退休不忘报国志 白发无惧攀高峰

——记余式正先生的报国情怀与永攀高峰的创新精神

发明人  余式正 1937年生于广大汕头市。原冶金部自动化研究院高级工程师、劳模、九三学社社员，北京正仁科技有限公司董事长。

一、报效祖国无怨无悔

1、报效祖国不遗余力

在党多年的教育下，1961 年余式正先生从华中科技大学毕业，怀着报国的志。向踏上新的工作岗位━━冶金部钢铁研究院十二室工作。十二是的工作是配合其他主体科室，完成其他科室的仪器仪表和自动化方面的要求。例如高温材料持久  试验机的温度控制，温度急冷急热自动控制等工作，有科室需要一套设备，实现“恒速降温自动控制 ”,最快的降温速度达到 1℃/秒。显然加热炉都是有很大的惯性，要达到如此快速、恒速降温是有一定的难度的。余式正先生接到任务以后，把苏联库列巴斯院士的“不变性原理”理论用于热工控制，成功解决了快速降温的控制问题。1963 年初朝鲜科学院组团访问中国，余式正先生不撰写的依据报告作为冶金部与朝鲜技术交流资料，得到对方的重视，有朝鲜专家来访获得好评。

上世纪 60 年代初，电子技术刚刚起步，过去许多仪器都很落后。为此，1963年钢铁研究院陆达院长要求十二室研发“全自动膨胀仪”，就把“不变性原理” 用于《GY-1 型全自动膨胀仪》，温度从-120≈950℃,获得成功，参加1965 年全国仪器仪表展览会后无偿转让抚顺红旗仪表厂生产，后来获得全国科学大会的嘉奖，在余式正先生的精心维护下使用了20≈30 年。

2、资产阶级“权威”被剥夺报国权利

《GY-1 型全自动膨胀仪》研制成功并移交生产以后在当时确实是先进的。承担 09 工程的 715 所知道以后也希望获得一台 GY-1 型全自动的膨胀仪。为此，余式正先生答应 715 所是要求，并亲自送 09 办公室备案。

不料此消息却引起一些人的反对，他们给余式正先生扣上所谓“资产阶级权  威”的帽子，阻止余式正先生负责该项工作，结果去了“五七干校”，为当地公社建立一套 1000W 的广播站，为干校也建立广播站，帮公社下面的生产队检修广播设备，受到好评。到了评高级工程师的时候，当初积极反对余式正先生下干校的人，苦于没有成果，不得不请余式正先生“证明 ”参加膨胀仪课题才评上高工。

3、完成 X 射线测厚仪的研制突破东芝公司没有解决的难题

197 4 年根据冶金部下达的、要求为上钢一厂试制热轧 X 射线测厚仪的任务，技 术方案基本仿造日本东芝公司 Tosgage306 型测厚仪的方案。当时正值文化大革命

时期，大家都没有认真地工作，余式正先生抓住时间自学外语，积累了两本书的翻译和许多技术资料，在 1978 年单位的外语测验中取得近乎满分的成绩夺冠。后来参加冶金部有色司日语班学习，四个月就为北辰公司作口语翻译。为了带领大家，在研究室开办日语学习班，为后来提工程师时的外语关起了作用。

1979 年 X 射线测厚仪经历冶金部科技鉴定，被评为科技二等奖。1982 年应太钢邀请，验收东芝的 Tosgage306 型测厚仪测厚仪的时候，他们的厚度设定误差技术指标不合格，东芝公司的专家告诉于先生，在日本三天三夜都调不好。才知道东芝公司没有掌握调试方法，可见他们的产品没有一台测厚银是合格的。

