[发明专利]涡轮机适宜多种工质等离子体法再热与磁流体联合发电及多联产

摘要

本发明公开了涡轮机适宜多种工质等离子体法再热与磁流体联合发电及多联产，其核心技术是涡轮机闭式发电+等离子体+磁流体发电+超级电容及电控冷却系统集成，即原动机；原动机+酸热解制氧和无膜电解制氢（或变换制氢）+再生燃料电池（或甲烷化），即超级原动机；双机联合循环即重型原动机；多机联合发电+万能熔融盐气化炉，广泛适用农林牧、工业及城乡生活垃圾涉碳资源高价值利用；适宜多种工质的多联产、其中甲烷氯化法联产乙烯乙炔+等离子体冶金，实现能源+材料两大支柱产业生态融合。原动机替代化石能源发电、交通、运输、航海、航空航天、工矿、企业、家庭、军事、边防等用电，全方位推进能源革命“两个替代”，开启“原动机+氢能”清洁能源无限零成本时代。

主权项

一种涡轮机适宜多种工质等离子体法再热与磁流体联合发电及多联产，其特征在于：涡流机适宜多种工质闭式循环发电+等离子体发生器再热+磁流体发电+超级电容和电控制系统及冷却系统一体化集成，即原动机；包括适宜多种工质的范围：常用的有Na、K、Li的熔融硫酸盐或混合盐、熔融碳酸盐或混合盐、以及熔融NaCl、KCl、LiCl或混合盐，常温常压下液态或气态工质有CO2、SO2、H2O、CH4、O2、NH3，NO2、H2S、CS2、CH3Cl、CCl4、Cl2、SiCl4、HSiCl3，固态工质有Na2S、硫磺、炭焦、Al2O3、FeS、FeS2、Fe2O3、(COONa)2；包括向心式涡轮机适宜(3Na2SO4+Na2S)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有富余的SO2+H2O经离心式压气机增压联合循环,即轻型原动机(硫酸盐型)；包括向心式涡轮机适宜(3Na2SO4+Na2S)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有H2SO4热解制O2和无膜电解H2SO3制H2联合循环，即只有H2O消耗的原动机发电及联产O2和H2；包括向心式涡轮机适宜(3Na2SO4+Na2S)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有H2SO4热解制O2和无膜电解制H2与碱性燃料电池联合循环，即超级原动机(硫酸盐型)＝原动机+碱性燃料电池，或原动机+再生燃料电池；包括涡轮机(3Na2SO4+Na2S)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有硫磺还原H2SO4热解和无膜电解H2SO3制H2与燃料电池联合循环联产H2SO4(或液体SO2)，即硫磺空气无燃烧超级原动机发电联产硫酸(或液体SO2)；包括硫化氢(H2S)空气(O2)无燃烧超级原动机发电联产H2SO4；包括硫化钠(Na2S)空气(O2)无燃烧超级原动机发电联产硫酸钠(Na2SO4)；包括涡轮机(3Na2SO4+Na2S)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有液氨(冷却剂)直接热解或催化热解或电阻热解或电弧热解、(3H2+N2)工质气轮机与氢燃料电池联合发电联产纯水及氮气，无温室气体排放，即氨空气无燃烧超级原动机发电联产纯水及氮气；包括涡轮机适宜(Na2SO4+3CH4+3H2O)工质等离子法再热与磁流体联合发电，有还原态Na2S与酸反应再生氧化态Na2SO4,酸与新生H2S还原热解再生的气态工质(4SO2+4H2O)经过热,气轮机发电与无膜电解制氢和甲烷化一体化联合循环，各种工质再生利用，即重型原动机发电；包括涡轮机适宜(3Na2SO4+4Fe2Cl6)工质等离子体法再热与磁流体联合发电、并有适量液体CCl4工质注入向心式涡轮机进气管气化，对Cl2和设备起着降温、稀释和保护作用，从涡轮机排出的物料经热交换、降温至CCl4沸点以下、分离Cl2和Na2S及Fe2O3固体混合物，Na2S和Fe2O3混合物配水和补加Na2S熬制NaOH固碱，沉淀渣为Fe2S3，NaCl熔融盐与Fe2S3反