湖北频道>正文

引入化学思维 华科大破解工业烟尘超低排放难题
2017-08-16 09:15:21 来源: 湖北日报

  9日,华中科技大学煤燃烧国家重点实验室教授张军营收到捷报:他研发的“PM2.5团聚强化除尘技术”,成功运用于江西国电丰城发电有限公司的4号机组,并于上月底通过江西省环保厅超低排放验收。

  监测数据显示,该技术在90%、75%、50%三种发电负荷下,经过常用煤质、设计煤质、近两年最差煤质等3种不同煤质条件,连续5天烟尘排放浓度均在每立方米5毫克以下,远低于国家10毫克/立方米烟尘超低排放标准,且无二次污染。

  发电厂、钢铁厂、水泥厂和玻璃厂等工业排放废气中的颗粒物,是雾霾的重要来源之一。长期以来,工业废气除尘主要靠物理方法。从传统的静电除尘器、袋式除尘器,到目前的低低温静电除尘器,都是靠物理吸附和过滤来脱尘。其一大缺陷,就是对超细微颗粒(PM2.5)难以捕获。

  张军营突发奇想:米粒太小,容易漏掉。一旦结成饭团,就容易收集和处理。同理,如果把PM2.5聚成“饭团”,不就容易“捕捉”了?

  从2001年起,他开始潜心钻研:跳出现有物理除尘法,率先引入化学思维,研发出“PM2.5团聚强化除尘技术”。该技术原理是,通过特殊的团聚剂,让PM2.5互相牵粘,变成“大胖子”落网。

  2016年,国电丰城发电有限公司应用该技术,一台30万千瓦发电机组的除尘超低排放改造,使用化学团聚技术约需600万元,为市面现有主流技术的一半。设备占地不到100平方米,安装灵活不需电厂停工。

  本月,新疆神火煤电有限公司4台350万千瓦机组将进行烟气超低排放除尘改造。另有20多台大型发电机组、水泥窑炉改造项目,已进入洽谈对接。(记者李墨、通讯员蔡静瑶)

    延伸阅读

手握金钥匙,努力在市场寻找合适的“锁孔”

—— 16年曲折转化路

    PM2.5颗粒,直径不到头发丝粗细的1/20。为尽可能阻止它在排放过程中逃逸,人们想出了静电、布袋等各种除尘方法。

    2001年,张军营教授在国际上率先提出利用化学团聚的方式,实现对烟尘中超小颗粒物的脱除时,38岁。

    围绕“PM2.5团聚强化除尘技术”,他取得了一系列核心研究成果,2002年及2006年两次入列国家“863项目”,2002年及2013年两入国家“973项目”。

    10多年间,这项世界领先的科技成果直至近年,才被武汉天空蓝环保科技有限公司成功转化并获得市场认可。

    缺市场,发明专利无奈过期

    2002年前后,河南一家电厂注意到张军营的化学团聚技术。该厂负责人提出,花高价买这一技术。

    张军营对自己的技术有信心,却对市场前景没有底,双方谈了半年多,不了了之。

    浙江一家企业3次登门,希望能将张军营的技术引入市场。张军营苦笑道:“你们没有电厂改造经验,连除尘器的布袋都不知道,做不了市场,回去吧。”

    2004年,张军营申请第一个发明专利。因为一直没有市场化,交了几年专利保护费后,专利失效。

    许多电厂希望直接买成熟设备,一听说化学团聚技术还是实验室成果,打了退堂鼓。

    全国5大发电集团,拥有大型发电厂近300座、上千台机组。张军营心里清楚,自己手上这把“金钥匙”,一旦找对“锁孔”,将开启一个巨大的市场。2009年,他再次申请了专利。

    超低排放引爆市场风口

    很长一段时期,一座座发电厂、钢铁厂、水泥厂,用滚滚浓烟换取着经济增长。

    2002年,我国对颗粒物的排放标准是每立方米200毫克。2005年时,国家标准严控至每立方米100毫克。2009年,标准变为50毫克,再后来是30毫克。2014年前后,国家开始执行超低排放标准,要求火电厂燃煤锅炉通过高效脱除技术,将排放的每立方米二氧化硫控制在35毫克以下,氮氧化物不超过50毫克、烟尘不超过10毫克。

