專利名稱：“煙囪工業”的煙塵可出化工產品的制作方法
技術領域：
本發明新型技術涉及到“煙囪工業”燃燒與熔煉后，從煙囪排放出之煙塵回收與利用，現在各煙囪工業在除塵、除硫、以后仍然從煙囪排放出大量的CO2和有害酸性氣體及微塵，使大氣和環境污染在加重，“溫室氣體”使大氣溫度不斷升高，自然災害頻頻發生。
本發明新技術針對各“煙囪工業”的煙道(廢氣《煙塵》排出口)與煙囪的連接方法不同，以及排出的廢氣溫度不同，設計不同的全部回收方法，回收后能夠徹底消滅煙塵和有害氣體，以及大量余熱和“溫室氣體”。而且在回收過程中采用爐內壓力自動控制設備(內含儀表、自動控制閘、排煙機等)化學反應塔、余熱鍋爐、氣體分離器(塔)和液壓泵、排煙機、煤氣發生爐等各種化工生產的技術、媒介和設備。使廢氣(煙)和煙中塵生產出各種化工產品，改變了過去生產工藝，使“煙囪工業”向科技含量高，經濟效益好，資源消耗低，環境污染少，使人力與資源得到充分發揮的新型“煙囪工業”的循環綜合化工業。因此本技術與現有技術大不相同也是從來沒有的。
布杜阿爾等科學家研究還原時溫度在1300℃時只需要5～6秒鐘可達到100％，溫度低則少、溫度高則快.根據煤氣發生爐的爐內溫度和壓力以及化學反應介紹；當溫度在1200～1400℃時比要快的多，在700℃以下時占主導地位，低于660℃時反應將停止，當煤氣爐內溫度在1100～900℃時已可全部結束。
二氧化碳混合氣體煤氣發生爐，它涉及到現用不同型號煤氣發生爐和水煤氣爐(見
圖1)現各種煤氣爐煤炭從(8)進入發生爐內，O2從(11)H2(水蒸汽)從(10)進入(1)通風管后再進入爐內，通過風帽(爐柵)均勻分布流向灰渣層(3)灰渣進一步預熱蒸汽和空氣，同時蒸汽和空氣繼續向上運動進入(4)與燃燒煤接觸發生反應{}放出大量熱。二氧化碳帶著熱量繼續向上運動進入(5)還原層與碳接觸{}還原為一氧化碳。(煤氣已經生成)溫度有明顯下降。從上反應看二氧化碳是在800～1200度與碳接觸產出煤氣。
二氧化碳加空氣煤氣發生爐，當廢氣(煙塵)溫度在900度以下時廢氣由(10)送入(1)空氣由(11)送入(1)混合后再進入煤氣發生爐，在(4)燃燒層中二氧化碳與碳接觸即生成煤氣。反應速度比原來加快，煤耗比原節約(原來需要，，現在只要用一個，)。廢氣與空氣配比由廢氣溫度決定。廢氣溫度高空氣用量少、溫度低空氣用量要多。
廢氣溫度高過900度以上至1500度，O2從(11)廢氣從(10)通風管進入煤氣發生爐，此時混合煤氣爐風帽(爐柵)，和通風管要區別采用耐高溫，高強度合金材料或耐火材料，避免過早燒毀。廢氣溫度在1200度以上也可將空氣O2改為蒸汽產出水煤氣。連接水煤氣爐可連續產出水煤氣。
小型廢氣煤氣爐(見圖2)，過熱廢氣由管道(10)進入排煙機(12)再排入(1)管道，空氣由(11)鼓風機，排入管道(1)與CO2進入混合氣體煤氣發生爐底，進入爐柵(2)，再通過灰渣與碳接觸即氧化還原開始，爐渣由爐門(4)處清除。煤從(8)圓錐放下進入煤氣爐(3)，煤氣由出口(17)經過溫度表(15)流向調速液壓排煙機(18)，進入儲氣罐(7)儲氣罐配有壓力表(9)和安全閥(13)煤氣由(14)放出。閥門(16)放水。希望采用焦炭和無煙煤發生煤氣。(因焦炭含硫和煤焦油低，有利于環保)也可用煙煤，但是都要安裝各種儀表和進行技術培訓。
