高温离子化水的产生装置及其产生方法与流程

本发明涉及高温离子化水，特别是涉及一种高温离子化水的产生装置及其产生方法。

背景技术：

垃圾处理是一个世界难题，垃圾处理包括对日常生活垃圾、建筑施工垃圾、农业废弃物、轮胎以及电器废弃物如锂电池等的回收处理，现有处理方法大都采用填埋、焚烧等方法，焚烧会直接污染空气和破坏生态环境；填埋会出现渗漏、占地多，并需要运输成本，同时也会对土壤造成污染。

垃圾碳化是解决该问题的一个手段，通过碳化设备可直接对垃圾进行碳化处理，将垃圾转化为活性炭，再进行发电、造肥等后续处理。而这类垃圾碳化设备有很多方式，本发明人提出采用离子化的水对垃圾进行碳化、裂解处理，如何将普通水转化为离子化的水是本案所要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种装配容易、运行安全、成本低的高温离子化水的产生装置及其产生方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种高温离子化水的产生装置，包括反应器本体、喷射嘴、连接环；所述的反应器本体由多个加热段构成且依次连接在一起，每个加热段上设有水蒸汽通道，连接在一起的各加热段上的水蒸汽通道相互连通，两个相邻的加热段之间通过连接环连接；所述的喷射嘴为一个阶梯圆柱件，其中央开设有贯穿全长的喷口，在喷口一端为一个锥形扩口，喷射嘴安装在反应器本体的两端，同时，喷射嘴安装在反应器本体内两个相邻的加热段之间且与反应器本体上的水蒸汽通道连通；所述反应器本体、喷射嘴、连接环选用铁系材料制成。

所述的加热段内壁设置十字型筋条，将加热段内的水蒸汽通道隔挡为四条水蒸汽通道，该四条水蒸汽通道与喷射嘴的锥形扩口连通。

所述十字型筋条选用铁系材料制成。

所述的反应器本体由三个加热段构成，三个加热段构成依次连接在一起，在两端的加热段上分别安装有与水蒸汽通道连通的喷射嘴，在两个相邻的加热段之间安装有套接在一起的喷射嘴和连接环。

所述的反应器本体由三个加热段构成，三个加热段构成依次连接在一起，在两端的加热段上分别安装有与水蒸汽通道连通的喷射嘴，在第一加热段与第二加热段之间只安装有连接环,在第二加热段与第三加热段之间安装有套接在一起的喷射嘴和连接环。

所述加热段采用电磁加热的方式实现加热。

一种高温离子化水的产生方法，所述水蒸汽经过多个加热段，使得反应器本体内温度达到600℃-700℃，同时，经过两个相邻的加热段之间的喷射嘴的作用，使得反应器本体内压力达到5-7个大气压，水蒸气与铁系元素发生化学反应得到h⁺和oh^-。

所述反应器本体的温度为620℃，反应器本体内压力为6个大气压。

采用上述方案后，由于本发明的反应器本体由多个加热段构成，多个加热段构成依次连接在一起，在两个相邻的加热段之间安装有套接在一起的喷射嘴或连接环,装配容易。同时，本方案反应条件为600℃-700℃的温度和5-7个大气压，设备要求的温度和压强都不是特别高，所以对生产设备的要求不高，生产成本较低，设备运行安全。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明第一个实施例的立体剖视图；

图2是本发明第一个实施例的侧视图；

图3是图2沿a-a线的剖视图；

图4是本发明第二个实施例的立体剖视图；

图5是本发明第二个实施例的侧视图；

图6是图5沿a-a线的剖视图；

图7是本发明反应器本体的轴测图；

图8是本发明反应器本体的侧视图；

图9是图8沿a-a线的剖视图；

图10是本发明喷射嘴的轴测图；

图11是本发明喷射嘴的侧视图；

图12是图11沿a-a线的剖视图。

具体实施方式

如图1-图3所示，是本发明一种高温离子化水的产生装置的第一个实施例，包括反应器本体1、喷射嘴2、连接环3，所述反应器本体1、喷射嘴2、连接环3选用铁系材料制成。

参考图7-图9所示，所述的反应器本体1由第一加热段11、第二加热段12、第三加热段13构成。所述的第一加热段11、第二加热段12、第三加热段13依次连接在一起，在第一加热段11、第二加热段12、第三加热段13上皆设有水蒸汽通道14，连接在一起的各加热段上的水蒸汽通道相互连通，在第一加热段11和第三加热段13上分别安装有与水蒸汽通道连通的喷射嘴2，在第一加热段11与第二加热段12之间、第二加热段12与第三加热段13之间安装有套接在一起的喷射嘴2和连接环3。

