| 国家环境保护工业烟气控制工程技术中心
2004年11月15日
中钢集团武汉安全环保研究院是原国家经贸委管理的10个国家部(局)所属242个科研院所之一,受总局双重领导。转制前,我院是以为行业及全社会提供关系到国计民生和社会可持续发展的安全、环保公共技术和服务为主的社会公益类科研院所,共获得科技成果450余项。“六.五”、“七.五”、“八.五”期间承担多项国家攻关项目,由于受体制、机制和观念的制约,科研实力、高技术产业化和成果水平远不能满足发展的要求。因此,以加强科技创新和促进产业化为核心,推进公益类院所分类改革成为完善国家创新体系的一个战略重点。为适应国家科技体制改革的总体布局,武汉安全环保研究院积极响应总局实施国家环境保护工程技术中心建设计划,于1998年申请并经国家环保总局立项批准,开始建设“国家环境保护工业烟气控制工程技术中心”(以下简称中心),2001年12月通过总局验收。为体现工程技术中心以国家需求为导向,以环境保护技术创新为动力,促进重大环境科技成果工程化、产业化的宗旨。实现工程技术中心的持续健康发展。五年来,武汉安全环保研究院在总局科技司的领导下,在中心发展模式、高新技术切入、发展特色环保产业等方面积极大胆尝试和探索实践,按照国家环保总局的要求全面开展了工作。经过“中心”全体员工的不懈努力,完成了预期的各项任务,取得了可喜成绩。
一、创造良好的运行机制,面向市场,加速成果转化。
1、组建“天澄环保”,面向市场。2001年武汉安全环保研究院将所属的大气污染治理研究所、矿山通风防尘与评价研究所、机电安全研究所等三个研究所,整体改制重组,并联合中国钢铁工贸集团公司、武钢集团矿业有限责任公司、安泰科技股份有限公司、武汉科技大学、西安建筑科技大学、深圳康乐环境工程咨询服务中心等6家法人单位,共同组建武汉天澄环保科技股份有限公司,“国家环境保护工业烟气控制工程技术中心”以武汉天澄环保科技股份有限公司为载体,积极面向经济建设主战场,缩短科技成果的工程化、产业化转化周期,已形成科研——开发——产品——市场——再科研的良性循环,具有较强的市场应变能力。营造出“中心”技术创新和产业化发展所需的良好环境和条件,使产业化发展步入快车道。
2、完善“中心”建设,加速科技成果的工程化、产业化。自2001年以来主营业绩,三年三个样,年年创新高。2003年新签合同额是2002年的4倍,达到4.2亿元,是2001年的6倍,是公司创立前的10倍,2003年产业工程产值是2002年的1.5倍,达到1.2亿元,是2001年的2倍多,是公司创立前的6倍。武汉天澄环保科技股份有限公司三年来,获取了环保专项设计(废气治理)甲级、环境保护设施运营资质、中国环保产业骨干企业,大冶铁矿球团矿烟气湿法脱硫工程和上钢五厂炼钢厂100T电炉烟气袋式除尘工程被评为“2003国家重点环境保护实用技术示范工程”。通过质量管理体系、环境管理体系、职业健康安全管理体系认证审核。将有关技术和产品成功地应用于钢铁、有色冶金、建材、轻工、化工、电力、交通、粮食等多个行业,建立了良好的声誉。
二、以国家需求为导向,解决环境保护重大科技问题,促进环保高技术产业的发展。
1、承担国家863项目攻关任务。为实现国家环境保护目标和可持续发展提供技术支持是“中心”的首要任务之一。“十五”期间,随着经济和社会的发展,针对国家对烟尘排放总量、二氧化硫、排放浓度趋于严格控制的要求,“中心”承担了国家863项目“燃煤电厂锅炉烟气微细粒子高效控制技术和设备”的攻关任务。按合同要求已完成阶段性成果。2004年8月12日在河南焦作电厂召开了示范工程和现场技术交流会,中国环境报、科技日报、中国电力报、中国电力新闻网等多家媒体纷纷报道并给予好评。对PM10以下微粒稳定综合捕集效率大于99.8%,烟尘排放浓度低于20mg/Nm3。主要技术指标达到国际同类技术先进水平,填补了国内空白。
