[00034223]環保節能裝備——模擬“龍卷風”技術及高效節能裝備

1、項目簡介 項目團隊遵循“道法自然”，通過原理、裝備和應用創新，開發了模擬“龍卷風”技術及系列裝備，開創了過程強化新模式。已在煙氣超低排放，水體高效增氧、降塵抑煙、消防滅火、施肥噴藥、替代機械攪拌等領域成功應用，性價比優勢顯著。該發明已通過權威部門檢測和成果鑒定, 獲得多項專利,是國際領先的原創技術，可助力“碧水藍天”工程。本項目團獨創了充分利用體系自生能和有效能模擬"龍卷風"的“刮風下雨”式的過程強化模式。通過“因勢利導”旋轉霧化噴頭設計，將一直被忽視的傳動動能高效地轉化為轉動能和充分霧化的表面能，有效避免了動能損失，實現了大范圍、長距離充分霧化分散，顯著提升了過程強化效果。新型旋轉噴頭可借助流體對外噴射時的反作用力和小阻力優勢，產生高速旋轉，在液體或空氣中旋轉速度每分鐘可達數百次到數千次不等，高速旋轉的氣流或液流不但可以帶動周邊氣體或液體旋轉，而且可促進分散流體與介質的摩擦，強化霧化或分散效果。大流量射流旋轉噴頭可以克服現有噴頭容易阻塞、霧化面積小、分布不均，霧化效果差等弊端，實現長距離、寬范圍、大流量充分霧化和大面積覆蓋，使水霧在徑向和環向分布更為均勻。每立方米的液體可霧化成粒徑60μm左右的液體顆粒，表面積達到105 /m2。借助氣體自身的動能、多噴頭旋轉產生的動能和體積收縮產生的有效能共同形成合力，可促使流體更強、更快、作用范圍更大的定向旋流運動，產生類似“龍卷風“的快速旋流效果，并沿塔體螺旋上升，從整體向上運動方向改變為螺旋上升運動，旋轉噴頭起到了形成負壓、促進旋流“風眼”形成的作用，可以更好地使物系的自身能量轉化為有效能量，強化過程混合，實現高效節能。在特定的裝備和實際體系中誘發產生強烈旋流，能夠很好破解各種實際體系傳質傳熱效率難提高和實施成本高的問題。目前已經成功開發能耗極小的成套高效節能裝備系統，開辟了低實施成本和高效率傳熱、傳質、傳遞的過程強化新途徑，應用領域廣泛。 2、技術成熟度 以模擬“龍卷風”為亮點的煙氣凈化系統技術與裝備已經4年的研發、應用評價和不斷放大、多體系應用及系統優化，形成了工藝包及成套裝備技術。基于前期基礎，具備針對不同對象的工藝包開發和設計能力，制定了技術及裝備的標準，具備承擔核心裝備的設計與加工，生產線在線評價與優化，全系統及成套單元裝備的設計、安裝、調試及服務運營能力。 本項目已經獲得和申請12項發明專利，包括多國的國際專利?；凇褒埦盹L”原理開發的全新技術與裝備的巧妙結合，已建成的20噸/小時鍋爐和225噸/小時鍋爐的煙道氣凈化裝置已經先后通過廈門大學、中國環境科學學會和內蒙古科技廳組織的專家論證和現場鑒定，專家一致認為該項研究成果提供了一種高效節能裝備系統發展的新途徑，實現了原理創新、裝備創新、應用創新，在煙道氣及黃磷尾氣脫硫、除塵凈化、消煙滅火、溶氧、混合、換熱等方面成功應用，并表現出了很好的使用效果，是過程強化技術的重大突破，整體達到國際先進水平。 3、應用范圍 （1）脫除工業煙道氣中PM2.5 本項目基于模擬“龍卷風”技術開發的高效節能凈化裝備可在不使用雙塔脫硫和濕式電除塵的前提下，以低設備投資和低運行成本滿足二氧化硫和PM2.5的最新超低排放要求。全套技術及裝備的集成，不但原料可使用高硫煤，而且副產物還可聯產納米硫酸鈣和納米碳酸鈣，實現煙道氣的高附加值資源化利用，減少污染排放，助力“碧水藍天”和循環經濟工程。 （2）消防領域 高速自動旋轉霧化噴頭很好的克服了現有消防噴頭用水量大、滅火效果一般的缺點，可實現幾秒～幾十秒快速滅火。同時具有消煙、吸熱、降溫功能，利用產生的體積急速膨脹的巨大水蒸氣降低氧氣含量，阻隔空氣進入，達到快速、高效、低用水量的滅火效果。產品通過消防部門的檢測，性能優于現有消防產品，可望開發出消防新技術和消防產品新標準。 （3）農業領域 可噴霧覆蓋40米直徑的區域，將大幅擴展設施農業半徑，提高農業生產效率，可替代傳統的滴灌、噴灌施水、施肥和施藥；可噴施不全溶性漿料（固液混合），突破滴灌需要全水溶肥的限制。大孔道噴霧方式有助于粉煤灰、碳酸鈣、秸稈、石膏、生物基材料低成本、高效率、均勻還田及大面積鹽堿地、沙漠改造，打造生態農業產業。 可進一步開發以調整大棚生產溫度、濕度，農業灌溉、施肥、噴藥，氣霧栽培，水產養殖，水產保鮮等改造為主要方向的噴霧旋流技術及裝備，構建生物質資源利用、生物基產品開發、三廢資源化、節能環保技術與高效裝備等協同促進的產業集群。 （4）可替代攪拌強化混合，降低污水治理成本 創新的旋流混合裝備系統可以拓展到氣、液、固三相體系，可替代機械攪拌進行更高效混合，減少設備投資，破解混合及布氣不均勻的難題。借助體系輸入或循環物料動能產生旋轉或溫度急劇變化產生的體積變化所形成壓力梯度，在氣相中自動誘導出類似“龍卷風”的效果，在液相中強制形成漩渦般的旋流效果替代機械攪拌，可大大促進反應及分離過程的傳熱傳質，可在固液、氣液、氣固兩項或氣液固三相體系的混合、反應及分離過程中廣泛應用，提高溶氧能力，在各種混合體系、污水生化處理、生物發酵等體系中將有廣泛的應用前景。 （5）大氣除塵降溫 在霧霾治理、揚塵治理、人工降雨領域應用前景巨大。研究發現，對含有PM2.5為2000μg /m3和PM10為8000μg/m3的揚塵重污染空氣噴霧2秒左右，PM2.5和PM10削減98%左右。 4、投產條件和預期經濟效益 合資合作，聯合開發技術及市場，創新合作模式。 將重點落地工業開發區，探索合資合作的機制體制，靈活采用PPP模式、第三方治理模式、工程總包模式、項目改建模式、帶資改造享受指標和效益等方式，在開發區與企業和政府建立“利益共享、風險共擔、全程合作”的共同體關系，幫助政府節能減排，破解環境和資源瓶頸，減小企業投資風險。 總體目標：開發和推廣模擬“龍卷風”技術以及成套高效節能裝備系統在大氣揚塵治理、煙道氣超低排放、余熱回收與利用、強制蒸發和冷卻、消煙滅火、高效多功能反應器、混合分散、污水高效處理、高效農業設備等領域的應用。 模擬“龍卷風”技術與裝備及應用場景 5、合作方式 合資合作，技術非獨家授權及區域性產品聯合生產。