TWI648225B - Liquid fertilizer manufacturing method and equipment thereof - Google Patents

Abstract

本發明之液態肥料製造方法，係透過電磁產生器之電磁場影響水體中的二氧化矽分子電雙層產生交互作用，使二氧化矽分子成為帶電粒的核心，使存在於循環冷卻水系統之開放式水路當中之循環水體當中的鈣離子、鎂離子、碳酸根離子、硫酸根離子與二氧化矽分子鍵結形成無附著力的懸浮物，使其循環水體成為含有碳酸鈣與碳酸鎂、硫酸鈣與硫酸鎂等懸浮物的液態肥料。

Description

液態肥料製造方法及其設備

本發明係與液態肥料製造技術有關，旨在提供一種可將循環冷卻水轉化成包含液態肥料之水體的液態肥料製造方法，以及與其相關的液態肥料製造設備。

按，一般循環冷卻水系統100，通常如第一圖所示，由一冷卻水塔110、一循環水路120、一補充水路130與一排放水路140所組成；其中，冷卻水塔110最終散熱的迴路又通常係為用以讓水體可與大氣進行熱交換的開放式水路1110。

再者，冷卻水塔110之水體來源則係由補充水路130所供給，由於來自補充水路130之水體當中所含的結垢物質，多係帶正電的鈣離子、鎂離子，與帶負電的碳酸根離子、硫酸根離子，會因為水體的蒸發散熱作用於濃縮後，因過於飽和而形成結晶。

隨著系統的運行，該些結垢物質經過離子鍵結的反應，形成具有強附力碳酸鹽與硫酸鹽結垢，進而沉積在冷卻水塔110內部之換交熱設備表面、管壁、散熱板上；尤其，類似的污垢係無法藉由系統中運行水體的沖刷位移的黏性污垢，不但影響循環冷卻水系統之運作效能，更會降低系統之使用壽命。

已知，可透過降低補充水中結垢物質數量的方式抑制循環冷卻水之污垢生成，其手段包含過濾、離子交換或逆滲透 等各種處理方式，主要將結垢物質攔截在循環冷卻水系統外，避免結垢物質進入循環冷卻水系統；然而，隨攔截的數量越多其處理成本相對越高，且在水與大氣熱交換的開放水路中，依然無法隔絕外來的結垢物質。

另外，亦可使用化學添加劑，改變結垢物質的特性，減少污垢產生；此方法雖然最被廣泛使用，但是受限操作條件無法及時反應外在環境的條件變化，無法穩定控制，且為了加強添加劑作用，需降低濃縮倍率，增加補充水量，增加排放之污廢水，容易額外增加用水量、增加環境污染、增加需要額外的污廢水處理費用。

有鑑於此，本發明之主要目的，即在提供一種可將循環冷卻水系統當中可能對設備造成危害的結垢物質，轉化成無附著力懸浮物的液態肥料製造方法，以及與其相關的液態肥料製造設備。

本發明之液態肥料製造方法，係將一循環冷卻水系統當中之冷卻水塔最終散熱用以讓水體可與大氣進行熱交換的開放式水路與一電磁處理器連接，隨著該循環冷卻水系統之運行，透過該電磁處理器之電磁場影響水體中的二氧化矽分子電雙層產生交互作用，使二氧化矽分子成為帶電粒的核心，使該開放式水路之循環水體當中之鈣離子、鎂離子、碳酸根離子、硫酸根離子與二氧化矽分子鍵結形成無附著力的懸浮物，使循環水體成為含有碳酸鈣與碳酸鎂、硫酸鈣與硫酸鎂等懸浮物的液態肥料。

本發明之液態肥料製造方法，可在循環冷卻水系統之正常運行狀態下，將其開放式水路之循環水體不斷產生的鈣離 子、鎂離子、碳酸根離子、硫酸根離子等結垢物質，轉換成為植物生長所需的碳酸鈣與碳酸鎂、硫酸鈣與硫酸鎂等懸浮物，可供植物綠化灌溉之用。