現介紹有代表性的三種回收方法第一種回收方法見(圖3)該技術為燃燒完后廢氣(煙塵)排出口在上部(5)等各種型號爐子而設計，圖中(1)鼓風機(2)固體(氣體、液體)燃燒室，有的叫熔(煉)爐蒸汽鍋爐等，(3)塵灰接收斗，燃燒完的廢氣(煙塵)由排出口(5)處通過爐壓自動控制系統一套后再進入(25)干濕度調節吸塵反應塔，該塔上口大、下口小，塔中上部有濕度調節水管(7)由上向下噴水或化工液體，水與煙塵又是同方向運動，迫使細小粉塵落入接收斗(3)中，當煙塵粘在(23)壁面上時遇水順塔壁流向接收斗(3)中，煙從水淋篩網(6)進入化學反應塔底，該塔共分數層，每層都放有化學反應的不同媒介(12)，現全部采用焦炭媒體，廢煙溫度在1200℃以上從(6)進入化學反應塔底，廢氣從下向上運動與媒介體焦炭接觸，促使(它的反應溫度為700℃以上，接觸機會越多越多)，產出煤氣由(8)排出，煤氣由排煙機(20)排入(19)儲氣塔儲存供化工生產用。當排出口在中部可采用以上方法。當排出口在下部時，可直接連接(6)進入化學反應塔底進行回收。
假若廢煙溫度低于900℃這時需要將該層水管(4)改為風管，氧氣由(4)噴入塔內燃燒提高溫度，也可從燃燒爐中提高爐內溫度，有利于，產出煤氣。
當我們需要大量CO2時，煙塵排入(25)后，用濕度調節水管‘7’由上向下加大噴水或液體，并在化學反應塔中，用每層的噴液頭(4)和促使煙與液體接觸的各種幾何形狀孔的媒介材料(12)使少量CO、CO2和SO2、HF等氣體溶于水溶液中，降入(13)混合水池中，再經過(15)排放管流入封閉式蓄水池(17)中。不能與水溶液和媒介材料起變化的N2和大量的CO2流向(10)制氨廠和(11)各化工廠。采用高(低)壓縮分離或化學媒介脫炭塔以及“PMS”“PSA”等技術來進行分離使CO2、N2儲存于(19)和(29)中，在制氨廠中，將CO2再投入煤氣爐中產出煤氣，將N2氣與H2氣通過媒介等進一步精煉，最后在中壓或高(低)壓氨洗后，達到凈化要求再投入制氨塔，在一定的溫度和壓力以及催化劑作用下產出氨。生產每噸氨可產出蒸汽2600Kg左右自耗蒸汽800Kg，余1800Kg蒸汽，輸出投入(14)發電，發電后尾氣可供生活用。
將CO2投入(21)純堿廠生產使用。氣態氨進入(21)制堿廠中的吸氨塔與食鹽溶液化合產出氨化鹽水，并使溫度降到30～35℃再進入碳酸塔與CO2化合產出晶體母液流入過濾機進入轉爐加熱煅燒產出純堿和氯化銨。分解出CO2加壓再回到碳酸塔循環使用。
化工車間將CO2N2進一步加工產出市場所需要的化工產品。如啤酒業需要的干冰每噸價為1300元，有的地區聽說氨很多就是少CO2無法全部生產尿素，此時將CO2加壓與來自冷凍工段的液氨。這二者與循環回收工序來的銨液同時送入尿素合成塔底部，其組成NH3/CO2～4，H2O/CO2～0.7在19.71Mpa(表)188℃的條件下，經足夠的化合時間后約63％的CO2轉化為尿素。反應過程中生成的熔融物滅壓后，經一段分解[1.76Mpa(絕)]和二段分解
再經閃蒸槽
及一般蒸發加熱
二段蒸發加熱
