一种源头控风发电治沙减霾系统的制作方法
【专利摘要】一种从源头治理风沙的八字法新工艺系统，即“控风、发电、治沙、减霾”新工艺，其依据常年卫星影像图统计选择判定适宜风流集中地段，简称风口，采用导风墙风口风力发电技术、挡风墙工程治沙技术、石膏固沙治沙（沙漠格垄车）、引水蓄水等技术从根本上控制局部风量，利用能量转换发电,治理风沙,改善生态,减少雾霾，最终促进沙尘源区的生态恢复，建立局部大区域大范围生态恢复体系以及生物循环产业链，此系统可实现从“两害（风害、沙害）”到“两利（风能变电能、沙漠变绿州）”的科学转化，认清自然，改造自然，变害为利,最终达到净风、用风、固沙、增水、压尘、绿化沙漠、减轻雾霾、恢复生态、标本兼治的目的。
【专利说明】一种源头控风发电治沙减霾系统
【技术领域】
[0001]资源及生态环境恢复领域。
【背景技术】
[0002]长期以来，荒漠、沙漠化是全球性的重大环境问题，与雾霾沙尘天气的频发有千丝万缕的联系。我国目前的治沙存在三个难题，一是大风，二是高蒸发量，三是植树种草后的看守维护难以产业化。大风(高速气流)是沙漠化的第一个直接原因。由于大风形成风蚀，即大风吹扬土壤颗粒和有机质，造成地表粗化，尽而形成流沙和沙丘。同时大风加速土壤表层水分向空气中流失，导致干旱速度加快；沙漠地表的不稳定，使植物不易生长。高蒸发量是沙漠化的另一个主要原因。投入大、产出低也使得沙漠化难治。按传统方法，在沙漠中栽树种草后，必须有专人进行看护，才能保护新种树和草不被风吹露根和不被沙流掩埋，也要保护新种树草不因干旱致死，难以实现沙漠侵蚀与沙漠的治理平衡。目前各国家各种防沙治沙技术都是以防为主、以治为辅的传统观念，都属于被动治理，不仅没有对风能形成有效利用，也没有从根源上抑制沙尘天气的形成和减少雾霾天气的发生，并且各种方法的治理难度、成本和效果之间的相互制约导致实用性也较差。沙漠及荒漠接壤地带，干燥、风大、流沙、无水、土质碱性化都无法使植物存活。人们大量种植植物，短时间靠人工或偶尔大自然提供的一点水分，只能是杯水车薪。当年绿，二年黄，三年全死光。因此，如何解决无水治沙的问题，如何从根源上解决沙漠治理、减少雾霾的问题显得尤为重要。
【发明内容】
[0003]目的:本发明的目的是在于克服上述现有技术的缺陷，打破目前其他国家各种防沙治沙技术的传统观念，提供一种 “先固后治，固治结合，一次性治理，永久受益”的新型治沙思路，其不仅将风力发电与沙漠治理、减少天气危害统一进行，同时可以填补国内高密度风力场强风力下发电的空白，是实现大区域大生态体系的有效方法。
[0004]内容:本发明所提出的新工艺系统首先是据卫星影像图资料，选择适宜的风流集中地段，简称风口，采用导风墙风口风力发电技术设置导风墙风洞，导风墙风洞末端安装旋风子涡轮磁力发电机组。之后选用沙袋挡风墙工程治沙、石膏固沙法(沙漠格垄车)等方法进行固沙治沙，同时结合风力发电机组产生的电能进行引水、蓄水灌溉，增加地表水资源，同时种植各种草本、灌木、乔木等植物绿化沙漠，最终使得植被及生物种群恢复，形成较好的地域性生态环境，形成良好的生物循环产业链并获得经济收益。以下按照不同技术的方法分别说明:
(I)控风发电技术一导风墙风口风力发电技术
本发明中所采用的导风墙风洞风口风力发电技术，是依据常年卫星影像图统计选择判定适宜风流集中地段，简称风口，借助前人(如都江堰工程江水疏导引水浇灌变害为利)的作法，在风口砌筑若干组导风墙。导风墙由喇叭口、滤砂网、维修风门、液压控制闸阀、一级风洞，一级旋风子螺旋线气固分离器、二级风洞、二级旋风子螺旋线气固分离器、加速风洞、旋风子涡轮磁力发电机、砂石收集输送装置、砂砾杂质引出管、太阳能电热板、多级小型风机、基座、钢筋混凝土框架等部件组成；自然风经喇叭口开口聚集到缩口进入风洞，缩口处一侧设置滤砂网，喇叭口开口锥面下端设置砂石收集输送装置，滤砂网后端设有液压控制闸阀(风门)；闸阀后端设有一级风洞，一级风洞后端是一级旋风子螺旋线气固分离器，其中沙粒经螺旋线一侧的砂石挡板阻隔后经多个砂孔自由落入下方与分离器密闭连接的一级漏斗收尘室内；一级旋风子螺旋线气固分离器后端是二级风洞，二级风洞后端设有二级旋风子螺旋线气固分离器，下方结构同一级收尘室；一、二级收尘室安装有上下两极阀，底部均设有砂石收集输送装置，将砂石、杂质输送至外部；最后进入加速段，经风洞口三级旋风子后带动风洞末端设置的旋风子涡轮发电机组发电，形成蜂窝体发电机群。导风墙的上端每隔一定距离设有一块太阳能电板，组成太阳能发电机组(内设蓄电池储存电能)，当无风或弱风时，为多级小型风机供电，补充风能带动风电机组发电。 [0005]( 2 )挡风墙工程治沙技术
