在浙江大學(xué)玉泉校區(qū)老和山下,坐落著占地總面積15000平方米的能源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室里,布局著燃燒各種復(fù)雜煤質(zhì)的爐子、每小時(shí)1萬標(biāo)方煙氣量的煙氣污染物超低排放技術(shù)中試平臺(tái),以及各類大型精密儀器設(shè)備。
歷時(shí)20余年的自主創(chuàng)新和聯(lián)合攻關(guān),浙江大學(xué)能源工程學(xué)院高翔教授領(lǐng)銜、與浙能集團(tuán)合作的“燃煤機(jī)組超低排放關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目就誕生于此。在2017年國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì),該項(xiàng)目榮膺國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),這也是浙江省首次獲得這一獎(jiǎng)項(xiàng)。
在國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、國(guó)家“863”計(jì)劃、國(guó)家科技支撐計(jì)劃、環(huán)保公益科研專項(xiàng)和浙江省重大科技專項(xiàng)等項(xiàng)目的持續(xù)支持下,這一項(xiàng)目率先實(shí)現(xiàn)了燃煤機(jī)組超低排放關(guān)鍵技術(shù)與成套裝備的突破。
創(chuàng)新技術(shù)
實(shí)現(xiàn)燃煤超低排放
煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)能源,發(fā)展燃煤電廠超低排放技術(shù)對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)煤炭清潔利用、保障能源安全具有極其重要意義。但我國(guó)煤炭資源地域分布廣,動(dòng)力用煤煤質(zhì)成分復(fù)雜,而且劣質(zhì)煤用量大。煤質(zhì)和負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)的燃煤煙氣多污染物超低排放技術(shù)是亟待突破的難題。
“這一項(xiàng)目的關(guān)鍵,在于我們研發(fā)了高效率、高可靠、高適應(yīng)、低成本的多污染物高效協(xié)同脫除超低排放系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜煤質(zhì)和復(fù)雜工況下燃煤煙氣多污染物的超低排放,讓燃煤變得更加清潔!备呦枵f。
如針對(duì)“霧霾元兇”細(xì)顆粒物在煙氣中脫除效率低的問題,項(xiàng)目采用溫-濕系統(tǒng)調(diào)控強(qiáng)化了多場(chǎng)協(xié)同下細(xì)顆粒物和三氧化硫的控制脫除,提升了顆粒的捕集效率;針對(duì)催化劑中毒失活、低溫活性差等問題,通過多活性中心催化劑的配方研發(fā),項(xiàng)目在多個(gè)活性位點(diǎn)的“團(tuán)結(jié)協(xié)作”下,提高了催化劑的抗中毒、低溫活性、協(xié)同氧化汞等性能,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜煤質(zhì)及低負(fù)荷運(yùn)行等惡劣工況下氮氧化物的高效脫除,也有效控制了汞的排放;針對(duì)廢舊催化劑的處置問題,項(xiàng)目采用活性組分分次可控負(fù)載等方法,可使廢催化劑活性恢復(fù)到了新鮮催化劑的水平,實(shí)現(xiàn)了廢舊催化劑的循環(huán)利用及功能化改性。同時(shí),針對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行問題,項(xiàng)目建立了多斷面污染物濃度預(yù)測(cè)模型及優(yōu)化方法,實(shí)現(xiàn)了超低排放的智能調(diào)控。
綠色發(fā)展
裝機(jī)容量超1億千瓦
通過燃煤機(jī)組超低排放技術(shù),推動(dòng)了能源行業(yè)的綠色發(fā)展。在這項(xiàng)成果應(yīng)用的嘉華電廠,每小時(shí)發(fā)電量100萬度的燃煤發(fā)電機(jī)組,燃煤煙氣在短短的幾十秒內(nèi),就“跑完”了該項(xiàng)目組開發(fā)的超低排放系統(tǒng),最終,監(jiān)測(cè)到的污染物排放濃度遠(yuǎn)低于排放限值,在200多米高的煙囪上幾乎看不到煙色,成功實(shí)現(xiàn)了煤炭在電廠的清潔利用。
如今,通過與企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研用合作,“燃煤機(jī)組超低排放關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”成果已在全國(guó)十多個(gè)省市的1000MW、600MW、300MW等不同等級(jí)的燃煤機(jī)組及中小熱電機(jī)組上實(shí)現(xiàn)了規(guī);瘧(yīng)用,累計(jì)裝機(jī)容量超過1億千瓦,近三年應(yīng)用本發(fā)明成果新增銷售109 .6億元。
與此同時(shí),團(tuán)隊(duì)也推進(jìn)了關(guān)鍵技術(shù)裝備的標(biāo)準(zhǔn)化工作,牽頭研究制定國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)9項(xiàng),參與制定國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng),推動(dòng)了行業(yè)的科技進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)發(fā)展,支撐了國(guó)家超低排放戰(zhàn)略實(shí)施。項(xiàng)目完成人還受邀在達(dá)沃斯論壇上介紹燃煤污染治理的“中國(guó)方案”。
勇于開拓
造福社會(huì)和人民
榮譽(yù)的背后,折射著浙江省科技工作者開拓創(chuàng)新、攻堅(jiān)克難的精神品質(zhì)。1990年,高翔在導(dǎo)師中國(guó)工程院院士岑可法的指導(dǎo)下進(jìn)入煤炭清潔利用研究領(lǐng)域。20余年來,他始終堅(jiān)持在這一領(lǐng)域開拓,他說支撐自己的內(nèi)心動(dòng)力是希望為國(guó)家做事情的理想,而這樣的理想也存在于團(tuán)隊(duì)中每一個(gè)人的心中。
在讓燃煤變得更清潔的道路上,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)數(shù)十年如一日,始終充滿激情與活力,攻堅(jiān)克難,并樂在其中。浙江大學(xué)副教授鄭成航回憶:“項(xiàng)目研究過程中,為了討論一些關(guān)鍵問題,大家經(jīng)常從早上8點(diǎn)開會(huì)到晚上,中間訂兩頓盒飯,邊吃邊討論,有時(shí)候開會(huì)開到半夜仍然意猶未盡,第二天早上還是正常上班!
“我們團(tuán)隊(duì)幾十年來一直瞄準(zhǔn)煤炭清潔高效利用這一國(guó)家重大需求,堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新,努力把科研成果變成應(yīng)用成果,轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力,來解決實(shí)際問題,造福社會(huì)和人民。” 中國(guó)工程院院士岑可法說。
十九大報(bào)告提出,要推進(jìn)綠色發(fā)展,推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命,構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。這也為團(tuán)隊(duì)指明了今后的研究發(fā)展方向。高翔說:“除了燃煤電廠,還有工業(yè)鍋爐、鋼鐵、水泥等其他污染源,他們的污染物排放也很復(fù)雜。未來,我們將繼續(xù)深耕能源清潔利用領(lǐng)域,朝著多污染源、多污染物的超低排放研究方向前進(jìn)。同時(shí),也為這個(gè)領(lǐng)域培養(yǎng)更多的年輕優(yōu)秀人才。”(記者 曾楊希 曾福泉 通訊員 吳雅蘭)
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傅煒如