沙漠防治方法、技术与装置 地球就整体而言,其生态环境,生物链基本上是保持平衡的;但地球的地缘环境地理状态却是很不均衡,例如有些地区是下凹严重的盆地,而另一些地方却是隆起万丈的高山,又如有些地区是严重缺水的高原或沙漠,而另一些地方却是无边无际的汪洋大海,水是多得不得了。人类在改造大自然中曾幻想过:能否将汪洋的水运输到沙漠去创造生机,化沙漠为沃土,让植物生长绿化,让动物在此也能生存繁殖,变沙漠为现代化都市,让人类成为地球村的真正主人——这就是本发明的目的所在。
沙漠的防治与改造,最需要的是两样最基本的东西:水和能源。谈到水,地球上的地表水约有13.57亿立方米,覆盖着地球面积的70%以上,但大部分水都不能使用,因为其中约有97.2%的水是海水,海水含盐量高达3~3.5%,不能饮用,不能作生活用水,也不能作农业用水。如果能低成本的将海水淡化,又用低成本的方法将大量淡水源源不断的运输到沙漠去应用,这就是本发明所提供的技术。
关于能源,对沙漠的防治与改造都是至关重要,没有能源,什么也动不起来,基础设施地施工,材料的运输,夜间的照明等都需要能源(电能),最好的是应用清洁能源发电。本发明可提供这种理想的技术。
本发明主要原理特征:[1]在沙漠近距离海边建立“海水制氢厂”、“海水淡化站”(A处),在沙漠建立“燃氢发电站”、“淡水库”(B处),[2]利用氢气飞船将氢及淡水由A处空运到B处使用,[3]海水“制氢”及“淡化”为本发明人已有的个人专利技术。
本发明可在全世界推广应用,改造沙漠,改造地球,前景无限,效益无限。经国内外文献检索,未发现相关技术内容。
图1为沙漠治理全图,图2为氢气飞船装载结构,图3为海水淡化装置,图4为海水制氢装置。
土地沙漠化,在中国是个迫在眉睫的大问题。今年春季,横扫中国北方的多次沙尘暴,就明确的敲响警钟。首都北京周边地区的沙丘前缘最近处距天安门只有72公里,并且以每年3~4米速度扩展逼近北京城。我国现在沙漠化土地面积为262.2万平方公里,占国土总面积的27.3%,目前仍以每年2460平方公里速度扩展。
沙漠化是全球性的灾难,被称为地球之癌症。早在94年12月,联合国第49届大会就通过决议:从95年起,每年6月17日为“世界防治荒漠化和干旱日”,联合国环境署最近统计:全球有100多个国家地区受到沙漠化的严重威胁,全球有36亿公顷耕地和牧场深受沙漠化的严重影响,全球沙漠化土地面积达3600平方公里,并以每年5~7万平方公里速度扩展。可见土地沙漠化是人类的心腹之患,必须尽早治理。
土地沙漠化的最根本原因,就是缺水干旱,所以防治沙漠,重要的第一步就是要解决水资源,本发明是向浩大的海洋取水,第一步以低成本将海水淡化(见图3),该技术主要指标:<1>1吨海水生产0.9~0.95吨淡水,<2>每生产1吨淡水能同时发电1~1.5瓦千3>淡水生产成本≤0.3元<4>淡水产量8~80万吨/日或更大。
本发明技术的最大目标是根治世界最大的沙漠——非洲北部的撒哈拉大沙漠。根治的全套方法见图1,具体方法及技术如下:
1.在沙漠近距离的海边(例如沙漠北边的地中海或东面的红海或西边的大西洋)建立“海水制氢厂”5及“海水淡水站”7(A处)在沙漠建立“氢气储存站”2和燃氢发电站1及淡水库4(B处)
2.应用氢气飞船6(数千艘)将淡水及氢气日夜不停的由A处空运到B处使用,应用氢气飞船进行运输,其费用最低,飞船的载运结构见图2,飞船上半部(大半部)装满氢气10,下半部装运淡水11.其中的氢气既是被运输的物质,又是飞船的浮力源,这两个作用的结合,便使运费低廉,飞船群到达B处将氢气及淡水卸下,再由1~2艘飞船将空飞船运回A处重新使用,飞船外壳为软物质(工程塑料布、密封性尼龙布等),可折叠便于装运。图1中3为新种植的树木,6为氢气飞船,正从A处飞往B处,8为海水,9为沙漠地带。
从图1的实施中可看到:沙漠有了水和能源,这里便开始呈现一派欣欣向荣的景象。
所述的低成本海水制氢,见图4,反应炉15上方13为蒸汽发生器(内装海水),在炉内900℃温度工作条件下(电加热),水蒸汽与反应剂CO(外加入)发生反应:,经过“通氢分子筛12的分离,氢气由出口19输出,剩下的CO2在驱动风机18作用下返回反应炉,CO2在特殊催化剂16的催化反应下进行再生:,17为微波等离子发生器,作用是促进CO2的再生反应。反应剂CO在开机时一次性加入(加入CO2亦可),以后它就循环重复使用。海水制氢主要技术指标:<1>1公斤海水产氢1.2立方米<2>产氢每立方米耗电0.1度<3>制氢成本每立方米≤0.5元,产氢量:8~80万立方米/日。
所述的低成本海水淡化,见图3,20为氢气入口(20是和19连接),氢气进入燃烧室21,氢气和空气中的氧进行燃烧反应:,燃烧产生的高温气流,去驱动“燃气轮机”22进行发电,燃气轮机是一种不用锅炉进行发电的设备。从22排出来的是发电后的高温水蒸汽,经由蛇形管23进入冷凝器25,内装不断流动的冷却水(海水)24,冷凝后由出口26流出纯净淡水,27为淡水蓄水池。所产生的淡水,是由氢氧化合而成,是一种人造化学水,水质纯了又纯,是超级纯净淡水,什么杂质也没有。14为蒸汽管。
所述的海水制氢、海水淡化,由本发明人已有的两项发明专利作技术支持:(1)新方法低成本用水制氢技术与装置,发明专利号:99123738.2(2)兼发电海水淡化技术与装置,专利号:99125997.1。