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这项“浙产”根治雾霾黑科技,今天拿到了国家技术发明一等奖

2018-01-08 11:00  |   浙江新闻客户端  |   记者 张帆

浙能嘉兴发电厂百万千瓦燃煤机组超低排放技术示范工程。.jpg

一项诞生于浙江、三度进入列入我国两会政府工作报告的技术,今天拿到了国家技术发明一等奖。它就是浙江省能源集团有限公司(以下简称“浙能集团”)与浙江大学联袂,在国内率先提出开发的煤电超低排放的新技术、新理念和新思路,破解了大气污染和能源安全的双重挑战。

宁缺毋滥的国家技术发明一等奖

为奖励在科学技术进步活动中做出突出贡献的公民、组织,调动科学技术工作者的积极性和创造性,加速科学技术事业的发展,提高综合国力,1999年4月28日国务院第16次常务会议通过《国家科学技术奖励条例》,设立下列国家科学技术奖:

(一)国家最高科学技术奖;

(二)国家自然科学奖;

(三)国家技术发明奖;

(四)国家科学技术进步奖;

(五)中华人民共和国国际科学技术合作奖。

国家技术发明奖授予运用科学技术知识做出产品、工艺、材料及其系统等重大技术发明的科技工作者。国家技术发明奖分为一等奖、二等奖2个等级。国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖每年奖励项目总数不超过400项。

国家技术发明奖每年评审一次,由国务院颁发证书和奖金。

国家技术发明奖的评审,对候选人所做出的技术发明,从难易复杂程度、技术思路新颖程度、技术创新程度、主要技术经济指标的先进程度,对技术进步的推动作用、推广应用程度、已获经济或者社会效益及发展应用前景等方面进行综合评定,据此决定授奖等级。

国家技术发明奖分为一等奖基本评定标准要求:属国内外首创的重大技术发明,技术思路独特,技术上有重大的创新,技术经济指标达到了同类技术的领先水平,推动了相关领域的技术进步,已产生了显著的经济效益或者社会效益,才可以评为一等奖。

关于此奖项的含金量,告诉大家一个事实就是,1998年-2004年,国家技术发明一等奖连续6年空缺,所以说这是一个很高级别的奖项、且要求严苛,有点宁缺毋滥的意思。

煤电超低排放是能源革命的一项重大突破和伟大实践

我国“富煤贫油少气”的一次能源禀赋,决定了以煤为主的能源结构短期内难以改变,而燃煤排放的大量污染物是形成严重灰霾的重要原因之一,对人体健康造成影响。要使空气清洁,保障人民健康,亟需研发及应用最先进的燃煤污染控制技术。

为履行社会责任,浙能集团与浙江大学一起,在国内率先提出了煤电超低排放的新理念和新思路,力求破解大气污染和能源安全的双重挑战。

自2004年起,浙能集团与浙江大学在燃煤污染物控制技术研发、项目示范、产业化等方面通力合作,多方位、全链条、深层次开展了多种污染物高效协同脱除的产学研用协同创新。针对我国燃煤煤质复杂、机组负荷多变等带来的超低排放高效率、高适应、高可靠和低成本等四大技术挑战,项目组历经十几年自主创新和技术攻关,率先实现了燃煤机组超低排放关键技术、工艺系统与成套装备的重大突破,为国家打好蓝天保卫战贡献了力量,是国家能源革命的一项重大突破和伟大实践。

事实上,燃煤发电机组的脱硫、脱硝、除尘技术和装置,我国和世界上一样早就在开发,也有相应的对燃煤机组脱硫、脱硝、除尘的要求、指标,很多技术甚至是从国外引进、消化、吸收的。但在超低排放技术出现前,这些相关装置基本上是单独建设的,即国家要求脱硫,就建个脱硫装置,要求脱销就再上脱销装置。相当于各自的独唱。而超低排放技术则是让这些装置协同高效运转的大合唱,且有着美妙的和声——协同脱除污染物的效果更好,主要污染物排放控制指标达到了天然气发电的标准,做到了烧煤发电和烧天然气一样清洁。

超低排放的技术技术创新在哪里

▲最早实行超低排放的嘉兴嘉华电厂燃煤火电机组和超低排放装置

超低排放的技术技术创新具体在哪里?

