乡间大雾治理可用新技术,金沙萨分院与莱茵河

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记者从中国科学院了解到,中科院过程工程所开发的解耦燃烧技术为核心建立的“河北省固安县南赵各庄村解耦燃煤锅炉集中供热示范工程”通过专家验收。

过程工程所的解耦燃烧技术是目前国内外唯一可以在实现烟煤无烟燃烧的同时有效降低NOx排放的高效中小型燃煤实用技术,获得了中科院技术发明一等奖和国家专利优秀奖。通过此次交流,双方达成共同推动该项技术在黑龙江产业化的共识,并将在大型解耦燃煤锅炉研发等延伸领域进行有效合作。

解耦燃烧技术是目前国内外唯一可以有效降低NOx排放的高效中小型燃煤实用技术。通过使煤先后经过低温还原气氛下的低氮燃烧和高温氧化条件下的可燃物燃尽两个过程,家用解耦燃煤炉具得以充分实现连续分级燃烧,从而有效降低煤燃烧过程中NOx、CO和烟黑的排放;进一步通过与兖矿洁净型煤相结合以达到对包括SO2在内的多污染物进行协同控制的效果。与传统燃煤炉相比,解耦燃煤炉的NOx排放可降低30%-45%,节煤量可达20%-30%,排烟林格曼黑度小于1,燃烧烟煤也可达到“无烟排放”的效果。

专家组认为,该系统热效率高、供热质量高、经济性和安全性好、污染物排放低、烟气排放接近甚至达到燃气锅炉排放标准,能有效解决农村或城郊中小型集中清洁高效供热问题。该技术不仅会有效降低农村或城郊散煤燃烧污染物排放、减少灰霾的发生,而且能大大提高广大农民及城郊居民生活质量,助推新农村建设。因此,大力推广“中小型解耦燃煤锅炉集中供热系统”,提升燃煤效率,降低污染排放,是解决我国分散供热污染问题的当务之急。

研究所研究员刘新华详细阐述了“型煤+好炉”控制燃煤污染的工作机理:解耦燃烧技术通过优化炉膛结构来对煤炭热解和燃烧过程进行解耦和有效控制,使煤先后经过低温还原气氛下的低氮燃烧和高温氧化条件下的可燃物燃尽两个过程,实现了煤炭的连续分级充分燃烧。与传统燃煤炉相比,解耦燃煤炉的NOx排放可降低30%-45%,节煤量可达20%-30%,排烟林格曼黑度小于1。

我国广大农村和城郊的家用燃煤炉所消耗的煤炭总量虽然占比不高,但由于对其污染缺乏有效控制,因而排放的污染物总量却很大,是造成严重灰霾天气的重要原因之一。

解耦燃烧技术由中科院过程工程所发明,是目前国内外唯一可以有效降低NOx排放的高效中小型燃煤实用技术。与传统燃煤炉相比,中小型解耦燃煤炉的NOx排放降低30%~45%,排烟林格曼黑度小于1,完全达到“无烟排放”标准。若使用优质煤并配套新型高效除尘脱硫设备,中小型解耦燃煤锅炉的NOx、SOx和烟尘等污染物排放指标可达到燃气排放标准。

中科院院士李静海介绍,解耦燃烧技术面向散煤燃烧效率低、污染重的行业难题,凝聚过程工程所研发团队20余年的科技创新与技术积累,从原理创新、炉膛设计、数值模拟、工艺参数等多方面进行研究、优化与实践,目前集成技术已成熟并形成家用解耦燃烧炉具及中小型解耦燃烧锅炉系列产品,期望能在全国范围内推广普及,从根本上解决我国煤炭散烧污染的突出问题。

图2 家用解耦炉具系列产品

据了解,目前在我国农村和城郊地区,至少有2亿人采用相对分散的燃煤供热方式。如果不对现有燃煤锅炉进行升级换代和专业化管理,其低效率、高污染问题,安全隐患和对环境造成影响将数倍于其燃料消耗所占的比例。

副所长齐涛介绍了解耦燃烧炉在山东的使用情况,建议黑龙江省政府进行顶层设计,各部门联动,联合大型煤炭企业,聚集技术、生产、经营等各方资源,加速推广进程。

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研究人员预测,随着新农村建设和城镇化发展,落后的分散供热方式将逐渐被淘汰,中小型解耦燃煤锅炉集中供热系统的推广将会随着污染排放处罚力度的加大和节能减排效益的提高逐步市场化,最终使社会、热用户和供热企业实现互利的良性循环。

为落实新一轮《中国科学院与黑龙江省人民政府科技合作协议》精神,推动中科院科技成果的转移转化,服务区域经济发展,3月8日,中科院长春分院副院长刘晓冰与黑龙江省科技厅常务副厅长张长斌带领中科院哈尔滨育成中心、黑龙江省院合作办公室负责人到中科院过程工程研究所调研解耦燃烧技术的研发进展及应用前景。

图1 家用解耦炉具自动化生产线

会议现场

最近,以中国科学院过程工程研究所发明的解耦燃烧技术为基础、针对兖矿烟煤洁净型煤开发的节能环保解耦炉具系列产品通过山东省煤炭局组织的专家鉴定。专家组认为,节能环保解耦炉具使用兖矿高效改性洁净型煤做燃料,大气污染物排放指标(NOx、SO2、CO、颗粒物等)完全达到国家环保要求,热性能(热定供热量、热效率)指标则达到行业领先水平,彻底打破了家用燃煤炉燃烧烟煤就得冒烟、不使用脱硫脱硝除尘设备就不能环保达标的传统概念,为解决农村或城郊煤炭散烧污染问题提供了有效的途径。

刘晓冰表示,解耦燃烧炉作为高效环保炉具,在黑龙江推广的潜力巨大,长春分院将发挥好桥梁纽带作用,助推新的产业形成。张长斌说,黑龙江是产煤与燃煤大省,企业转型升级与节能减排需求迫切,政府层面将精心谋划、积极推动、造福民生。

如图1和2所示,兖矿集团有限公司已经与中科院过程工程所合作建立了数控折弯、自动焊接、自动搬运的大规模全自动化解耦炉具生产线,并已经生产了适用于不同供暖面积的取暖专用和炊暖两用解耦炉具系列产品。高效节能环保解耦炉具已经在山东邹城的多个典型村得到示范应用,并获得农民用户的好评,值得在我国广大农村和城郊地区推广使用。

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