管式冷凝节能节水及多污染物脱除技术装备
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-11-02 15:52:42
在碳达峰碳中和背景下,我国大气污染物治理进入了减污降碳、协同增效新阶段,烟气治理技术加速向绿色、低碳、高效、节能方向转型。项目针对工业烟气 PM2.5、SO3、可凝结颗粒物、可溶盐、重金属等非常规污染物脱除装置存在系统复杂、协同脱除效率低、水耗大、无节能效益、运行不稳定、投资和运行费用高等现实问题,通过凝水导流、波形凝聚增效、预荷电放电冷凝换热耦合、高效低阻导流集液升汽等关键技术研发,开发出以新型高效管式冷凝、喷淋冷凝为核心的工业烟气多污染物深度脱除及节水节能技术装备,在深度脱除常规污染物的同时协同脱除多种非常规污染物,并通过冷凝烟气中的水蒸汽达到废水回收利用、回收水蒸汽潜热实现系统低碳节能。主要创新内容如下:1、针对常规管式冷凝器冷凝收水效果差、高湿烟气下污染物深度脱除难等技术难题,创新设计了柔性凝水导流技术、波形凝聚增效技术、增湿均流预荷电放电冷凝换热耦合技术及其止晃装置,提升了管式冷凝器的综合冷凝换热效果 10%以上,提高了多污染物协同脱除效率,实际收水效率从 60~70%提高至 80%以上。
在碳“30·60”背景下,我国大气污染物治理进入了减污降碳、协同增效新阶段,烟气治理技术加速向绿色、低碳、高效、节能方向转型。该成果针对工业烟气PM2.5、SO3、可凝结颗粒物、可溶盐、重金属等非常规污染物脱除装置存在系统复杂、协同脱除效率低、水耗大、无节能效益、运行不稳定、投资和运行费用高等现实问题,通过柔性凝水导流、波形凝聚增效、放电冷凝换热耦合、错位喷淋、壁流再分布、强化团聚及高效拦截细颗粒捕集等关键技术研发,开发出以新型高效管式冷凝为核心的工业烟气多污染物深度脱除及节水节能技术装备,在深度脱除常规污染物的同时协同脱除多种非常规污染物,并通过冷凝烟气中的水蒸汽达到废水回收利用、回收水蒸汽潜热实现系统低碳节能。项目成果已在多行业实现了22台/套应用。近三年实现销售收入92894万元,利润11147.29万元,经济效益显著。产品经第三方检测,颗粒物≤3mg/m3,PM2.5≤2mg/ m3,SO2≤10mg/ m3,SO3≤5mg/ m3排放,按1000MW机组计,年可节水量>35万吨、脱除可溶盐>40吨,Hg、HCl、重金属等协同脱除效果良好。成果累计授权专利36项
管式冷凝节能节水及多污染物脱除技术装备应用范围涉及燃煤电厂/热电厂、钢铁冶金、造纸、水泥、垃圾焚烧等多行业,实现了多行业不同组分工业烟气多污染物深度脱除+烟气冷凝节水+低碳节能等多重功能。产品符合我国大力倡导的节能减排理念,尤其符合目前大力倡导的碳“30·60”目标,市场前景广阔。
截至目前,该成果在全国电力行业内的推广比例约20%,其中热电机组比例略高于燃煤电力机组,在钢铁行业的推广约20余套,在水泥行业的推广约10余套。上述工程,基本仅实现了节水和污染物治理功能,烟气余热几未回收,几无节能效果,即无间接CO2减排效益。到2025年,在全国电力行业内的推广比例可能达到40~50%,总投资规模达到100亿元;在钢铁行业和水泥行业的推广比例可能达到20~30%,总投资规模达到200亿元。
菲达环保王少权、王淦、冯国华、何宁、孟银灿、郭峰、章成伟等人组成的核心技术团队开始从事工业烟气多污染物脱除及节水节能技术装备的研究开发工作,其中,王少权作为项目组长,负责项目的总体布局实施,负责技术路线、设计参数的核定以及产品选型方案和系统方案的设计,其余6位完成人为项目各研究任务的主要技术骨干。具体明细如下:1、王少权,大气环保专业正高级,在该项技术研发工作中主要分工:1、省重点研发计划专项负责人,负责制定技术路线、确定设计参数;2、负责产品的选型方案、系统方案的设计;3、负责产品技术装备在多行业多领域的延伸性技术研究。主要业绩为参与授权实用新型专利 14 项;参与起草行业标准 2 项;参与发表论文 4 篇。2、王淦,大气环保专业副高级,在该项技术研发工作中主要分工:1、负责管式冷凝和喷淋冷凝的设备选型软件开发;2、负责 CFD 数值模拟;3、重点突破高温冶金渣领域的本项目技术研究及推广。主要业绩为参与授权发明专利 4 项、授权实用新型专利 17 项;参与起草行业标准 3 项;参与发表论文 3 篇。
项目成果主要适用于燃煤电厂、垃圾焚烧、化工、水泥、高炉、转炉等行业烟气多污染物治理及有效节水节能,已实现了22台/套应用。近三年实现销售收入92894万元,利润11147.29万元,通过对多行业工业烟气显热及潜热的高效梯级回收,产生经济效益,以某2×2500m 3高炉为例,应用本技术后可年回收80万G J热量,折合标煤2.73万吨/a,标煤1000元/吨,折合经济效益2730万元/a。同时,通过对工业烟气冷凝水的高效回收,产生经济效益,以某2×2500m 3高炉为例,应用本技术后可年回收37.5万吨低温水,工业用水2.5元/吨,折合93.75万元/a;以某2×1000M W 机组为例,应用本技术后可年回收102.4万吨低温水,电厂使用海水淡水技术,海水处理成本10元/吨,折合1024万元/a。
社会效益:产品可实现非常规多污染物的深度协同净化,有益于进一步改善我国大
气环境质量。同时本产品技术先进、适用范围广,可应用于煤电、钢铁、焦化、垃圾焚烧、危固焚烧、电解铝、水泥、化工、沥青混凝土等多个领域的工业烟气多污染物脱除及节水节能,节能环保效益好,具有较强的行业示范作用。
浙江菲达环保科技股份有限公司持续以“产学研用”方式联合推进本项目技术研发和成果转化,通过与高校、企业、院所的合作,持续强化关键技术创新,管式冷凝节能节水及多污染物脱除技术装备拥有独立、清晰的自主知识产权。在冷凝换热系统集成设计、工业炉窑烟气余热利用等核心技术方面,拥有授权国家发明专利4项、实用新型专利32项,申请并受理的发明专利近30项,发表科技论文11篇,行业标准3项。