陈彪:携手节煤降碳 共建碧水蓝天

2022-10-24 13:57 作者:本刊记者 符国涛 来源:《中华英才》半月刊
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为环保事业添砖加瓦

为国家“双碳”目标助力

江西颖南原环能有限公司董事长

我国富煤、贫油、少气的能源现状,决定了煤炭是我国的主体能源。据国家统计局公布数据,2021年,全国规模以上煤炭企业原煤产量40.7亿吨,进口原煤3.23亿吨,煤炭能源占到我国整个能源供给的70%以上。党中央、国务院也多次强调,以煤为主是我们的基本国情。这个基本国情决定了我国必须长期坚持煤炭清洁高效利用道路。在全国已探明的化石能源资源储量中,煤炭占94%左右,是稳定经济、自主保障能力最强的能源。尽管煤炭在一次能源消费中的比重将逐步降低,2021年降至56%,但在相当长时间内煤炭的主体能源地位不会变化。深刻认识我国能源资源禀赋和煤炭的基础性保障作用,做好煤炭清洁高效可持续开发利用,是符合当前基本国情、基本能情的必然选择。

煤炭作为主要能源,在促进经济高速发展的同时,也对生态环境带来了巨大的负面影响。2020年9月,以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局,明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标,实现“双碳”目标,是党和国家着眼中华民族伟大复兴作出的重大战略决策,是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择,是构建人类命运共同体的庄严承诺。持续做好煤炭清洁高效利用是在以煤为主的基本国情之下的必然选择,是如期实现“双碳”目标的有效助推剂。

陈总与袁总就公司产品的节煤降碳性能如何助力国家“双碳”战略目标进行谈论和研究

立足国情,走好具有中国特色的煤炭清洁高效利用之路

江西颖南原环能有限公司董事长陈彪说,从国际来看,全球疫情依然在持续蔓延,导致经济复苏动力不足。在国际地缘政治等因素的影响下,能源和粮食危机显现,大宗商品价格飙升。从国内来看,受国内疫情反复、“去煤化”“一刀切”、自然灾害以及部分地区的电力需求快速增长等因素影响,国内能源供需持续偏紧,能源保供任务艰巨。疫情发生以来,国内外种种形势让我们深知,“能源的饭碗必须端在自己手里”。而煤炭无疑是端牢能源饭碗,实现我国能源安全自主可控的首选。

公司强有力的领导核心

陈彪董事长与公司技术骨干代表合影

尽管煤炭产业被认为是“传统行业”,但要认识到,“传统产业”只代表产业出现的时期较早,并不代表煤炭产业就是“夕阳行业”,更不应该出现在金融支持、科研支持、产能批复等各方面的“一刀切”“去煤化”现象。煤炭产业一定要在保障安全生产、稳定能源供应的前提下,强化科技创新,大力推进煤矿智能化开采和煤炭清洁高效利用技术。要立足国情,走好具有中国特色的煤炭清洁高效利用之路。要继续做好新时期煤炭清洁高效利用这篇大文章,着力围绕先进高效燃煤发电、煤炭清洁高效转化、二氧化碳减排和利用、煤炭资源综合利用等领域开展协同攻关,这必将使“传统产业”焕发新机,成为战略性新兴产业。

坚定信心 稳步推进

终将迎来曙光

陈彪说,燃煤催化剂是最近十年才开始在市场上出现并进行工业应用的产品,是一种新型环保节能材料。目前市场上的燃煤催化剂众多,但因该行业是新兴行业,暂时没有统一的国家标准和行业标准,导致市场上鱼龙混杂,甚至是挂羊头卖狗肉,出现一些假冒伪劣产品。在这种情况下,影响了燃煤催化剂在节煤环保市场上的口碑和市场推广。这给我们这样的燃煤催化剂生产企业造成了很大的困难。最典型的一个例子,我们的员工去外面跑市场,别人是用一种非常怀疑的态度来对待我们的,不客气的人甚至会直接对我们说“你们这种东西是骗人的”!碰到这种情况,我们只能耐心地跟对方解释,从技术上和反应原理上不厌其烦地说给对方听。市场推广的过程中,非常考验我们员工的耐心和表达能力。每次员工回来向我抱怨,我都会好好安慰他们,让他们坚定信心,因为我们的产品是极具优势的,这是不容置疑的。

