科技研发

前沿科技

以持续技术创新打造环保领域核心技术优势

作者:文/李春雨     文章来源:环保分公司     浏览次数:5543     发布时间:2015-01-04

引  言

锅炉燃煤含硫量2.3%,脱硫系统入口二氧化硫浓度5716mg/Nm3,要求二氧化硫排放不大于50mg/Nm3,脱硫效率大于99.15%,这是太原第二热电厂七期燃煤锅炉脱硫技术设计参数。对普通人来说,这只是一组数据而已,但搞燃煤大气污染治理的人知道,这是一个挑战,是燃煤火电二氧化硫减排领域一个需要跨越的新高峰。如果仍然采取传统烟气脱硫技术,不但无法保证排放要求,环保治理的巨额投资也将成为燃煤火电企业背负在自己身上的沉重经济包袱。

既然是挑战,就需要有勇于接受挑战的人。大唐科技产业集团公司环保分公司作为我国燃煤火电烟气污染治理领域的佼佼者,勇敢地接过任务,圆满完成。11月底,太原第二热电厂七期首台机组脱硫系统随机组整体投运,不但完全满足设计要求,在入口烟气二氧化硫浓度4440.63mg/m3的条件下,实现出口烟气二氧化硫16.06mg/m3,脱硫效率99.58%。当然,对普通人来说,这又是一组数据而已,但我们知道,大唐科技产业集团公司环保分公司实现了一个突破,站到了燃煤烟气脱硫领域的高峰上。如同成功的登山者离不开专业装备,环保企业登上大气污染治理领域的巅峰,也离不开专业装备,这个装备就是技术创新。环保分公司在太原第二热电厂七期脱硫项目上取得的成功,正是由于我们在该项目上运用了高效脱硫新技术。

太二七期脱硫项目的成功,只是环保分公司2014年认真落实科技创新工作带来的诸多收获的一个缩影。2014年围绕自主创新能力提升,着力自有核心技术开发,环保分公司实现了科技创新跨越式发展。2014年环保分公司严格落实大唐科技产业集团有限公司科技创新战略,扎实推进多项专项技术攻关,在燃煤火电领域高效脱硫、SNCR脱硝、尿素热解制氨、尿素水解制氨等技术方面取得显著成效。各项技术开发成果均已开展工程示范应用,部分示范应用项目已经投入运行,实现了良好经济效果,并在技术开发过程中完成了科技创新人才的培养。所以,2014年已经成为环保分公司科技创新的丰收之年。

以科技创新促技术进步

环保分公司科技创新工作的出发点是通过技术创新,促进公司在日益严峻的市场竞争环境中,保持公司在行业内的技术领先优势,实现生产经营指标持续向好。围绕这一目标,环保分公司进一步梳理技术创新工作的着力点,使得各项科技创新工作都是谋后而动,有针对性地开展,大大提高了科技创新工作的效率。

脱硫技术是公司传统的环保业务,10年前,依靠引进国际领先的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术,公司在国内保持了多年的技术领先优势。但是,随着近年来我国针对燃煤火电大气污染治理的标准日益严苛,原有的技术已经难以满足“超低排放”、“近零排放”、“燃气排放标准”等越来越响亮的环保要求。公司脱硫业务面临着技术升级的迫切压力,技术从哪里来?引进?自主创新?经过多次论证,环保分公司确定采取自主开发,解决公司在脱硫领域发展所面临的技术瓶颈问题。公司高效脱硫技术开发项目正是在这一背景下立项展开。2014年,由环保分公司开发的高效石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术,中试试验研究数据表明,可以实现高达99.6%的脱硫效率,脱硫塔入口二氧化硫浓度为4000mg/Nm3时,出口二氧化硫浓度可稳定控制在17 mg/Nm3以下,二氧化硫入口浓度为5600 mg/Nm3时,出口二氧化硫浓度可以达到3 mg/Nm3

