劉偉奇和有望改變環(huán)境的發(fā)明

楊揚(yáng)

劉偉奇，江西省宜豐縣人，1986年7月畢業(yè)于原江西工業(yè)大學(xué)（現(xiàn)南昌大學(xué)）化工系，學(xué)生時(shí)代的他就十分熱愛(ài)環(huán)保事業(yè)。1986年大學(xué)畢業(yè)后，劉偉奇放棄了到大學(xué)任教的機(jī)會(huì)，帶著他的“環(huán)保夢(mèng)”主動(dòng)請(qǐng)求到了江西省宜春地區(qū)苧麻紡織廠污水處理站工作。 1987年任廠環(huán)保科科長(zhǎng)助理兼污水處理站站長(zhǎng)，1988年獲“宜春地區(qū)環(huán)境保護(hù)先進(jìn)工作者”稱號(hào)。1995年辭職下海，創(chuàng)辦了江西首家以“生物質(zhì)能和垃圾處理”為主要研究方向的民辦科研機(jī)構(gòu)——江西省宜春市實(shí)用技術(shù)研究所。劉偉奇先生有多項(xiàng)科研成果獲國(guó)家發(fā)明專利。他研發(fā)的“柴草液化氣灶”列入了“江西省重點(diǎn)科技成果推廣計(jì)劃”，項(xiàng)目名稱為“高效清潔柴草液化氣灶的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)與推廣”。2009年“柴草液化氣灶”獲“中國(guó)優(yōu)秀科技創(chuàng)新產(chǎn)品”和“2009年度最具投資價(jià)值項(xiàng)目”榮譽(yù)稱號(hào)，此外，劉偉奇還同時(shí)榮獲“建國(guó)六十周年百名優(yōu)秀發(fā)明家”榮譽(yù)稱號(hào)，2010年又榮獲“中國(guó)時(shí)代技術(shù)創(chuàng)新十大突出貢獻(xiàn)人物”等榮譽(yù)稱號(hào)。

2011年，劉偉奇在“柴草液化氣灶”技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成了一項(xiàng)有望改變環(huán)境的發(fā)明“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”的研發(fā)工作。

2013年，劉偉奇憑借他的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，成立了江西省偉奇環(huán)?？萍加邢薰?，公司下設(shè)“環(huán)保工程設(shè)計(jì)研究院（籌）、環(huán)保產(chǎn)業(yè)基金公司（籌）、環(huán)保工程建設(shè)安裝公司（籌）和江西省宜春市實(shí)用技術(shù)研究所”。公司現(xiàn)有正式股東7人，首期注冊(cè)資金1000萬(wàn)元人民幣；支撐公司快速發(fā)展的核心科技是該公司已獲國(guó)家發(fā)明專利，并已申報(bào)PCT國(guó)際發(fā)明專利的“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”（簡(jiǎn)稱“無(wú)煙裂變技術(shù)”）。

“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”誕生的背景

據(jù)報(bào)道，目前我國(guó)垃圾年產(chǎn)生量超過(guò)3.6億噸，其中城市生活垃圾約2.2億噸，年增長(zhǎng)速度6—8%，人均垃圾排放量約1.2公斤/日，累積堆存量約70億噸，占地80多萬(wàn)畝，全國(guó)三分之一以上城市出現(xiàn)“垃圾圍城”現(xiàn)象。而傳統(tǒng)的垃圾處理方式包括“填埋”、“堆肥”、“焚燒”等，又因其固有缺限，在“資源化和減量化”處理垃圾的過(guò)程中，無(wú)法從根本上真正做到“無(wú)害化”處理，以致近年來(lái)“垃圾處理”成了當(dāng)今社會(huì)引發(fā)群體事件的主要誘因之一。為此，2011年，國(guó)務(wù)院批轉(zhuǎn)“十六部委”《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾處理工作意見(jiàn)》的通知。劉偉奇先生就是在這樣的時(shí)代背景下，完成“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”研發(fā)的。2011年劉偉奇先生，將他的新發(fā)明應(yīng)用于實(shí)際垃圾處理工作中，經(jīng)反復(fù)試用并驗(yàn)證無(wú)誤后，于2011年9月將其在“垃圾無(wú)害化處理”中必不可少的“熱化學(xué)反應(yīng)部分”的創(chuàng)造發(fā)明（其它部分的相關(guān)核心技術(shù)除外），申報(bào)了國(guó)家發(fā)明專利，隨后又申報(bào)了PCT國(guó)際發(fā)明專利，一項(xiàng)總體發(fā)明包含了一項(xiàng)原理獨(dú)創(chuàng)性方法發(fā)明和五項(xiàng)產(chǎn)品發(fā)明，與傳統(tǒng)垃圾焚燒處理工藝和熱解氣化處理工藝有本質(zhì)區(qū)別。同行權(quán)威專家認(rèn)為：該發(fā)明不屬“垃圾焚燒”，而應(yīng)歸入“垃圾資源化清潔利用技術(shù)”范疇。此前該發(fā)明被媒體稱作“垃圾無(wú)煙焚燒技術(shù)”，其實(shí)還不夠嚴(yán)謹(jǐn)，準(zhǔn)確地說(shuō)應(yīng)為“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”，相關(guān)發(fā)電工程應(yīng)為“垃圾無(wú)煙裂變清潔發(fā)電工程”。該發(fā)明與劉偉奇獨(dú)創(chuàng)的“核磁共振分子裂變反應(yīng)技術(shù)”相結(jié)合，應(yīng)用于“垃圾”、“生物質(zhì)”和“煤炭”等三大應(yīng)用領(lǐng)域，均能達(dá)到預(yù)期的“全資源化無(wú)煙裂變及其能源的高效清潔轉(zhuǎn)化利用，沒(méi)有二次污染且高效節(jié)能”。

