2021年5月10日，國家知識產權局第二十二屆中國專利獎評審結果公示，清華大學與北京一亞高科能源科技有限公司聯合申請的發明專利“一種帶噴砂裝置的雙循環湍動床焚燒爐”（專利號：ZL201710677824.6）獲評“中國專利優秀獎”。

“中國專利獎”由國家知識產權局于1989年設立，是中國唯一的專門對授予專利權的發明創造給予獎勵的政府部門獎。中國專利獎由國家知識產權局和世界知識產權組織（WIPO）聯合主辦，是我國知識產權系統的最高榮譽，是獲得國內外認可的獎項。

本次獲獎的湍動床焚燒爐專利屬于基礎型專利，解決了廢棄物焚燒處理領域關鍵性、共性的技術難題，主要體現在以下三個方面：

1. 改變了傳統流化床焚燒爐的爐型結構，進而增強了物料、床料間的傳質傳熱，能有效增加燃料的燃燒份額，提高系統的能源轉化效率；降低污染物的初始排放，減輕后續凈化系統的壓力，降低污染物處置成本。

2. 爐膛內設置噴砂吹灰裝置，用以解決生活垃圾、生物質等高堿金屬物料焚燒過程中高粘性灰在上錐段內側壁面上沉積的問題。噴砂沖灰效果好，同時爐膛內為達到蓄熱燃燒效果通常敷設耐火材料，由此噴砂吹灰不會對壁面造成破壞，同時噴砂噴入爐膛內部可以達到補充床料的目的，保證系統的連續、穩定運行。

3. 噴砂管在其延伸方向上采用伸縮式設置，根據需要伸長對上錐面的內壁進行噴砂，噴砂完成后再縮回，伸縮式噴砂管可以收縮到爐膛外，避免噴砂管于爐膛內部高溫灼損而損壞。由此，進一步保證系統的連續、穩定運行。

應用本專利技術的湍動床氣化焚燒設備具有成本低廉，結構緊湊，熱效率高的優點，適用于處置多種復雜有機廢棄物，其優勢主要體現在：

1．初投資低

應用本專利技術的湍動流化床氣化焚燒設備，由于其獨特的流化特性可以實現分級氣化和分級燃燒，大大拓展了燃料范圍，可以滿足多元有機廢物的集中同爐處置的需求，有效降低了廢棄物處置設備的初始投資，同時氣化-燃燒的方式還降低了污染物的初始生成，能夠節省后端煙氣凈化單元的設備投資和運營成本。粗略估算，可比目前主流技術降低噸設備投資成本20～30%。

2．連續穩定性高

本專利應用于生活垃圾、生物質等廢棄物焚燒領域，相比其他焚燒技術而言，采用內外雙循環結構，即強化了物料床料間的傳質傳熱，提高了燃料的燃燒效率，又降低了煙氣中顆粒物的含量及磨損問題，同時耦合伸縮式噴砂吹灰系統，避免床層避免的高粘性堿金屬的粘附，從而保證了系統的連續穩定。

3．環保效益好

本專利屬于廢棄物焚燒技術領域，采用中低溫氣化和高溫焚燒偶合的技術，將產生明顯的環保效益，污染物排放量與國家標準值比較：顆粒物排放減少85%，氮氧化物排放減少90%，二氧化硫排放減少75%，二惡英排放減少80%，在處理同樣數量廢物棄的情況下大大降低了污染物的排放量，有助于環境污染源的治理。

本專利技術應用廣泛，經適當改進后，如在前端增加原料預處理、配伍系統等，還可應用于危廢處理專業公司收集的危險廢物處理，縣域及城市生活垃圾處理（特別是縣域中小規模垃圾處置），城市生活污泥/河道淤泥處理，造紙、紡織、印染、電鍍等工業企業的廢渣和污泥的處理，油田開采后油泥的處理，醫療/生化實驗后固體、液體廢棄物處理，廢輪胎、廢汽車內飾、廢橡膠等廢棄物處理等。目前已有處置造紙企業的造紙廢棄物（造紙廢渣和造紙污泥等），將其轉化為蒸汽供造紙車間使用的成功案例。