《上海科技報》:集成創新 服務煤電企業節能減排——記上海電力學院燃燒與污染物控制實驗室
12月19日《上海科技報》對上海電力學院燃燒與污染物控制實驗室進行了報道,文章稱:
煤電在未來中國的能源結構中仍然會占有相當高的比例,因此,燃煤電廠的節能減排就顯得尤為重要。燃煤發電的基本原理是將煤燃燒產生的熱能,以水蒸氣為工質驅動汽輪機運轉,再通過發電動力裝置轉換成電能。這一過程中,產生污染最嚴重的無疑是煤燃燒階段。在進行熱傳遞的鍋爐及其尾部煙道中,不僅結焦積灰,影響熱交換速度,而且燃煤過程中會產生大量有毒有害氣體,包括二氧化硫、氮氧化物、汞等。
上海電力學院燃燒與污染物控制實驗室致力于該領域的科研工作,通過全方位的集成創新,在燃煤煙氣污染物處理領域取得豐碩的成果,研發出包括風道煤粉粘污、爐膛結焦結渣、尾部煙道積灰等固體物處理技術,以及電廠鍋爐汞排放與多種污染物聯合減排技術。近年來,實驗室承擔國家自然科學基金、973子課題、863子課題等各級科研項目和企業委托的橫向課題50余項,獲得省部級以上科研獎項10余項。
整體布局 將污染物全面掃除
走進實驗室,這里的氣氛格外忙碌,略顯擁擠的空間內布置著多功能熱態爐、濕法煙氣脫硫塔、煙氣脫硝催化劑評價試驗臺、光催化結合液相吸收聯合脫硝脫汞試驗臺、吸附劑評價試驗臺、多種燃煤煙氣污染物聯合脫除試驗臺、煙氣脫碳試驗臺等各種實驗臺架與儀器。
實驗室學術帶頭人吳江教授告訴記者,目前在燃煤煙氣污染物的去除上,往往先是脫硝,然后除塵,再是脫硫,脫汞在國內則尚未開始。脫硝一般是選擇性催化(非催化)還原方法,利用氨和一氧化氮進行反應,產物是氮氣和水,但是這個脫硝裝置的運行費用較高。脫硫一般采用石灰石—石膏濕法脫硫,運行成本同樣很高。
近年來,實驗室研發出了一整套煙氣污染物吸附方法與裝置,其由改性后的活性炭、粉煤灰等碳基(非碳基)吸附劑及其噴射系統組成,開發的吸附劑對煙氣汞具有良好的吸附性能,吸附劑在煙道中的均勻性和分散性俱佳。這套吸附系統原是為煙氣除汞而研發的,但是在實驗室及現場測試中發現,該吸附劑對于脫硫和脫硝也有良好的作用,去除率高達24%以上。
在進行大量實驗的基礎上,實驗室科研人員發現,如果電廠采用該吸附方法與系統,可以大大減輕原有脫硝、脫硫系統的壓力,降低電廠煙氣脫硫脫硝的運行費用。吸附方法與系統不僅可以節省功耗,而且幾乎可以做到將所有污染物“一網打盡”,實現燃煤電廠多種污染物的聯合減排。實驗室承擔的“電廠鍋爐汞排放與多種污染物聯合減排技術”課題,目前正在進行300MW級燃煤煙氣脫硝脫汞技術示范,節能減排效果顯著。
全面除垢 機器人風道內工作
燃煤發電時,爐膛里可以達到1500℃~1600℃燃燒溫度,煤灰處于高溫熔融狀態,很容易粘附在爐墻水冷壁上,影響熱能傳遞的效率,進而影響煤的發電效率。而且一些汽水混合物受熱不均還容易引起局部熱應力,導致管道爆裂。即使在電廠大修期間,利用高壓水槍進行清理,也難以把污垢完全除去。
針對這種情況,實驗室積極開展了煙道積灰以及爐膛結焦結渣處理技術的研究與開發,打造出了一個個身手敏捷的特種小機器人。這種機器人不僅能深入爐膛與風道的各個部位(包括死角),用特制刮刀對積灰和結焦結渣物進行全面清理,而且可以帶回清理物,便于科研人員進行分析研究。
記者在實驗室里看到了精巧靈敏的風道與爐膛機器人,它們可以上下左右“行走”,清理效率極高。吳江教授說,它們有望在不久的將來替代人工完成風道與爐膛的全面清理工作。據悉,該技術在今年中國國際工業博覽會上一經展示,就引起了眾多燃煤電廠關注。目前一系列的產學研合作洽談已經展開。(記者 吳苡婷 )
宣傳部 供稿
更多有關"煙氣,污染物,爐膛,燃煤,脫硫"的文章請點擊進入上海電力學院新聞中心查看