“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”簡(jiǎn)介

“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”是針對(duì)現(xiàn)有各種垃圾處理方式業(yè)已存在的“高投入、高費(fèi)用、高耗能、高污染、低效率”等致命弱點(diǎn)，經(jīng)發(fā)明人多年探索研發(fā)而成的一種垃圾處理新技術(shù)，其與眾不同的特點(diǎn)是：“垃圾處理”干凈徹底，且投資小，運(yùn)行費(fèi)用低，建設(shè)規(guī)?？纱罂尚?；在垃圾處理過(guò)程中，只見(jiàn)“垃圾”進(jìn)去，不見(jiàn)廢物產(chǎn)生，出來(lái)的全是有用的“電力、蒸汽、建材和生物柴油”，無(wú)“可見(jiàn)煙塵”，無(wú)二次污染，100%資源化，“二惡英”接近零排放。經(jīng)技術(shù)查新得知，該發(fā)明在垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域?qū)偈澜缡讋?chuàng)，填補(bǔ)了一項(xiàng)世界空白，并已獲得國(guó)家發(fā)明專利，同時(shí)還申報(bào)了美國(guó)、日本、印度等30多個(gè)國(guó)家的國(guó)際發(fā)明專利。

“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”已完成小試和中試研究，其中“中試裝置”經(jīng)中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院分析測(cè)試中心現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)，其“廢氣、廢水、廢渣”中的“二惡英”分別為0.039ng/m3、0.00000003mg/L和0.00016ng/kg，均大大優(yōu)于“二惡英”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（廢氣1ng/m3、廢水和廢渣無(wú)限值）和“二惡英”歐盟標(biāo)準(zhǔn)（廢氣0.1ng/m3、廢水0.3mg/L、廢渣無(wú)限值），其中廢水中的“二惡英”測(cè)定值比歐盟標(biāo)準(zhǔn)限值足足低了1000萬(wàn)倍，幾乎實(shí)現(xiàn)“二惡英”零排放。除“二惡英”外的其它污染因子，經(jīng)江西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)，結(jié)果表明：絕大部分污染因子的檢測(cè)結(jié)果，均大大優(yōu)于我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”不僅可同時(shí)應(yīng)用于城鄉(xiāng)有機(jī)生活垃圾、工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾、廢舊輪胎和各種有機(jī)工業(yè)污泥的無(wú)煙裂變處理，同時(shí)還可應(yīng)用于生物質(zhì)和煤炭的無(wú)煙裂變發(fā)電，同樣可獲得無(wú)“可見(jiàn)煙塵”、無(wú)二次污染且高效節(jié)能、100%資源化等有益效果。據(jù)測(cè)算，當(dāng)用于中心城區(qū)的有機(jī)生活垃圾無(wú)煙裂變發(fā)電時(shí)，最大可建單爐日處理生活垃圾200噸的“無(wú)煙裂變反應(yīng)爐”，如待處理垃圾量大，可多爐并聯(lián)作業(yè)，達(dá)到或超過(guò)日處理生活垃圾2000噸以上的處理規(guī)模。當(dāng)用于小規(guī)模的農(nóng)村垃圾處理時(shí)，最小可建單爐日處理50公斤以下的生活垃圾無(wú)煙裂變清潔處理裝置。