以前,提起燃煤烟气排放,总是和污染联系在一起,如果采用环保分公司开发的高效脱硫技术对燃煤火电厂实施烟气脱硫改造,我们完全有信心告诉大家“燃煤烟气中的二氧化硫排放控制问题,已经解决了”。而且利用该技术对原有系统进行提效改造,静态投资总额要比传统优化技术降低近50%。目前,自主研发高效脱硫技术在600MW燃煤机组脱硫项目改造上的示范应用工作已经全面启动。

环保分公司的脱硝业务,起步于引进国际领先的SCR技术,依靠领先的技术优势,环保分公司在2013年成为国内数一数二的脱硝工程商。但是,我们在低成本的SNCR技术方面的优势却并不突出。随着脱硝市场需求越来越复杂,拥有自主的SNCR脱硝技术,建立完善的脱硝技术体系已经成为摆在公司脱硝业务发展面前的一个现实课题。于是,SNCR脱硝技术开发工作就启动了。针对该技术的特殊性,环保分公司反复调研,最终确定了适合公司现状的SNCR技术开发路线图。运筹于帷幄之中,方能决胜于千里之外。正是在工作开展之前,认真论证了SNCR技术开发实施路线,才保证了该项技术开发工作能够得以快速、高效推进。2014年,在SNCR脱硝技术开发领域,环保分公司在顺利完成相关基础研究和试验研究后,已经实现了自主开发的脱硝技术工程示范应用。

大型燃煤电站锅炉分为煤粉炉和循环流化床锅炉两种,SNCR脱硝分为以尿素为还原剂和以氨为还原剂两种。利用自主开发技术,环保分公司先后完成了以氨为还原剂对煤粉锅炉实施SNCR脱硝示范应用技术改造,和以尿素为还原剂的循环流化床锅炉SNCR脱硝示范应用技术改造。目前,自主开发的SNCR脱硝系统已经在示范项目上投入运行,运行数据表明,公司开发的技术在煤粉锅炉上可以实现NOx排放连续稳定控制低于180 mg/Nm3的减排目标;在循环流化床锅炉上可以实现将NOx排放稳定控制在100 mg/Nm3以下。由公司自主开发的SNCR脱硝关键核心系统采用集成设计,现场施工工作量减少了70%左右,极大地提高了工程建设速度和工程质量。截至目前,已经初步完成了公司电站锅炉SNCR脱硝技术设计规范等技术文件的编制,为下一步的推广应用提供更充分的条件。至此,结合已有的SCR脱硝技术,公司已建立起完善的燃煤锅炉脱硝技术体系。

氨气是目前SCR脱硝设备唯一的还原剂,多年来,这一技术掌握在国外公司手里,国外企业凭借技术垄断,在设备供应价格,技术方案设计等方面,对我国脱硝工程企业形成严重制约。作为拥有庞大脱硝业务的环保企业,掌握自有的氨气制备技术,对提高公司的市场竞争能力,降低生产经营成本具有重要的意义。幸运的是,环保分公司经过刻苦攻关,已经开发和掌握了具有自主产权的尿素热解制氨技术。2014年6月,首套由公司自主开发的尿素热解制氨装置在洛阳热电厂300MW机组上随烟气脱硝工程顺利投入商业运行,该装置系统响应时间小于10秒,可以满足不同负荷工况下的脱硝效率要求。尿素热解制氨装置成功实现商业运行,标志着公司已经完全掌握尿素热解脱硝核心成套技术。该技术已被中国电机学会鉴定为达到国际先进水平,并在多个项目上得到推广应用,完全替代了进口产品,打破了国外技术垄断对企业发展的制约。

燃煤火电厂不断增加的环保设施,不但增加了发电企业的环保建设成本,更增加了发电企业的环保运行成本。如果专业环保企业所提供的环保技术能够在减少大气污染物排放的同时,实现环保运行成本的降低,必将为环保企业在在激烈市场竞争中取胜的提供新的筹码。环保分公司采取换位思考,超前部署的科技创新理念,使得公司在尿素催化水解制氨技术开发方面的工作得以稳步推进。目前,由公司自主开发的国内首套尿素催化水解制氨反应装置在长春第二热电厂200MW燃煤发电机组脱硝工程上的示范应用已经完成现场安装和设备调试,即将投入运行。该技术是公司在尿素普通水解和热解技术的基础上,开发的一种新型尿素制氨技术,反应速度较传统水解法提高约10倍以上,能耗仅为热解制氨技术的40%左右,将大大降低发电企业环保运行成本,具有很强的技术优势。全球仅在美国有三台运行机组使用该技术,长二热示范项目建成后,将成为该技术在我国的首次应用,填补了国内在该领域的技术空白。