陈彪董事长在颖南原与海螺集团项目合作签约仪式上致辞

袁总经理在颖南原与海螺集团项目合作签约仪式上发言

陈彪董事长出席海燚项目合作签约仪式并与政府领导合影

陈彪董事长带领颖南原与海螺集团会谈现场

陈彪董事长与海螺投资公司领导、江西省萍乡市安源镇领导合影

谈到江西颖南原环能有限公司(简称:颖南原)的发展历程,陈彪说,颖南原虽然成立于2019年,但其前身为成立于2002年的江西省祥茂环保科技有限公司。而祥茂是一家专业从事燃煤催化剂研发、生产、销售的高科技环保公司。颖南原的团队脱胎于祥茂团队,拥有十余年的燃煤催化剂研发、生产和销售经验。颖南原公司自成立开始,就不断拓展水泥行业、电力行业、钢铁冶金行业、煤制气行业等市场,尤其是在水泥行业,在2022年5月,颖南原以水泥行业专利技术与水泥龙头企业海螺集团合作,共同在安徽芜湖设立高燃材料公司,双方以此平台为契机,开展深度合作进一步提升研发、生产能力,有力稳固和拓展了该产品在水泥市场上的主导地位。

燃煤催化剂——用物理与化学

双重方法节煤降碳减排

陈彪说,颖南原生产的燃煤催化剂技术思路,是通过从改变煤炭燃烧的物理化学过程来实现节能减排。目前,该剂在水泥行业已经取得了广泛应用,同时,在火力发电厂的实践应用证明,该剂不但可以提升火电超超临界机组的节能减排效果,还攻克了燃煤催化剂对高热值、高挥发分燃煤催化效果欠佳的瓶颈;以中电投(江西)新昌发电有限公司(66万千瓦超超临界机组)及韩国现代水泥集团(5000T/D熟料生产线燃煤发热量7200大卡/公斤、挥发分32%)试用为例,均实现了优良的节能减排效果。

陈彪董事长主持召开颖南原2022年职工代表大会

陈彪董事长在审阅新厂房设计效果图

陈彪董事长视察质检室工作

陈彪重点介绍了燃煤催化剂的反应机理:(1)该剂由碱性和氧化还原性的金属盐/氧化物共同组成,在煤燃烧过程中两种性质的金属盐/氧化物可产生协同作用。催化剂中的氧化还原性金属盐/氧化物成分,本身具有可参与反应的活泼氧;该类材料的表界面由于存在晶格缺陷位可吸附活化氧,充当活性氧的载体。具有碱性的金属盐/氧化物通常可强烈地吸附、解离并活化空气中的氧分子,使其转化为表面超氧、过氧等活性非常高的亲电氧中心。因此,催化剂可增强表界面产生活泼氧的能力,大幅提高活泼氧中心的活性。在燃烧过程中,这些活泼氧可快速扩散、传递给密切接触的煤颗粒,使碳原子被活化,产生有效燃烧,并使一些难燃成分被燃烧。而这些被消耗掉的表面活泼氧,又可通过催化剂的表面碱中心快速、持续、吸附、解离空气中的氧分子得到修复。因此,由于催化剂的碱性成分和氧化还原性成分产生密切的协同作用,使煤的燃烧速度和效率得到大幅提高。在该催化剂上煤炭颗粒的燃烧过程遵循Mars-Van-Krevlen氧化还原机理。(2)从煤炭燃烧的本质看。煤炭燃烧实质上是碳氢化合物被氧化生成二氧化碳、水等并放出热能的过程。以碳的燃烧过程为例:在碳被氧化生成二氧化碳的过程中,煤炭燃烧实际上是分两步进行的。第一步,氧分子离解成氧原子。与此同时,碳原子被活化。碳的活化实质是碳原子内的电子从低能轨道向高能轨道跃进,达到发生化学反应所需能量的过程,这个能量称为活化能。这一过程需要吸收大量热能,煤炭燃烧所放出的热能有部分被该步骤消耗掉。第二步,氧原子与活化状态下的碳原子化合生成二氧化碳,这一步反应,放出大量热能。我们平常讲的煤的发热量是指第二步反应放出热量,与第一步反应所吸收的热量的差值。由于使用催化剂时煤燃烧更完全,第二步反应所放出的热量与不使用催化剂时相比释放热量更多,因此有效提高了煤炭的放热效能。

