天然气磁化节能装置

   天然气磁化节能装置是集多种核心技术于一体的综合节能系统，采用多极磁化、余热利用、涂装触媒等综合方式，提升天然气利用率、增强热效应，减少能耗与有害气体排放，实现高效节能。

       ● 背景

   2017年1月国家能源局发布《能源发展“十三五规划”》，指出要加快实施“煤改气”，以京津翼及周边地区、长三角、珠三角、东北地区为重点，推进重点城市“煤改气”工程，增加用气量450亿立方米，替代燃煤锅炉18.9万吨。2017年3月环保部、发改委、财政部、能源局等发布《京津翼及周边地区2017年大气污染防治工作方案》，进一步将“2+26”城市列为北方地区冬季清洁取暖规划首批实施范围。

   燃料磁化燃烧可以获取一定的消烟节油效果, 这已被国内外大量研究所证实。磁化燃烧的这种功效在实践中正得以广泛开发利用.但是, 作为一项有效的应用科学技术,燃料磁化燃烧的实际成效不仅需要通过精密的仪器作出精确评价及实践检验, 而且从理论上也需得到严格证明.然而,正如水系统磁化处理情形一样,燃料磁化燃烧显著的消烟节油效果无法依据现有的传统磁化学理论作出圆满诊释。

   磁化消烟节油技术的理论根据何在, 是目前人们致力于研究的重要问题. 传统的磁化学理论的局限性在于它只考虑磁化功对燃料性质的影响。为了突破这一局限, 国外有人提出一种观点, 认为磁化后部分燃料分子发生断链, 变成小分子, 由此使燃料性质发生改变, 使燃烧效率提高。

   现代量子力学理论认为, 在磁场中分子内部的各种粒子( 电子、原子) 的运动状态( 波函数和能态) 将受到一定程度微扰, 由此而引起分子微观状态( 分子波函数和分子能级) 发生改变。根据这一理论, 本文对磁化后燃料分子的微观状态的变化进行了红外光谱、紫外光谱分析, 并测试磁化后燃料有关性质的变化, 找到了磁化消烟节油的根本依据。

   在国家实施节约与开发并举、节约放在首位的能源发展战略背景下，我司通过对天然气的气体组成及分子构造的实验研究和理论分析，运用渗透于不同学科领域的天然气基础研究、天然气的开发和利用，并分析积累的大量有关的研究资料和运行数据，研究出使天然气充分燃烧，将其化学能更好的转化成热能，使之能量被充分利用，且燃烧后可降低烟气中废气排放的产品，为各类企业量身定制节能减排方案。

   ● 天然气的分类

   1、管道天然气（PNG）：呈气态，通过管道进行运输，具有输送稳定、有效，规模效应明显等特点，但其管道投资巨大，呈现自然垄断特性，为天然气分销行业中最为常见的输气模式；

   2、 液化天然气（LNG）：该天然气甲烷含量95%左右，杂质含量少，纯度高。它是经过冷冻降温至-162 度左右所形成的液态天然气，体积较小便于储存及长途运输，但其液化流程复杂，LNG 工厂建设投资大，液化费用高，目前多用于需大规模输气但又暂不具备长输管道的地区；
   3、压缩天然气（CNG）：该天然气甲烷含量85%左右，含较多杂质，燃烧时会产生污染物。他是指储存于容器中经过加压的天然气，压力超过3,600 磅/平方英寸，具有成本低、操作简单等特点，但由于 CNG 罐车单车运气量小，受规模和运输距离的限制较大。

   ●天然气能源消耗现状

   1、工业与民生领域天然气消耗占比突出

   仅2024年工业与民生（城市燃气）领域天然气消耗占比就已超73%，两者共同构成了中国天 然气需求的核心。其中，燃气锅炉作为工业生产与民生供暖的核心热源，在天然气能源消耗中 占据重要地位，其能耗水平直接影响整体能源利用效率。

  2、工业生产天然气使用成本高

  在工业生产中，很多企业面临共同的难题——传统天然气燃烧设备热效率不足80%，燃气成本占 生产总费用20%-40%，部分高耗能行业更是超过50%，还面临积碳多、排放超标的风险。

   燃气锅炉内，天然气损耗占整体能耗的15%至25%，氧气不足、混合不均、温度不够、停留时间太短等多种原因导致大量天然气被浪费，是能源利用效率提升的主要瓶颈。

   面对日益增长的能源需求和环保压力，减少能源浪费、提高天然气利用效率成为当前工业生产和民生领域亟待解决的重要课题，天然气节能装置的应用是关键途径之一。

   ● 天然气磁化节能装置结构

         产品规格：覆盖DN15-DN125管径，适配不同规模需求 

   适配环境温度：-30℃-80℃ 

   燃烧均匀度提升：≥20%

   ●节能技术原理

  天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。甲烷的含量占95%以上,甲烷是属于小分子，容易聚集抱团， 形成大分子团，燃烧时不能充分燃烧。   

