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37〕中国国家环保总局、适当单位、企业与与桑蒂利教授合作,聘请他作为顾问,合作开展对中国大规模宏观应用MagneGas专利技术实现煤的“洁净燃烧”以便显著增加中国丰富的煤资源在中国能源总消耗中比例的经济技术可行性研究。
陈一文 (cheniwan@263.net) 上传2007.02
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建议三十七:中国国家环保总局、适当单位、企业与与桑蒂利教授合作,聘请他作为顾问,合作开展对中国大规模宏观应用MagneGas专利技术实现煤的“洁净燃烧”以便显著增加中国丰富的煤资源在中国能源总消耗中比例的经济技术可行性研究。
〔2005年5月27日完成征求意见稿〕
传统方式燃烧煤的主要问题∶
中国许多地方的煤炭资源含硫量高,这样的煤直接进行燃烧时排放的二氧化硫造成严重污染环境的“硫酸雨”问题。无论对煤采用采用何种加工燃烧工艺路线,脱硫的问题都是必须解决的。国内外目前已经广泛应用的多种成熟的脱硫技术使这个问题不再是上述问题的“瓶颈”。
无论对煤或其加工转化能源产品采用何种的燃烧方式,都将排放大量的二氧化碳,这是无法避免的,因而不是寻求对煤进行加工转化后进行燃烧的目的。
限制中国显著扩大中国丰富的煤资源在中国能源总消耗中比例的最为突出的问题为如下∶
-- 煤的传统燃烧方式对环境造成严重污染的主要原因是其排气中的污染物。化学分析揭示这些污染物中含有煤中尚未充分燃烧的碳氢化合物〔HC〕等污染物。为此,煤的传统燃烧方式只释放出其含有热能的一部分,而将尚未完全燃烧的部分释放到大气中。
-- 为此,煤的更充分燃烧有双重作用∶(1)提高煤的燃烧效率,使同样多的煤产生更多的热量,或者在产生同样多热量条件下消耗更少的煤;(2)显著减少煤燃烧排气中尚未充分燃烧的碳氢化合物〔HC〕等污染物,减少对大气的环境污染。
现有煤加工转化技术及其存在的问题∶
-- 到目前为止几乎所有变煤对环境友好的努力均建立在煤的“气化”或“液化”燃料基础上。煤→气化→液化的转化加工技术是德国人第二次世界大战期间开发的技术。
-- 许多国家过去几十年期间对改进这种技术做出了大量的投资。但是,由于“气化”或“液化”后的煤非常高的碳氢化合物成份,煤的传统燃烧方式过程中产生的大量尚未充分燃烧的碳氢化合物〔HC〕等污染物问题亦没有获得根本性的解决。
除此之外,现有“煤→气化→液化”加工转化技术巨额的设备投资;运转过程中需要消耗的能源;以及“煤→气化→液化”加工转化过程本身造成的环境污染,使“煤→气化→液化”加工转化技术不成其为根本解决上述问题的途径。
煤“清洁”燃烧的根本途径∶
-- 如上所述,提高商业用煤燃烧效率,使商业用煤能够更充分的燃烧,既能够显著增加商业用煤燃烧时产生的热量,又能够显著减少煤燃烧排气中尚未充分燃烧的碳氢化合物〔HC〕等污染物,是显著改善煤的燃烧对大气环境污染的根本途径。
无法以氢气作为添加剂实现商业用煤的“清洁”燃烧∶
-- 有助提高煤的燃烧效率,使煤能够更充分的燃烧的最佳添加剂为氢气,因为氢气燃烧时的火焰温度最高、燃烧速度最快。
-- 氢气作为添加剂的量,与它减少煤燃烧排气中尚未充分燃烧的碳氢化合物〔HC〕等污染物的量形成一定的比例关系。为此,以氢气作为添加剂的量,可以依据当地环保部门所要求的煤燃烧排气中尚未充分燃烧的碳氢化合物〔HC〕等污染物的含量标准来确定。
-- 然而,由于数方面原因,我们目前无法使用氢气作为煤燃烧时的添加剂。首先,在美国市场条件下,氢气的价格为天然气的50倍。其次,氢气为气体而煤为固体,无法形成便于储存和输送的均匀的混合物或结合物。
以MagneGas燃气作为添加剂能够实现商业用煤的“清洁”燃烧∶
1) 桑蒂利从事的大量工业化生产试验证明,即便在过去原油价格水平为30美元/桶的市场条件下,在一定生产规模基础上,“磁分子燃气”的生产成本使与其它矿物燃料〔重油、柴油、汽油、天然气等〕相比仍然有成本方面的竞争性;
2) “磁分子燃气”含有50%至60%的氢气;
3) 构成“磁分子燃气”的各自原子的轨道〔而非其分子〕具有某种磁性极化特性,使其能够与任何物质形成非规则粘结。
由于众所周知的碳原子及其受到感应条件下获得磁性极化的特性,“磁分子燃气”的上述特性使其特别能够与煤紧密结合。正常情况下,煤中的碳原子没有磁化极性。然而,暴露于高磁化极性的“磁分子燃气”中之后,煤中的碳原子立即获得了某种程度的磁化极性。尽管“磁分子燃气”为气态,煤为固态,“磁分子燃气”通过极性相反的磁力紧密粘结在一起。在美国和欧洲各自独立完成的化学分析均对此给予证明。
