一种无(微)耗能多效蒸馏或海、污废水淡净浓缩兼功锅炉系统 本发明涉及一种无(微)耗能多效蒸馏或海、污废水淡净浓缩兼功锅炉系统。尤其是一种与常规蒸汽锅炉串联并递有“借热——还热”的等热转介瞬时热交换汽、固分离釜、冷热塔(柜)冷热两相系蒸、馏兼行纯净水、油和净化城市污水、净化工业废水而兼功10～100倍效却是在无(微)耗能条件下而又保证锅炉基本热出力不变与热效率不变的锅炉系统。
目前，公知的工业锅炉，几乎都是用途单一而热能只能单效或一次性利用的以蒸汽或热载体为出力方式的特种设备，即便是特种用途的工业锅炉也只能是能源的一次性利用，由于现今的热交换技术无法保证瞬时极限超效换热及相关技术突破(至今依然是停留在超导传技术水准)，至今尚无能源的多效(次)“借——还”利用的能源设备，造成了现实能源的极大浪费和水资源污染无法根除更无法极限循环利用。
本发明的目的是：通过工业锅炉(燃油、煤或电热)的所耗一次能源的一次性利用过程之中的10～100效“借——还热”无偿性利用技术，使锅炉具有不耗能或无明显耗能地对油(如：食用油等)蒸馏纯化或者无须耗能(1％以下)而对海水蒸馏淡化、对城市污水蒸馏净化、对工业黑液(如医药、化工黑液)“蒸馏——浓缩”废固全回收(焙烧)的各种水资源净化和极限循环利用，实现我国乃至全世界工业与城镇生活水资源污染的“无成本运行治理”，同时，并不影响各地工业锅炉的现出力水平上的基本蒸发量、热效率等基本经济参数值，最终的实际耗能若按常规技术的总功效比较应该耗(却实际并没有耗)能的多效“蒸馏”过程地相对热效率高达99％、100％、200％、……1000％、……x％按设备造型类别而定节能量级而创造出中国节能、环保及全球水资源循环经济的奇迹。
本发明的目的是这样实现的：由常规热载体(导油)炉或蒸汽锅炉的“出力——回路”系闭合串(并)入分离釜内的上、下环箱竖向管束的一次承压总成(总成唯闭合连通釜外锅炉)，釜腔内设有管束刷洗网排并上顶通首级冷热塔腔和直捷并通等热转介蒸汽出力主管道，侧通逆止黑水(黑水先入釜先行冷却釜底浓缩液)输水泵，底通浓缩液排污管阀；首级冷热塔内又设各级等体串并结构，自上顶首端为帽冠腔(汽空间)塔(塔顶设有等热转介蒸汽出口和安全阀)，塔法兰式联接通下级的法兰管板的管束，束下直(旋)入拢流胆腔，腔法兰口对接下级法兰管板，板通管束与本级拢流胆腔(或由弯联腔并联式两法兰管板栓接)至下级而首末成系(末级接来污水泵)，而各级塔腔则由首级顶侧向通入等热转介蒸汽管，管经塔腔和每级(根据设计需要，或是半数级塔汽态、水态分配的极低速“小尺度”对流水水准静态层递等压升降温热交换和超高速“大尺度”对流汽汽准静态性层递等压升降温热交换主体比例，但是汽汽双管和水水双管的阀门必须两两同步并由各管系水位计参考调定)弯腔管向下直通各级塔腔而下(或者由弯腔管递级横竖串并接续而去)终至于冷凝馏水管阀形成了瞬时极限热交换效率的准静态层递等压升降温瞬时热交换机理；本发明设多级冷热塔由(少则几级，多则几十级或者上百级)，上一级塔系的等热转介蒸汽出力管通入下一级冷热塔馏化“还热”到准常温泵来污水流则终成纯净水，而本级的污水泵只能从末端拢流胆腔或拢水罐腔泵入污水(水源流)，水向上(下)的中途或临近帽塔腔时已然早成汽化态，汽化继续授热瞬时互温相近(差0.5～1℃为上级塔等热转介蒸汽)的成为元锅炉的又一次等热转介的蒸汽流，流又只能向下级帽塔(柜腔)相通而在该塔管板、管束、胆腔的热交换壁内受壁外相对流动的污水冷却凝结并还热过去而中途成为冷凝水流(水流继授热到污水初入流中)向下……彼此相继一次次地等热转介成蒸汽多级凝水水流而最终由末级塔的帽腔塔供出元锅炉设计出力和按常规能耗规律必须消耗几十倍地(上百倍地)能量却海只是元锅炉正常蒸发量的一次耗能量所给出的原设计出力蒸汽向生产环节输去。