“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”基本工藝流程

生活垃圾、有機(jī)工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾、生物質(zhì)、煙煤、無(wú)煙煤和各種劣質(zhì)煤炭及其它可燃性固態(tài)有機(jī)物（垃圾可以不分選）→破碎→入爐→脫水→熱解→可燃性熱解氣（含有大量“焦油”、“二惡英”和少量水蒸汽的可燃性大分子氣態(tài)混合物）→催化裂解反應(yīng)器→易燃性熱解氣（含有少量“焦油”、“二惡英”和水蒸汽的可燃性小分子氣態(tài)混合物）→“核磁共振”分子裂變反應(yīng)器→“垃圾天然氣”（一種處于電子激發(fā)狀態(tài)下的高能離子流，俗稱自由基，無(wú)水蒸汽、無(wú)焦油、無(wú)“二惡英”）→高溫富氧完全燃燒→水蒸汽和二氧化碳（包括氮?dú)夂蜕倭克嵝詺怏w，飛灰此時(shí)大部分已成熔渣）→洗氣塔（脫碳除酸除塵）→水蒸汽、氮?dú)饧拔⒘縉OX→達(dá)標(biāo)排放。

由于以上各步主要反應(yīng)工序均在爐內(nèi)一體化同步完成，因而該發(fā)明具有“流程短、占地少、投資小、費(fèi)用低、效果好、易操作”等突出優(yōu)點(diǎn)。反應(yīng)殘?jiān)t渣）經(jīng)檢測(cè)不屬危險(xiǎn)廢物，因而可與破碎后的建筑垃圾直接混合制成多種民用與工業(yè)建材，實(shí)現(xiàn)再生利用，變廢為寶；熱能化作高壓水蒸汽和電力，屬清潔能源；工藝廢水富含碳酸鹽（由二氧化碳轉(zhuǎn)化而成），通過(guò)微藻培養(yǎng)制取生物柴油，從而使其獲得再生，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，不外排，資源化率可達(dá)100%。由于最終排放的“廢氣（煙氣）”主要是水蒸汽（無(wú)色無(wú)味，無(wú)毒無(wú)害），因而本發(fā)明用于“垃圾處理”時(shí)，無(wú)“可見(jiàn)煙塵”，無(wú)二次污染且高效節(jié)能，“二惡英”接近零排放。

劉偉奇投身科技創(chuàng)新，其獨(dú)創(chuàng)的“無(wú)煙裂變反應(yīng)理論”，改傳統(tǒng)“加氫催化裂解”為“加氧催化裂變”，通過(guò)其預(yù)設(shè)在爐內(nèi)的“加氧催化裂變反應(yīng)器”（包括“催化裂解反應(yīng)器”和“核磁共振分子裂變反應(yīng)器”），有選擇性地利用垃圾裂變中間體與空氣氧分子的共同作用，組裝出具有高效催化活性的“動(dòng)態(tài)加氧催化劑”（無(wú)須外加催化劑或其它化工原料），從而使得“二惡英”等焦油類大分子氣態(tài)物質(zhì)，瞬間即可實(shí)現(xiàn)完全裂解，轉(zhuǎn)化成燃燒性能超常優(yōu)異的“垃圾天然氣”（一種處于電子激發(fā)狀態(tài)下的高能離子流），并在“動(dòng)態(tài)加氧催化劑”和“加氧催化裂變反應(yīng)器”高效發(fā)揮作用的同時(shí)，同步實(shí)現(xiàn)高溫富氧完全燃燒，進(jìn)而使得即便是熱值很低、含水率很高的劣質(zhì)垃圾，在不添加煤炭、石油等化石燃料及任何催化劑與化工原料的前提下，經(jīng)“加氧催化裂變反應(yīng)器”也能瞬間變成燃燒性能異常優(yōu)異的“垃圾天然氣”（不含水蒸汽、不含“焦油”、不含“二惡英”），進(jìn)而輕松實(shí)現(xiàn)高溫富氧完全燃燒，且全過(guò)程不產(chǎn)一滴焦油廢水，無(wú)“可見(jiàn)煙塵”，無(wú)二次污染，且高效節(jié)能，100%資源化。