HY-煤〔HY-Coal〕与超-HY-煤〔Super-HY-Coal〕∶
基于上述事实,桑蒂利教授已经申请利用“磁分子燃气”技术通过下述三项工艺路线实现煤的“洁净”燃烧的发明专利∶
工艺路线一∶在燃烧煤的炉子采用“磁分子燃气”作为添加剂
-- 简单将“磁分子燃气”注入炉中煤燃烧的火焰中。在这种情况下,“磁分子燃气”中的氢气将把尚未充分燃烧的碳氢化合物和一氧化碳充分烧掉。在此同时,“磁分子燃气”中的氧气将增加煤燃烧时造成的缺氧。此时,煤燃烧排气的质量完全取决于“磁分子燃气”的添加比例。
工艺路线二∶用“磁分子燃气”添加剂生产新型的HY-煤〔HY-Coal〕
-- 这第二条路线涉及称为HY-煤的新型的煤产品,由于其中含有的与煤紧密粘结在一起的大量的氢。
-- 可以通过简单地在高压力条件下将煤浸入到“磁分子燃气”中来制备HY-煤。
尽管MagneGas燃气为气态,显著百分比的“磁分子燃气”以很低的气化压力保持与煤的紧密粘结状态,导致类似于上述工艺路线一中所述的煤显著改善的燃烧。
-- 无需进一步说明,该工艺路线二中的HY-煤亦可如工艺路线一在其燃烧时应用其中已经含有的“磁分子燃气”添加剂,在现有烧煤的炉子中燃烧,而对现有的炉子不做任何改造。
-- 然而,上述HY-煤已经构成煤的一种新型的产品,通过原有的销售渠道进行销售。由于消费者对于这些环境问题迅速地越来越了解,以及释放同等热量下这种HY-煤所具有的性能价格比,这种HY-煤的销售量可以预计将迅速增加。
工艺路线三∶用液态“磁分子燃气”生产超-HY-煤〔Super-HY-Coal〕
-- 根据一项化学原理,所有的气态燃料都可以在Fisher-Tropsch反应塔中在一定压力下通过暴露于某些金属和其它催化剂而催化液化。第二次世界大战期间,德国军队用这种工艺生产其液态燃料。今天,这种工艺仍然用来生产石油液化气〔液化的天然气〕。
-- 采用同样的工艺可以将气态的“磁分子燃气”液化为“Magne液化气”。由气态“磁分子燃气”制备“磁分子液化气”的额外成本非常低。因为金属催化剂没有消耗;Fisher-Tropsch反应塔中的反应自动进行;Fisher-Tropsch反应塔设备投资的摊销费用以及人员操作维护也非常低。
-- “磁分子燃气”液化过程中产生的大量的热能可以回收利用,用于对海水蒸发脱盐,对房屋进行取暖加热,以及其它应用。此外,对“磁分子燃气”生产用的等离子流反应器可以很容易增加一个Fisher-Tropsch反应塔,又不需要使用压缩机,因为等离子流反应器可以设计制造调节为依照“磁分子燃气”液化所需要的压力进行生产。
-- 一旦生产出来,“磁分子液化气”可以方便地用来注入商业用煤,生产出称之为 “超-HY-煤” 的又一种新型煤产品,其中注入的氢气含量显著高于HY-煤所能够接受的“磁分子燃气”含量。
-- 无需说明,该工艺路线三中的 “超-HY-煤” 亦可如工艺路线一在其燃烧时应用其中已经含有的MagneGas燃气添加剂,在现有烧煤的炉子中燃烧,而对现有的炉子不做任何改造。此外, “超-HY-煤” 可以显著的市场潜力卖给消费者。
桑蒂利教授了解中国有世界上非常丰富的煤炭资源,也了解中国为什么难于显著扩大以煤炭资源为基础的能源在中国目前总体能源结构中的比例,为此通过我向中国方面大力推荐其能够最有效帮助中国解决上述困难的“磁分子燃气”专利技术,希望就此与中国发展合作。
为此,我建议中国能源规划部门与桑蒂利教授合作,聘请他作为顾问,合作开展对中国大规模宏观应用“磁分子燃气”专利技术实现煤的“洁净燃烧”以便显著增加中国丰富的煤资源在中国能源总消耗中比例的经济技术可行性研究与工业生产性科学试验。
接续后篇∶
建议三十八:组织跨行业企业界人士、跨学科学者、跨部门政府人士,以及人大和政协代表,对国内部分官员和企业大力主张从南非引进的“煤变油”技术,中国自主开发的“煤变油”技术,以及桑蒂利教授开发的向中国大力推荐的利用“磁分子燃气”技术的三种“煤洁净燃烧”技术〔对煤燃烧采用“磁分子燃气”作为添加剂;用“磁分子燃气”添加剂生产新型的HY-煤;用液态“磁分子燃气”生产超-HY-煤〕进行“生产—贮存—输送—应用全过程”绿色环保比较、全程投资技术经济性比较,以及能够对中国能源结构做出多大程度的和谐调整及其经济技术可行性比较与工业生产性试验。
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