浙大热能工程研究所教授、此次获奖者之一高翔介绍,超低排放技术首创利用多污染物高效协同脱除系统大幅降低燃煤电厂烟气中的氮氧化物NOx、硫化物SOx、颗粒物和汞等污染物的排放,具有以下创新:

1、开发了多活性中心高稳定性催化剂及再生改性一体化技术,解决了燃用复杂煤质及低负荷的高效催化脱硝难题。

2、发明了温/湿多场强化的复合静电除尘装备及增湿均流预荷电设备、凝并团聚强化装置等关键部件,开发了温-湿系统调控多场强化颗粒物/SO3脱除技术。

3、开发了多元强化污染物脱除的单塔高效脱硫协同除尘脱汞技术,且具有很好的协同除尘脱汞效果。

4、开发了多装置全局协同优化与智能调控的多种污染物高效协同脱除技术,发明了多污染物高效协同脱除超低排放系统,实现了燃煤烟气多种污染物超低排放。

超低排放开辟了煤炭清洁利用新局面

超低排放技术率先于2014年5月在大型燃煤机组(浙能集团嘉华电厂1000MW机组)上成功应用,经中国环境监测总站、国电环境保护研究院等权威监测机构监测,燃煤烟气中颗粒物、SO2、NOx、Hg等多种污染物排放浓度分别可达0.43mg/m3、7.87mg/m3、23.13mg/m3、1.31μg/m3,排放指标优于天然气燃气轮机组的排放限值,也低于欧盟燃煤机组排放限值的1/6,实现了燃煤多种污染物超低排放,开启了燃煤电厂超低排放的新纪元。

产生了明显的环境效益。与《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)特别排放限值相比,SO2排放可再削减30%,NOx排放可再削减50%,颗粒物排放可再削减75%,为我国的18亿吨电煤实现清洁化利用提供了解决方案。

具有明显的成本优势。百万千瓦级机组干烟气排放运行成本约增加0.015元/kWh、湿烟气排放约增加0.01元/kWh。而新建机组实施超低排放增加运行成本仅约为0.005元/kWh。在浙江,考虑改造和运行成本后,超低排放机组的上网电价仍远低于天然气、太阳能等发电的上网电价。全国按每年4万亿度煤电发电量计算,如改为利用天然气发电,需增加成本约1万亿元。

目前,超低排放技术已辐射了全国。超低排放技术全面提升了火电污染防治技术水平,扭转了"燃煤=污染"的观念,相关技术已辐射全国,山东、广东、江苏、天津等省市,华能、华电、国电、大唐、神华等发电集团专程调研与合作该技术,推动了行业科技进步,促进了大气环保产业的跨越式发展。截至2016年底,全国已有4.4亿千瓦煤电机组实现了超低排放。

超低排放得到了政府的肯定。在哈萨克斯坦阿斯塔纳世博会上,超低排放技术作为重大科技成果向习近平主席汇报并得到习主席的高度赞扬。国务院、发改委、能源局、科技部、环保部等多次听取项目组成员关于超低排放技术及应用的汇报,并专程实地调研。

超低排放引领、推动和支撑了国家燃煤电厂超低排放战略实施,"超低排放"被连续三年列入两会政府工作报告。

据了解,此前,超低排放技术已共授权国家发明专利32项、美国专利2项、软件著作权11项;牵头制定国家和行业标准共9项,参与制定国家和行业标准共6项;发表论文103篇;获浙江省科技进步一等奖2项、中国专利优秀奖2项;入选国家“十二五”科技创新成就展。

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