刘伟奇和有望改变环境的发明

杨扬

刘伟奇，江西省宜丰县人，1986年7月毕业于原江西工业大学（现南昌大学）化工系，学生时代的他就十分热爱环保事业。1986年大学毕业后，刘伟奇放弃了到大学任教的机会，带着他的“环保梦”主动请求到了江西省宜春地区苎麻纺织厂污水处理站工作。 1987年任厂环保科科长助理兼污水处理站站长，1988年获“宜春地区环境保护先进工作者”称号。1995年辞职下海，创办了江西首家以“生物质能和垃圾处理”为主要研究方向的民办科研机构——江西省宜春市实用技术研究所。刘伟奇先生有多项科研成果获国家发明专利。他研发的“柴草液化气灶”列入了“江西省重点科技成果推广计划”，项目名称为“高效清洁柴草液化气灶的产业化开发与推广”。2009年“柴草液化气灶”获“中国优秀科技创新产品”和“2009年度最具投资价值项目”荣誉称号，此外，刘伟奇还同时荣获“建国六十周年百名优秀发明家”荣誉称号，2010年又荣获“中国时代技术创新十大突出贡献人物”等荣誉称号。

2011年，刘伟奇在“柴草液化气灶”技术的基础上，完成了一项有望改变环境的发明“垃圾无烟裂变清洁处理技术”的研发工作。

2013年，刘伟奇凭借他的技术优势，成立了江西省伟奇环保科技有限公司，公司下设“环保工程设计研究院（筹）、环保产业基金公司（筹）、环保工程建设安装公司（筹）和江西省宜春市实用技术研究所”。公司现有正式股东7人，首期注册资金1000万元人民币；支撑公司快速发展的核心科技是该公司已获国家发明专利，并已申报PCT国际发明专利的“垃圾无烟裂变清洁处理技术”（简称“无烟裂变技术”）。

“垃圾无烟裂变清洁处理技术”诞生的背景

据报道，目前我国垃圾年产生量超过3.6亿吨，其中城市生活垃圾约2.2亿吨，年增长速度6—8%，人均垃圾排放量约1.2公斤/日，累积堆存量约70亿吨，占地80多万亩，全国三分之一以上城市出现“垃圾围城”现象。而传统的垃圾处理方式包括“填埋”、“堆肥”、“焚烧”等，又因其固有缺限，在“资源化和减量化”处理垃圾的过程中，无法从根本上真正做到“无害化”处理，以致近年来“垃圾处理”成了当今社会引发群体事件的主要诱因之一。为此，2011年，国务院批转“十六部委”《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作意见》的通知。刘伟奇先生就是在这样的时代背景下，完成“垃圾无烟裂变清洁处理技术”研发的。2011年刘伟奇先生，将他的新发明应用于实际垃圾处理工作中，经反复试用并验证无误后，于2011年9月将其在“垃圾无害化处理”中必不可少的“热化学反应部分”的创造发明（其它部分的相关核心技术除外），申报了国家发明专利，随后又申报了PCT国际发明专利，一项总体发明包含了一项原理独创性方法发明和五项产品发明，与传统垃圾焚烧处理工艺和热解气化处理工艺有本质区别。同行权威专家认为：该发明不属“垃圾焚烧”，而应归入“垃圾资源化清洁利用技术”范畴。此前该发明被媒体称作“垃圾无烟焚烧技术”，其实还不够严谨，准确地说应为“垃圾无烟裂变清洁处理技术”，相关发电工程应为“垃圾无烟裂变清洁发电工程”。该发明与刘伟奇独创的“核磁共振分子裂变反应技术”相结合，应用于“垃圾”、“生物质”和“煤炭”等三大应用领域，均能达到预期的“全资源化无烟裂变及其能源的高效清洁转化利用，没有二次污染且高效节能”。

“垃圾无烟裂变清洁处理技术”简介

“垃圾无烟裂变清洁处理技术”是针对现有各种垃圾处理方式业已存在的“高投入、高费用、高耗能、高污染、低效率”等致命弱点，经发明人多年探索研发而成的一种垃圾处理新技术，其与众不同的特点是：“垃圾处理”干净彻底，且投资小，运行费用低，建设规模可大可小；在垃圾处理过程中，只见“垃圾”进去，不见废物产生，出来的全是有用的“电力、蒸汽、建材和生物柴油”，无“可见烟尘”，无二次污染，100%资源化，“二恶英”接近零排放。经技术查新得知，该发明在垃圾处理技术领域属世界首创，填补了一项世界空白，并已获得国家发明专利，同时还申报了美国、日本、印度等30多个国家的国际发明专利。

