原性气体,不依赖反粒子发生器的导电特性。
在温控式冷等离子分解器装置中,采用直流电源,电源采用饱和点抗器造成的特性,可采用相对高电压、小电流状态工作,工作电压为400V,电流为100A,功率为40KW。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种冷等离子体聚变技术垃圾处理系统,其特征在于,包括冷等离子体聚变装置、垃圾处理反应室、气冷热交换系统、反粒子发生器、气涡轮发电机、干燥器和温控式冷等离子分解器;所述冷等离子体聚变装置包括电源和冷离子体聚变反应堆;所述垃圾处理反应室的顶部设有垃圾入口,所述气冷热交换系统与所述垃圾处理反应室连接;所述反粒子发生器与所述气冷热交换系统连接,用于净化所述垃圾反应室产生的废气分子或粒子;所述气涡轮发电机与所述反粒子发生器相连,所述气涡轮发电机与温控式冷等离子分解器连接,所述温控式冷等离子分解器与干燥器相连。
2.如权利要求1所述冷等离子体聚变技术垃圾处理系统,其特征在于,所述冷等离子体聚变技术垃圾处理系统还包括气体分离器,所述气体分离器与所述干燥器的出气口连接。
3.如权利要求1所述冷等离子体聚变技术垃圾处理系统,其特征在于,所述电源为太阳能蓄电池。
4.如权利要求1所述冷等离子体聚变技术垃圾处理系统,其特征在于,还包括垃圾传送带,用于将垃圾输送至垃圾处理反应室。
5.如权利要求1所述冷等离子体聚变技术垃圾处理系统,其特征在于,所述冷离子体聚变反应堆包括反应室壁、电阻线圈和冷离子体反应室;所述电阻线圈和冷离子体反应室设于所述反应室壁的内部,所述电阻线圈缠绕于冷离子体反应室外。
6.如权利要求1所述冷等离子体聚变技术垃圾处理系统,其特征在于,所述垃圾处理反应室的轴线上设有预置室,反应室上部在垂直轴线的延伸水平线上预置有工作气体导入管。
7.一种冷等离子体聚变技术垃圾处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、将冷等离子体聚变装置开启,产生的热量使垃圾废污水瞬间被离子化,形成含有离子、粒子或自由基的废气;
(2)、离子、粒子或自由基的废气经过气冷热交换系统降温降压,然后经反粒子发生器净化后,形成分子、粒子或离子,当温度降到低于4000K时,水分子键形成,形成的水蒸气经气涡轮发电机转换为电能;
(3)、活性粒子或离子体经温控式冷等离子分解器合成为氢气和二氧化碳;
(4)、将氢气、二氧化碳和水蒸气分离,分别回收。
8.如权利要求7所述冷等离子体聚变技术垃圾处理方法,其特征在于,所述氢气和二氧化碳分离后,氢气和二氧化碳进入多元醇的合成工序。
9.如权利要求7所述冷等离子体聚变技术垃圾处理方法,其特征在于,所述氢气和二氧化碳分离后,所述氢气回收作为氢气燃料电池的原料。
10.如权利要求7所述冷等离子体聚变技术垃圾处理方法,其特征在于,所述氢气和二氧化碳分离后,所述二氧化碳用于合成碳砄。
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