如此而施，当元锅炉热出力运行正常，只是由于本发明多级“借热——还热”的冷热塔(或分离釜)设于准绝热全系统保温包装之内便可以泵入“一股股”城市污水或工业废水(如造纸黑液等)，则分离釜内的承压总成与釜内黑液交换热量后便形成了闭合热交换下的等热于元锅炉出力量的釜内等热转介的蒸汽或本级冷热塔内的等热转介蒸汽，其间没有明显损失元锅炉的发热量，但却获得了每级塔(釜)输入的几十倍(或上百倍)于元锅炉蒸发水重量的污水并同时副产了相应巨量的纯净水。
如上所施，一台20T/h(14MW)的适宜型号的工业锅炉系统(每小时约耗煤4吨左右，按常规只能产出20T/h蒸汽，而本发明在不增加煤耗的情况下，不仅保证了近20T/t蒸汽用于企业生产用热，还在只是以减少总量为60万大卡出力(被系统消耗掉)量的贷价，竞是蒸发了19.5吨造纸黑液(同时浓缩得到0.5吨左右黑液，以利用焙烧碱回收)，另外还蒸发了近100吨海水(同时获得近0.5吨海盐，以利于盐业等生产)，还蒸发了近1800吨城市污(用去将BOD、COD削减100％的)水、与之相应又获得1800吨纯净水(不仅可以再供城市卫生用水，还可以直接排放中和一定量的生活污水使之科学性地适当营养残余的达标排放)排水残温指标约设计在常温为(t0+0.5)℃，按常规这1200吨水蒸发应耗360吨标准煤，但事实上全部节省了下来，当然，也可以设计(t0+0.2)℃、(t0+0.3)℃、(t0+0.4)℃、……(t0+38)℃，或者有必要的话设计排水残温指标为(t0+0.01)℃(这时的无偿蒸馏污水、海水的总量大约是在“理想保温包装之下”的50,000吨并如意获得近五万吨纯净水)。
一个城市，如果有200家锅炉用户，确保不影响生产用汽的同时，可以淡化海水5～6万吨每小时同时获得5～6万吨左右纯净水，或者是净化城市生活污水5～6万吨每小时并获取5～6万吨每小时城市直饮水——这就是不结垢多效兼功，能源多效使用的希望所在。即使是全国范围内再有水资源危机，只要能够保证有10万台工业锅炉(按2000年国家计要统计平均2.4t/h容量计算)，按“借热——还热”仅十次效(半开机)海水淡化伴行于工业生产或者净化污水获得副产品纯净水的话，可以有每小时240万吨纯水资源(每年有600亿立方相当于目前我国2002年全国工业废水排放总量207.2亿吨和城镇生活污水排放量232.3亿吨的总和高出50％左右)。更重要的是凡锅炉用户有必要定效全部净化自身的工业废水和承担本地区定效义务或有偿净化城市污水，如果向着这个方向发展，全国有望根除一切水资源隐患和100％削减全国水污染负荷，全世界亦不会误在水资源的任何怪圈之中！
一家化工厂，由于工艺的需要(如化肥厂)，当颗粒或面状产品既出，所凭借的全部能量将全部被冷却塔给冷却掉而很少被多效利用，本发明的出台，也将几倍地节约化工生产过程中所必须耗费的能量，直接节能也是一个不可忽视的成果应用方面。
