美国WATER MAZE WB系列水中焚烧式高浓度废水蒸发浓缩设备概述
☆ 由我公司于2000年7月*引进（以2000年深圳全国节能会议亮相为标志）、由美国WATER MAZE公司制造的*实用产品：水中焚烧式高浓度废水蒸发浓缩装置，先后被*500强：安阳ACBC、郑州ANFEI、跨国公司GM-Daewoo青岛通用大宇汽车、北京现代汽车摩比斯Mobis公司等全国大中型企业集团成功应用于治理高浓度电镀废水、机加工冷却废液、高浓度VOC废水、膜分离浓缩液等工程领域以来，业已转入在全国范围内的普及应用阶段（注: *110多个国家和地区业已应用上万套以上）。
☆ 何为WB废水蒸发浓缩装置(Why it is called WB) ？
把含有水份且其他工艺难以作*终根治处理的工业废水，直接喷射在燃烧中的火焰中，使废水中所含的挥发性有机物（VOC）及其它污染物在1050度燃烧管内（浸没于功能槽液体之中）焚烧裂解，分离出水分和单体化合物。分离出的水分转化为水蒸气与含在其中的微量单体化合物等气体污染物一道被排放到大气中, 焚烧后的碳化物(固形物) 则通过下端的污泥仓以及后置脱水装置而形成固体垃圾。
WB废水蒸发浓缩装置工作原理是：
一定量的燃气（NG,PG）在浸没于功能槽液体中的燃烧管内点火后管内温度高达1050度，将流体（废水）喷射到火焰中使流体瞬间氧化与汽化。汽化后的水蒸气和残余热烟气（含CO、NOx、SO2等单体化合物,具体污染物质视进水组分而定）被强力溶入功能槽燃烧管外沸腾中的液体中, 并与燃烧管外的水蒸汽汇合经气泡粉碎器和滤网而排放到大气中(注：根据用户需要，可通过热交换装置或冷凝装置的特殊设计，将水蒸汽余热加以利用或冷凝水回用。但，冷凝水水质将取决于进水组分以及2次净化系统功能)，其浓缩后的污泥液经脱水后按固体垃圾处理即可。
在1050℃的高温下水份以外的挥发性有机污染物被高温氧化分解，重金属和其他固形物经高温氧化而成为碳化渣、污泥和粉末，在自重作用下坠落到功能槽底部锥形污泥仓（经污泥泵定期泵入指定污泥槽后随时脱水处理即可）。污泥发生量可通过TDS、SS或全盐度的ppm量计算得出。由于燃烧管内间断性废水喷射与高温焚烧和燃烧管外连续高效的水分蒸发协调进行,所引发的热传导连续不断地把热量传递给周边废水使水份在极短时间内汽化成水蒸汽，并通过微型气泡粉碎器而被排到大气中。
☆ WB废水蒸发浓缩装置特点(The product features of WB unit)：
1.装置精巧、占地极少； 2.数字控制，自动化操作； 3.使用*燃气，可防止大气污染 ；
4.使VOC等挥发性污染物经高温焚烧裂解为单体化合物后与水蒸汽一道排放到大气的方式而被除掉；
5.对VOC等挥发性污染物的处理效果非常显著。
☆ WB废水蒸发浓缩装置的适用范围(The application area of WB)：
1.膜/生化法/物化法等工艺很难处理的高浓度废水； 2.采用一般蒸发浓缩装置或钢桶干燥机的企业 ；
3.含有挥发性有机物VOC的高浓度废水 ； 4.空间狭小，不便安装或要求自动化操作的企业 ；
5.希望以*少的费用求*大废水处理效果的企业 ； 6.计划减少各种委托处理费用的企业 ；
7.在环境改善和保护方面欲做出贡献的企业； 8.欲创建废水零排放、根治高污染的各种工程场合.
☆ 可有效处理的污染物(The contamination in effect of treating with WB)，有：
1. 重金属(Heavy Metal)： 1).砷 2).钡 3).镉 4).铬 5).铅 6)..镍 7).硒 8).银 9).水银.