该剂加入的两个效果:(1)使反应活化能降低,且不改变初始反应物和反应生成物的原理,其实质是给反应提供了一条耗能较低,更容易进行的反应途径。(2)同时燃烧更完全,释放热量更多,从而实现了根本上、源头上的节能。除了以上两个效果外,该剂在对煤的催化燃烧过程中,使煤炭颗粒燃烧充分,产生的灰渣表面积大,能更有效吸附烟气中的二氧化硫,抑制其排放。因此,该剂在降低活化能、提高燃尽率的同时可达到减排目的。

公司管理层会议

颖南原妇联2022年8月正式成立

“情系员工 夏送清凉”——颖南原开展关爱员工送清凉活动 

优秀的产品应用效果离不开优秀的技术指导,陈彪介绍说,颖南原不光拥有强大的科研团队,还拥有一支专业的现场应用技术队伍。目前,该队伍常年服务于客户应用现场,专业而悉心地为各类客户服务。有的奔波于水泥厂、有的奔波于火力发电厂、有的奔波于钢铁冶金厂、有的奔波于陶瓷厂,还有的奔波于供暖企业。该队伍技术力量精湛,专业素质强,精于一线,足迹踏遍全中国(除我国香港、台湾、澳门地区外)。技术员从物理上确保催化剂达到极致使用效果,而使用催化剂是一种以化学为主的方法,配合以物理方法达到节煤降碳减排效果。这种操作,突破了传统的节煤方法,走出了一条煤炭清洁高效利用的新颖之路。

以数据说话,脚踏实地开拓市场

陈彪说,目前,颖南原已在各大用煤行业进行过实践试用,也与国内数家权威检测机构进行过检测鉴定。他信奉的是,实事求是,以数据说话,脚踏实地开拓市场。在他来往于各大用煤企业的交流中,他深刻地认识到一种很无力的境况:各大用煤企业的技术专家都很排斥继续提高节煤率的要求,认为在目前这种煤燃烧设备已经做到极致节煤的情况下,已经没有办法再节煤了。要打破这种思维,就得寻找到突破口,让专家们相信燃煤催化剂是通过化学和物理双重方法节煤,并不是否认技术专家们的节煤设备,否定他们的技术。同时,还要配以实事求是的强有力数据,将权威检测机构的鉴定报告和现场实践试用数据都摆出来,让人家看到真真切切的数据,才能让人信服。

有了这个想法,陈彪先后将颖南原公司的燃煤催化剂送往国家电力煤质量监督检验中心、国家应急管理部化学品检验中心、华中科技大学煤燃烧国家重点实验室、中国科学院工程热物理研究所、清华大学煤燃烧工程研究中心,同时还积极与西安热工研究院开展试用检测。经国家电力煤质量监督检验中心检测,硫、氯、氟、磷、汞、砷等有害元素含量均远低于国家相关规定;经国家应急管理部化学品检验中心检验,该公司燃煤催化剂不燃、不爆、不挥发,对金属设备无腐蚀作用,可按普通货物运输储存,使用安全;经华中科技大学煤燃烧国家重点实验室催化燃烧性能与污染物排放特性测试,原煤在加入催化剂后,氯含量和有害重金属元素基本不变,不会造成锅炉管壁腐蚀和结垢,不产生二次污染,且在高温裂解过程中对芳香烃类物质生成有抑制作用;经中国科学院工程热物理研究所检测表明,能有效减少燃烧需氧量20%、降低煤燃烧活化能30%,减少二氧化碳、氮氧化物排放量15%,降低着火温度32℃、降低煤燃烧峰值温度45℃、减少煤燃烧吸热量30%;经清华大学煤燃烧工程研究中心检测,该催化剂对煤的燃烧有明显的催化燃烧效果提升。

2022年8月3日,陈彪董事长一行到湖南省湘衡盐化公司交流座谈

在燃煤催化剂的实践应用中,颖南原与西安热工研究院合作,对多台火力发电机组进行应用检测,取得了丰硕的成果:催化剂在大唐湘潭电厂1#300MW机组示范应用,经电厂评价计算:发电煤耗节约7.13g/kwh;催化剂在火电华能集团井冈山电厂2#300MW发电机组应用示范,发电煤耗节约4.5g/kwh,NOX减排14.6%,反平衡锅炉热效率提高0.92%;催化剂在中电投(江西)新昌电厂1#660MW超临界机组示范应用,发电煤耗节约4.81g/kwh,反平衡锅炉热效率也有所提高;在国电集团达州电厂3#300MW机组示范应用,发电煤耗节约7.39g/kwh,SO2、NOX减排5%;催化剂在大唐许昌龙岗电厂1#300MW机组示范应用,节煤5.23g/kwh。颖南原还与宝钢电厂进行催化剂技术合作,在宝钢自备电厂350MW机组进行发电用煤掺烧催化剂应用研究,节煤7.2g/kwh,NOX减排12%,SO2减排4.6%,该项目通过宝钢组织的专家论证。