    许多排放企业开始寻求办法控制颗粒物。面对市场风口,多家环保上市公司纷纷引进国外的低低温静电除尘、湿式静电除尘等技术卖给电厂,单台机组改造费用数以千万计。

    张军营知道,“风口来了”。

    叩响市场之门

    2013年冬的一个雨夜,张军营遇到武汉天空蓝环保科技有限公司董事长李湧。

    鉴于以往与企业合作经历,张军营开始并未答应:新技术成果转化都有风险。

    此前,高校曾出现过科技成果转化失败而诋毁教授的事件。李湧清楚张军营的担忧,他一再登门拜访。

    张军营决定放手一搏。从东北、山西、江西到广西,张军营开始和李湧一家家跑电厂。“我们目前这个装置达标了,没必要换新的。”“您这是个新技术,有了样板工程再来吧。”

    就在大家一筹莫展时,转机出现了。2016年,江西省要求国电丰城发电有限公司,年内至少实现一台机组超低排放。该厂1到4号机组的改造,已由其他企业中标,但因整体工程过大,工期吃紧。更棘手的是,4号机组属于老机组,场地无法承载大型改造设备。

    得知化学团聚技术工期短、占地面积小、不需电厂停工,且价格还便宜,丰城电厂迅速组织技术评估,与“天空蓝”一拍即合,在4号30万千瓦机组上,率先试点。“使用新技术新工艺,一开始难免有担忧。”国电丰城发电有限公司相关负责人坦言,最大顾虑,一是效果能否达到国家超低排放要求,二是化学团聚剂是否产生有害气体,治污的同时是否产生二次污染。

    经过近一年运行,环保部门的监测报告让电厂吃了定心丸。去年,“天空蓝PM2.5团聚超低除尘技术”,在第三方监测下通过168小时运行验收,颗粒物排放均值仅为每立方米1.7毫克,并于上月底正式通过江西省环保厅超低排放验收。

    16年转化的反思

    此前,张军营曾带着技术,跑遍武汉及周边多家电厂,没有一家敢吃这个“螃蟹”。究其原因,是对新技术有顾虑:万一失败,谁来担责?

    在科技成果转化的体制机制改革上,武汉一直在全国敢为人先。2012年,光谷发布“黄金十条”,在全国率先提出高校成果转化收益“三七开”,推动一批重大成果走向市场。

    张军营教授也是“黄金十条”的受益者之一。他说,高校职务发明转化,过去要报教育部、科技部等部门,转化收益基本上交,老师和科研人员没积极性。现在,科技成果转化,学校论证就可以批准,且70%收益归研发团队,30%归学校和国家,大家积极性起来了。可一项成果市场转化,并非易事。

    李湧称,作为创业企业,按常规招投标程序,需有3家以上,这让拥有完全自主知识产权的独家技术很难进入;同时,需短期内提供多类资质,也成为技术转化的一大障碍。

    光谷创新发展研究院院长赵荣凯认为,成果转化是系统工程,特别是环保装备技术的转化,一是政策导向性强,需要“等风来”;二是转化周期长,新产品需要更长的试用时间;三是多主体参与,特别是用户的深度参与;四是资金投入大,风险高。这就需要政府发挥引导作用。

    他建议,政府要组织开展应用示范工程,帮助企业推广新技术和新产品,对接用户需求,同时,对首台套装备给予奖励,不仅奖励企业,也要奖励用户,降低企业创新成本和用户使用风险。此外,创新金融支持方式,引导企业、用户和社会资本共同参与,形成设施共建、风险共担、利益共享、长期合作的成果转化机制。(记者 李墨)

(责任编辑: 肖进安)

此稿件为延展阅读内容,稿件来源为: 湖北日报 。如发现政治性、事实性、技术性差错和版权方面的问题及不良信息,请及时与我们联系,并提供稿件的纠错信息。

分享至手机

010070040010000000000000011114011121490277