燒煤也能達(dá)到燒天然氣排放標(biāo)準(zhǔn)，這是華中科技大學(xué)煤燃燒國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張軍營團(tuán)隊(duì)在燃煤超低排放技術(shù)領(lǐng)域取得的重大進(jìn)展，目前已在多地轉(zhuǎn)化應(yīng)用，PM2.5細(xì)顆粒減排等環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益明顯。
專家研究表明，這項(xiàng)團(tuán)聚強(qiáng)化除塵新技術(shù)對(duì)燃煤電廠進(jìn)行超低排放改造，如果在全國火電機(jī)組均安裝，按三氧化硫的脫除率提高60%計(jì)算，可以使三氧化硫排放量減少43.16萬噸/年。相關(guān)研究成果，近日在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》刊發(fā)。
業(yè)內(nèi)專家表示，我國燃煤超低排放技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，在我國“富煤貧油少氣”能源結(jié)構(gòu)背景下，煤炭清潔化利用任重道遠(yuǎn)。打贏防治污染攻堅(jiān)戰(zhàn)和藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，急需加快研發(fā)與及時(shí)推廣燃煤超低排放新興技術(shù)。
歷經(jīng)18年啃下煤炭超低排放硬骨頭
走進(jìn)國電江西豐城電廠的4號(hào)機(jī)組，在一棟占地不到80平方米的設(shè)備間內(nèi)，4個(gè)大罐一字排列。前端自動(dòng)投料的白色團(tuán)聚劑粉末，在罐內(nèi)乳化后通過噴槍直接噴入煙道，實(shí)現(xiàn)煙塵超低排放。
這項(xiàng)團(tuán)聚強(qiáng)化除塵技術(shù)，是華中科技大學(xué)煤燃燒國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授張軍營團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)18年研究突破的一項(xiàng)燃煤超低排放新技術(shù)。業(yè)內(nèi)評(píng)價(jià)為，這項(xiàng)技術(shù)是降低煤炭燃燒產(chǎn)生PM2.5細(xì)微顆粒等污染物的重大突破。
PM2.5細(xì)顆粒是霧霾主因，對(duì)人體呼吸系統(tǒng)、心血管產(chǎn)生嚴(yán)重危害。由國家發(fā)改委能源研究所等機(jī)構(gòu)發(fā)布的相關(guān)報(bào)告顯示，中國煤炭使用對(duì)大氣PM2.5年均濃度的貢獻(xiàn)估算均值為56%。燃煤PM2.5細(xì)顆粒低成本減排，成為污染防治攻堅(jiān)硬骨頭。
豐城電廠環(huán)保工程師高為飛介紹，我國燃煤發(fā)電機(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)中，煙塵排放已從20毫克/立方米降至10毫克/立方米，“顆粒物直徑越小，其憎水性、氣溶膠等特性讓靜電除塵與布袋除塵等傳統(tǒng)技術(shù)減排空間十分有限，收集難度加大，減排成本提高。”
長(zhǎng)期以來，燃煤減排是一項(xiàng)世界性難題。博士畢業(yè)后就一直從事燃煤污染防治研究的張軍營，一次在吃飯時(shí)突發(fā)奇想：米粒太小，容易漏掉，一旦結(jié)成飯團(tuán)，就容易收集和處理。若把PM2.5細(xì)微顆粒聚成“飯團(tuán)”，“捕捉”起來就方便了。經(jīng)過10多年研究，他們研制出一種特殊的團(tuán)聚劑，讓煙塵細(xì)顆粒潤濕、絮凝、團(tuán)聚變成“大胖子”，有效提高PM2.5捕捉效率，降低PM2.5排放濃度。
這項(xiàng)燃煤超低排放新技術(shù)，獲得科技部“863計(jì)劃”和國家自然科學(xué)基金支持，相關(guān)改造項(xiàng)目已通過環(huán)保驗(yàn)收。由中國工程院院士、清華大學(xué)熱能系教授岳光溪牽頭的評(píng)審專家組認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)解決了憎水性細(xì)顆粒物高效脫除問題，開發(fā)了細(xì)顆粒物團(tuán)聚技術(shù)及大型化應(yīng)用工藝系統(tǒng)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
目前，豐城電廠4臺(tái)機(jī)組中，兩臺(tái)機(jī)組已采用團(tuán)聚技術(shù)完成超低排放改造。西安熱工研究院評(píng)定檢測(cè)，經(jīng)過改造后機(jī)組煙塵排放濃度降至每立方米3.51毫克，低于天然氣火電機(jī)組的每立方米5毫克排放標(biāo)準(zhǔn)。
成本優(yōu)勢(shì)突出多污染物一體控制
一些燃煤電廠反映，當(dāng)前環(huán)保約束日益趨緊，環(huán)保減排設(shè)備投資與運(yùn)營費(fèi)用占企業(yè)總投資、總成本已達(dá)15%左右，“裝不起、用不起”問題突出。除顆粒物減排效果明顯，以團(tuán)聚技術(shù)為核心的燃煤超低排放新技術(shù)，存在兩方面明顯優(yōu)勢(shì)：