   天然气磁化节能装置采用多极多磁场技术，大幅增加磁通量密度，对天然气进行磁化预处理：当以逆磁性物质甲烷为主要成 分的天然气流经高强度闭合磁场时，甲烷分子会沿磁力线定向排 列，削弱分子热运动导致的微观密度起伏，提升气流均匀性与离 散度。 

   同时磁场作用使燃料分子中的氢原子由带正负电荷转化为绝大多数带正电荷，更易与负电位的氧分子结合，还能将气体分子 团切割为更小颗粒，大幅增加受氧面积与分子活性。 

   这种双重作用让天然气进入燃烧室后与氧气混合更充分，不仅加快氧化反应速度，还能通过持续产生H原子继续与氧气反应，生成O和OH原子团，促进CO向CO2转化。实现燃烧更完全、温度场更均匀，从源头减少未燃尽浪费，显著提升燃烧热效率。

   ●环保原理
        一氧化碳、一氧化氮及碳氢化合物进入人体及动物身体是有害的。例如：一氧化碳少 了一个氧，形成不稳定的自由基。当自由基进入人体及动物身体会吸收人体细胞中的氧, 破坏细胞，细胞会死亡，器官会衰竭。因此，未充分氧化、未充分燃烧的燃料，不但形不成良好的生态循环，反而会危害人体。 

   安装了天然气磁化节能装置后，燃气经过充分燃烧，尾气排放几乎全部是二氧化碳及其他氧化物。这些物质极为稳定，不会危害人类。二氧化碳经过植物的光合作用后，又生成了氧气，这就是本产品的环保原理。

  当前，基于磁化原理的天然气节能技术已获国家工信部权威认证。

   ●理论节能效益计算

   改造前：热效率 90%，排烟温度220℃，给水温度30℃， 小时耗气200m³ ； 

   改造后：热效率提升至95.83%，排烟温度降至130℃， 给水温度升至80℃；小时省气20m³（按10%节气比例核算， 200m³/h×10%=20m³/h），年运行8640小时，年省气约 17.28万m³（20m³/h×8640h），节约成本60.48万元（气价 按3.5元 /m³ 核算，17.28万m³×3.5元/m³）。 

   以甲方现场工况加装1套CH-200节能系统项目为例：投 资额为人民币4万元整(含运费、远程指导安装费及13%增值 税)，按节能率4%计算，小时省气8m³，年省气69120m³，按 气价3元/m³计算，年节约成本207360元。 

   投资回收期3个月（节能率4%）

   ●天然气磁化节能装置产品优势

   1、投资回收期短：通常小于12个月，快速见效，投资回报明确。

   2、零能耗运行：装置本身无需额外电力或燃料驱动，除初期投资 外无额外运行成本。

   3、自动化性能卓越：一次安装，长期受益，无需人为干预，无需专人维护值守。

   4、非侵入式改造：无需更换原有燃烧器及控制系统，安全无风险。

   5、安装简易：天然气磁化节能装置通过法兰或丝扣连接，可直接串联接入燃烧器前的天然气主管道。单台设备 安装最快仅需20分钟，不影响生产。

   6、减排合规：一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC) 、氮氧化合物(NOx)排放大量降低，助力企业避免环保罚款风险。

   7、使用寿命长：设计寿命10年以上，品质稳定可靠。

   8、系统优化：减少锅炉本体负荷，可免除喷嘴积碳清洗，明显改善燃烧器喷嘴积碳情况。

   ●产品安装示意图

   ●维护保养 

   根据实际情况，每1-3年对节能器管内进行一次清洁维护工作，进行时无需停机(要带有旁通管路)。

   ●天然气节能装置适用领域及设备

           作为一个高效节能、科技环保的气体处理技术，本产品使用纯物理处理方法，更具不同的处理介质，产品安装后在一个月后逐步达到最佳效果，配合生产运行过程中的简单维护后，产品使用年限可达5年以上，且无需额外的成本投入。可用于使用天然气的窑炉、熔炼炉、热风炉、蒸汽锅炉、内燃机、梭式窑、辊道窑等各类设备。适用于钢铁、有色金属、电气机械和器材制造、水泥、化工、汽车、汽车零部件制造、陶瓷、食品饮 料、纺织、造纸、烟草、医药等全工业领域，为使用天然气为燃烧能源的企业，降低成本，环保减排。

                             节能报告

长春金赛药业有限责任公司是一家基因工程药物研发商，主要从事重组人生长激素的研发、生产等服务，研究范围涵盖了生殖、肿瘤、自身免疫、眼科、神经系统以及代谢疾病等领域。

一  现场情况：

业主现场有10台 4T-10T锅炉，品牌为三浦锅炉，目前能耗在70左右，已经没有节能空间，鉴于国家政策的要求，公司联系采购一套设备进行节能方法的探索；