2. 其它化合物(Chemicals)：1).氯化物 2).硝酸盐 3).硫酸盐 4）磷酸盐 5) 动植物/矿物油脂及乳化废液
3. 60种挥发性有机物质(VOCs)：
01)苯 11)氯苯 21)1,2-氯苯 31)1,3-二氯丙烷 41)萘 51)1,1,2-三氯苯
02)溴苯 12)氯乙烷 22)1,3-氯苯 32)2,2-二氯丙烷 42)N-丙基苯 52)三氯苯
03)溴氯乙烷 13)三氯甲烷 23)1,4-氯苯 33)1,1-二氯丙烷 43)苯乙烯 53)三氯氟乙烷
04)溴二氯乙烷 14)氯代甲烷 24)二氯二氟 34)顺1,3-二氯甲烷 44)1,1,1,2-四氯乙烷 54)1,2,3-三氯乙烷
05)溴仿 15)二氯甲苯 25)1,2二氯乙烷 35)反1,3-二氯甲烷 45)1,1,2,2-四氯乙烷 55)1,2,4-三甲基苯
06)溴乙烷 16)四氯甲苯 26)1,1二氯乙烷 36)乙基苯 46)四氯乙烷 56)1,3,5-三甲基苯
07)N-丁基苯 17)二溴氯乙烷 27)1,2二氯乙烷 37)六氯丁二烯 47)甲苯 57)乙烯基氯化物
08)仲丁基苯 18)1,2-二溴3-丙烷 28)顺)1,2二氯乙烷 38)异丙基苯 48)1,2,3-三氯苯 58)邻二甲苯
09)特丁基苯 19)1,2-二溴乙烷 29)反1,2二氯乙烷 39)对-异丙基甲苯 49)1,2,4-三氯苯 59)间二甲苯
10)碳四氯化物 20)二溴乙烷 30)1,2二氯丙烷 40)亚甲基氯化物 50)1,1,1-三氯苯 60)对二甲苯
☆ WB蒸发浓缩装置是**技术(The WB unit is uniquely Technology in worldwide):
众所周知，大部分焚烧设备采用炉膛式喷射干烧的热传导方式，而大多数加热、蒸发、浓缩装置采用间接热传导方式，从而导致了30％以上的热量从烟囱中排出，还把大量未来得及焚烧裂解或化学改变或滤掉的污染物直接排放到大气中（如下图-1所示）。
《图-1. 水中加热管的间接热传导方式》 《图-2. 水中燃烧管内直接接触型热传导方式》
但，WB蒸发浓缩装置，作为采用焚烧新技术的*设备，却能很好地克服上述传统蒸发浓缩工艺所存在的各种缺陷。这种水中焚烧方式，把燃烧管浸没在水中Submerged Combustion（如上图-2.所示），将废水经特定管路移送到燃烧管的同时把液体直接喷射在燃烧管内1050℃高温火焰中，是火焰与废水的直接接触式热传导方式(简称燃烧管技术)，其热传导效率为99.9％。所以，就热传导效率而言，任何传统的焚烧、加热、蒸发、浓缩方式都无法与WB技术相提并论。不仅如此，由于高温氧化(指焚烧)产生的热烟气被强力推进到燃烧管外沸腾中的液体之中，并溶解在其中继续传热 (注：即不像传统蒸发浓缩装置那种热源与液体之间的间接接触，也不像焚烧炉那样通过烟囱将炉膛中干烧废水所产生的烟气直接排放到大气中)。所以，它具有几乎100％热效率的同时，*终向大气释放99.95％组分为水蒸汽的*气体（含微量公害性单体化合物）。而且，在高温氧化与连续蒸发过程中也不发生因残留物粘附在热交换器或部件表面而导致的断热现象或因此而造成热损失。为此，
若进水中的VOC和容易挥发的污染物组分及其浓度事先能得以有效监控，并保障设备优良性能正常发挥的条件下，由于非常高的温度始终保持在燃烧管内并连续传递到燃烧管外沸腾的液体之中、且焚烧后的烟气并非直接排放，因此，使石化、化工、制药、机加工等行业产品在生产过程中产生的挥发性污染物(通常为链烃或芳香烃类)及其焚烧裂解后的单体化合物得以气体达标处理或不存在气体排放不达标问题；燃烧管外的废水则借助燃烧管的热传递而始终保持沸腾的蒸发浓缩状态，所以，使燃烧管内焚烧所产生的高热量还得以连续利用。
☆ 释放气体的环境制约
通常含极微量公害气体的释放气体不超过当地国公害气体排放浓度标准。而微量公害气体的排放总浓度通常在0.05ppm以下。所以，就设备正常运行所排放的微量公害气体而言，截止目前为止，在*110多个国家和地区使用中未曾发现或出现过其排放受当地国环境制约的先例。
☆ 残余物处理
蒸发残余物若属于一般固形物，可作固体垃圾处理可符合当地固体垃圾排放规范。蒸发残余物一般为总废水量的1％-5％。但，为使蒸发浓缩处理更为有效、使淤泥便于从设备功能槽内及时排出，必须通过设备的循环周期设置将槽内浓缩的淤泥浓度调节为<30％（含水率>70％）的易流动液体状态为宜。否则, 浓缩淤泥因其粘性过高而失去流动性、且很有可能使大部分固形物将黏附在设备槽内。同时，为创建废水零排放系统，建议将收集到的污泥残液经脱水装置处理为含水率<65％的固体垃圾的同时，将脱水后的母液返送至废水集水池内、经平衡槽再送入本系统作循环处理为宜，以创建废水零排放系统。
☆ WB蒸发浓缩装置（燃气）规格参数
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型 号 |
WB-120A |
WB-50A |
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燃气种类 |
PG/NG |
PG/NG |
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燃气耗量
燃气表面压力 |
289,022 Kcal/hr
0.14～0.7 kg/cm2 |
143,881 Kcal/hr
0.14～0.7 kg/cm2 |
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功能槽容量(升) |
689 |
326 |
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电源（*用户50Hz） |
220V/1ph/22A |
220V/1ph/11A |
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燃烧管材质（标准设计）
功能槽材质（标准设计） |
316L SS（12 ga）
316L SS（12 ga） |
316L SS（12 ga）
316L SS（12 ga） |
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蒸发量 (升/小时) |
454 |
227 |
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压缩空气流量, 压力 |