2、以开发高新技术产品、形成产业为目标的国家火炬计划。为解决我国钢铁企业高炉喷煤系统传统制粉流程, “中心”自主开发的国家火炬计划项目——“防爆节能高浓度煤粉收集器”将过去三级收尘、两级风机的复杂收尘工艺,成功地改造为短流程,仅此一项成果就使武钢生产每吨煤粉的电耗下降4.9kwh,而且使武钢10t/h球磨系统的产量提高20%;滤袋使用寿命超过3年;自身所需的安全防爆功能齐备。产量提高、喷煤量增加、煤粉流失减少、制粉电耗降低、滤袋使用寿命延长、设备维修及备品备件费用下降。武钢和鄂钢即增加经济效益668.44万元/年、减少粉尘排放1941吨/年。本项技术将对高炉大量喷煤技术的发展起到推动作用。在建材、化工、有色冶炼、电力行业等拥有磨机的制粉系统也拥有很高的推广应用价值。
3、生活垃圾焚烧烟气净化技术国产化。鉴于我国固体废弃物管理水平相对落后,技术研究及应用的总体相对滞后的现状,天澄公司密切注视及跟踪欧、美及日本发达国家的管理及技术的现状和发展趋势,以高起点和高标准从事固体废弃物领域的管理技术及工程技术的研究,并将研究成果成功应用于工程咨询和工程实践中。研制开发了专用于垃圾焚烧烟气净化的袋式除尘技术和设备,并成功应用于深圳南山和宝安焚烧发电厂烟气净化工程中,各项指标达到欧盟标准。这是我国第一次在生活垃圾焚烧发电厂项目中使用国产烟气净化技术。
4、积极开展固体废弃物处理处置技术开发与咨询服务。2003年3月,天澄公司参与了《广州南沙开发区固体废弃物处理处置方案》的招标,并一举中标。天澄公司的方案对南沙地区产生的固体废弃物(包括生活垃圾、医疗废物、工业固体废弃物)种类和数量进行了预测分析,分别提出了处理处置总体技术路线。专家评审认为方案构思比较新颖,切合实际。研究成果被纳入《广州南沙开发区市政基础设施初步规划》。天澄公司后续又中标并承担了《广州南沙开发区固体废弃物处理处置工程项目建议书》和《广州市南沙开发区固体废气物处理处置工程项目可行性研究报告》编制业务。2002年元月,天澄公司还承担了桂林新安医疗垃圾处理中心的工程咨询业务,包括项目的环境影响评价、可行性研究论证、韩国热解焚烧炉技术的转化及优化设计,非进口技术的国产化方案制定,工厂配套设计等工作。2002年5月,天澄公司参与《广州市废弃物安全处置中心工程方案》的招标,此项目是集危险废弃物焚烧、安全填埋、综合利用为一体的危险废物集中处置工程。天澄公司的方案,在我国多家著名大学、研究院、设计院单位的设计方案中脱颖而出,通过了专家评审,并获得第一名。中标后,天澄公司承担完成了此项目的可行性研究。继而,2002年8月,天澄公司又承担完成了《湖北省危险废物集中处置场项目可行性研究》。以上两个项目是《全国危险废物处置“十五”计划》的危险废物处置重点工程。还承担了中小型企业技术创新项目“泛比电阻轻型高效电除尘器”、“城市二恶英治理技术与装置”、“医疗废物焚烧处置成套技术与装置”等一批课题攻关项目。
5、加速科技成果工程化产业化。在工程化产业化方面,利用原有的和已开发的技术,通过沟通科研成果向工程产业转化的通道,提高了现有科技成果的成熟性、配套性和工程化水平,增加了产品的市场竞争力。如在承担首钢炼铁厂区域环境综合治理的工程中,大量利用科研成果,移动尘源控制技术在首钢得到应用并广泛推广,极大地改善了首钢和北京市的大气环境质量,被评为国家环保优良工程,得到了国家有关部委以及国家环境保护总局领导的认可。
6、专利技术,硕果累累。“中心”授牌验收以来,申报并取得 “低压脉冲阀”、“容积定量干法分散圆盘式发生装置”、“散状物料无尘装车装置”、“泛比电阻电除尘及除尘方法”、“直通导流式袋式除尘器”、“脉冲阀性能检测装置”等15项专利授权。
三、积极参与相关领域环保技术政策、技术标准和规范的研究制定工作。
1、编制钢铁行业污染物排放标准。为全面落实中国钢铁工业可持续发展战略,国家环保总局正在组织调查污染物总量控制的执行情况,修订和完善总量控制办法。2003年“中心”受国家环保总局委托,负责钢铁生产全套工艺流程“钢铁行业污染物排放标准—采选矿”、“钢铁行业污染物排放标准—烧结”、“钢铁行业污染物排放标准—炼铁”、“钢铁行业污染物排放标准—炼钢”、“钢铁行业污染物排放标准—轧钢”、“钢铁行业污染物排放标准—铁合金”、“钢铁行业污染物排放标准—联合企业”共七个标准的编写工作。“钢铁行业污染物排放国家标准”的编制,已进行了函调和现场调研,收集了大量资料,预计2005年底完成。