4、测厚仪的研制费用被挪用余式正自筹资金完成国家任务

1979 年上钢一厂 X 射线测厚仪成功鉴定以后，鞍钢也要求生产一台 X 射线测厚仪。冶 金部拨款 10 万元下达测厚仪的研制计划。

1983 年因研制费用被挪用，余式正先生自筹自筹资金、83 年加工 2 台、84 年加工 4台、85 年加工 16 台，苦战三年，完成冶金部 鉴定，并上缴收入六万元，被评为劳模上报冶金部。因为用了测厚仪以后，轧制速度从 1 米/秒提高到 5 米/秒，根据使用单位财务部门核算年收益 200 万元，被一 位领导篡改为 20 万元，故仅获得冶金部三等奖。

5、测厚仪的研制费用被挪用余式正自筹资金完成国家任务

    实验室被非法查封了，人也被“编余”了，余式正 先生报国之志并没有动摇，测厚仪干不成了，就自己掏腰包开发 YZ88 智能钢水测温仪新产品。无偿交仪表车间生产，经济效益显著，并作为钨铼热电偶配套仪表，大大提高热电偶的经济效益，获得冶金部一等奖。1990 年“国家新产品”（图 2）称号，出口韩国受到好

评。自己只从冶金部的奖金中分到 150 元和拿三万元到丰台检察院“自首”的不白之冤。

此外，还为仪表车间开发智能测温仪、智能流量计等多项产品，为宝钢开发 高炉的料位料速仪，独创“拨叉机构”，解决同心轴的同步连接问题，使日本原 来的测量误差约 450mm 减少到 15mm，冶金自动化院、钢铁设计总院纷纷仿制。

二、退体不忘报国志

1995 年北京市监察院找到余式正先生家，承认余式正先生没有到检察院“自 首”，电台广播不当表示抱歉，声称并无立案。已退回单位。单位按固定办理退 休。余式正先生“自由” 了，可以继续为国家做出贡献。

1、业余时间指导完成军工项目

珍宝岛事件发现有线通信保密性最好，为此，军方提出发展翟波通信。发展载波通信首先要解决滤波器，解决滤波器要先要生产低膨胀合金。为此，把生产低膨胀合金的任务通过冶金部军工办下达给钢铁研究总院。生产低膨胀合金首先需要研制高进度的检测仪器。冶金部军工办和电子部研制“静电型弹性试验仪” 的任务安排给钢铁研究总院、北京冶金所、陕西钢研所和南京有线电厂。余式正先生应钢铁研究总院的邀请，用业余时间为项目设计了技术方案并参加调试，历时八年，撰写了“整装置的研究”，1982 年经冶金部鉴定，达到国际先进水平。

2、为广西玉林市完成一项星火计划任务

1992 年应广西玉林市科技局邀请,完成一项国家科委下达的的星火计划任务： “用电分时计量”的任务。完满完成任务。

3、挑战德国力士乐世界名牌为长江三峡作贡献

长江三峡工程有许多地方需要闸门控制，过去国内虽然有人研制过，但没有 成功。因为国内没有产品，国外乘机“敲竹杠”，买“液压缸行程测量”要按液 压杆的重量计价，每吨几十万元，要卖出天价。

1998 年余式正先生接受首钢液压机械厂提供 1000 元研发资金的委托，为长江三峡工程研发“液压缸行程测量装置” 。经过大家的合作，很快拿出样机，参加在宜昌展出，因为这是国内首次展出，是挑战德国力士乐世界名牌，所以引起国内轰动。

4、无惧 7 级地震研制腹膜透析机抢救唐山地震病人

1976 年唐山发生大地震，有五位患“急性肾功能衰竭”的病人需要透析。但全北京只有北大医院有一台进口的“腹膜透析机”为此，北京医疗器械厂诚邀余式正先生合作。大家无惧 7 级地震预报，研制出国内第一台“腹膜透析机”。最后，五位病人全部康复出院。