0.284 m³/m, 4.2～7.0 kg/cm2 |
0.284 m³/m, 4.2～7.0 kg/cm2 |
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废水/燃气/压缩空气/排气管 |
DN 25/40/20/300 |
DN 20/25/20/250 |
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接地电阻 |
< 4Ω |
< 4Ω |
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鼓风机参数 |
2套x 2.5HP,3450rpm,365m³/hr |
1套x2.5HP,3450rpm,365m³/hr |
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控制方式 |
Digital |
Digital |
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尺寸L/W/H |
203 x 140 x206 cm |
192×81×206 cm |
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净重/装船重量 |
768 / 885 kg |
406 / 487 kg |
注：以上是标准材质316L为例，若氯根等腐蚀介质浓度高于1000ppm时，就燃烧管、功能槽关键部件，应采用AL6XN高级不锈钢为宜，尽管因此将导致设备价格上升约15％-25％.
☆ 蒸发浓缩装置材质选择标准
蒸发浓缩装置，不仅要考量蒸发量、鼓风量、点火及喷射方式、热效率以及浓缩倍数等工艺参数，更要优先考量关键件抗腐蚀强度、设备安全和品质因素。对于任何一种蒸发浓缩装置而言，抗废水毒素的耐化学腐蚀性质是选材的首要条件。若废水成份为酸(或碱)性条件下，将含水率90％以上的废水浓缩为若干倍数时(*高达1/20倍)，其酸(或碱)性浓度也急剧增高，使关键件焊接部位和湿润部分同温度影响一起急剧被腐蚀，因而使装置的产品使用周期寿命缩短，而且给日后的长期稳定运行带来很大的安全隐患。为此，根据废水酸（碱）性成份及浓度, 本WB设备的材质选择依据是：
材 质 Clˉ氯化物限度
SUS316L 1×103ppm
复合结构 5×103ppm
AL6XN 40×103ppm
☆ 蒸发浓缩装置的主要构造和各部功能：
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名称 |
功能 |
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水蒸气过滤装置(Filter Pad) |
用于水蒸气过滤排除. |
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超细粒型气泡粉碎器
(Micro-Bubble Shrouds) |
使受热蒸气和气泡在通过超细粒型气泡粉碎器时被分解及细粒化，并通过扩大气泡表面积使蒸发能力*大化。 |
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浮子开关装置(Float Switch Assembly) |
自动检测和调节蓄水槽水位、以保障功能水槽所需供水源。 |
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附设温度计（选择件） |
可在外部观测到蒸发处理温度。 |
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废水流量计量器（选择件） |
计量废水处理量、确认废水泵出量，并通过适当调整阀门可使蒸发效果*大化。 |
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燃烧确认口(SpargerTubeSight Glass) |
确认燃烧管内的燃烧状态，并设计成极易在外部清除燃烧管杂垢 |
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补充水自动逆止阀(Toggle Valve) |
往功能水槽内补水过程中通过一定量的流动后可防止逆流 |
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火焰监视装置(Veri-Flame Monitor) |
通过感应装置可掌握自 点火初期 到 燃烧及燃烧后的全过程 |
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燃气电磁阀(Gas Solenoid Valve) |
静速开启、快速闭锁的燃气供给主阀门。 |
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管道喷射型燃烧器(Tube Jet Burner) |
作为*的工业用喷射燃烧器，液化石油气和天然气均可以使用。
通过火焰在整个燃烧管内传递，使污染物和挥发性有机物VOC在过热的燃烧温度中氧化裂解。 |
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点火装置(Ignition System) |
作为高压变压器，保证燃烧器的点火。 |
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3点液位感应器3Point SensorCapacitance |
自动检测功能水槽内高/正常/低水位，控制废水填充泵、燃烧器的开启和停止 |
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紫外线点火监控装置
(UV-Scanner) |
在燃烧运行中凭此紫外线点火监控装置监控燃烧状态。当点火不良或燃烧不完全时，通过其动作的有关程序控制或自动停止燃烧装置。 |
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空气注入调节装置
(Adjustable Excess Air) |