2、《医疗废物集中焚烧处置工程技术要求》等编制完成,并颁布实施。2003年,在抗击“非典”的过程中,集中暴露的危险废物集中处置设施建设严重滞后、集中处置率低、处置水平低、二次污染严重等诸多问题引起了政府的高度重视。相继颁布了《医疗废物管理条例》和《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》,决定在2-3年内在全国范围建设31项综合性危险废物处置设施,300项医疗废物集中处置设施。为全面配合《条例》、《规划》实施和危险废物设施的建设,基于天澄公司在固体废物处置领域的综合技术实力和取得的成绩,国家环保总局委托天澄公司承担和参与《医疗废物集中焚烧处置工程技术要求》、《危险废物集中焚烧处置工程技术要求》和《危险废物集中填埋处置工程技术要求》的起草工作。天澄公司组织各专业的技术专家成立了课题组,通过对国内现有的危险废物处置设施的调查研究,总结实践经验,参考世界卫生组织及发达国家的相关技术规范和规定,结合我国国情,完成了以上技术要求编制起草工作,受到了国家环保总局和有关专家的高度评价。《医疗废物集中焚烧处置工程技术要求》和《危险废物集中焚烧处置工程技术要求》已于2004年2月颁布试行,将成为编制、评估、审批我国危险废物处置工程项目可行性研究报告和规范处置工程的规划、设计、施工、验收和运行管理提供重要依据。
3、为建立适合我国国情的危险废物技术标准、规范体系做贡献。目前,天澄公司正在参与国家科技攻关项目----重大环境问题对策与关键支撑技术研究课题《危险废弃物鉴别与处置工程技术规范研究》。天澄公司承担的子课题将为国家提交《危险废物(包括医疗废物)焚烧烟气排放标准》(推荐稿)、《医疗废物焚烧设施设计、施工与运行技术规范》(推荐稿)和《医疗废物焚烧设施建设标准》(推荐稿),为建立适合我国国情的危险废物技术标准、规范体系再做贡献。
四、下步工作计划
1、制定《关于加快工程技术中心高新技术开发和工程化转化的实施办法》。深化内部研发机制改革,工程技术人员实行聘任制,实行竞争上岗;
2、突出“中心”的中心地位,根据环境保护“十一.五”重点专项规划的目标,下达攻关计划,组织学术交流,利用“中心”的实验室,进行研究生的培养工作。
3、进行部门调整,搞好资源配置,为推出高新环保技术产品创造条件;
4、修订《国家环境保护工业烟气污染控制工程技术中心科学技术管理制度》,完善科学技术管理体制。重要研发项目实行首席专家负责制。实行开放式管理,充分利用中心内外研发资源来建设本中心
5、“中心”将以可吸入颗粒物高效控制技术与设备的研究、低阻袋式除尘技术与设备的研究、高效电除尘技术与设备的研究、无组织尘源控制技术与装置及固体废弃物焚烧处置烟尘净化技术与装置的研究开发为主要任务,建立一支在工业烟尘控制领域研发能力强、成果转化能力强、市场意识强的专业技术队伍;能够解决我国工业烟尘控制领域在技术工程化、产业化过程中的重大关键性、基础性和共性的技术问题,能够持续不断地将具有重要应用前景的科研成果系统化、集成化和工程化,为企业提供成熟、配套的工艺技术和装备,并不断推出高、精、尖、新的系列产品,成为行业接受国外先进技术、提高产品质量和市场竞争力的技术依托。
6、结合电力、钢铁行业“十一.五”重点专项规划和新标准的出台,在燃煤电厂和冶金二次资源的综合利用与环境保护方面重点开发如下高技术和实现产业化。
(1)烟气脱硫工艺及成套设备的研制推广
2004年“中心”引进美国MET公司石灰石—石膏湿法烟气脱硫成套技术。要加大推广力度。烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要措施之一,但我国目前仅有不到1%装机容量的火电厂建有引进的烟气脱硫装置。若依靠引进国外成套设备,由于投资和运行费用过高 ,难以满足我国2亿千瓦火电厂脱硫及钢铁、有色、化工、建材等行业约50万台工业锅炉、18万台工业窑炉、112套催化裂化装置等排放的二氧化硫污染治理的需要。近期产业化的重点是:非定态法、石灰——石膏法等湿法、喷雾干燥法、炉内喷钙法、半干半湿法脱硫工艺及设备,中小型工业锅炉脱硫成套设备;加快消化吸收电子束辐照、脉冲等离子等技术;对磷胺肥法、活性炭纤维法、PC型选择吸收法等脱硫技术逐步实现成套化、大型化的目标。
(2)大中型焦化厂干熄焦装置产业化