“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”工藝成熟、技術(shù)可靠

2013年6月劉偉奇建造的“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理”中試裝置，經(jīng)中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院分析測(cè)試中心按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)證明，其廢氣、廢水、廢渣中的“二惡英”，優(yōu)于國(guó)家和歐盟標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)江西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)，大部分指標(biāo)也優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。江西省權(quán)威檢測(cè)結(jié)果表明：劉偉奇的這一發(fā)明“技術(shù)成熟，工藝可靠，三廢排放遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)，完全可以進(jìn)入實(shí)際工業(yè)應(yīng)用”。

“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”優(yōu)勢(shì)突出、應(yīng)用廣闊

2012年12月劉偉奇攜帶他的發(fā)明應(yīng)邀出席了在北京召開(kāi)的“國(guó)家‘十二五戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”，受到了與會(huì)領(lǐng)導(dǎo)的充分肯定與特別關(guān)注。同年11月，劉偉奇還應(yīng)邀出席了在北京人民大會(huì)堂召開(kāi)的第九屆中國(guó)科學(xué)家論壇，受到國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的親切接見(jiàn)，“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”成了此次大會(huì)引人注目的節(jié)能與環(huán)保新發(fā)明，并被大會(huì)授予“2012年度中國(guó)科技創(chuàng)新最佳發(fā)明成果獎(jiǎng)”。其特點(diǎn)在于：

（1）該發(fā)明是在垃圾處理過(guò)程中沒(méi)有二次污染的“全資源化”垃圾清潔處理新技術(shù)。

（2）該發(fā)明是能有效消除“二惡英”的垃圾清潔處理新技術(shù)。

（3）該發(fā)明是在垃圾處理過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)“廢氣、廢水、廢渣”三達(dá)標(biāo)的垃圾清潔處理新技術(shù)。

（4）該發(fā)明是能將“低熱值帶水垃圾”處理得干干凈凈，且無(wú)需添加任何化工原料與化石燃料的垃圾清潔處理新技術(shù)。

（5）該發(fā)明是“工程投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好”的垃圾清潔處理新技術(shù)。

（6）該發(fā)明是在富氧條件下采用“核磁共振”實(shí)現(xiàn)“分子裂變”，進(jìn)而真正達(dá)到垃圾無(wú)害化處理的垃圾清潔處理新技術(shù)。

（7）該發(fā)明是無(wú)需“煙氣處理”，只經(jīng)脫酸反應(yīng)就能讓“煙氣”實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的垃圾清潔處理新技術(shù)。

（8）該發(fā)明是不經(jīng)“煙氣處理”，就能達(dá)到“消煙除塵”，從而有效避免出現(xiàn)“煙塵”和“重金屬”污染的垃圾清潔處理新技術(shù)。

（9）該發(fā)明是在投資建廠過(guò)程中不受垃圾數(shù)量限制，投資規(guī)模可大可小的垃圾清潔處理新技術(shù)。

（10）該發(fā)明是能同時(shí)適用于“生活垃圾、有機(jī)工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾和各種工業(yè)污泥及其它有機(jī)危險(xiǎn)廢物”處理的垃圾清潔處理新技術(shù)。

（11）該發(fā)明是既能適用于垃圾發(fā)電，又能適用于生物質(zhì)發(fā)電，同時(shí)還能適用于煤炭發(fā)電，且在發(fā)電過(guò)程中無(wú)可見(jiàn)煙塵、無(wú)二次污染的“全能型”新發(fā)明。

（12）該發(fā)明是能從根本上破解“垃圾圍城”、緩解“霧霾天氣”、應(yīng)對(duì)“能源危機(jī)”的新發(fā)明、新工藝。

開(kāi)發(fā)與推廣“垃圾無(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，屬國(guó)家“十二五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目?？梢钥隙ǎ骸袄鵁o(wú)煙裂變清潔處理技術(shù)”的推廣應(yīng)用，必將從根本上解決我國(guó)“垃圾圍城”問(wèn)題，同時(shí)對(duì)改善我國(guó)空氣質(zhì)量、破解“霧霾天氣”、化解社會(huì)矛盾、緩解能源緊張、建設(shè)美麗中國(guó)，也將產(chǎn)生積極作用。我們期待劉偉奇的這一發(fā)明，能夠更快更好地與政府需求和資本市場(chǎng)相結(jié)合，在未來(lái)垃圾“資源化、減量化和無(wú)害化”處理的實(shí)踐中，能夠更好地發(fā)揮它應(yīng)有的作用，為構(gòu)建和諧社會(huì)，創(chuàng)建“生態(tài)文明”，建設(shè)美麗中國(guó)作出更大貢獻(xiàn)。