進一步的，本發明之液態肥料製造方法，係採用並聯方式，將該電磁處理器與該冷卻水塔最終的開放式水路連接，並且設有一供監測該冷卻水塔之循環水體當中之氫離子與氫氧離子濃度的離子濃度監控器，依據該離子濃度監控器所測得之氫離子與氫氧離子濃度控制該電磁處理器運作與否。

本發明之液態肥料製造方法，係將該液態肥料經由該冷卻水塔之排污口排入至少一中繼水槽儲存。

本發明之液態肥料製造方法，係將該液態肥料經由該冷卻水塔之排污口直接排入預先連接的植物灌溉設施。

本發明之液態肥料製造設備，係包括：一循環冷卻水系統，由一冷卻水塔、一循環水路、一補充水路及一排放水路組成，該冷卻水塔最終散熱的迴路係為用以讓水體可與大氣進行熱交換的開放式水路；一電磁處理器，係外接並聯於該冷卻水塔之開放水路處，用以產生影響該冷卻水塔之循環水體中的二氧化矽分子電雙層產生交互作用的電磁場。

進一步的，本發明之液態肥料製造設備，另包括有：一離子濃度監控器，該離子濃度監控器係與該冷卻水塔及該電磁處理器連接，供監測該冷卻水塔之循環水體當中之氫離子與氫氧離子濃度，且依據其所測得之氫離子與氫氧離子濃度控制該電磁處理器運作與否。

進一步的，本發明之液態肥料製造設備，另包括有：至少一中繼水槽，各該中繼水槽係與該冷卻水塔之排污口連接。

進一步的，本發明之液態肥料製造設備，另包括有： 一離子濃度監控器，以及至少一中繼水槽；該離子濃度監控器係與該冷卻水塔及該電磁處理器連接，供監測該冷卻水塔之循環水體當中之氫離子與氫氧離子濃度，且依據其所測得之氫離子與氫氧離子濃度控制該電磁處理器運作與否；各該中繼水槽係與該冷卻水塔之排污口連接。

本發明用以製造液態肥料之水源與原料皆來自循環冷卻水系統存在於循環系統中水與大氣進行熱交換的開放水路的循環水體，其包含來自補充水路之水體、經蒸發作用後濃縮之水體、冷卻水塔之污廢水等循環水體，能夠使循環水體成為含有碳酸鈣與碳酸鎂、硫酸鈣與硫酸鎂等懸浮物的液態肥料。

10‧‧‧循環冷卻水系統

11‧‧‧冷卻水塔

111‧‧‧開放水路

112‧‧‧排污口

12‧‧‧循環水路

13‧‧‧補充水路

14‧‧‧排放水路

20‧‧‧電磁處理器

30‧‧‧離子濃度監控器

40‧‧‧中繼水槽

50‧‧‧灌溉設施

100‧‧‧循環冷卻水系統

110‧‧‧冷卻水塔

1110‧‧‧開放水路

1120‧‧‧排污口

120‧‧‧循環水路

130‧‧‧補充水路

140‧‧‧排放水路

第一圖係為一習用循環冷卻水系統之基本組成架構圖。

第二圖係為本發明之液態肥料製造設備基本組成架構圖。

第三圖係為本發明之液態肥料製造設備可能實施之運作流程圖。

本發明主要提供一種可將循環冷卻水系統當中可能對設備造成危害的結垢物質，轉化成無附著力懸浮物的液態肥料製造方法，以及與其相關的液態肥料製造設備。

請同時配合參照第二圖及第三圖所示，本發明之液態肥料製造方法，係將一循環冷卻水系統10當中之冷卻水塔11最終散熱用以讓水體可與大氣進行熱交換的開放式水路111與一電磁處理器連接20。

隨著該循環冷卻水系統10之運行，存在於該開放式水路111之循環水體當中之帶正電的鈣離子、鎂離子，與帶負電的碳酸根離子、硫酸根離子，透過該電磁處理器20之電磁場影響水體中的二氧化矽分子電雙層產生交互作用，使二氧化矽分子成為帶電粒的核心，使該開放式水路之循環水體當中之鈣離子、鎂離子、碳酸根離子、硫酸根離子與二氧化矽分子鍵結形成無附著力的懸浮物，使乘載其循環水體成為含有碳酸鈣與碳酸鎂、硫酸鈣與硫酸鎂等懸浮物的液態肥料。

