一种炉内CO2能源化利用的Mg催化水基助燃及机理技术，尤其是通过Mg催化碳氢重组的CO2能源化核心方程组、碳氢重组的无空气性水基助燃燃烧学固碳固硫固硝成渣的六组支撑性反应方程、碳氢重组的固碳固硫固硝的中间机制、碳氢重组的无空气性水基助燃燃烧学富氧机制及201210566497.4的辅助性配套方案的炉内CO2能源化利用的无空气性水基助燃燃烧学机理和节能环保新机制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种炉内C02能源化利用的Mg催化水基助燃及机理，尤其是采用不 需要鼓入空气而完全以水蒸汽完全取代其助燃燃煤、油、气，是采用氧化镁矿石粉等烧解产 出镁蒸汽在涡流真空炉膛内顶部的涡流腔内涡滞Mg、MgO、H、C、0等蒸汽混合流充分催化 反应，炉内封闭性间歇或连续性推煤或喷气喷油并配比供入白云石粉等含镁原料、液配比 混合气化燃烧的镁族蒸汽催化在真空热碳超高温的干热炉环境中，产热由干热炉外的"锅 筒一一集箱一一管束"承压总成换热出力的水基助燃煤气油锅窑炉及Mg催化低C02R02排 放技术。
技术介绍
目前，公知的煤、油、气燃烧技术除少量冶金炉等吹氧或纯氧助燃外，一律采用传 统的空气助燃的热力设备技术，由于空气78. 9%的惰性气体中绝大多数是氮气，非但无助 于燃烧，反而还要在炉膛中"夺"取大量氧气（燃烧产物中每反应1吨当量的N去生成N0 2， 就需要耗用2. 29吨以上的氧气，致使锅窑炉的过量给风量增加1. 1万m3,按15°C环境下的 200°C排烟温度计算，额外增量热态排烟1. 85万nm3,显热损失高达256. 32kJ/m3合计为113 万大卡）并生成对人类健康极其有害的氮氧化物（据西欧一家权威机构早在上世纪九十年 代的研究报告向全人类敲响警钟说，如果按照20世界末的西欧地区氮氧化物污染状况放 任下去而不加治理的话，那么，处在这种环境中的男性会逐渐丧失生殖能力），同时还要大 量增加烟气排放的显热损失。据中科院过程工程研完所谢裕生翻译策划的《燃烧生成物的 发生与抑制技术》(33、43页）一书介绍说："环境中的N0 2浓度即使很低（10~lOOppb)，也 会危害人体健康""二氧化碳、甲烷、一氧化二氮的相对温室系数分别是1、62、290"。……由 于全社会的各种燃烧设备大量耗用空气中的氧气同时排出二氧化碳和氮氧化物，使空气质 量严重下降和恶化温室效应是一个全球人都十分揪心的事情。因而，本专利技术对现今空气助 燃类型"氧化"燃烧的燃烧学隐忧如下： (1)、空气助燃的优点是：用于助燃的空气方便、无成本、无处不在。可是由于历史 和习惯上的原因，加之对于助燃所用的空气来讲，任何有正常思维的人都无法回避，这使得 全人类都不会去思考淘汰空气助燃的问题。倒是在一些工程应用中有纯氧助燃，那都是由 于特殊目的或工艺需要（比如生产海绵铁等），但也还是就近从空气中制取的氧……因此， 大气中的氧已经被人类贪婪地掠夺成灾。 (2)空气助燃的遗患体现在烟气显热损失大、NOx污染负荷高、造成大气氧浓度降 低三个方面 A)烟气显热损失大。须结合工程实际加以说明；由于空气中78.9%的是氮（惰） 气，如果常规锅炉每燃用lkg标准煤的耗空气10m 3的话，其由风机冷态鼓入的氮气就占有 了 7. 89m3,而被热态排烟出炉无功烟气量的就是14m3左右，既会大量带走热量（按排烟 220°C和常温20°C排烟计算，带走热总量为967. 5kcal，使系统热效降低13. 8% )，又受热生 成了 N02 (在没有脱硝设施和流化床技术之下的繼2生成量约16g左右）。 B)N0x污染负荷高。关于氮氧化物，它光化学等污染的罪魁。西欧一家研究机构 早在2000年就公开报道说：如果照目前（2000年）氮氧化物污染现状不加治理的话，再过 八十年西欧的男性将有80%丧失生殖能力。可见氮氧化物对人类健康的危害是严重的一一 都是空气助燃的结果（本成果只是不用空气，仅此而已，就在没有任何脱硝工艺之下，获得 了氮氧化物实测浓度平均小于20mg/nm 3的成效。 C)造成大气氧浓度降低（全球热机总耗氧为320亿吨/年，相当于耗掉1. 17亿公 顷的森林年产氧量）。据俄罗斯生物学家估计，若按目前每年增加5%的矿物燃料计算，今后的160年后 的大气氧气含量还要减少25~30% ;另一方面，据专家测算，一公顷常绿森林每年大约生 成氧气273. 