此技术是利用机械或人工在沙漠选定地段就地取材，将沙粒(干湿皆可)，装入PP沙袋，自动封口后用沙袋砌筑机或人工顺序码垛式砌筑成一定宽度(一般为5-10米)，高度依据沙漠测量标高数米至数十米不等，长度不限的沙袋墙体或称沙袋堤坝，为了使墙体外层沙袋长久保存，除选用不降解耐候性PP塑编袋外，亦可采用防水粘结剂注入外层和次外层沙袋内进行沙粒固化，该沙袋墙中间留有一定宽度后对称分布，袋与袋之间涂敷粘结剂固定，使其不会垮塌，两沙袋墙中间用散沙填平夯实，形成数十米至100米左右宽(长度不限)的复合沙袋墙体或称沙袋堤坝，顶部采用预制混凝土修筑水渠，其靠近水源处的一端采用钢筋混合结构砌筑成引水堤坝，在挡风墙上根据需要设置一定数量的水管并对应其设有一定数量的阀门，供滴、喷灌使用，如遇铁路公路等设施亦采用钢筋混凝土修筑，导风墙顶部其余地方采用石膏沙混合机械或人工形成石膏格垄，垄内种植各种植被，根据需要还设计有门洞、涵洞、爬梯等设施组成沙袋混合型工程堤坝。
[0006](3)石膏治沙固沙技术
石膏固沙是将80-120目半水石膏，利用遇水快速凝固的性质，人工或机械(石膏格垄成型车)将石膏粉先按一定比例搅拌成浆体，喷洒在沙丘表面或将石膏粉和水同时喷洒在沙丘表面，经过机械掺混拌合形成格垄，实施中还在石膏粉中掺入适量的TYS非金属矿肥料，格垄间表层再喷涂一层厚约IOmm的石膏浆体形成壳层结构。利用石膏特有的呼吸功能和TYS特有的吸附空气中湿气的功能，二者结合可起到隔热、反光、吸湿、保墒、吸湿的作用，有效提高了植物存活率和绿化效率。
[0007](4)引水、蓄水技术
利用挡风墙工程，在靠近水源端设置抽水系统，引水于沙漠之中，植物生长期用于浇、滴、灌溉，非生长期直接将水抽至沙漠深处或沙漠低洼地带，形成沙漠人工湖或建立水库，恢复生态湿地，如秋冬季黄河水拦截抽水于沙漠之上，营造人工湖于沙漠之中，改变以往黄河水直排入海浪费水源的做法。
[0008](5)生态恢复技术
采用挡风墙工程治沙、石膏固沙等创新技术，可起到固沙治沙的作用，通过风口风力发电可为地下水深水井泵站或地表水多级泵站提供动力，为风口地区植被恢复和耐旱植物种植以及后期果林、养殖业及设施农业提供水源电源，实施产电节水灌溉工程，改善区域地理空间生态结构，扩大地表水资源，压沙降尘绿化沙漠。
[0009]发明效果
本发明所产生的主要效果有:
(1)该发明从根本上治理风沙，减少雾霾，实现从“两害(风害、沙害)”到“两利(风能变电能、沙漠变绿州)”的科学转化，最终达到净风、用风、固沙、增水、压尘、绿化沙漠、减轻雾霾、恢复生态，标本兼治的效果。
[0010](2)该发明实施以后，按每年十公里总装机容量2000台、单机(组)装机容量为4000KW计算，年发电量约403.2亿度亿度(相当于三峡发电量1/2)，年创收161.28亿元，约6年可收回全部投资。如种经济作物，在10平方公里范围内，每年可创收3000万元，如果整个沙漠进行治理，综合经济效益、社会效益、环保效益更为可观。
[0011](3)对充分、有效、合理利用自然资源，改变大气环境、生态环境、人类生存和居住环境都起到极其重要的作用。
[0012](4)可带动相关产业的发展，如冶金、发电机制造、电力电网、电器控制、微机自控、远程控制、高容量蓄电池、增强塑料、复合材料、液压、机械制造、交通运输、土建工程、农、林、牧、旅游等行业的大发展，并形成庞大的产业链。
[0013](5)为西部大开发提供行之有效的技术支撑。
[0014](6)为未来人口西移创造生存环境和就业机会，以此拉动西部经济发展创造有利条件。
下面结合【专利附图】
【附图说明】:
图1是导风墙风口风力发电系统结构示意图 图2是挡风墙横剖面结构示意图 图3是挡风墙纵剖面结构示意图 图4是挡风墙平面结构示意图 图5是卫星影像图。