5、过去做过项目的技术创新

⑴、余式正第一公式

1982 年应太钢的邀请，去太钢参加日本进口东芝公司X 射线测厚仪的验收。 发现产品不合格。因为我们曾经仿制过东芝的 X 射线测厚仪，所以对东芝公司产 品技术指标不合格自然一目了然，令东芝公司专家震惊，事后告诉余式正先生， 在日本三天三夜都没有调好，据此，我们早解决了。此外测厚仪的厚度偏差指示 误差是指数函数，非线性严重。也是东芝测厚仪难道败笔。

退休了，发现测厚仪的厚度偏差指示误差只要参与余式正先生的计算公式就 可以实现线性化。因为是余式正先生证明成立的，称为余式正第一公式。

⑵、余式正第二公式

指导过“静电型弹性试验仪”研制后，发现其实电容的计算公式呢 C= ε  S/d， 几乎每个参数都可以用来作为测量参数，如果把电容接成振荡器，就可以作为传  感器来用，可以派生出许多产品，称为余式正第二公式。

⑶、余式正第三公式

余式正先生参加工作后，就参加材料持久试验机的温度控制工作。当时一般 采用两位控制，经过四、五十年的思考，终于发现余式正第三公式。根据公式计 算只能控制就能实现温度的精确控制：当然也能实现大幅波动。

三、 白发无惧攀高峰开创垃圾焚烧不产生二噁英的新时代

1、垃圾处理的的世界难题

垃圾日积月累，造成垃圾围城，酿成垃圾危机。垃圾填埋占用土地、污染环境,不宜推广无需赘述；垃圾焚烧不可避免会产生二噁英。二噁英号称天下第一毒，它的毒性是砒霜的 900 倍、氰化钾的 300 倍；并且，二噁英生成以后，最后返回地面，构成对人们身体健康的严重威胁，受到群众的强烈反对；垃圾分类并没有消灭  垃圾，还需后续处理。

于是，垃圾焚烧烧不可避免产生二噁英和垃圾分类的后续处理是垃圾处理亟  待解决的世界难题。从 2005 年开始，余式正先生致力于垃圾焚烧的技术突破，终 于开创了垃圾焚烧不产生二噁英和废气、不产生渗滤液和臭气的新时代。

2、第一代垃圾干馏焚烧的技术创新

   1985 年深圳首次引进国外炉排炉，因国内垃圾含水量大、垃圾烧不透，业界大呼国外技术水土不服。2005 年余式正先 生提出垃圾干馏的模型（图 3）：既然垃圾的水分大、不透气，烧不起来，干脆把垃圾摞起来，使内部的垃圾和空气隔  绝起来，从外面加热使内部垃圾隔发圾生干馏、分解，产生燃气逸出到外部燃烧产的生热量使外部垃圾快速干燥、燃烧。

图 4 是垃圾干馏产生的燃气在炉膛  猛烈燃烧和垃圾完全燃尽的照片。同时， 因为大部分垃圾干馏，不直接焚烧，故  有显著减少二噁英产生的效果。根据实  测的结果，二噁英的排放约 1ng/m3,符合过去的国家标准。      

3、第二代垃圾干馏焚烧炉的理论创新

2009 年国际二噁英大会在北京召开，垃圾焚烧不可避免会产生二噁英达成共  识。根据垃圾干馏焚烧炉的经验，余式正先生提出垃圾焚烧不产生二噁英的理论：鉴于二噁英是由一个或两个氧原子结合两个被氯取代的苯环所组成，可见它的生成必须满足两个必要条件：有氯和苯环存在并且发生氧化反应。故此，不管垃圾焚烧二噁英的生成多么复杂，只要垃圾焚烧过程不具备生成二噁英的任一必要条件就不会产生而恶意不。

