陈一文 （cheniwan@263.net）　2007.1.13

工业化生产成熟的“磁分子燃气”〔Magnegas〕技术生产装置

——与中国数论学家蒋春暄一起参加第18届强子力学国际研讨会系列汇报〔五〕

〔2005年7月22日〕

2005年6月21日-23日在瑞典卡尔斯坦大学〔Karlstad University〕举行的第18届强子力学国际研讨会期间，强子力学的创立人桑蒂利教授的第二次发言《基于强子力学实现工业成熟性的建议》中特别推荐了工业化生产成熟的“磁分子燃气”〔Magnegas〕技术。

“磁分子燃气”生产装置的直流电源，桑蒂利教授1998年开发的最小型号的试验样机到目前正在制造的大型工业化生产装置的发展过程、适合于不同污水液体处理的不同处理要求的三种不同的工作模式，以及“磁分子燃气”生产试验机动实验室，为本部分汇报的内容。

桑蒂利教授正在制作的一台工业生产用“全处理再生器”的示意图。中心部位为直流电驱动电弧的再生器。下边有一台蒸汽驱动直流发电机组，以反应器中产生的高热蒸气驱动，产生电弧所需直流电的一部分〔而非全部〕。上边则有一台以“磁分子燃气”为燃料的交流发电机组。开始运转时，由预先储存的“磁分子燃气”驱动交流发电机组，向交流—直流转换器供给交流电〔或者用外接交流电源直接向交流—直流转换器供电〕，转换的直流电驱动反应器的电弧。反应器达到产生蒸汽的温度后，反应器产生的蒸汽驱动直流发电机组，产生电弧所需直流电的一部分〔而非全部〕。

应当指出，正常情况下，全处理再生器所产生的热量不足以使机组自给自足生产所需的全部直流电，而只能产生大约23%的电。其中重要原因∶利用热能的热交换器效率仅为大约50%，交直流转换器的效率也只有大约85%。但是，可以通过其它无污染发电方式解决所需的其余电能，如太阳能，风能，亦或使用反应器产生的“磁分子燃气”的一部分〔而非全部〕驱动交流发电机组。

采用上述方式自己产生电弧所需的全部电以后，交流发电机组所生产的多余的交流电或者输入电网，或者用做其它用途。当反应器所产生的热能与上述其它来源的能源实现维持电弧工作所需要的电，该台“全处理等离子弧流”再生器就构成一台新型的无污染的发电设备。

即便在石油价格原先每桶30美元低价格条件下，在一定生产规模条件下，“磁分子燃气”的生产成本与石油、天然气相比更有竞争性。在每桶原油价格上升到40美元甚至50美元以上价格水平时，“磁分子燃气”的生产成本就非常有竞争性！

http://www.magnegas.com网站详细介绍“磁分子燃气”的经济性。

桑蒂利教授开发的Magnegas燃气技术生产装置发展过程

桑蒂利教授通过实验开发的“离子弧流反应器”—“磁分子燃气”生产装置—的12Kwh原型样机于1998年12月15日建成。

-- 从1998年12月15日开发成功的12Kwh的“离子弧流反应器”样机起，发展到“磁分子燃气”工业化生产用250 Kwh容量 “离子弧流反应器”，完成了进一步实现“磁分子燃气”燃气超大规模工业化生产的工业化生产中间试验的全部试验研究工作。

相片中显示一台机组。该台500 KW“磁分子燃气”生产装置配备两台这样的机组及自动控制盘〔〕。

生产装置主要经济技术参数如下∶http://www.magnegas.com

“磁分子燃气”生产率∶

-- 高辛烷值“磁分子燃气”产量∶127,050立方公尺／月。

-- 相当112,933立方公尺天然气／月。

每个月处理的油水混合液体量∶

-- 127,050立方公尺／月，其中含有1/3的原油；或1/3的汽油废油；或1/3使用后的食品油；或玉米油，以及2/3的湖水、河水、井水、或城市污水、农场污水或船舶污水。

运转费用〔注∶2005年资料〕∶

-- 电费∶美国单价USD0.08/kwh∶USD28,000/月；一名技术员∶美国工资USD5,000/月；

-- 服务与碳电极∶USD3,000/月；设备投资摊销费用∶USD35,000/月，减其它非直接费用，但是应加上为客户处理污水的收入。

“磁分子燃气”生产成本〔注∶2005年资料〕∶

-- USD0.283/立方公尺，减去为客户处理污水的收入，加上其它非直接费用。

折合成等效的汽油成本∶

-- USD0.285/公升〔计算依据∶37公升“磁分子燃气”等效于1公升优质汽油〕。

2005年7月18日，美国汽油另售价大约为USD2.30美元／加仑，大约等于USD0.60／公升〔1加仑=3.785公升〕。因此，“磁分子燃气”上述的成本提供很大的利润空间！