后生成尿液，經熔融泵送到造粒塔，造粒得成品尿素，而未轉化的氣，液態物經一段循環，二段循環，重復回收利用。以上數據是某廠取得的只供參考。
農產品可用CO2進行保鮮防腐，日本在塑料中采用CO2改變它的性能，使塑料變成無毒產品，有的冷凍用液態CO2和液態N2代替氟利昂制冷，醫藥界、食品行業、消防用品等都要用CO2和N2氣。
氣體中的水由(9)排入循環池(18)中，在密封蓄水池(17)中的H2CO3、HF是極活潑的分子，條件少有變化它們即由水中分解出來，我們可回收生產其它產品。HSO3或HSO4、H2CO3、HF的水溶液經過CaCO3MgCO3粉或堿性材料進行中和后流入循環池(18)中，形成CaF2、CaSO3、MgSO4和Ca(HCO3)2等，該產品可用于造紙和“玻陶”工業上，也可用來燒水泥及化肥等用途。
燃燒鍋爐的爐型很多，煙塵排出口基本情況相似，有的排出口在(5)處，有的排出口在(6)處，都可聯結混合氣體煤氣發生爐、水煤氣爐、產出煤氣或水煤氣供應生產和生活以及化工生產用。以上希望采用焦炭進行化學反應產出煤氣，因焦炭含硫和煤焦油低有利于環保，其它固體燃料也可用。拆除煙囪第二種回收方法請見圖4廢氣由車間煙道排出，在大煙道與煙囪中間連接二根煙道(廢氣量大化工設備滿足不了生產需要，可連接多條煙道產出不同產品)，拆除煙囪。
現介紹二根煙道為例每邊都要安裝窯壓自動控制(閘)閥，一邊閘門打開為‘A’另一邊關閉為‘B’，‘A’‘B’各處設備相同，只是當‘A’發生障礙時，即開通‘B’來保持現生產的穩定。當煙塵由‘A’先進入‘1’余熱鍋爐，(余熱鍋爐形式很多主要基本原理相同不一一說明，)余熱鍋爐產出蒸汽量大，可配(9)汽輪發電機組進行發電，可供生產、生活用電，也可供生產電解H2、O2。廢氣和煙中塵進入除塵室‘2’除塵后進入‘3’水冷式排煙機排入(4)儲氣罐，(水冷式排煙機也可放在余熱鍋爐前)廢氣經加壓泵(排煙機)排入化學反應塔(7)或直接排入化工生產線(8)產出化工產品廢氣也可直接經(6)排煙機排入煤氣發生爐(10)產出煤氣，供生產用，多余煤氣送入(4)儲氣罐供化工生產用。若煤氣中含塵、含硫高可先排入(2)除塵后再排入(7)化學反應塔除去硫后再排入(4)儲氣罐(塔)儲存供化工生產用或民用。
第三種回收方法是帶有蓄熱室的窯爐群體該類爐型種類也多(請見圖5)，煙道可從蓄熱室上部(1)(5)開始該區廢氣溫度都在1000℃以上，有的爐廢氣溫度高達1500℃左右，爐型復雜，煙道又長各處都有一個名稱，我在此不再一一說明；但是這類爐型我們利用煙道高溫區長等優點，可在不同部位投入各種媒介及化工原料進行化學反應。
設計一玻璃熔爐，先輩工程師為了提高熔化與澄清；提高熱效率并保護好小爐噴火口(1)和(5)，蓄熱室(3、4、8、7)格子磚等；故設計了對稱小爐、蓄熱室、煙道等。請見(圖5)該種爐內溫度最高點在1500度以上，為了避免爐體燒壞又提高熱效率，因此每隔X分鐘后，它們之間功能進行互相交換，來發揮吸熱和傳導熱的作用。現假設空氣和煤氣經(3)和(4)蓄熱室格子磚向上運動，從上升中吸取磚體熱能，空、煤氣在小爐口(1)相交混合噴入熔爐燃燒，在燃燒中即向對面小爐口(5)鉆入，分別流向空(7)煤(8)蓄熱室中將高溫余熱傳導給二個蓄熱室中的格子砧，隨后進入灰坑(12)和(13)再經七轉八彎的煙道最后共同進入大煙道混合流向煙囪。