焦化行业是环境污染的大户。我国焦化厂的炼焦炉大多采用传统的湿法熄焦工艺。该工艺存在严重污染环境、浪费能源、焦炭质量低等缺陷。近期产业化的重点是:在消化吸引引进的干熄焦技术的基础上,逐步形成干熄焦的关键设备如干熄炉、废热锅炉等的制造能力,用于改造年产100万吨以上的大型焦化厂。
(3)炼钢转炉煤气净化回收成套装置
我国钢铁工业能耗占全国总能耗的1/10,单位能耗高出工业发达国家20-40%,发达国家由于已将转炉产生的废气转变成清洁的转炉煤气加以应用,已实现了负能耗炼钢(回收能量大于消耗能量)。近期产业化的重点是:通过对引进先进技术的吸收与自主创新,对已掌握的转炉煤气净化回收技术加速在全行业的推广,提高煤气回收的质量与数量,加强转炉煤气回收成套设备的自动化与安全监控装备水平,在此基础上实现转炉煤气净化回收设备大型化、系列化,包括炉口微压差和其它自动调节系统、煤气成份自动分析监控系统、煤气净化与回收计算机控制系统、大型煤气流量测定系统的优化设计、系统集成、定型产品以及高效除尘器、大管径快速三通切换阀、新型水封阀、干式煤气贮柜等成套设备的产业化。逐步形成从设计、设备制造、安装调试、达标生产以及售后服务的总体能力。建立若干个大中型转炉煤气净化与回收技术示范工程。从总体上形成每年回收50万吨标准煤的能力,并减少向大气排放CO、CO2。
(4)大型高效袋式除尘器
随着工业的发展,人民生活水平的日益提高,粉尘污染控制越来越重要。目前,大部分成熟的除尘技术设备对5μm以下粉尘不起作用,而这种微尘所形成的气溶胶对人类健康的危害极大。近期产业化的重点是:对5μm以下微尘起作用的大型反吹风和脉冲清灰袋式除尘器规模化生产,逐步形成从设计、开发到设备制造的整体能力,并推广应用。
(5)开放式、半密闭电石炉烟气余热利用及除尘系统装置
能耗高、烟气污染严重是我国电石炉行业急需解决的问题,在绝大部分开放炉、半密闭炉中显得尤为突出。按照国家2000年工业污染源达标排放的要求,解决电石炉污染问题已迫在眉睫。近期产业化的重点是:对已掌握的半密闭电石炉烟气余热利用及除尘技术优化组合,逐步形成方案设计、余热锅炉及布袋除尘器配套化、系列化,以及从项目建设到运行管理一条龙服务的能力,并加速在电石行业推广应用。
(6)工业固体废弃物资源综合利用
尾矿、煤矸石、冶炼渣、粉煤灰等工业固体废弃物的大量堆存,不但对生态环境带来巨大危害,甚至造成严重的安全事故,同时也是对资源的一种浪费。我国工业固体废弃物资源的综合利用具有一定的技术基础。近期产业化的重点是:选择废弃物复合材料、尾矿微晶玻璃、新型轻质建材、有用矿物与金属提取等产品与技术,建立一批有代表性、技术起点高、综合效益显著、达到一定规模的产业化示范工程逐步形成适用、先进的资源化成套设备及工艺。同时对工业固体废弃物整体利用建立完整的管理办法和技术标准。
7、环境保护与WTO和标准化方面的对策研究。
作为世界贸易组织(WTO)的成员,必须按其协定的规则办事才能促进自身的贸易发展。国际贸易离不开标准化,标准化是经济技术交流的纽带,是国际贸易的的调节工具,要消除壁垒,可通过标准协调解决产品可靠性问题。在环境保护方面,发达国家往往给发展中国家设置“绿色技术壁垒。”这种“技术壁垒”的依据就是与环境相关的国际公约、法规、环境管理体系及环境标志等。由于一些标准都是根据发达国家的生产和技术水平制定的,发展中国家往往很难达到标准要求,势必导致其产品被排斥在发达国家市场之外。我国钢铁企业至今还未制定本企业的环保标准,在标准化工作中,制定钢铁工业环境保护标准的工作量很大,首先应当完善和规范污染物排放量统计的范围及计算方法,制定工序性大气污染和水污染排放标准,对氮氧化物及二恶英等有害气体的排放标准亦应纳入标准制定计划。
“中心”建设的任务任重道远,我们将不断总结经验,建立健全中心的运行机制,加速促进科技成果的工程化、产业化进程,提高产品的市场竞争能力;利用“中心”纽带作用引导工业烟尘控制领域技术的持续创新和提高, 使关键技术得到跨越式发展,促进环保产业的技术升级和结构调整。通过成果的不断工程化、产业化,推动产业发展和产业结构的调整,带动本领域和相关领域的经济发展,为我国大气环境质量全面改善做出更多贡献。
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