适合于工业化生产的三种类型污水处理“磁分子燃气”生产装置

这三种类型为(1)“全处理再生器”；(2)“线性再生器”；(3)“全处理—线性再生器”，各自适合于不同要求的应用，“全处理再生器”主要用于处理汽车行业液态污水，“线性再生器”用于处理城市／农场／轮船污水。

1. “全处理再生器”

再生处理∶

重新计算通过电弧的液态污水，液态污水的分子通过大部分为离子化原子的电极端部电弧时予以分解。PAF处理从电极移除形成的离子并控制它转化为干净可燃的“磁分子燃气”。

“全处理PAF再生器”可以产生∶

1〕不同用途的“磁分子燃气”〔详见于www.magnegas.com的介绍〕；

2〕流过装置的液体获得的大量热，通过热交换器可以回收使用；以及，

3〕含碳的沉淀物，可以通过过滤器回收用来重新生产碳电极。

“全处理PAF再生器”不生产任何有害于环境的液态、气态或固态废物，也不产生任何噪音、臭味或者其它污染。

“全处理PAF再生器”用于处理汽车行业排出的各种液态废物，包括∶

-- 防冻液∶对汽车维护保养维修站回收的防冻液进行处理，不加任何添加剂，全部处理转化为极好的“磁分子燃气”、热能以及含碳颗粒〔可回收作为制作碳电极原料〕；

-- 汽车废油混合液〔一般包括废发动机油、废减速箱油以及废制动液压油的混合废油〕∶加上等量的自来水、井水、河水或池溏水，或污水〔但不能用有腐蚀性的海水〕能够处理成非常干净的“磁分子燃气”，热能以及含碳颗粒。

-- 原油∶直接产自油井，带有或不带有水或其它污水〔但不能用有腐蚀性的海水〕，配上等量的清水后，是“全处理PAF再生器”极好的原料，能够生产非常干净的“磁分子燃气”，热能以及含碳颗粒，使生产的燃料增产了一倍。

特别值得应当强调“全处理PAF再生器”的一项最新应用∶

对储油层残余污染严重的原油加工处理为优质“磁分子燃气”。这种原油由于不干净，混水较多，炼油厂不再接受。将这样的残余原油加工处理为优质“磁分子燃气”，生产销售的经济性与利润比优质原油正常炼油的经济性与利润还要好！

原因非常简单∶“磁分子燃气”技术生产装置加工处理的50%的原油＋50%的水〔或污水〕，生产出来的“磁分子燃气”却大致等效于传统炼油厂加工处理100%的原油所生产的汽油的量。采用50%优质原油＋50%的水〔或污水〕能够实现同样的效果！

处理其它的污水〔如饭店和食堂的烹饪用油污水〕也可能，但是需要进行特别的试验确定针对不同污水的特性优化再生器的性能。

该项技术对于中国降低对进口石油的依存度具有重大意义∶

我们注意到，中国目前以及将来对于进口石油的依存度，与中国目前以及将来所消耗的石油总量中消耗于所有汽车的汽油的比例基本一致。也就是说，在中国汽车燃料上宏观广泛应用“磁分子燃气”技术从城市污水中生产“磁分子燃气”，能够使中国显著降低甚至摆脱对进口原油的依赖度。

退一步讲，在原油炼制汽车燃料的工艺生产过程，如果采用“磁分子燃气”技术，生产出供汽车使用的与原先生产汽油等效量的“磁分子燃气”，所消耗的原油只需要50%，因为采用“磁分子燃气”技术加工处理原油时，同时加工处理了其中添加的50%量的水。

显然，中国如果能够宏观广泛采用“磁分子燃气”技术的上述应用，能够使中国从根本上改变目前不合理的能源结构。

2. 线性再生器

线性PAF再生器的主要功能

对生物污染污水进行杀菌处理。通过环绕电弧的文氏管，污水暴露于约5537℃高温、数千安培强电流，以及强烈的紫外线。这些物理的以及化学的作用终止所有的生物活动。最终通过紫外线站保证处理过的污水已经完全杀菌。

工业化生产用“全处理再生器”，配备有两台立式PAF单元。最新型的双循环器则配备两台卧式PAF单元。

1) 悬浮液中的含碳颗粒∶通过离心处理或其它手段可以回收这些含碳颗粒。这些含碳颗粒可以作为洁净燃烧的煤，可以回收制作碳电极，或做其它用途。

2) 完全杀菌的处理过污水可以处理成液态肥料〔由于其高营养成份〕或进一步处理成高纯净度的水〔当地政府部门要求的情况下〕。通过额外的砂过滤池、活性碳过滤器、离子分离器以及其它措施。