這樣相互交換、吸收與放出熱量，蓄熱室上部格子磚還是經常被燒壞，主要因為廢氣進入蓄熱室內溫度還在1500度左右，故上部格子磚經常被燒壞。根據此原理在蓄熱室上部適當改進加入蒸汽管，按照進廢氣的時間噴入適量的蒸汽，使空氣蓄熱室上部格子磚降溫其余部分溫度不變，進行化合反應，使大量的N2CO2轉變為NO、CO、H2等。
煤氣蓄熱室每次換火都有大量未燃燒煤氣從煙囪排出，生產中一切正常，因此將現在的格子磚換為各種幾何形狀的含炭量為80％左右的炭磚，或改為分層推放焦炭塊，使它們在廢氣流入中吸熱、分解、化合產出煤氣。換火后煤氣蓄熱室由原來進廢氣轉換為進煤氣時，煤氣中大量的CO+C不起作用，只有煤氣中H、O+C才起化學變化生成CO、或HC化合物，對生產有益而無害。
空煤氣蓄熱室產出的氣體分開或混合進入儲存設備，由各化工車間根據生產需要決定，設計二保持原有空煤氣蓄熱室工藝狀況，(也適應其它“煙囪工業”)在大煙道與煙囪中間連接人字型煙道，拆除煙囪。見(圖4)人字煙道每邊都安裝自動控制閘(閥)，一邊閘門打開為“A”，另一邊關閉為“B”，“A”“B”各處設備相同，只是交叉使用，當煙塵由“A”進入廢熱鍋爐“1”再進入除塵器“2”后，由排煙機“3”送入保溫蓄氣罐“4”(塔)中，再由加壓機“6”將廢氣送往(10)混合氣體煤氣發生爐內，進行化學反應產出各種所需煤氣，再送往“8”化工生產線，此方法熱效率沒有前面設計的高。
設計三
煤氣蓄熱室格子磚采用設計一中的炭磚(焦炭塊)，空氣蓄熱室采用設計二的方法，使廢氣在通過空煤氣蓄熱室后，各自奔向一方，從空氣蓄熱室出來的廢氣直接進入CO2煤氣發生爐產出煤氣后，進入煤氣塔與煤氣蓄熱室產出的煤氣混合，除自用外多余煤氣投入化工生產線。
設計四有的爐體太小，當煤氣蓄熱室二側無法安裝化學反應塔的情況下，可以將空煤氣蓄熱室排放的廢氣，各自由煙道直接送入CO2混合煤氣爐產出煤氣或水煤氣有了水煤氣即可生成H2氣。將制氨中從脫炭塔分離出的純凈CO+H2在高溫高壓合成塔中，在催化劑銅熱點溫度為200～310℃，電加熱器絕緣電阻阻值＞0.2mΩ，粗醇槽壓力≤0.6Mpa，幫助下生成粗甲醇，粗甲醇經過冷凝(水冷器出口溫度≤40℃)分離、精餾，即產出精甲醇。
精甲醇精餾過程中各主要壓力與溫度如下蒸汽壓力≥0.3Mpa(主塔底壓力≤0.05Mpa，主塔底溫度≤108℃)主塔頂溫度≤64～67℃精醇槽壓力≤0.1Mpa，預塔入料壓力≤0.2Mpa，預塔頂溫度≤62℃(預塔底壓力≤0.05Mpa，溫度≤80℃)泵出口壓力≤0.3Mpa.注意甲醇爆炸危險性高于氨，生產甲醇一定要按當地設備工藝要求操作。
電爐冶煉中的電爐，他雖然不用燃料，但他熔煉中排出大量的塵和帶著高溫的CO2氣體，排入大氣層中，其中塵經測試屬于貴重金屬，因此必須先回收，隨后根據當地所需進行分類提純，或進入CO2煤氣發生爐產出煤氣。如果煙中塵屬于硅酸鹽類，可直接進入CO2煤氣發生爐產出煤氣，再進入化工生產線。