有了国家级权威检测机构的鉴定和各大头牌用煤企业的成功案例,为颖南原燃煤催化剂的市场推广做了很好的加持。目前,公司客户有华能集团、宝钢电厂、海螺集团、皖维集团、南方水泥、华新水泥、中联水泥、方大集团、鹰牌集团等各大中型企业,类别囊括电力、水泥、冶金、供暖、陶瓷等行业,应用市场不断扩大。

“携手节煤降碳 共建碧水蓝天”

党的十八大以来,习近平总书记多次强调走绿色低碳发展道路,而推动形成绿色发展方式和生活方式,是一场深刻革命。“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期。在未来很长一段时间内,煤炭仍然是我国的主体能源,发挥基础保障作用。让煤炭持久发挥能源安全保障的稳定器、压舱石作用,同时又要确保“双碳”目标如期实现,这是一个考验我们当代人的难题。在这样的背景之下,提高煤炭清洁高效利用技术是必然的选择,是如期实现“双碳”目标的有效方法。因此,我们要始终牢牢抓好煤炭清洁高效可持续开发利用,“携手节煤降碳,共建碧水蓝天”,真正践行“绿水青山就是金山银山”这一科学论断,为我们的后代留下一个良好的生态环境。

颖南原开展“忆党史 铭党恩”七一党日活动

抓党建,促发展

江西颖南原环能有限公司秉承科研立足,拥有业内权威的科研领军教授、博导4名,工程师及研发人员30余名。经过近十余年的技术积淀,目前,公司拥有完全自主知识产权的发明专利3项、实用新型专利3项。2021年,公司获得国家科技部认定的江西省第二批高新技术企业,证书号:GR202136001040。公司与中国科学院工程热物理研究所、清华大学煤燃烧工程研究中心、华中科技大学煤燃烧国家重点实验室、西安热工研究院、华南理工大学等科研机构保持良好的产学研深度合作。

公司注重管理,获得了IS014001环境管理体系、IS09001质量体系和IS045001职业健康安全管理体系认证。目前,在国家能源绿色低碳战略指引下,公司建有1条燃煤催化剂生产线,年生产能力达10万吨,该产品已经在全国各省市火电、水泥、化工、冶金、陶瓷等行业广泛应用,其中:水泥行业催化剂应用原煤节约率约8%;煤电平均每度电节约5克以上,煤化工、钢铁行业节煤效果同样非常明显;产品降碳效果达到15%以上;产品减排效果15%以上。公司2022年产值预计超亿元,预估未来3年内年产值将超过10亿元。

江西颖南原车间

江西颖南原环能有限公司秉承“品质、诚信、绿色、创新”的核心价值观,以“战略致胜,稳健发展”的经营理念为指导,坚持“创造企业价值,履行社会责任”为目标,为各类用煤大户提供高效节煤降碳、绿色低碳发展解决方案。

对于煤炭清洁高效利用技术的发展前景,陈彪满怀信心。未来很长一段时间,煤炭仍然将是我国的主要能源,由于煤炭的主体性,可以通过煤炭清洁高效利用大幅度地减少碳排放,中国工程院院士谢克昌曾介绍说,每年燃煤能有减排30多亿吨二氧化碳的空间,这是实现碳减排、碳中和的最主要途径。而当前我国的能源保供任务繁重,为更好应对当前百年未有之大变局以及可能出现的极端制裁情况,国家正在加快煤炭资源和产能储备能力建设,筹划启动煤炭“基石工程”。陈彪说,这一切都绕不开节煤降碳这种新型产品。他作为一个与煤炭打过数十年交道的资深煤炭人,相信颖南原的燃煤催化剂在“双碳”战略目标下能取得非凡成绩,能为国家环保事业添砖加瓦,为国家“双碳”目标助力!

(2022年第19-20期)

【责编 李鹏】