3) 生产“磁分子燃气”。任何液体通过反应器的电弧就自然产生“磁分子燃气”。

因此，通过PAF再生器处理污水生产∶

1) 适合于不同用途的“磁分子燃气”；

2) 处理后的液体适合于灌溉和／或具有肥料效用的有机产品；

3) 可以干净燃烧的煤或回收生产电极的含碳颗粒。

“线性PAF再生器”运行时不向环境释放任何液态、气态、固态的废物，不产生噪音、臭味或其它污染物。“线性PAF再生器”也不生产任何能够回收利用的热量。

要求将污水处理为饮用水时，“线性PAF再生器”配备的逆渗透水处理站的效率更高，这不仅因为处理后水中残余污染物含量很低，而且因为这些残余污染物带电和具有磁方向性，允许在逆渗透过程中更高效的去除它们。

目前生产的“线性PAF再生器”用于对城市污水、农场污水以及船舶污水依照下述两种运行状态进行试处理，采用何种状态取决于生物污染物的浓缩程度。

线性工作状态∶

这种状态仅用于生物污染物含量1%至3%的污水，通常为市政污水处理设施收到城市污水时的状况，仅用筛子除掉固态污染物。这种再循环处理称之为“线性”是因为被处理的污水通过反应器的电弧仅一次，然后通过离心处理和某些过滤器。

3. “全处理—线性模式”

这种工作模式用于处理生物污染物含量很高的污水。这种情况下，先采用“全处理”模式，即污水反复循环通过电弧，直到污水悬浮物中所有物质被碳化。然后，经这样处理过的液体进行“线性模式”处理，即通过离心机和过滤器。“全处理”模式中处理的时间取决于生物污染物含量的高低，这需要通过特定的试验予以确定。

无论“全处理”或者“线性”，在此介绍的PAF再生器应用不能产生自给自足用于其运行的电能。在适当与最佳条件下，当产生的“磁分子燃气”用作发电机的燃料，再生器产生的“磁分子燃气”能够产生所需电力的大约50%。

需要进行再循环的液态污水的种类繁多，各自的污染物与含量不同。依据物理的与化学的原理，电弧能够分解“任何”液态分子。最新的拖车装载PAF再生器仅用于试验，因为每个地方环保当局要求在工业设施应用前根据一定的试验，以及再生器产生的处理过的水的化学分析，予以审查批准工业设施的应用。地方环保当局通常要求对于不同的过滤系统进行选择以满足当地的环境要求。

农业污水不同要求的处理及其“磁分子燃气”生产再循环处理装置的三种不同的工作模式

农业污水是造成农村地区重大污染源，因为缺乏有效处理大量鸡鸭牛猪等家禽、牲畜养殖场每天产生的巨量污水。相当分散的农村生活污水是现有技术难于处理的另一个污染源。

除了有效处理家禽、牲畜养殖场每天产生的巨量污水和农村生活污水，“磁分子燃气”技术还提供一种额外的优势∶充分利用和购买农村电网夜间价格相对低的电，在夜间充分利用“磁分子燃气”技术多生产成本相对较便宜的“磁分子燃气”，储存到贮气罐。白天，电力使用峰值电网价格相对较高期间，利用夜间生产的多余“磁分子燃气”进行发电，供给农村当地电网使用，以便尽量少购买电力使用峰值电网价格相对较高的电力。

为了了解处理家禽、牲畜养殖场每天产生的巨量污水和农村生活污水能够生产多少“磁分子燃气”，应记得每单位体积富含有机物的养殖场污水和农村生活污水能够生产1,000单位体积的“磁分子燃气”。因此，对于每天产生1000立方公尺污水的养殖场来讲，每天足以生产1000立方公尺×1,000倍＝100万立方公尺“磁分子燃气”，能生产大量电力。

家禽、牲畜养殖场污水和农村生活污水能够以下述三种方式用来生产“磁分子燃气”∶

方法1∶“全处理”〔Total Processing〕。

这种方式要求使用一台“全循环器”，运行方式为污水完全消除转化为“磁分子燃气”、热量与碳微粒〔可回收〕。对非常粘稠的养殖场污水〔但仍能够用泵压入循环器中〕，以及大量需要“磁分子燃气”和热量的情况下，推荐采用这种方式。该种设备全自动运行，包括自动进料送入再生器的进料塔；设备占用的面积最少；整套装置亦可安装到一台拖车上，以便到数家养殖场轮流处理污水和生产“磁分子燃气”。

方法2∶间歇式处理〔Batch Processing〕。

这种方式要求使用一台“全循环器”〔Total Recycler〕，对养殖场污水间歇式处理，直到电弧将家禽、牲畜养殖场的污水在204℃〔华氏400度F〕温度下进行充分的灭菌处理。充分灭菌处理后的液体用泵输送到传统分离设备中，将悬浮的含碳颗粒物分离出来〔可回收重新做消耗的碳电极〕，剩余的液体成为洁净的经过灭菌处理的液体肥料。对于非常粘稠的养殖场污水需要迅速处理，且不需要稀释时，推荐采用这种“间歇式处理”方法。这种方法亦不产生任何臭味。包括在线实时化学分析的全自动控制能够保证充分灭菌处理。