系追加空气注入装置。追加注入的空气被喷射在燃烧管内后可提高蒸发效果，并使过热气体传递到燃烧管外的功能槽存水中。 |
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废水火焰喷射装置（选择件）
(Wastewater Flame Injection System) |
高压喷嘴式废水火焰喷射装置，且易维护。 |
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燃烧管
(Sparger Tube) |
由SUS316L（标准）或AL6XN（特殊） 耐腐蚀性材质制成，具有焚烧废水、均匀传递残留热气体于功能槽存水的功能。 |
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功能水槽隔离板
(Water Tank with Baffles) |
为使浓缩污泥容易流动到以 SUS304（标准）或 316L（特殊）耐腐蚀性不锈钢制成(设在功能水槽底部)，有8º倾斜度隔离板可防止过速流动或滞流。 |
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燃气压力开关 (Gas Pres's /w) |
燃气压力不均衡时，发挥自动切断燃气的功能。 |
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燃气调节器 (Gas Regulator) |
根据燃烧器的负荷变动，自动调节燃气压力的安全装置。 |
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高/低压空气开关(High-LowAir Switch) |
作为安全监控装置，当注入空气流量和压力不稳定时，自动停止设备运行。 |
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表针式压力监控表（选择件）
Photohelic pressure |
作为追加的安全监控装置，设在排气管根部用来监控通过薄雾过滤器的释放气压力的大小。当释放气通过压力超过预定值时，自动停止设备运行。 |
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污泥泵(不锈钢)AirDiaphragmPump |
系离心泵，在负荷发生变动时通过自动阀门自动调节泵的流量。 |
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鼓风机（Blower） |
为燃烧器推入强力空气 |
☆ 蒸发浓缩装置的安全装置(获得 UL、ETL、C-TECH *)
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分类 |
内容 |
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① 高/低压燃气压力感应器及自动控制装置 |
低压 305mmH2O , 高压 1530mmH2O |
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② 鼓风机的送风量自动控制装置 |
据MANO METER 仪器而设置. |
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③ 燃气主供应阀门 |
依据 PRE/POST PURGE安全装置，当燃烧过程自动被停止、且燃气阀门
处于开启状态时，防止爆炸的自动控制装置。 |
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④ 功能槽低水位时燃烧器自动停止装置 |
可防止因液位过低而造成功能槽过热。 |
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⑤ 紫外线扫描监控器 |
作为紫外线点火监控装置，点火状态不良时将自动关闭燃烧器。 |
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⑥ 排出蒸气过热时自动感应装置 |
当水蒸气温度超过105℃时自动停机(因燃气供应过大而致的内温增加)。 |
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⑦ 功能槽的温度过热时自动感应装置 |
因泡沫过多而致的功能槽温度过热时 (实测低液位，但感应为高水位)。 |
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⑧ 泵过热时自动停止或自动恢复装置 |
当超过泵的扬程负荷或因异物混入而超负荷时，可自动停止。 |
☆ 两类不同蒸发浓缩技术的热消耗比较
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WB系统 |
其它系统 |
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加热方式 |
水中焚烧式submerged combustion |
间接接触传热indirect contact heating |
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热效率 |
99.9％ |
70％ |
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1升水升温1000C所需热量 |
200C-1000C(液体) |
80,080 cal |
114,286 cal |
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1000C(液)-1000C蒸气 |
539,540 cal |
770,000 cal |
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200C-1000C蒸气 |
619,620 cal |
884,286 cal |
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装置特点 |
1.与火焰直接接触, 热传递为100％.