应制备Na2S渣和Fe2Cl6气体工质、即有食盐(24NaCl)、元明粉(3Na2SO4)和水(12H2O)消耗的原动机发电联产氯气(12Cl2)、烧碱(24NaOH)和硫化碱(3Na2S)；包括向心式涡轮机适宜(Na2CO3+Na2S)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有富余的CO2+H2O经离心式压气机增压联合循环，即轻型原动机(碳酸盐型)；包括涡轮机适宜(Na2CO3+CH4+H2O)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有变换制氢和甲烷化一体化的联合循环，即超级原动机(碳酸盐型)＝原动机+变换制氢+甲烷化；包括有NaHCO3消耗的超级原动机发电联产NaOH和CO2；包括有2NaOH和新合成甲烷(CH4+H2O)消耗的超级原动机发电联产4H2和Na2CO3；包括有生物质炭焦和水消耗的超级原动机发电联产合成气(CO2+H2)；包括涡轮机适宜(Na2CO3+C+H2O)工质等离子体法再热与磁流体联合发电、并有变换制氢与氢燃料电池一体化联合循环，只有炭焦和空气(O2)消耗的超级原动机发电联产CO2；包括只有H2O消耗的硫酸盐原动机发电及联产H2和O2+涡轮机适宜(4Na2CO3+lOC+2O2+6H2O)工质等离子体法再热与磁流体联合发电、并有高温高压变换制氢联合循环，即有H2O和炭焦消耗的双机重型原动机联合发电联产合成气(CO+H2)；包括有三机或多机原动机联合发电+万能熔融盐气化炉造气，广泛适应农林牧涉碳资源，工业及城乡生活垃圾渉碳资源高价利用，替代化石能源资源；包括只有H2O消耗的原动机发电与无膜电解制H2联产新鲜O2，只有生活垃圾和废H2O消耗的原动机发电与变换制氢联合质子膜燃料电池发电，再生纯H2O，并捕集到CO2用于植物光合作用生产食材，构建太空或潜艇生活仓天人合一的生态系统工程；包括涡轮机适宜[Na2CO3+2C+(COONa)2]工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有联苯为向心式涡轮机循环工质，联产合成气纯5CO，副产2Na2O；包括涡轮机适宜(CH4+2S2)工质等离子体法再热与磁流体联合发电并有联苯为向心式涡轮机循环工质，联产液体CS2和2H2S气体；包括涡轮机适宜(Na2CO3+CS2)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有联苯为向心式涡轮机循环工质，制备合成气纯氧硫化碳(2COS),副产Na2O；包括涡轮机适宜(CO2+CS2)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有新生氧硫化碳(COS)与新增工质氨(NH3)气相反应，联产氰酸或三聚氰酸(CHNO)3固体和H2S气体；包括涡轮机适宜(4Na2CO3)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并与2(CHNO)3(三聚氰酸)和36NO2(二氧化氮)或18N2O4(四氧化二氮)双热裂解联合循环，发电与阴膜电解+阳膜电解一体化循环高效制氢制硝酸，工质4Na2CO3与36NO2或18N2O4再生循环，只有三聚氰酸和水消耗的物料平衡式为：2(CHNO)3+18H2O→21H2+3N2O4+6CO2或2(CHNO)3+24H2O→24H2+6HNO3+6CO2或2(CHNO)3+24H2O+6NH3→24H2+6NH4NO3+6CO2；包括涡轮机适宜(CH4+2FeS+FeS2)工质等离子体法再热与与磁流体联合发电，并有联苯为向心式涡轮机循环工质，有甲烷和硫精矿粉消耗的制备铁粉(3Fe)、液体CS2和2H2S气体；包括涡轮机适宜(2Al2O3+3C+3CCl4)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有联苯为向心式涡轮机循环工质，有氧化铝粉和焦炭及四氯化碳消耗的联产无水三氯化铝(2Al2Cl6和煤