“垃圾无烟裂变清洁处理技术”已完成小试和中试研究，其中“中试装置”经中国科学院上海高等研究院分析测试中心现场取样检测，其“废气、废水、废渣”中的“二恶英”分别为0.039ng/m3、0.00000003mg/L和0.00016ng/kg，均大大优于“二恶英”国家标准（废气1ng/m3、废水和废渣无限值）和“二恶英”欧盟标准（废气0.1ng/m3、废水0.3mg/L、废渣无限值），其中废水中的“二恶英”测定值比欧盟标准限值足足低了1000万倍，几乎实现“二恶英”零排放。除“二恶英”外的其它污染因子，经江西省环境监测中心站现场取样检测，结果表明：绝大部分污染因子的检测结果，均大大优于我国国家标准和欧盟标准。

“垃圾无烟裂变清洁处理技术”不仅可同时应用于城乡有机生活垃圾、工业垃圾、医疗垃圾、废旧轮胎和各种有机工业污泥的无烟裂变处理，同时还可应用于生物质和煤炭的无烟裂变发电，同样可获得无“可见烟尘”、无二次污染且高效节能、100%资源化等有益效果。据测算，当用于中心城区的有机生活垃圾无烟裂变发电时，最大可建单炉日处理生活垃圾200吨的“无烟裂变反应炉”，如待处理垃圾量大，可多炉并联作业，达到或超过日处理生活垃圾2000吨以上的处理规模。当用于小规模的农村垃圾处理时，最小可建单炉日处理50公斤以下的生活垃圾无烟裂变清洁处理装置。

“垃圾无烟裂变清洁处理技术”基本工艺流程

生活垃圾、有机工业垃圾、医疗垃圾、生物质、烟煤、无烟煤和各种劣质煤炭及其它可燃性固态有机物（垃圾可以不分选）→破碎→入炉→脱水→热解→可燃性热解气（含有大量“焦油”、“二恶英”和少量水蒸汽的可燃性大分子气态混合物）→催化裂解反应器→易燃性热解气（含有少量“焦油”、“二恶英”和水蒸汽的可燃性小分子气态混合物）→“核磁共振”分子裂变反应器→“垃圾天然气”（一种处于电子激发状态下的高能离子流，俗称自由基，无水蒸汽、无焦油、无“二恶英”）→高温富氧完全燃烧→水蒸汽和二氧化碳（包括氮气和少量酸性气体，飞灰此时大部分已成熔渣）→洗气塔（脱碳除酸除尘）→水蒸汽、氮气及微量NOX→达标排放。

由于以上各步主要反应工序均在炉内一体化同步完成，因而该发明具有“流程短、占地少、投资小、费用低、效果好、易操作”等突出优点。反应残渣（炉渣）经检测不属危险废物，因而可与破碎后的建筑垃圾直接混合制成多种民用与工业建材，实现再生利用，变废为宝；热能化作高压水蒸汽和电力，属清洁能源；工艺废水富含碳酸盐（由二氧化碳转化而成），通过微藻培养制取生物柴油，从而使其获得再生，实现循环利用，不外排，资源化率可达100%。由于最终排放的“废气（烟气）”主要是水蒸汽（无色无味，无毒无害），因而本发明用于“垃圾处理”时，无“可见烟尘”，无二次污染且高效节能，“二恶英”接近零排放。