75吨（照此推算，全球每年热机耗氧相当于"砍伐"森林1. 17亿公顷，占到2000 年统计的全球森林覆盖面积38.亿公顷的3,1%，但却是每年人类砍伐森面积1500万公顷 的8倍左右），全球每年减少森林面积在1500~2000万公顷，这就意味着森林的造氧能力 也在削弱；海洋污染一方面增加了氧气的消耗量，如海洋自净一公升油污，耗用40万升溶 解氧，另一方面又使海洋细胞植物和海澡释放氧气的能力受到削弱和破坏；还有臭氧层遭 破坏形成的巨大臭氧空洞，使大气中的氧气量向外层空间泄漏......当然，笔者对大气氧含 量之说，并非越高越好（我敢说即使全球没有了任何热机耗用空气之下，地球大气中的氧 气含量也不会接近史前全球森林面积相比现今扩大两倍时的35% )，但有一点可以肯定， 如果大气含氧量降15 %左右那一定是灾难性的。
技术实现思路
本专利技术的目的是：在201210566497. 4号专利申请案的基础上，进一步阐明其无空 气性水基助燃燃烧学特性：1、不耗空气（氧）性镁催化水基燃煤，实现根除性脱硝、根除 PM2. 5、脱硫达标、CCV咸排50%左右并统统"无偿化"；2、将白云石、镁棱石等作为现行常规 能源的伴生新能源开发利用；3、真正创立地球温室效应缺陷修复机制；4、以固碳成渣机制 启动了地球"冰融?冰结"的动平衡工程；5、地球大气氧吧大修复；6、工业废水洁净焚烧及 废固全回收、城乡生活垃圾洁净焚烧统一全面无偿化；7、各能源燃焚特色综合一体洁净化 造型；8、等比现能源设备同类节能50~70% ;进一步对燃烧学物理化学过程加以说明和 明确几个重点化学反应方程化工热力学摩尔焓产热计算、固碳固琉固硝的机制形成等炉内 C0 2能源化利用的Mg催化水基助燃及机理。 本专利技术的Mg催化水基助燃是这样实现的：把自来水水流不断注入高温燃煤（或 油、气等凡有碇足迹的燃料）的炉膛，使其在高温环境条件下，续加燃料中掺入或另道并入 适量白云石，石受烧结释放出的氧化镁分解Mg蒸汽，汽催化伴随其水蒸汽持续不断地多项 热分解产出H 2、Mg、02混合气体，气体与燃煤产生的C0 2热碳进行碳氢重组（启炉正常后的 燃煤全过程不鼓风、不透风、不漏风、不变相给氧或变相透漏风并且确保充分燃烧），在能 量、质量、元素三个守恒定律不变的前提之下，燃烧使炉膛内产生超出常规标准煤热值分析 2~3倍的热出力，并且保持稳定而且大小功率可控的热力运行（唯由引风机将燃烧废气排 向大气环境）。 正如上201210566497. 4号专利申请方案所施，炉内C02能源化利用的Mg催化水基 助燃机理是：1〇〇〇~2300°C的高温水助燃的炉膛之中，持续不断地多项热分解产出H 2、Mg、 (V混合气体，气体与燃煤CO 2热碳进行活性优先的碳氢重组。 -、碳氢重组的非氧化性的化学反应大约可以分为如下若干过程： 1、碳与水蒸汽反应（C+H20 = C0+H2)生成一氧化碳和氢气； 2、氧化镁经热碳还原反应（MgO+C = Mg+C0)生成镁蒸汽和一氧化碳（有实验认 为：当！'> 1000°(：的时候，反应气氛是100%的0)); 3、镁蒸汽与一氧化碳氧化反应（Mg+C0 = MgO+C)，我们通过使用大量水的热分解H 2存在于Mg蒸气和C0的混合气体中，可以抑制C0氧化Mg蒸气的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种炉内CO2能源化利用的Mg催化水基助燃及机理，201210566497.4号专利申请案的结构基础上，作出了进一步权利要求，其特征是：通过Mg催化碳氢重组的CO2能源化核心方程组、碳氢重组的无空气性水基助燃燃烧学固碳固硫固硝成渣的六组支撑性反应方程、碳氢重组的固碳固硫固硝的中间机制、碳氢重组的无空气性水基助燃燃烧学富氧机制及201210566497.4辅助性配套方案的炉内CO2能源化利用的无空气性水基助燃燃烧学机理和节能环保新机制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：管理，
申请(专利权)人：管理，
类型：发明
国别省市：河南;41
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