在浙江大學玉泉校區(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家重點實驗室。實驗室里，布局著燃燒各種復(fù)雜煤質(zhì)的爐子、每小時1萬標方煙氣量的煙氣污染物超低排放技術(shù)中試平臺，以及各類大型精密儀器設(shè)備。

項目組部分成員在工程現(xiàn)場工作

歷時20余年的自主創(chuàng)新和聯(lián)合攻關(guān)，浙江大學能源工程學院高翔教授領(lǐng)銜、與浙能集團合作的“燃煤機組超低排放關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”項目就誕生于此。在2017年國家科學技術(shù)獎勵大會，該項目榮膺國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎，這也是浙江省首次獲得這一獎項。

在國家杰出青年科學基金、國家“863”計劃、國家科技支撐計劃、環(huán)保公益科研專項和浙江省重大科技專項等項目的持續(xù)支持下，這一項目率先實現(xiàn)了燃煤機組超低排放關(guān)鍵技術(shù)與成套裝備的突破。

創(chuàng)新技術(shù) 實現(xiàn)燃煤超低排放

煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，發(fā)展燃煤電廠超低排放技術(shù)對我國實現(xiàn)煤炭清潔利用、保障能源安全具有極其重要意義。但我國煤炭資源地域分布廣，動力用煤煤質(zhì)成分復(fù)雜，而且劣質(zhì)煤用量大。煤質(zhì)和負荷適應(yīng)性強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。”高翔說。

如針對“霧霾元兇”細顆粒物在煙氣中脫除效率低的問題，項目采用溫-濕系統(tǒng)調(diào)控強化了多場協(xié)同下細顆粒物和SO3的控制脫除，提升了顆粒的捕集效率;針對催化劑中毒失活、低溫活性差等問題，通過多活性中心催化劑的配方研發(fā)，項目在多個活性位點的“團結(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，實現(xiàn)了復(fù)雜煤質(zhì)及低負荷運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;針對廢舊催化劑的處置問題，項目采用活性組分分次可控負載等方法，可使廢催化劑活性恢復(fù)到了新鮮催化劑的水平，實現(xiàn)了廢舊催化劑的循環(huán)利用及功能化改性。同時，針對系統(tǒng)優(yōu)化運行問題，項目建立了多斷面污染物濃度預(yù)測模型及優(yōu)化方法，實現(xiàn)了超低排放的智能調(diào)控。

嘉華電廠1000MW燃煤機組超低排放技術(shù)示范工程

綠色發(fā)展 裝機容量超1億千瓦

通過燃煤機組超低排放技術(shù)，推動了能源行業(yè)的綠色發(fā)展。在這項成果應(yīng)用的嘉華電廠，每小時發(fā)電量100萬度電的燃煤發(fā)電機組，燃煤煙氣在短短的幾十秒內(nèi)，就“跑完”了該項目組開發(fā)的超低排放系統(tǒng)，最終，監(jiān)測到的污染物排放濃度遠低于排放限值，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)學研用合作，“燃煤機組超低排放關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”成果已在全國十多個省市的1000MW、600MW、300MW等不同等級的燃煤機組及中小熱電機組上實現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用，累計裝機容量超過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，團隊也推進了關(guān)鍵技術(shù)裝備的標準化工作，牽頭研究制定國家和行業(yè)標準9項，參與制定國家和行業(yè)標準6項，推動了行業(yè)的科技進步及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，支撐了國家超低排放戰(zhàn)略實施。項目完成人還受邀在達沃斯論壇上介紹燃煤污染治理的“中國方案”。

燃煤機組超低排放關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)場