刘伟奇投身科技创新，其独创的“无烟裂变反应理论”，改传统“加氢催化裂解”为“加氧催化裂变”，通过其预设在炉内的“加氧催化裂变反应器”（包括“催化裂解反应器”和“核磁共振分子裂变反应器”），有选择性地利用垃圾裂变中间体与空气氧分子的共同作用，组装出具有高效催化活性的“动态加氧催化剂”（无须外加催化剂或其它化工原料），从而使得“二恶英”等焦油类大分子气态物质，瞬间即可实现完全裂解，转化成燃烧性能超常优异的“垃圾天然气”（一种处于电子激发状态下的高能离子流），并在“动态加氧催化剂”和“加氧催化裂变反应器”高效发挥作用的同时，同步实现高温富氧完全燃烧，进而使得即便是热值很低、含水率很高的劣质垃圾，在不添加煤炭、石油等化石燃料及任何催化剂与化工原料的前提下，经“加氧催化裂变反应器”也能瞬间变成燃烧性能异常优异的“垃圾天然气”（不含水蒸汽、不含“焦油”、不含“二恶英”），进而轻松实现高温富氧完全燃烧，且全过程不产一滴焦油废水，无“可见烟尘”，无二次污染，且高效节能，100%资源化。

“垃圾无烟裂变清洁处理技术”工艺成熟、技术可靠

2013年6月刘伟奇建造的“垃圾无烟裂变清洁处理”中试装置，经中国科学院上海高等研究院分析测试中心按国家标准现场取样检测证明，其废气、废水、废渣中的“二恶英”，优于国家和欧盟标准。经江西省环境监测中心站按国家标准现场取样检测，大部分指标也优于国家标准。江西省权威检测结果表明：刘伟奇的这一发明“技术成熟，工艺可靠，三废排放远优于国家标准和欧盟标准，完全可以进入实际工业应用”。

“垃圾无烟裂变清洁处理技术”优势突出、应用广阔

2012年12月刘伟奇携带他的发明应邀出席了在北京召开的“国家‘十二五战略性新兴产业发展论坛”，受到了与会领导的充分肯定与特别关注。同年11月，刘伟奇还应邀出席了在北京人民大会堂召开的第九届中国科学家论坛，受到国家领导人的亲切接见，“垃圾无烟裂变清洁处理技术”成了此次大会引人注目的节能与环保新发明，并被大会授予“2012年度中国科技创新最佳发明成果奖”。其特点在于：

（1）该发明是在垃圾处理过程中没有二次污染的“全资源化”垃圾清洁处理新技术。

（2）该发明是能有效消除“二恶英”的垃圾清洁处理新技术。

（3）该发明是在垃圾处理过程中，实现“废气、废水、废渣”三达标的垃圾清洁处理新技术。

（4）该发明是能将“低热值带水垃圾”处理得干干净净，且无需添加任何化工原料与化石燃料的垃圾清洁处理新技术。

（5）该发明是“工程投资小、运行费用低、处理效果好”的垃圾清洁处理新技术。

（6）该发明是在富氧条件下采用“核磁共振”实现“分子裂变”，进而真正达到垃圾无害化处理的垃圾清洁处理新技术。

（7）该发明是无需“烟气处理”，只经脱酸反应就能让“烟气”实现达标排放的垃圾清洁处理新技术。

（8）该发明是不经“烟气处理”，就能达到“消烟除尘”，从而有效避免出现“烟尘”和“重金属”污染的垃圾清洁处理新技术。

（9）该发明是在投资建厂过程中不受垃圾数量限制，投资规模可大可小的垃圾清洁处理新技术。

（10）该发明是能同时适用于“生活垃圾、有机工业垃圾、医疗垃圾和各种工业污泥及其它有机危险废物”处理的垃圾清洁处理新技术。

（11）该发明是既能适用于垃圾发电，又能适用于生物质发电，同时还能适用于煤炭发电，且在发电过程中无可见烟尘、无二次污染的“全能型”新发明。

（12）该发明是能从根本上破解“垃圾围城”、缓解“雾霾天气”、应对“能源危机”的新发明、新工艺。

开发与推广“垃圾无烟裂变清洁处理技术”符合国家产业政策，属国家“十二五”战略性新兴产业项目。可以肯定：“垃圾无烟裂变清洁处理技术”的推广应用，必将从根本上解决我国“垃圾围城”问题，同时对改善我国空气质量、破解“雾霾天气”、化解社会矛盾、缓解能源紧张、建设美丽中国，也将产生积极作用。我们期待刘伟奇的这一发明，能够更快更好地与政府需求和资本市场相结合，在未来垃圾“资源化、减量化和无害化”处理的实践中，能够更好地发挥它应有的作用，为构建和谐社会，创建“生态文明”，建设美丽中国作出更大贡献。