為環(huán)境治理解燃“煤”之急——燃煤機組超低排放關鍵技術

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

浙江大學教授高翔和項目團隊圍繞燃煤機組超低排放關鍵技術研發(fā)及應用課題，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鍵技

浙江大學教授高翔和項目團隊圍繞“燃煤機組超低排放關鍵技術研發(fā)及應用”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鍵技術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，這給中國科學家出了一道十分棘手的難題。

對此，浙江大學教授高翔和項目團隊圍繞“燃煤機組超低排放關鍵技術研發(fā)及應用”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鍵技術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。”浙江大學能源工程學院院長高翔告訴經(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進行燃煤污染物的處理，這一技術不僅價格昂貴、顆粒物脫除效率低，而且對于我國復雜多變煤質(zhì)、燃煤電廠負荷波動大等問題適應性較差，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)了復雜煤質(zhì)和復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、三氧化硫脫除技術難題，成功研發(fā)了復合靜電除塵裝備及關鍵部件，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。

“從基礎研究到核心技術再到成套設備，每個環(huán)節(jié)都不容有失。哪怕只是一個很小的技術細節(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鍵技術的研發(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，技術和產(chǎn)品已輸出歐美和“一帶一路”沿線國家，為應對全球燃煤污染帶來的挑戰(zhàn)提供了中國方案。