亦即，本發明之液態肥料製造方法，可在循環冷卻水系統10之正常運行狀態下，將其開放式水路111之循環水體不斷產生的鈣離子、鎂離子、碳酸根離子、硫酸根離子等結垢物質，轉換成為植物生長所需的碳酸鈣與碳酸鎂、硫酸鈣與硫酸鎂等懸浮物，供植物綠化灌溉之用。

本發明之液態肥料製造方法，於實施時，係可採用並聯方式，將該電磁處理器20與該冷卻水塔11最終的開放式水路111連接，並且設有一供監測該冷卻水塔11之循環水體當中之氫離子與氫氧離子濃度的離子濃度監控器30，依據該離子濃度監控器30所測得之氫離子與氫氧離子濃度控制該電磁處理器20運作與否。

由於一般循環冷卻水系統，需要的是以純水蒸發方式進行散熱，其中污垢將嚴重影響熱交換性能，而另一方面，污垢的主要物質為鈣鎂離子的碳酸鹽與硫酸鹽結晶；本發明當中之電磁處理器20的電磁場，可影響水體中的二氧化矽分子電雙層產生交互作用，使二氧化矽分子成為帶電粒的核心，吸附鈣鎂離子後，形成無附著力的懸浮分子。

以及，該電磁產生器20的電磁場，亦可影響水體中 分子的解離，降低水分子間的締結機率，與上述無附著力之懸浮分子再鍵結成水合分子；甚至，可進一步利用離子濃度監控器30，監測該冷卻水塔11之循環水體當中之氫離子與氫氧離子濃度，依據該離子濃度監控器30所測得之氫離子與氫氧離子濃度控制該電磁處理器20運作與否。

在離子濃度監控器30與電磁處理器20之整合運作下，可有效調整氫離子、氫氧離子、鈣鎂離子濃度與二氧化矽分子數量，藉由匹配二氧化矽核心與鈣鎂離子數量，即可將過往電磁處理器僅能形成的低硬度霰石結晶，改變成無附著力的懸浮物；相較於黏性污垢，該些懸浮物相較於黏性汙垢，更容易受水體沖刷位移，以相對更為積極、可靠之手段，有效抑制循環冷卻水系統之污垢生成。

再者，本發明之液態肥料製造方法，於實施時，係可將該液態肥料經由該冷卻水塔11之排污口112(透過圖中所示排放水路14)排入至少一中繼水槽40儲存，可視實際使用需求，將中繼水槽40內之液態肥料排入預先連接的植物灌溉設施50。當然，本發明之液態肥料製造方法，亦可將該液態肥料經由該冷卻水塔之排污口直接排入預先連接的植物灌溉設施。

本發明進一步揭露一種與上揭液態肥料製造方法相關的液態肥料製造設備，該液態肥料製造設備係包括：一循環冷卻水系統10，由一冷卻水塔11、一循環水路12、一補充水路13及一排放水路14組成；其中，該冷卻水塔11最終散熱的迴路係為用以讓水體可與大氣進行熱交換的開放式水路111，且該排放水路14係與該冷卻水塔11之排污口112連接。

一電磁處理器20，係外接並聯於該冷卻水塔11之開放水路111處，用以產生影響該冷卻水塔11之循環水體中的二氧 化矽分子電雙層產生交互作用的電磁場。

於實施時，本發明之液態肥料製造設備，係可進一步包括有：一離子濃度監控器30，該離子濃度監控器30係與該冷卻水塔11及該電磁處理器20連接，供監測該冷卻水塔11之循環水體當中之氫離子與氫氧離子濃度，且依據其所測得之氫離子與氫氧離子濃度控制該電磁處理器20運作與否。