2.因燃烧管埋在水中且与水常接触状态，无燃烧管沉积现象。 |
1.蒸发愈多、燃烧管沉积越大; 2.过多沉积附在燃烧管,易热膨胀而导致燃烧管破裂; 3.大量过热气体需要排出 |
☆ 热效率比较计算：
a．20℃,1升纯水加热到100℃发生气化时所需要的热量计算：
Q=Cm△T （C：水的比热 1cal/g.℃ m：水的质量 △T：温度变化量 ）
①20℃液体 100℃液体Q=水的气化热×水量=1 cal/g×1L×1000g//L×（100-20℃）=80,000 cal
②20℃液体 100℃蒸气Q=水的气化热×水量=539 cal/g×1L×1000g//L=539,000cal
∴总热量539,000+80,000=619,000cal/L
b．WB系统时
①20℃液体 100℃液体Q=1/热效率×Q＇=1/0.999×80,000cal=80,080 cal (99.9％=热效率)
②20℃液体 100℃蒸气Q=1/热效率×Q＇=1/0.999×539,000cal=539,540 cal
∴总热量539,540+80,080=619,620 cal
c．一般锅炉时
①20℃液体 100℃液体Q=1/热效率×Q＇=1/0.70×80,000cal=114,286cal (70％=热效率)
②20℃液体 100℃蒸气Q=1/热效率×Q＇=1/0.70×539,000cal=770,000cal
∴总热量770,000+114,286=884,286 cal
所以, WB619,620÷锅炉884,286×100=70.07％, 即, WB系统与一般锅炉相比, 能节约29.93％的能量。
☆ WATER MAZE WB系列蒸发浓缩设备（燃气）外观图
☆ 设备运行费用预测(以WB-120A为例,按沈阳的燃气市场价格为依据)
设废水流量(进料浓度<5％)为500 L/hr(0.5 M3/hr) , 蒸发量为454L/Hr, 其运行费用为(以WB-120型为例)：
PG燃气费用预测：
设当地石油气PG价格3.7元/m3，PG标准发热量24,000kcal/m3
PG燃气耗量：289,022kcal/hr÷24,000kcal/ m3÷0.454 M3/hr =26.53 ≌ 27m3/ M3
PG燃气费用：27m3/M3×3.7元/m3=99.9 ≌ 100元/M3
NG燃气费用预测：
设当地天然气NG价格：2.8元/m3，PG标准发热量10,500kcal/m3
NG燃气耗量：289,022kcal/hr÷10,500kcal/ m3÷0.454M3/hr =60.63 ≌ 61m3/ M3
NG燃气费用：61 m3/ M3×2.8元/ m3=170.8 ≌ 171元/M3
注：因不同地区燃气品质（热值）和市场供应价格存在较大的差别，所以，对不同地区客户之WB系统燃气费用的预测和实际核定，应以上述有条件的燃气费用预测结论为基础，结合当地燃气热值和价格因素，再给予科学计量和核定为宜。
KNA目标是在设计、制造和营销工业废水处理设备、水清洁设备及满足清洁需要方面成为*级先导者。
自1969年以来兰达已成为压力洗刷设备领域的先导者，在提供高质量冷/热水压力洗刷设备方面业已创建了300多个产品型号。
KNA是在全美*个获得UL-1776压力洗刷设备国家安全标准*的制造商。
KNA也开拓了其他清洁设备生产线，包括：零部件全自动洗刷设备、洗刷废水回用设备和工业废水处理系统。在零部件冲刷、废水净化和废水蒸发浓缩设备方面，兰达已拥有几种*和*的设计。1977年兰达在压力冲刷、废水净化和废水蒸发浓缩设备领域成为*早赢得UL（美国保险商联合会实验室）、ETL（美国工程技术协会实验室）、C-TECH（全美清洁技术协会）*及ISO-9001国际质量标准*的厂商之一。
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WATER MAZE已有110多个国内外销售商和售后服务代理，遍布美国、加拿大、墨西哥、南美州、西欧、中东、东南亚、日本、韩国、*和其他110多个国家和地区。
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自2009年12月起，在*全境由沈阳华可乐水处理设备有限公司再次全权负责*供应、安装调试及售后服务WATER MAZE、LANDA品牌产品。