【权利要求】
1.一种从源头治理风沙的八字法新工艺系统，即“控风、发电、治沙、减霾”新工艺系统，其特征在于将风能的利用和沙漠、雾霾天气源头的治理有机的结合，根据卫星影像图资料，选择适宜的风流集中地段，简称风口，采用导风墙风口风力发电技术、挡风墙工程治沙技术、石膏固沙治沙(沙漠格垄车)技术、引水蓄水技术、生态恢复等技术从根本上治理风沙、减少雾霾，最终促进沙尘源区的生态恢复，建立大区域大范围生态恢复体系以及生物循环产业链体系。
2.根据权利要求1所述，其特征在于所采用的导风墙风口风力发电技术，是依据常年卫星影像图统计选择判定适宜风流集中地段，简称风口，借助前人(如都江堰工程江水疏导引水灌溉，变善为利)的作法，在风口砌筑若干组导风墙，导风墙上对应设置风洞，风洞末端设置旋风子涡轮磁力发电机组进行发电，其中，导风墙由喇叭口、滤砂网、维修风门、液压控制闸阀、一级风洞，一级旋风子螺旋线气固分离器、二级风洞、二级旋风子螺旋线气固分离器、加速风洞、旋风子涡轮磁力发电机、砂石收集输送装置、砂砾杂质引出管、太阳能电热板、多级小型风机、基座、钢筋混凝土架组成，自然风经喇叭口开口聚集到缩口进入一级风洞，缩口处一侧设置滤砂网，喇叭口开口锥面下端设置砂石收集输送装置，滤砂网后端设有液压控制闸阀(风门)，闸阀后端设有一级风洞，一级风洞后端是一级旋风子螺旋线气固分离器，其中沙粒经螺旋线一侧的砂石挡板阻隔后经多个砂孔自由落入下方与分离器密闭连接的一级漏斗收尘室内，一级旋风子螺旋线气固分离器后端是二级风洞，二级风洞后端设有二级旋风子螺旋线气固分离器，下方结构同一级收尘室，一、二级漏斗收尘室均安装有上下两极控制阀，底部均设有砂石收集输送装置，将砂石、杂质输送至外部，最后进入加速风洞区，经三通道旋风子后带动风洞末端设置的涡轮磁力发电机组发电，形成蜂窝体发电机群，导风墙的上端每隔一定距离设有一块太阳能电热板，组成太阳能发电机组(内设蓄电池储存电能)，当无风或弱风时，为多级小型风机供电，补充风能带动风电机组发电。
3.根据权利要求1所述，其特征在于所采用的挡风墙工程治沙技术，此技术是利用机械或人工在沙漠选定地段就地取材，将沙粒(干湿皆可)，装入PP沙袋，自动封口后用沙袋砌筑机或人工顺序码垛式砌筑成一定宽度(一般为5-10米)，高度依据沙漠测量标高数米至数十米不等，长度不限的沙袋墙体或称沙袋堤坝，为了使墙体外层沙袋长久保存，除选用不降解耐候性PP塑编袋外，亦可采用防水粘结剂注入外层和次外层沙袋内进行沙粒固化，该沙袋墙中间留有一定宽度后对称分布，袋与袋之间涂敷粘结剂固定，使其不会垮塌，两沙袋墙中间用散沙填平夯实，形成数十米至100米左右宽(长度不限)的复合沙袋墙体或称沙袋堤坝，顶部采用预制混凝土修筑水渠，其靠近水源处的一端采用钢筋混合结构砌筑成引水堤坝，在挡风墙上根据需要设置一定数量的水管并对应其设有一定数量的阀门，供滴、喷灌使用，如遇铁路公路等设施亦采用钢筋混凝土修筑，导风墙顶部其余地方采用石膏沙混合机械或人工形成石膏格垄，垄内种植各种植被，根据需要还设计有门洞、涵洞、爬梯等设施组成沙袋混合型工程堤坝。
4.根据权利要求1所述，其特征在于所采用的石膏固沙治沙技术，是利用半水石膏遇水快速凝固的性质，利用人工或机械(石膏格垄成型车)将石膏粉先按一定比例搅拌成浆体，喷洒在沙丘表面或将石膏粉和水同时喷洒在沙丘表面，经过机械掺混拌合形成格垄，实施中还在石膏粉中掺入适量的TYS非金属矿肥料，喷涂在格垄间表层厚约10_，形成壳层结构。
5.根据权利要求1所述，其特征在于所采用的引水、蓄水技术，是利用挡风墙工程，在靠近水源端设置抽水系统，引水于沙漠之中，植物生长期用于浇、滴、灌溉，非生长期直接将水抽至沙漠深处或沙漠低洼地带`，形成沙漠人工湖或建立水库，恢复生态湿地。
【文档编号】E02D3/12GK103518503SQ201310228918
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月9日 优先权日:2013年6月9日
【发明者】王全祥, 索双福, 贾晓红, 李曦, 张佳, 李亮 申请人:宁夏宝塔化工装备设计研究院有限公司