江苏苏源环保工程股份有限公司总经理兼总工程师孙克勤:
尊敬的蒋委员长、各位专家大家中午好!
分几个部分,第一部分是引言,第二部分是脱硫脱销技术开发与自主创新。第三是自主创新实例。第四是推广的情况。
在大气污染里面,SO2和NOx是我国大气污染的主要来源之一,火电行业占到50%左右,所以火电污染排是重点。根据“十一五”规划中明确提出SO2减排1200万吨,在经济快速发展的情况下,减排任务十分艰巨。需要可靠的技术支撑。
我国脱硫脱销面临的新情况主要有几个方面。
国内燃煤机组与国外是不一样的,有比较大的区别,另外对脱硫脱销的国情适应性提出比较高的要求。
引进国外技术为主,技术核心部分不对我方公开,所以在技术优化方面存在很大的难度。
基础能源价格的波动,环保设施能源消耗巨大,运行成本很高。这些东西对环保装置本身的将节能降耗提出很高的要求。
脱硫脱销技术开发与自主创新。
自20世纪70年代就开始进行烟气脱硫技术的研究和工业试验,并于80-90年代引进建设了一批烟气脱硫示范工程。开发模式是传统的工业模式,从设计、台试、小试到应用的开发模式。
根据国外的情况,为什么会得出以上的结论。
国外技术成熟时间与当前需要的时间跨度大,当前的技术在十年、二十年实施,我们的应用在十年、二十年之后进行的,再次利用和成熟期间有一个时间跨度。在此期间,技术进步都有巨大的变化,当时技术手段的限制,在国外采用相似理论以及以实验为核心的逐级放大开发模式,对反应装置的细节和差异化难以完全把握,难以做到局部与整体的最优化。国外燃煤机组所用的燃料,机组运行调整的方式等方面均存在着不小的差异。
实施自主创新的条件,在现在实施自主创新跟当时的情况相比,有了一些新的条件,这些条件是支持我们创新的要素。首先基础技术开发手段的飞速进步,包括计算机流体力学、化学反应动力学。另外测量手段的进步,大截面多点测量方法进步提供了支持。诊断手段的发展。系统优化的手段,包括可靠性方法、系统仿真等等。
在这些条件下,我们对开发模式有一个创新,提出了OI2的开发模式,这个模式根据中国的国情,制定工艺方案,相关工程数据挖掘,进行设计,全方位多尺度系统级数值模拟,用这个模拟要点试验工程实测,然后进入工程应用,再工程以后再对数据进行返回挖掘,然后进一步提高。用这个模式的好处,可以节省大量的人力、物力,另外是财力。更重要的是可以节约开发的时间,使开发的周期缩短,开发的成熟度大幅度提高。
以这种模式我们进行了开发,开发技术的应用,在烟气脱硫。在中国有了开发,现在就一个具体的例子,做一个简单的实例,在前面脱硫脱销的技术基础上,特别是在脱硫技术开发运行基础上,或在一些局部创新的基础上,做了一个大跨度的系统创新。这是传统的烟气脱硫技术,这个地方是吸收塔,装置的核心部分,我们可以看到这是40米高,16米到17米的直径,为了串通工艺,还有辅助的设备跟它配套,需要有大量的能料消耗。
我们在此基础上进行了系统的开发创新。开发的平台主要有研发、设计和工程管理三个平台整合起来。所以是开发、设计、工程应用并行,所以整个开发进行,从开发到工程运用推广大概在三年时间内完成的,是比较短的周期。技术基础包括前期工艺经验,核心的U型平流厂的开发,是一个核心装置的开发。另外还有前期技术的经验。研究内容包括过程工艺、关键设备开发、系统优化。我们可以减少占地40%,降低运行消耗主要是电耗,降低20%。我们知道烟气脱硫中主要运行成本就是电耗,电耗占运行成本80%左右。80%的消耗也是影响很多脱硫装置建成以后投入运行的重要装置。第三是系统设备的简化。降低了投资。我们对这个目标是精准优化、个体化、集成化。
这是核心装置。吸收塔,传质过程是在平流区实行的,由于充分的李李液耦合,可以降低10%。这是由吸收塔组成的系统集成的烟气脱硫装置。这样过来转一个弯,这样进行了一个处理。
这张图片上是一个比较,左边是新装置,节能型的装置,右边是吸收塔,这个新状态是原始创新的结果,在国内外都是首创。获得了九项专利的授权。从这个装置上可以看到,不管是由于流道的缩短,材料的消耗,都会大面积的缩减,应用人力代替材料的消耗或者物质的消耗。为什么说这个地方用人力代替呢?因为在这个塔里面进行的执行力要复杂,取得的效果是能耗和材料消耗大幅度的下降。
这是实施工程的照片。是30万的机组。
这是一个对比,这是应用德国技术的建立的装置,这是我们的装置,这个地方是35米高,这是20米高,仅仅从高度上来讲就低了很多,另外从建筑上来讲有简单了很多。
这个装置核心就是游行区的组织,在传统基础上有难度,好在有了测量技术的发展,我们在技术发展基础上,引用了气、液、化组合的方法。这个技术不但在复杂的区域没有降低效率,还有效利用了复杂区域里面的稳动,加强的传质。
这是为了实现项目所进行关键设备的开发,这些设备在传统来讲都是进口的,都是国产化的。这是服务器,装置关键的设备,针对这个项目小空间高速的服务器。
这是服务器测量和计算的情况。
这是喷嘴核心技术的情况。这都是要点的创新。
这是对于30万机组的比较,不管单位造价、电耗、水耗和占地面积。单位造价可以降低15%,占地面积的降低对于已经建成的电场,现在需要脱硫,占地面积小,可以是空间不足好的补充。
这是一些参数、指标。主要是脱硫的指标等等方面都是跟国际先进水平是一样的,完全不降低,而且个别指标还有提高。
这是应用推广的情况。有七套装置,有六百万处理能力。还有利用新型技术进行改造,有九套装置,1600万烟气处理能力投产实施。
如果实现推广,因为这个技术最大的特点是节电,如果推广可以累计节电195亿元,相当于新建烟气脱硫装置约一亿千瓦,每年节约电力75亿度,节约工艺水500万吨,直接经济效益30亿元一年以上。如实现全国推广,可新增二氧化硫脱除能力330万吨一年,减少区域性酸雨带来的直接经济损失1146亿元。对实现环保与节能兼顾,以更小的能源与材料等资源消耗,对总量控制目标,建设资源节约、环境友好型社会都具有重大意义。
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