气(6CO)；包括涡轮机适宜(Al2Cl6+6CH4)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有氯甲烷热解和联苯为向心式涡轮机循环工质，有无水三氯化铝和甲烷氯甲烷消耗的联产金属铝粉、乙烯、乙炔及氯化氢，其物料平衡式为：Al2Cl6+6CH4+6CH3Cl→2Al+4C2H4+2C2H2+8H2+12HCl；包括涡轮机适宜(Fe2Cl6+6CH4)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有氯甲烷热解和联苯为向心式涡轮机循环工质，有无水三氯化铁和甲烷、氯甲烷消耗的联产铁粉、乙烯、乙炔及氯化氢，其物料平衡式为：Fe2Cl6+6CH4+6CH3Cl→2Fe+4C2H4+2C2H2+8H2+12HCl；包括涡轮机适宜(2Fe2O3+3C+3CCl4)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有氯化氢和甲醇注入向心式涡轮机作功及离心式压气机增压，新生三氯化铁为催化剂联合生产氯甲烷，其化学过程及物料平衡式包括涡轮机适宜(3SiCl4+12CH4)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有联苯为向心式涡轮机循环工质，有四氯化硅和甲烷消耗的联产金属硅粉、乙烯、乙炔及氯化氢，其物料平衡式：3SiCl4+12CH4→3Si+4C2H4+2C2H2+8H2+12HCl；包括涡轮机适宜(2HSiCl3+6CH4)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有联苯为向心式涡轮机循环工质，有三氯氢硅和甲烷消耗的联产金属硅粉、乙烯、乙炔及氯化氢，其物料平衡式为：2HSiCl3+6CH4→2Si+2C2H4+C2H2+5H2+6HCl；包括利用回收的硅粉和氯化氢副产品，采用传统的制备三氯氢硅方法与联合发电一体化更优越，高温合成三氯氢硅是强放热反应，高温反应的混合气体直接经增压与甲烷配比进行联合发电，只有甲烷消耗的联产乙烯、乙炔及氢气，2Si+6HCl→2HSiCl3+2H2。即6CH4→2C2H4+C2H2+7H2；包括涡轮机适宜(6NaCl+6CH4)工质等离子体法再热与磁流体联合发电，并有联苯为向心式涡轮机循环工质，只有6CH4消耗的制2C2H4+C2H2+7H2；包括涡轮机适宜(3MgCl2+6CH4)工质等离子法再热与磁流体联合发电，并有联苯为向心式涡轮机循环工质，只有6CH4消耗的制备2C2H4+C2H2+7H2；包括涡轮机适宜(3CaCl2+6CH4)工质等离子法再热与磁流体联合发电，并有联苯为向心式涡轮机循环工质，只有6CH4消耗的制备2C2H4+C2H2+7H2；包括涡轮机适宜(2NaCl+H2S)工质等离子法再热与磁流体联合发电，并有二氯乙烷热解参与向心式涡轮机作功联产氯乙烯及氯化氢和硫化钠，其化学过程及物料平衡式为：包括涡轮机适宜(CO2+CS2)工质等离子体再热与磁流体联合发电，并有乙烯硫酸法生产乙醇制备的硫酸氢乙酯(CH3CH2‑OSO2OH)，经氧硫化碳还原热解参与涡轮机做功联产无水乙醇及SO2和CO2，其化学过程及物料平衡式为包括原动机等离子体焰尾段间接再热闭式循环冷却剂CO2超临界涡轮机及双机的冷热电联产，联接供热和供冷交换器，可以切换为以供热或供冷为主的运行模式；包括原动机等离子体焰尾段间接再热闭式循环冷却剂SO2涡轮机及双机的冷热电联产,联接供热和供冷交换器,可以切换为以供热或供冷为主的运行模式；包括原动机等离子体焰尾段间接再热闭式循环冷却剂NO2涡轮机及双机的冷热电联产,联接供热和供冷交换器，可以切换为以供热或供冷为主的运行模式；包括原动机等离子体焰尾段间接再热闭式循环冷却剂NH3涡轮机及双机的冷热电联产,联接供热和供冷交换器，可以切换为以供热或供冷为主的运行模式；包括原动机等离子体焰尾段间接再热闭式循环冷却剂H2O蒸汽超临界涡轮机及双机的冷热电联产,联接供热和供冷交换器，可以切换为以供热或供冷为主的运行模式。