為環(huán)境治理解燃“煤”之急——燃煤機組超低排放關(guān)鍵技術(shù)

2018-02-18 09:58:03 大云網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

浙江大學(xué)教授高翔和項目團隊圍繞燃煤機組超低排放關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用課題，經(jīng)過20多年的不懈努力，實現(xiàn)了燃煤機組多種污染物超低排放關(guān)鍵技

浙江大學(xué)教授高翔和項目團隊圍繞“燃煤機組超低排放關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”課題，經(jīng)過20多年的不懈努力，實現(xiàn)了燃煤機組多種污染物超低排放關(guān)鍵技術(shù)與成套裝備的重大突破，對于實現(xiàn)我國煤炭清潔化利用、打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)具有極其重要的意義。

高翔教授（右一）正在介紹燃煤污染物超低排放的工作原理。

煤炭占我國已探明化石能源資源儲量的94%左右，是我國經(jīng)濟社會發(fā)展最大的能源支撐。但燃煤過程中排放的氮氧化物、顆粒物、二氧化硫、三氧化硫等污染物，被認為是造成霧霾等大氣環(huán)境問題的主要“罪魁禍首”之一。有著豐富天然氣資源的英美等國將治霾措施瞄向了“煤改氣”，而這一成功經(jīng)驗在天然氣短缺的中國卻難以復(fù)制。為了改善空氣質(zhì)量，亟需研發(fā)一種最先進的燃煤污染物脫除技術(shù)，這給中國科學(xué)家出了一道十分棘手的難題。

對此，浙江大學(xué)教授高翔和項目團隊圍繞“燃煤機組超低排放關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”課題，經(jīng)過20多年的不懈努力，終于實現(xiàn)了燃煤機組多種污染物超低排放關(guān)鍵技術(shù)與成套裝備的重大突破，探索出一條煤電綠色發(fā)展道路，為保護大氣環(huán)境作出了杰出貢獻。這一項目也在前不久舉行的國家科技獎勵大會上，榮獲2017年度國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。

“我們國家短時間內(nèi)很難改變以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)，只有把燃煤污染物處理好，才能從根本上解決環(huán)境污染問題，才能有效地保障國家能源安全，而這也是我們長期以來的奮斗目標。”浙江大學(xué)能源工程學(xué)院院長高翔告訴經(jīng)濟日報記者，全國煤炭年消費量的一半左右都來自于燃煤發(fā)電，因此燃煤機組的超低排放，對于實現(xiàn)我國煤炭清潔化利用、打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)具有極其重要的意義。

該項目實施前，我國依靠引進國外技術(shù)進行燃煤污染物的處理，這一技術(shù)不僅價格昂貴、顆粒物脫除效率低，而且對于我國復(fù)雜多變煤質(zhì)、燃煤電廠負荷波動大等問題適應(yīng)性較差，不能長期穩(wěn)定可靠達到超低排放要求。

面對這些國際性難題，浙江大學(xué)與浙江省能源集團有限公司等依托能源清潔利用國家重點實驗室和“2011協(xié)同創(chuàng)新中心”等國家級平臺，在國家和省部級科研項目的持續(xù)支持下強強聯(lián)手，組成產(chǎn)學(xué)研用團隊，經(jīng)過長期深入的理論和試驗研究，發(fā)明了高效率、高適應(yīng)性、高可靠和低成本的多污染物高效協(xié)同脫除超低排放系統(tǒng)。該系統(tǒng)憑借其全流程整體協(xié)同與智能調(diào)控的優(yōu)勢，實現(xiàn)了復(fù)雜煤質(zhì)和復(fù)雜工況下多種煙氣污染物的超低排放。

“一個系統(tǒng)性工程的成功離不開團隊精神，只有大家齊心協(xié)力朝著共同的目標迎難而上，才能不斷取得突破。”浙江大學(xué)熱能工程研究所所長岑可法說：“團隊通過多活性中心催化劑配方研發(fā)，大幅度提高了催化劑的抗中毒、低溫活性、協(xié)同氧化汞等性能，保證了燃煤機組在燃燒復(fù)雜煤質(zhì)及低負荷時，也能完成氮氧化物的高效催化脫硝（脫硝率大于85%），并有效控制了汞的排放。”

針對細顆粒物在煙氣中脫除效率低的難題，項目組攻克了溫—濕調(diào)控多場強化顆粒物、三氧化硫脫除技術(shù)難題，成功研發(fā)了復(fù)合靜電除塵裝備及關(guān)鍵部件，實現(xiàn)了顆粒物排放濃度低于1mg/nm3，三氧化硫排放濃度低于2mg/nm3。更可貴的是，這套排放系統(tǒng)價格十分低廉，設(shè)備投資和運營維護成本均攤到每千瓦時電上僅增加約1分錢。

“從基礎(chǔ)研究到核心技術(shù)再到成套設(shè)備，每個環(huán)節(jié)都不容有失。哪怕只是一個很小的技術(shù)細節(jié)，我們團隊也要從早討論到晚，直到弄清楚為止。”回顧20余載攻堅路，高翔感慨地說：“為了縮短工期，我們將改造催化劑等許多關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)線都搬到電廠去做，團隊中很多成員都在工程現(xiàn)場過春節(jié)。”

項目成果應(yīng)用在小型燃煤鍋爐上取得成功后，又在浙能集團嘉華電廠1000兆瓦在役燃煤機組上進行了示范應(yīng)用。經(jīng)中國環(huán)境監(jiān)測總站等監(jiān)測表明，氮氧化物、二氧化硫、顆粒物等多種煙氣污染物排放指標均優(yōu)于燃煤電廠排放標準限制，是歐盟環(huán)保標準的六分之一。目前，這一技術(shù)在全國得到進一步推廣，被浙江天地環(huán)保科技有限公司、北京國能中電節(jié)能環(huán)保技術(shù)股份有限公司等多家單位采用，累計裝機容量超過1億千瓦。

高翔介紹，燃煤機組實現(xiàn)超低排放后，污染物排放濃度與國家排放標準相比，二氧化硫排放降低83%，氮氧化物排放降低50%，顆粒物排放降低67%，有力推動了煤炭清潔高效集中利用。

該項目在國際上得到認可，技術(shù)和產(chǎn)品已輸出歐美和“一帶一路”沿線國家，為應(yīng)對全球燃煤污染帶來的挑戰(zhàn)提供了中國方案。

責(zé)任編輯：仁德財

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