方法3∶线性处理。

这种方式要求使用一台“线性循环器”，同时需要对非常粘稠的对养殖场污水进行稀释处理〔用自来水、井水、河水或湖水〕，使生物污染物稀释到大约10%。当迅速处理为首位要求，无臭味也是重要要求的情况下，推荐采用这种方式。这种方式下污水的送入和处理后的流出也由在线实时传感器实现自动控制，保证对处理后的液体充分灭菌处理。

如前述，“磁分子燃气”专利技术基础上开发的“全处理再生器”，可以对含有汽车维护保养维修站回收的含油污水、含有残余食用油的餐馆酒店污水，以及城市污水进行处理，使液态污水的分子通过大部分为离子化原子的电极端部电弧时予以分解。PAF处理从电极移除形成的离子并控制它转化为干净可燃的“磁分子燃气”。

“磁分子燃气”生产试验实验室

为便于新的地区或国家的用户开展对“磁分子燃气”技术的应用研究，桑蒂利教授开发的该套实验室配有以下装备∶

1) 全能反应器TR-II-300-8型，配备各种经校准的探测器以测定有关的效率；

2) 便携式分析仪，对燃烧排气中的HC、CO、CO2以及O2的含量进行测定；

3) 特殊制造的炉子，能够对各种矿物燃料〔石油、天然气、煤等〕添加“磁分子燃气”后燃烧排气中的污染物显著减少进行测定；

4) 以“磁分子燃气”作为燃料的一台200 Kwh发电机组；

5) 以离子流循环反应器产生的蒸汽作为动力的直流发电机组；

6) “磁分子燃气”压缩机和储气罐组；

7) 采用“磁分子燃气”进行气割的用具；

8) 以天然气和／或“磁分子燃气”作为燃料配备测试仪表的试验用车。

装备在拖车上的“磁分子燃气”生产试验机动式实验室

2004年11月为加利福尼亚州用户制造的机动工业化生产演示试验站

为了向加利福尼亚州各地政府和企业界演示“磁分子燃气”的生产与应用，桑蒂利教授制造了装在4公尺拖车上以及9公尺拖车上两种规格的机动式工业化生产演示试验站。

9公尺拖车上装置的Model USMF-UTL-50-UTL-1.5-21型机动工业化生产演示试验站

主要部分∶

1) 9公尺长20吨拖车，前端配备保护罩与控制盘；

2) 全自动化运转的“全状态—线性”〔Total-Linear〕离子流演示试验用再循环反应器；

3) 以HyNaturalGas™〔“磁分子燃气”与天然气混合气〕或纯“磁分子燃气”作为燃料的100 Kw交流发电机组；

4) 配备5-通道排气分析仪的双燃料汽车，可以汽油或HyNaturalGas™〔“磁分子燃气”与天然气混合气〕为燃料；

5) 特制的炉子，测试“磁分子燃气”作为添加剂时对矿物燃料〔石油、天然气、煤等〕燃烧排气的清洁作业； 6)

全自动50 Kw 米勒〔Miller〕型交流／直流转换器；

选配设备∶ 1)

仅用于采集“全状态”运行时产生热量用的热交换器； 2)

用于逆清洗状态从砂滤器中去除碳沉淀物的离心机； 3)

拖动拖车的重型卡车头。

为了中国科技界和能源发展领域方面领导对桑蒂利教授的科技成果对于中国的重大潜在意义有所了解，桑蒂利教授提供了反映最新发展实况的三个VCD。

鉴于桑蒂利教授开发的“磁分子燃气”技术对于中国综合解决能源短缺、大气污染、城市及农村水污染以及缺水相关问题，在我编写的《系列建议〔第一部分〕∶64条建议》中我提出了这样两项建议∶

-- 建议中国政府能源规划部门和能源开发企业对于美国桑蒂利教授“磁分子燃气”燃气发明专利技术的燃气生产装置的技术经济可行性以及工业生产成熟程度进行考察研究。

-- 中国政府环保部门、中国政府能源规划部门支持中国新型能源研究部门与〔美国〕桑蒂利教授合作，聘请他作为顾问，引进购买“磁分子燃气”演示试验站，合作开展在中国具体条件下生产应用“磁分子燃气”的性能试验和经济技术可行性研究。

注∶在下边的网页上可以看到《系列建议〔第一部分〕∶64条建议》的64个标题以及各条全文∶

http://cheniwan.sea3000.net/energy-environment/suggest64_0.php

作者将另文介绍我对桑蒂利教授及其科学研究与社会活动的认识，以及强子力学对于世界科学与中国发展的重大意义。

〔完〕

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