於實施時，本發明之液態肥料製造設備，係可進一步包括有：至少一中繼水槽40，各該中繼水槽40係與該冷卻水塔之排污口112(透過圖中所示排放水路14)連接。

當然，本發明之液態肥料製造設備，於實施時，係可如圖所示，進一步包括有：一離子濃度監控器30，以及至少一中繼水槽40；該離子濃度監控器30係與該冷卻水塔11及該電磁處理器20連接，供監測該冷卻水塔11之循環水體當中之氫離子與氫氧離子濃度，且依據其所測得之氫離子與氫氧離子濃度控制該電磁處理器20運作與否；各該中繼水槽40係與該冷卻水塔之排污口112(透過圖中所示排放水路14)連接。

與傳統習用技術相較，本發明用以製造液態肥料之水源與原料皆來自循環冷卻水系統存在於循環系統中水與大氣進行熱交換的開放水路的循環水體，其包含來自補充水路之水體、經蒸發作用後濃縮之水體、冷卻水塔之污廢水等循環水體，能夠使循環水體成為含有碳酸鈣與碳酸鎂、硫酸鈣與硫酸鎂等懸浮物的液態肥料；尤其，該些懸浮物相較於黏性汙垢，更容易受水體沖刷位移，以相對更為積極、可靠之手段，有效抑制循環冷卻水系統之污垢生成。

本發明之技術內容及技術特點巳揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之揭示而作各種不背離本案 發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

Claims (8)

1. 一種液態肥料製造方法，係將一循環冷卻水系統當中之冷卻水塔最終散熱用以讓水體可與大氣進行熱交換的開放式水路與一電磁處理器連接，隨著該循環冷卻水系統之運行，透過該電磁處理器之電磁場影響水體中的二氧化矽分子電雙層產生交互作用，使二氧化矽分子成為帶電粒的核心，使開放式水路之循環水體當中之鈣離子、鎂離子、碳酸根離子、硫酸根離子與二氧化矽分子鍵結形成無附著力的懸浮物，使循環水體成為含有碳酸鈣與碳酸鎂、硫酸鈣與硫酸鎂等懸浮物的液態肥料。
2. 如請求項1所述之液態肥料製造方法，其中，該液態肥料製造方法，係採用並聯方式，將該電磁處理器與該冷卻水塔最終的開放式水路連接，並且設有一供監測該冷卻水塔之循環水體當中之氫離子與氫氧離子濃度的離子濃度監控器。
3. 如請求項1所述之液態肥料製造方法，其中，該液態肥料製造方法，係將該液態肥料經由該冷卻水塔之排污口排入至少一中繼水槽儲存。
4. 如請求項1所述之液態肥料製造方法，其中，該液態肥料製造方法，係將該液態肥料經由該冷卻水塔之排污口直接排入預先連接的植物灌溉設施。
5. 一種液態肥料製造設備，係包括：一循環冷卻水系統，由一冷卻水塔、一循環水路、一補充水路及一排放水路組成，該冷卻水塔最終散熱的迴路係為用以讓水體可與大氣進行熱交換的開放式水路；一電磁處理器，係外接並聯於該冷卻水塔之開放水路處，用以產生影響該冷卻水塔之循環水體中的二氧化矽分子電雙層產生交互作用的電磁場。
6. 如請求項5所述之液態肥料製造設備，其中，該液態肥料製造設備，係進一步包括有：一離子濃度監控器，該離子濃度監控器係與該冷卻水塔及該電磁處理器連接，供監測該冷卻水塔之循環水體當中之氫離子與氫氧離子濃度。
7. 如請求項5所述之液態肥料製造設備，其中，該液態肥料製造設備，係進一步包括有：至少一中繼水槽，各該中繼水槽係與該冷卻水塔之排污口連接。
8. 如請求項5所述之液態肥料製造設備，其中，該液態肥料製造設備，係進一步包括有：一離子濃度監控器，以及至少一中繼水槽；該離子濃度監控器係與該冷卻水塔及該電磁處理器連接，供監測該冷卻水塔之循環水體當中之氫離子與氫氧離子濃度；各該中繼水槽係與該冷卻水塔之排污口連接。