一个“I级水质要求排放标准”的每小时10吨生产污水“借——还”热锅炉设备造价约六至十万元，可先行各中心城市治理生活污水，实施“清水绕城”工程(十年内中国地级以上城市可彻底告别城市生活污水，迎来水资源极限循环的青春期)；全国各地工业污水主要污染行业(如印染、造纸、医药、化工)约装备“纯净水水质要求标准”的本设备(10T/h的设备系统造价约三十万元)若有10万台足矣，完全可以将所有的黑液和中段水等全部根除污染，总造价约300亿元到1000亿元(据调查，一个十二只染蒸釜，六个染缸箱的印染厂每天的黑液量约80～100吨，洗涤水约300吨，配置一台15吨/小时的本锅炉系统，总工程投资约200万元，按每天输向自来水公司输送纯净水400万吨且可得硅酸铜的浓缩回收，按每吨16元计，可两年内收回成本；自来水公司对纯净水可以不加任何处理费用地直接监护企业纯净水入水厂备验池待机供应周围居民、居民每吨水按7元计……则整个社会共同而合理地承担了“合作治污”任务……)。
一个沿海城市，若可以有200家1～20T/h得工业锅炉可以十效“借热—还热”生活生产水治污与海水淡化相结合的纯净水水源分布网、可以解决48万吨/天的纯净水场(并同时消除所有工业污水排放)，其工程的总造价约为1.2亿元。而循环经济的实际价值不可估量。尤其从此告别了COD、BOD水污染时代并进入一个一切指有矿化度、总硬度、硝酸盐、氨氮、铁、锰、氯化物、硫酸盐、PH值等的饮用水质量超标问题和亚健康饮水问题都化为乌有的水资源循环经济的新时代。
由于采用了上述方案，本发明实现了在工业锅炉(元锅炉)正常出力的过程中“借热——还热”与多效兼功海水蒸馏、污水蒸馏而数十倍、成百倍地超过元锅炉蒸发量的纯净水无运行成本或1％以下能量投入产出，达到基本不耗用燃料而净化各行业生产、生活污水的目的，同时，又不至于影响元锅炉设计出力和耗煤总量，是迄今为止全球最重要的极限节约的水资源循环利用与再生、海水资源化的工业锅炉系统和工业过程极限节能技术。中国有60多万台工业锅炉若同步“借热——还热”两效便可全部解决全国439.5亿吨年污水总量的根治问题(七大水系所监测的252个重点断面水质将全部超I级净化的治理达到原始生态水准)。
下面结合说明书附图对本发明进一步说明。
图1，是本发明的第一个实施例的锅炉系统结构(示意)剖视图。
图2，是本发明的第二个实施例的冷热塔卧柜式二十纵向串塔递接四排纵(横)联并主体结构上视(示意)图。
图3，是图2的I-I剖位主视结构(示意)图
图中1、蒸汽或导油热载体元热工业锅炉(简元锅炉)；2、元锅炉热出力闭合循无垢蒸汽(油)供热管道(简元锅汽、热管道)；3、元锅炉闭合回路；4、元锅炉油、水循环(逆止)泵(简循环泵)；5、阔腔汽、液软硬物质不锈钢分离釜(简分离釜)；6、环集上箱(不锈钢)授热系(简环箱)；7、受热不锈钢管束(简管束)；8、上下滑动刷、洗管束壁不锈钢网排(简网排)；9、环集下箱回水、油系(简下箱)；10、栓合法兰；11、电动往复推拉网排轴杆脚(简杆脚)；12、螺旋定杆(简定杆)；13、电动推拉杆系(轨制上、下)动台(简动台)；14、一次等热转介蒸汽出口(简蒸汽出口)；15、安全阀、表系；16、待馏介热阀；17、介汽阀；18、等热介热主汽管道(简主汽管道)；19、逆止黑液供水泵(简黑液泵)；20、浓缩液排放阀；21、污水供给逆止泵(简污水泵)；22、水源与污液两闭合对流供应冷热塔(柜)分级段体(简塔筒体或冷热塔)；23、黑液冷段盘管体(简黑冷管)；24、弯联单热(冷)管法兰；25、栓钉；26、隔壁两闭合系对流线示(简线示)；27、弯腔单热(冷)塔(简弯腔塔)；28、冷热塔不锈钢管束(简冷热管束