清潔能源應(yīng)用比例逐漸升高的能源變革中，清潔煤電仍然在其中承擔(dān)著不可或缺的角色，隨著國(guó)家政策的鼓勵(lì)，國(guó)內(nèi)煤電企業(yè)以綠色煤電為核心轉(zhuǎn)型升級(jí)，不斷推進(jìn)燃煤電廠(chǎng)超低排放改造工程。然而煤電機(jī)組實(shí)現(xiàn)超低排放后，汞和三氧化硫等非常規(guī)污染物將成為下一步減排治理的重點(diǎn)。

日前，2018年度中國(guó)電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單揭曉，中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司火力發(fā)電技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱(chēng)“大唐火電院”）開(kāi)發(fā)的汞和三氧化硫一體化協(xié)同脫除技術(shù)——— “煤電機(jī)組煙氣汞和三氧化硫協(xié)同脫除關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目獲中國(guó)電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

一套設(shè)備實(shí)現(xiàn)協(xié)同脫除

煙氣中汞和三氧化硫?qū)Νh(huán)境危害大，且超低排放后因三氧化硫濃度升高導(dǎo)致的空預(yù)器堵塞、設(shè)備腐蝕、有色煙羽等問(wèn)題，嚴(yán)重影響機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行?，F(xiàn)有環(huán)保設(shè)備對(duì)汞和三氧化硫的脫除能力有限，無(wú)法應(yīng)對(duì)更嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

目前汞和三氧化硫減排均采用單一污染物脫除技術(shù)：活性炭脫汞技術(shù)建設(shè)投資大、運(yùn)行成本高，且煙氣中三氧化硫等多種污染物在活性炭表面的競(jìng)爭(zhēng)吸附降低了脫汞效率；濕式電除塵脫除三氧化硫技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)源頭治理，無(wú)法解決因三氧化硫濃度升高帶來(lái)的系列問(wèn)題。

“采用一套設(shè)備實(shí)現(xiàn)兩者協(xié)同脫除可有效解決上述難題，但國(guó)內(nèi)外尚無(wú)成熟的工藝及工程應(yīng)用，主要有以下瓶頸亟待突破：一是汞和三氧化硫理化性質(zhì)差異大，協(xié)同脫除機(jī)理不清楚；二是復(fù)雜體系條件下煙氣流場(chǎng)不均勻，容易導(dǎo)致氣固相反應(yīng)效率低；三是汞和三氧化硫?qū)崟r(shí)濃度獲取難度高，協(xié)同脫除系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人指出。　　

為了實(shí)現(xiàn)汞和三氧化硫的低成本源頭協(xié)同治理，大唐火電院牽頭的《煤電機(jī)組煙氣汞和三氧化硫協(xié)同脫除關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》項(xiàng)目，研究了煤電機(jī)組煙氣汞和三氧化硫協(xié)同脫除機(jī)理，創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了汞和三氧化硫協(xié)同脫除技術(shù)，首次完成采用一套設(shè)備同時(shí)脫除汞和三氧化硫的工程示范，為煤電機(jī)組多污染物協(xié)同脫除提供了完整的理論依據(jù)、技術(shù)路線(xiàn)和工程實(shí)現(xiàn)方法，在實(shí)現(xiàn)了采用一套設(shè)備同時(shí)脫除汞和三氧化硫的同時(shí)，解決了空預(yù)器堵塞、設(shè)備腐蝕、有色煙羽等一系列問(wèn)題，為煤電機(jī)組多污染物源頭、經(jīng)濟(jì)、高效協(xié)同脫除提供了完整的理論依據(jù)、技術(shù)路線(xiàn)和工程實(shí)現(xiàn)方法。

5月14日，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)在北京組織召開(kāi)了項(xiàng)目技術(shù)鑒定會(huì)。鑒定委員會(huì)認(rèn)為：“研究成果實(shí)現(xiàn)了煤電機(jī)組汞排放及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和汞和三氧化硫高效經(jīng)濟(jì)協(xié)同脫除，可大幅降低燃煤電廠(chǎng)環(huán)保投資與運(yùn)行成本，為煤電機(jī)組的環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了一條科學(xué)的路線(xiàn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益和推廣應(yīng)用　　前景，居國(guó)際領(lǐng)先水平。”

“中國(guó)電力科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)旨在獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)中國(guó)電力工業(yè)科技進(jìn)步具有重要作用的科技項(xiàng)目和在中國(guó)電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步活動(dòng)中做出重要貢獻(xiàn)的單位和個(gè)人，是中國(guó)電力領(lǐng)域最具影響力和權(quán)威性的獎(jiǎng)項(xiàng)。”該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人說(shuō)，本次獲獎(jiǎng)是科學(xué)研究院近年來(lái)聚焦綠色發(fā)展、堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、強(qiáng)化技術(shù)引領(lǐng)的代表性成果。今后，大唐火電院將繼續(xù)堅(jiān)持把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，匯聚一流人才，打造一流產(chǎn)品，為新時(shí)代我國(guó)火電能源發(fā)展提供戰(zhàn)略支撐。

經(jīng)濟(jì)效益顯著值得推廣

目前，該項(xiàng)目成果已在內(nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司1號(hào)機(jī)組60萬(wàn)千瓦成功應(yīng)用，通過(guò)實(shí)際運(yùn)行，該項(xiàng)目運(yùn)行結(jié)果表明：系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，凈煙氣汞排放濃度小于0.5微克/標(biāo)立方米，整體脫除效率90%以上，空預(yù)器入口煙氣三氧化硫濃度小于5ppm，有效緩解了空預(yù)器堵塞問(wèn)題；與單一脫除技術(shù)相比，節(jié)約投資1500~2100萬(wàn)元，降低運(yùn)維費(fèi)用500~1000萬(wàn)元/年，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。通過(guò)實(shí)踐表明，該成果為煤電機(jī)組煙氣汞和三氧化硫低成本源頭協(xié)同系統(tǒng)治理提供了一條科學(xué)路線(xiàn)，大幅降低了燃煤電廠(chǎng)環(huán)保投資與運(yùn)行成本，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

在成果推廣應(yīng)用過(guò)程中，該技術(shù)一體化協(xié)同處理的幾大優(yōu)勢(shì)備受矚目，該技術(shù)提出了可實(shí)現(xiàn)協(xié)同脫除的堿性吸附劑設(shè)計(jì)選型方法，徹底解決了因汞和三氧化硫理化性質(zhì)差異大而一直難以協(xié)同脫除的難題，除此之外，該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了適應(yīng)復(fù)雜流場(chǎng)條件的防磨防堵吸附劑噴射裝備與多場(chǎng)協(xié)同提效工藝，研發(fā)了汞和三氧化硫協(xié)同脫除設(shè)計(jì)系統(tǒng)，解決了吸附劑與煙氣混合不均勻、反應(yīng)效率低等難題，不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，更是為超低排放工程提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐，在此之上，大唐火電院針對(duì)汞和三氧化硫排放的精確監(jiān)測(cè)，分別開(kāi)發(fā)了汞排放智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)，和基于汞排放智能預(yù)測(cè)和二氧化硫/三氧化硫轉(zhuǎn)化率的堿性吸附劑噴射控制策略，在不采用汞和三氧化硫在線(xiàn)測(cè)試儀表的情況下，實(shí)現(xiàn)了堿性吸附劑噴射量的精確控制。

目前，大唐火電院為該項(xiàng)目申請(qǐng)了6項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利（授權(quán)2項(xiàng)），共獲得9項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利、2項(xiàng)軟件著作權(quán)，主編1項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。