以科技创新促科技管理

随着技术研发工作的不断推进,环保分公司自有知识产权技术成果越来越丰富,推动公司在激烈的市场竞争中掌握了越来越多的主动权。技术开发工作的成功推进,使公司具备了充足的技术能力,能够满足当前日益严苛的燃煤火电大气污染物排放控制要求,彻底突破了公司生产经营和持续发展的技术瓶颈,开创了公司环保科技新局面。尿素热解、尿素催化水解等新产品的开发,使公司打破国外产品的垄断,有效降低了企业生产经营成本。公司自主开发的尿素催化水解技术,在尿素热解制氨脱硝工艺的基础上实现节能60%,填补了国内该领域的技术空白,将推动我国烟气脱硝行业整体技术水平再上一个新台阶。

与技术开发项目谋定而动的理念不同,环保分公司在科技创新管理方面,采取了提前规划,严格管理思路。在做好技术开发和示范工程项目建设的同时,环保分公司及时总结创新成果并强化成果管理,积极做好知识产权保护工作。截至目前,环保分公司在环保技术领域已提交专利申请12项,取得专利授权2项。根据技术研究成果撰写的1篇科技论文获得中国电机工程学会科技论文评选二等奖,2篇论文被中国环境科学学会评为优秀论文,科技创新团队成员多次参加行业技术交流,充分展现了公司在该领域的技术水平。

以科技创新促科研合作

环保分公司在2014年的科技创新工作推进过程中,紧紧围绕企业发展需求,充分发挥公司现有人才和平台优势。在各领域技术开发过程中,深入发掘内部专业人才优势,实现科技创新与环保工程应用的无缝衔接。通过技术开发提升环保工程水平,并以环保工程建设促进技术开发水平,最终实现技术创新和应用实践共同提高的良性循环。借助公司“企业院士工作站”这一高层次创新平台优势,环保分公司在技术创新过程中与浙江大学、清华大学、武汉大学等国内高校和科研院所进行了深层次、多领域的合作,大大缩短了技术创新周期,为企业经营发展赢得了宝贵的时间,并探索出一条适合公司发展实际的产、学、研合作科技创新之路。

以科技创新促人才培养

提到科技创新,大家通常会将目光关注在技术成果上,因为技术成果是企业的宝贵财富和无形资产。然而与技术成果同样宝贵,甚至更加宝贵的是企业的技术人才。环保分公司正是通过2014年科技创新的实施,实现了技术成果和技术人才培养的双丰收。技术开发团队每一名成员的能力和才华都在技术开发过程中都得到了施展和发挥。通过技术开发工作实施,环保分公司培养了一批有理论、懂技术,能担当、敢干事的优秀青年人才。2014年,环保分公司组建形成了包括2名博士、8名硕士、多名工程技术人员的技术创新团队,团队人员配置和专业组成结构合理,1名创新团队成员经过大唐集团内部遴选,获得集团公司推荐参评中组部和国资委组织的“中央企业青年拔尖人才支持计划”。

2013年底,技术开发启动时,环保分公司决定从当年入职的应届毕业生中抽调人员参与到这一开创性的工作中。如今,整整一年过去了,通过团队带动、项目锻炼,参与科技研发工作的每一个年轻成员都已经迅速成长为同时具备技术理论与工程应用能力的复合型技术人才。实践证明,这些年轻人已经成为大唐科技产业公司最具活力的科技创新生力军,已经成为公司科技创新事业的未来。

结语

创新是科技发展的基石,科技创新的道路永无止境。环保分公司作为公司环保产业板块的核心力量,有信心通过持续技术创新,助力科技公司保持在我国环保领域的领先优势,打造我国科技环保领军企业。

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