据此，把垃圾焚烧过程分成两个阶段，初始阶段面对原生垃圾不能没有氯和 苯环存在，就让垃圾干馏 。所谓干馏就是固体有机物在隔绝空气的状态下加热分

解的化学反应过程。垃圾干馏隔绝空气，不发生氧化反应就不产生二噁英。干馏

生成燃气、焦油和碳化物残渣。燃烧燃气或者碳化物残渣，没有氯和 苯环存在，也不产生二噁英。2010 年他们在福建进行中间试验，经中 科院测试（图 5），二噁英排放的实 测值为 0.028 ng/m3，远低于日本  和欧盟 0.1-0.2ng/m3 的国家排放标准。证明余式正先生耕耘垃圾干馏不产生二噁英的理论是正确的。    

4、第三代垃圾干馏焚烧炉的结构创新

第二代垃圾干馏焚烧炉仍存在许多不足。例如出渣口采用灰盘密封，垃圾燃  烧靠鼓风，燃烧段高度只有 200-300mm,处理效率低，原设计日处理 100 吨实际只有 20 吨；第三代干馏炉恢复第一代的负压燃烧，燃烧段超过 1 米；又如原来是圆  形截面，不利于大型化，就改成第一代长矩形截面，便于单元组合，实现大型化；  此外，下段气从中间就跑了，垃圾干燥和干馏段缺少供热热源等。经过改进后申  报了发明专利（专利号 2014 1 0393458.8），图 6 是第三代干馏焚烧炉结构示意图。

干馏焚烧炉垃圾焚烧工艺过程如下：炉子自上而下分成干燥段、干馏段、还 原段、燃烧段和灰渣段。垃圾入炉以后，先进行干燥，

然后下降到干馏段进行干馏、分解，干馏后的碳化物残渣，下降到燃烧段接触空气燃烧，碳化物或燃气燃烧产 生的高温把尚未燃烧的碳化物加热到高温状态，形成还 原段。燃气或碳化物燃烧产生的 CO2 经过时就被还原成 熱煤气 CO，通过中心及周围的燃气室上升，为垃圾干燥 和干馏提供热源。

干燥段的原生垃圾受到上升的熱煤气加热以后，垃圾中的水分蒸发变成水蒸汽，就把垃圾缝隙中的空气赶走并取而代之；再下降到接近干馏段时，垃圾干馏产生的干馏煤气又驱赶并取代了水蒸汽，使原生垃圾到达干馏段时已经完全干燥并隔绝氧气，处于充满燃气的还原气氛之中，没有氧气、不发生氧化反应就不产生二噁英；

再燃烧燃气或碳化物、没有氯和苯环，也不产生二噁英。

图 6 第三代干馏焚烧炉

5、垃圾干馏焚烧炉具有划时代的进步

⑴、实现彻底的无害化。首先， 不产生二噁英。第 三代垃圾干馏焚烧炉二噁 英的排放将比第二代更低；其次，不排放废气；第三，不产生渗滤液和臭气；不 散发恶臭，实现彻底的无害化。

⑵、实现真正的减量化。何谓垃圾？垃圾就是不能再用而二被丢弃的废弃物。 把不能再用的垃圾变成宝贵的燃气，变废为宝、消灭废弃物才是真正的减量化。

⑶、低成本、高效益垃圾处理有望告别公益事业。垃圾处理过去需要补贴。 第三代垃圾焚烧炉不产生二噁英，无需飞灰和废气处理；无需布袋除尘和活性炭  吸附；可以封炉几天不灭、垃圾可以日产日清，无需垃圾储存坑，就不产生渗滤液和臭气。估计投资约可节省 80%，处理成本约可节省 70%，占地面积可节省 90%。

以往垃圾焚烧处理成本 200 元/吨，采用余热锅炉和蒸汽轮机发电，效率不超 过 20%。发改委规定每吨垃圾的发电量不超过 280KWH。第三代垃圾干馏焚烧炉处 理成本约 60 元/吨，用燃气轮机 IGCC 发电，效率可达 45%。据此，发电量超过600 度。每度电按 0.5 元计算，也有 300 元的收益，企业完全可无需补贴自负盈亏。

四、 结语━━科研成果磨砺出 梅花香自苦寒来