)；29、帽冠端汽化空间塔段(简帽腔塔)；30、帽塔次等热转介蒸汽出力口(简次介口)；31、次介口供汽阀；32、首、尾水、汽联管；33、馏水冷阀(简冷阀)；34、净水池、沟、罐、箱系(简净水系)；35、栓接弯联(半)管；36、拢流胆腔排污阀管(简排污阀)；37、法兰管板；38、介热口；39、塔腔；40、拢流胆腔；41、耐热橡胶密封网排杆通道(简密封通道)；42、人孔；43、末腔塔；44、准绝热保温包装层(简保温层)；45、浓缩液(冷)排出管道；46、来液管；47、来污水管；48、主汽管道共工延管(简共延管)；49、待馏汽管道；50、待馏汽分支管道；51、帽腔塔法兰(简法兰腔)；52、弯腔积污仓(简污仓)；
在图1中，元锅炉1的元锅炉汽热管道2左向穿过分离釜5上部右侧壁而闭合通入釜5内的环箱6，箱6与下箱9由受热管束7匀布于釜5腔，并闭合相通而唯经下箱9右侧向右穿过釜5下部右侧接通元锅炉闭合回路3和循环泵4接入元锅炉1的下集箱；釜5上顶为整封头，头顶中设杆脚11向上的定杆12动台13(台13设有推拉杆系，系穿密封通道41升降式推拉网排8)，设人孔42、蒸汽出口14和安全阀系15，釜5左上部设经由黑液泵19而来闭合出入釜5内底部黑冷管23的来液管46，釜5腔底部底顶设下排式浓缩浓排出管道45向下外设浓缩液排放阀20；釜5的蒸汽出口14延管分设介汽阀17和待馏介热阀16，阀16通入由多级冷热塔22(塔体每设法兰管板37、冷热管束28、拢流胆腔40，并每由上级法兰腔51与下级塔法兰管板37栓合接对一体向下，且各塔腔39每由栓接弯联管35上下级通连，对应每级拢流胆腔40通外设排污阀36，再于首级之顶法兰接帽腔塔29和末级之末端接末腔塔43)的首级右侧上端的介热口38，塔体22的末级塔22的底右侧接冷阀33，塔顶帽腔塔29顶设次介口30，安全阀系15，末尾末端末腔塔43通入污水泵21来水的来污水管47，次介口30分设两阀(31、16)系与递效级冷热塔22相继每设两阀(31、16)系与塔22全结构相同的等热介热接力冷热塔22总系而最终经主汽管道18保持元锅炉1的基本出力的锅炉系统。
在图2中，四并排横置串并式组阵冷热塔22，自前排右起设末腔塔43、塔43的法兰腔51与左向横置的法兰管板37栓接(塔43左侧向上设污水泵21的来水管管接口，塔22末端设冷阀33的冷凝水管接口)向左横塔22于左端以法兰管板37与法兰腔51联结弯腔塔27向下折向右横设次级塔22(塔22的左端侧内设弯联管35相应地每塔22与下级塔22都由管35于对应端连接通塔腔39)向下通次级塔22的塔腔39……如此右折再向下设横置塔22，继而左折再向下设横置塔22，以至右折、左折、右折下去……于底部横平后折另排向右、向左、向右、向左、向右至上部横平向后另排向左、向右、向左、向右、向左至下部底横平向后另排向右、向左、向右、向左、向右至上部由首端法兰管板37与帽腔塔29栓接，塔29设次介口30，对应的首塔22上设介热口38。
在图3中，底左端的由剖面的半弯腔塔27通来的弯腔塔27以法兰腔51与法兰管板37联结冷热塔22向右，右端又联弯腔塔27向上左向折接上级塔22，又于左端接弯腔塔27向上折向右接递上塔22，继于右端接弯腔塔27向上左向折接递上上级塔22、再于左端右向折接首级冷热塔22(且在首级塔22左端上设介热口38)，塔22按帽腔塔29(塔29上设次介口30而成冷热塔22串折接连成排阵，阵与外包装加填保温层。