一是改造運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性高。江西豐城電廠作為燃煤超低排放新技術(shù)首個(gè)“吃螃蟹者”，也是減排壓力倒逼。高為飛介紹，前期1、2號(hào)兩臺(tái)機(jī)組完成脫硫與粉塵減排改造，機(jī)組累計(jì)停機(jī)兩個(gè)月，若3、4號(hào)機(jī)組繼續(xù)按傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行改造，就無法完成發(fā)電任務(wù)，“作為一家老電廠，也難以負(fù)擔(dān)高額減排投入”。
國電豐城電廠副總工程師朱寶宇表示，相較于傳統(tǒng)減排技術(shù)，需要停機(jī)改造，減排裝置投資上千萬元。燃煤超低排放新技術(shù)通過噴槍將團(tuán)聚劑噴入煙道，無須停機(jī)施工。加上不用增加大型裝置，占地面積小，減排改造總投資僅傳統(tǒng)技術(shù)的1/3，日常運(yùn)行費(fèi)用也減少一半以上。
二是多種污染物一體化控制。針對(duì)燃煤電廠產(chǎn)生的煙塵、脫硫廢水、三氧化硫、重金屬四類污染物，傳統(tǒng)減排技術(shù)目前都只能控制單一污染物排放。張軍營教授發(fā)明的燃煤超低排放新技術(shù)，能對(duì)四類污染物一體化控制。
山西大同華岳熱電公司是大同一家園區(qū)的配套熱電廠。因脫硫廢水排放改造不到位無法通過驗(yàn)收，去年累計(jì)停機(jī)180天。公司環(huán)保部門負(fù)責(zé)人柴曉紅介紹，脫硫廢水是燃煤機(jī)組脫硫過程中的二次污染物，氯離子、重金屬含量高，已被禁止直接排放，倘若直接循環(huán)利用則容易導(dǎo)致脫硫石膏漿液“中毒”，影響脫硫效率。
華岳熱電公司去年采用超低排放新技術(shù)，對(duì)脫硫廢水中加入鈍化劑和團(tuán)聚劑后直接噴入煙道蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放與煙塵減排的協(xié)同控制。目前已通過驗(yàn)收，穩(wěn)定運(yùn)行。湖北能源集團(tuán)鄂州電廠兩臺(tái)30萬機(jī)組，也在實(shí)施脫硫廢水零排放與PM2.5一體化治理改造。
科研技術(shù)轉(zhuǎn)化推廣遭遇“攔路虎”
一些受訪業(yè)內(nèi)人士指出，“富煤少氣貧油”的能源結(jié)構(gòu)，讓我國在推進(jìn)藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)中，必須加快燃煤超低排放技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。
浙江大學(xué)能源學(xué)院院長(zhǎng)高翔說，以團(tuán)聚技術(shù)為核心的燃煤超低排放新技術(shù)，為燃煤鍋爐、窯爐實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒物減排提供切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)解決方案，能夠廣泛應(yīng)用于火電、鋼鐵和水泥等相關(guān)行業(yè)。
目前這項(xiàng)超低排放新技術(shù)已在江西、山西、新疆、河南、湖北等地20多家企業(yè)應(yīng)用，涉及包括電力、建材、鋼鐵和石化等四大行業(yè)。團(tuán)聚強(qiáng)化除塵技術(shù)也已經(jīng)列入國家工信部2018年5月公布的《建材工業(yè)鼓勵(lì)推廣應(yīng)用的技術(shù)和產(chǎn)品目錄》。
業(yè)內(nèi)人士介紹，這項(xiàng)技術(shù)減排效果顯著，能為國家節(jié)省大量減排改造資金。然而，這項(xiàng)燃煤超低排放新技術(shù)是獨(dú)家發(fā)明，市面上并無相似技術(shù)，環(huán)保公開招標(biāo)要求三家企業(yè)參與的規(guī)定，成為這項(xiàng)技術(shù)推廣的最大障礙。
此外，盡管國家已有法律法規(guī)為科技企業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)提供了“單一來源采購”渠道，實(shí)際執(zhí)行卻特別困難，因?yàn)橄嚓P(guān)規(guī)定籠統(tǒng)不明確，企業(yè)負(fù)責(zé)人怕?lián)?zé)，不敢走這個(gè)渠道，造成形同虛設(shè)，制約技術(shù)產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。
不少能源環(huán)境領(lǐng)域?qū)＜冶硎荆詧F(tuán)聚強(qiáng)化除塵技術(shù)為代表，目前我國燃煤電廠的大氣污染物排放水平，整體已處于世界先進(jìn)水平。眼下，燃煤排放完全可以達(dá)到燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn)，讓燃煤不再成為高污染“代名詞”。
業(yè)內(nèi)專家建議，結(jié)合藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)部署，建議國家加快熱電集中供應(yīng)模式普及，加快超低排放燃煤鍋爐取代現(xiàn)有中小散煤鍋爐；加大各類燃煤超低排放技術(shù)的應(yīng)用推廣力度，破解專有技術(shù)招標(biāo)采購障礙，為后續(xù)燃煤提高標(biāo)準(zhǔn)，減少排放提供支撐。
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