所述加热段11、12、13采用电磁加热的方式实现加热；

参考图10-图12所示，所述的喷射嘴2为一个阶梯圆柱件，其中央开设有贯穿全长的喷口21，在喷口一端为一个锥形扩口22。所述的连接环3为一个环形构件。

在本实施例中，在所述的第一加热段11、第二加热段12、第三加热段13内壁设置十字型筋条，将所述水蒸汽通道14隔挡为四条水蒸汽通道，所述十字型筋条选用铁系材料制成，使得经过加热段的水蒸汽得到充分加热并达到增大反应面积的目的，从而与水蒸汽通道的铁质元素充分反映，分解出尽可能多的h⁺和oh^-，所述每个加热段内的四条水蒸汽通道与喷射嘴2的锥形扩口22连通，水蒸汽从四条水蒸汽通道通过后，沿着喷射嘴2的锥形扩口22进入喷口21，水蒸汽会加速从喷口21喷出。需要说明的是，长槽的数量可据需要而定。

本发明的工作原理：

如图3所示，外部水源与最下方的喷射嘴2连接，水蒸汽从喷口21流入第一加热段11，需要说明的是，该最下方的喷射嘴2只是一个接口，方便本装置与外部水源连接。第一加热段11对流经的水进行一级加热，水蒸汽通过四条水蒸汽通道14后，沿着喷射嘴2的锥形扩口22进入喷口21，水蒸汽会加速从喷口21喷出进入到第二加热段12，实现第一级加压，水蒸汽在第二加热段12内进一步加热，水蒸汽通过四条水蒸汽通道14后，沿着喷射嘴2的锥形扩口22进入喷口21，水蒸汽会加速从喷口21喷出进入到第三加热段13，实现第二级加压，水蒸汽在第三加热段13内进一步加热，水蒸汽通过四条水蒸汽通道14后，沿着喷射嘴2的锥形扩口22进入喷口21，水蒸汽会加速从喷口21喷出，同时实现第三级加压，需要说明的是，可以根据需要加的压力，来设置加热段与喷口的数量，所述水蒸气在流经每一加热段时在高温、加压的状态下与铁系材料发生反应生成h⁺和oh^-，从最后一级的喷口21中喷出的为h⁺和oh^-（3fe+4h2o高温fe3o4+4h2↑；h⁺+h2o=>h⁺oh^-），可以对有机物进行裂解，导致有机物碳化。

如图4-图6所示，是本发明一种高温离子化水的产生装置的第二个实施例，包括反应器本体1’、喷射嘴2’、连接环3’。其结构与第一个实施例基本相同，所不同的是：在第一加热段11’和第三加热段13’上分别安装有与水蒸汽通道连通14’的喷射嘴2’，在第一加热段11’与第二加热段12’之间安装有连接环3’，第二加热段12’与第三加热段13’之间安装有套接在一起的喷射嘴2’和连接环3’,本实施例的工作原理与第一个实施例不同的地方为，在第一加热段11’和第二加热段12’只进行加热，使反应温度迅速提升，水蒸汽通过第二加热段12’的四条水蒸汽通道14’后，沿着喷射嘴2’的锥形扩口22’进入喷口21’，水蒸汽会加速从喷口21’喷出进入到第三加热段13’，实现第一级加压。如图1-图3所示，本发明是一种基于上述高温离子化水的产生装置的高温离子化水的产生方法，该方法包括水蒸汽从喷射嘴2的喷口21流入锥形扩口22后流入第一加热段11，第一加热段11对流经的水进行一级加热，水蒸汽通过四条水蒸汽通道14后，沿着喷射嘴2的锥形扩口22进入喷口21，水蒸汽会加速从喷口21喷出进入到第二加热段12，实现第一级加压，水蒸汽在第二加热段12内进一步加热，水蒸汽通过四条水蒸汽通道14后，沿着喷射嘴2的锥形扩口22进入喷口21，水蒸汽会加速从喷口21喷出进入到第三加热段13，实现第二级加压，水蒸汽在第三加热段13内进一步加热，水蒸汽通过四条水蒸汽通道14后，沿着喷射嘴2的锥形扩口22进入喷口21，水蒸汽会加速从喷口21喷出，同时实现第三级加压，电磁加热装置对加热段11、第二加热段12、第三加热段13分别进行加热，使得反应器本体1的温度达到600℃-700℃，反应器本体1内压力达到5-7个大气压，在该条件下水蒸气会与该装置中的铁系元素发生化学反应（3fe+4h2o高温fe3o4+4h2↑；h⁺+h2o=>h⁺oh^-）进而得到h⁺和oh^-，本方法最优的工作条件为：反应器本体1的温度达到620℃，反应器本体1内压力为6个大气压。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，构成反应器本体的加热段数和加热段之间设置的喷射嘴与连接环或只设置连接环可根据需要而定，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。