有了煤氣或水煤氣我們可以燒，也可以根據當地需要與先進技術配套，產出化工產品；如用CO單程轉化成甲醇和二甲醚，它的轉化率可達90％，有了水煤氣即可生成合成氣，有了合成氣可生產合成氨、硝酸、尿素、甲醇工業、一直到精細化工，使他們的原料成本與現在用其他方法提取的氣體成本對比，有的可減少一半左右。
“煙囪工業”可以根據當地情況，靈活運用以上各種回收方法進行全部回收，他會給企業帶來可喜的收入。
現舉例說明如下如平板玻璃廠現都采用浮法生產線，廢煙塵依靠煙囪抽力排煙，煙囪根廢氣溫度都在400度左右，有廢熱鍋爐的外加排煙機排出廢氣溫度在200度左右，若我們將煙塵回收，排出的200度余熱即可充分利用產出蒸汽，蒸汽多了可發電、發電后的余熱蒸汽還可供生產或生活用氣。
平板玻璃生產離不開助熔劑純堿，它的消耗量占原料的12～20％，生產純堿的主要原料是氨、食鹽和二氧化碳，在產鹽區附近又有氨肥廠，玻璃工業就可以生產純堿，我們就減少運輸費和二氧化碳的費用，為國家節約了能源和礦藏，它的副產品NH4CI化肥可賣給農業，它的雜質可當原料投入窯中，不再使廢渣污染環境現假設大同塊煤含碳量為72％；每日燒原煤100噸計算
以上計算不包含原料分解出的氣體.同時計算中有誤差只供參考回收的氮氣可供給浮法玻璃廠錫槽工段使用，氮氣不必再買，氮氣也可以生產液氮供給冷凍庫制冷用。，在回收煙塵中還回收了超過自用量的水，(主因原煤或重油、天然燃氣和冶煉中的原料分子以及空氣中都含有水分子，在高溫燃燒分解后和加進去的水都變成氫氧分于被分解出來，冷卻后即成水，該水不必處理可直接供生產配料使用，水中雜質主要來原于玻璃原料中故不必處理)其它微量氣體根據具體成分，采用不同方法再進行回收利用。
水泥廠、啤酒廠、火力發電廠等“煙囪工業”也可采用上面技術進行回收生產純堿或生產尿素，生產合成氨、硝酸、甲醇工業、干冰以及有無機化工產品，廢渣也可回爐生產成水泥等其它化工產品。
啤酒業需要的干冰每噸價為1300元，從上結論“煙囪工業”靈活運用以上新方法進行全部回收煙塵后，給企業帶來了可喜的收入，又給企業帶來新的化工生產線，也給城鄉人民帶來了新的就業機會，給自己城市帶來了藍天，使周邊地區氣溫下降，空氣中可吸入顆粒物大量減少使呼吸道和心血管疾病也相對減少，使大家身體健康，使“煙囪工業”向科技含量高，經濟效益好，資源消耗低，環境污染少，人力資源得到充分發揮的新型循環的“無煙囪新型綜合化工業”。
全國若每年回收三億噸CO2進行利用，即回收了炭和氧，無形中節約原煤近億噸，節約氧氣2.1億噸，相對講我國又多種植樹林數億畝，并且使大氣層中每天減少溫室氣體數億立方，氣溫下降、風調雨順、國泰民安。給農作物帶來良好的生長環境，使農作物減少污染，又減少病蟲害，“煙囪工業”生產不再向江河湖中取水，還要向江河湖中排放水，(因回收的水超過生產中自用量的水，主要原煤或重油、天然燃氣和冶煉中的原料分子以及空氣中都含有水分子，在高溫燃燒分解后和加進去的水都變成氫氧分子被分解出來，冷卻后即成水，所以多余水要排放掉)上游江河水多了，下游就不會斷水，下游農業用水更方便了，農作物有了水又有各種化肥大量供應，農作物生長得更好更快，農業豐收了農民就增加了收入。工業治污也增加了收入，全國都富了！錢多了、水多了、糧棉也多了，其它工業品也多了，空氣中污染少了，氣候正常了，疾病漸少了，因此她給我們帶來的是歡樂.
“煙囪工業”爐型種類特多，為了說明問題，又縮短文稿故采用類似或相似手法來作圖表達，但在說明書中只用圖1或圖2等，因此在此補充說明如下圖1為煤氣爐類似剖面似意圖形式；圖2為小型煤氣爐類似剖面似意工藝圖形式；圖3為燃燒、熔、煉爐、蒸汽鍋爐剖面類似圖形式；圖4為生產平面類似示意圖的形式；圖5為帶有蓄熱室的窯爐群體剖面類似、似意圖形式；
權利要求
1“煙囪工業”的煙塵可出化工產品，它的方法是從爐體廢氣(煙塵)排出口開始一直到煙囪根之間進行回收，由于爐型復雜種類繁多，排出的煙塵溫度高低相差1300℃左右，煙塵的性能差別也很大，根據不同“煙囪工業”產出化工產品不同，因此使用的方法也不同，累計使用以下方法窯(爐)壓力自動控制器一套(內含儀表、排煙機、控制閘閥)，廢熱鍋爐、加壓機、發電廠，干濕度調節吸塵反應塔、爐灰接收斗、廢水處理池、媒介化學反應塔(包括化合與分解)、氣體儲存塔(罐)、各種氣體分離提純機(塔)、煤氣發生爐(含水煤氣爐)和使用制氨廠、化工廠等設備產出產品。有的產品只要取以上幾種方法即可產出產品。使“煙囪工業”成為無煙囪的綜合化工業，煙囪可拆除。
2可以采用廢氣排出口(煙道)直接聯接混合氣體煤氣爐、水煤氣爐使進入發生爐的空氣管或蒸汽管的其中一個改為廢氣排入管，即可與焦炭或煤發生反應，也可用媒介炭在化學反應堆(塔)產出CO、或在蓄熱室加炭磚(焦炭)生成煤氣，也可直接聯接小煤氣爐產出煤氣。
3當廢氣溫度高于900℃以上，風帽(爐柵)通風管換為耐高溫高強度之材料，以免過早燒壞風帽。爐柵、通風管也可用耐火材料，CO2溫度低送風量要多，CO2的溫度超過1200℃應停止送風，適當增加蒸汽以利連續生產水煤氣。
4廢氣可以通過雙相煙道(多條煙道)同類設備的方法進行回收當“A”發生障礙時，即開通備用“B”來保持現生產的穩定。
5電爐雖然他不用燃料，但他熔煉后排放的氣體有CO2等也可回收產出化工產品。
6廢氣多可采用多條煙道，用不同方法進行回收，產出不同產品。
全文摘要
“煙囪工業”的煙塵已經嚴重污染大氣層，造成各種自然災害，因此本發明新技術針對各煙囪工業排出的廢氣溫度差約1300℃左右，故在排出口與煙囪之間，設計了不同的全部回收方法，回收后使大量余熱產出蒸汽投入發電。煙與塵經過各種化工生產的媒介和方法產出煤氣，化肥，純堿，甲醇等化工產品。使21世紀的“煙囪工業”成為科技含量高，經濟效益好，資源消耗低，煙塵不再污染環境，人力資源得到充分發揮的“無煙囪的新型循環綜合化工業”。
文檔編號F23J15/00GK1804526SQ20041000718
公開日2006年7月19日 申請日期2004年3月2日 優先權日2004年3月2日
發明者陳士良 申請人:陳士良