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开展大气污染治理给过程工业发展创造了一个机会(原创

(2009-10-21 12:10:30)
标签:

环保

大气污染治理

装置

过程工业

财经

分类: 能源与环保

开展大气污染治理给过程工业发展创造了一个机会随着经济的发展,污染物排放大幅度增加。同时,随着人民生活水平的提高对大气质量的要求也逐步提高,加上国际上对我国大气污染物的排放扩散的担忧,面临国际上的压力也逐步增大。在这个背景下,大气污染的治理成为一项环境保护的重要任务。据国家环保部统计,由于污染造成的经济损失中,大气污染造成的经济损失的比重占到了一半以上。因此,大气污染治理正在我国紧锣密鼓的展开。其中,大气污染治理的过程中,首先面临的就是技术的开发,大气污染技术的开发为大气污染的治理提供支撑,大气污染的技术开发为科技开发提供机遇。在这一点上,虽然一段时间以来可能做得并不太好,就是说在大气污染治理的开局阶段,比如烟气脱硫、脱硝等治理工艺上,还应用了大量的国外的技术。但是,这个脱硫脱硝治理过程之中也产生了完全自主知识产权的自主开发技术,而且技术水平达到甚至超过了国际先进水平,并得到了广泛的推广应用。在这个过程中,我们源于大气污染治理的重大需求,在开发手段上进行了创新,创造新的开发模式,开发出了大型火电厂的烟气脱硫、脱硝和资源节约型的烟气脱硫工艺,这些工艺都属于重大环境污染治理的工艺,系统具有高度的复杂性,开发起来也比较困难。但是,在新的开发模式下,都是在短暂期内进行了开发。那么,由于这种需求以及在这种需求的驱动下,产生的开发模式的创新以及开发技术的研发,为我们过程工业的开发积累了经验。因为大气污染治理的技术也应该属于典型的过程工业,它又具有本身的特点,首先,它的处理工质量非常巨大,也就是说,它的处理工质量比一般工业或者化学工业要大数个数量级。所以,它的装备的尺寸都是非常大的;其次,被处理的对象是能源和其他生产出来的废烟气,烟气里成分复杂多变,在处理的过程之中,需要面对复杂多变的的化学体系;最后,被处理对象被处理好以后的介质受到环境保护的要求,往往要求很高,所以,被治理以后的排放物里的污染物的浓度都是极低的。由于上述原因,大气污染治理过程工业装置据有大尺度,另外,由于他是一个复杂的化学体系,又由于烟气量非常大,而且,作为废气治理又不允许过分的消耗能量,所以也不适宜是复杂的长流程前置处理系统。因此,复杂的化学体系或者复杂的烟气往往要求在一个综合的反应器里进行处理。反应器里各项化学反应的耦合和相互影响就是非常复杂的,因此,反应器的设计难度比较大。因反应器的尺度比较大,在大尺度空间里,能耗限制要求不允许过多的人为干预系统,所以其组织也是更参照了化工过程成为了重大挑战。另外,由于排放要求非常高,要求处理精度很高,这个装置还是服务于能源或者物质材料生产的主体系统的子系统,由于是子系统,它具有自身的特点,常常会产生很宽的变化范围,变工况的变化范围也是很大的,变工况的特性也是很复杂,这些给系统开发带来了很多的困难和很高的要求。针对这些要求,也是挑战也是机遇。我们通过模式创新和新技术,特别是现代设计和研究技术的大规模广泛应用,解决了这个问题。实现了复杂系统的短周期、高精确度、高成熟度的开发,使开发产品迅速推广和应用,达到了数十亿的合同规模。在应用的过程中,进行了大量的应用数据的收集和采集,然后建立对这种宏观、海量的数据挖掘分析的技术,利用这种挖掘就更加加速了装置开发的成熟度,为装置的进一步升级进行了积累。因此,虽然烟气脱硫、脱硝装置是一个相对比较复杂,要求比较高的过程工艺系统装置,与传统装置相比较,它并不是一个大装置,还是一个比较小的装置。但这种开发的经验可以在大装置开发中得到应用,相对于离散工业来讲,我国的过程工业技术是比较落后的。过程工业主要是指一系列的生产过程,中间由介质系统连接起来的过程。过程工业包括石化、化工、冶金、火力发电等等技术,在我国,往往大部分都是核心技术依赖进口,由于进口常常受制于人,造成了升级换代的困难。这些过程工业的自主创新一直是我们的希望,一直没能实现的主要原因是,过程工业的基本特点是装置越大,效率越高,单位投资也越低。装置有一个放大的过程,在化工领域里,装置开发的过程必须经过小试,中试,工业性实验,再推出产品,这个过程是非常耗时间的,还需要大量的投资。通过这个过程产生的产品以及技术成果,才能作出成套的装置。因为我们的起点比较低,常常当我们长周期的开发出来新装置以后,在市场上就形成了一个更大更先进的装置。我们始终跟在人家后面,如果有了更大更先进的装置投产,我们仍然使用较落后的装置的话,生产出来的产品就不具备竞争力,面临这种压力,我国国内的过程工业都积极采用国外的最先进的技术,最大的装置。比如,乙烯系统,我们开发出10万吨的,国际上流行30万吨的,如果我们使用十万吨的,那么生产出来的产品可能就会亏损,迫不得已,我们就会直接引进30万吨的机组;当我们开发出来30万吨的时候,国外又开发出来60万吨或者90万吨的机组,那么我们为了不亏损,就会又去引进60或者90万吨的机组,这样就形成了一个恶性循环。其症结就在于装置的逐级放大需要很长的时间。我们新的开发模式正好解决了这个问题,对放大没有限制,不需要逐级放大,可以一步放大,放大倍率可以达到一千倍以上,这以在理论指导和精确地计算以及实测的校正的方法实现的。利用这个模式在过程工业上,可以实现大型过程工业的自主创新。从需求上,我们确实需要这种创新,因为我们国家是一个后发展的国家,在我们需要建设大量的重化工装置的时候,国外已经饱和了,他们的重化工装置的开发研究是处于当时的状态,我们即使引进的是国外的最先进技术,实际上是多年以前的技术,而且这些技术是根据当地的原材料,产品需求,价格,环保生态要求等社会背景构建的,实际上这些约束到今天已经发生了很大的变化,当时的要远没有现在高,特别是环保的要求已经大幅度的提高,如果仍然采用国外的这些装置相当于在这些装置上继续进行环保改进。我们应用大气污染脱硫、脱硝的开发经验,同时,资源的成本也大幅度的上升,大量的原材料都大幅的涨价,在这个情况下,我们在系统开发之中也可以考虑资源节约或者简单化技术,可以把他们融入到系统开发里面去,系统开发的时候可以考虑这些因素,在核心的化学工业过程之中就把污染提前避免掉。另外,国际上呼声很高的是碳减排,二氧化碳的排放会产生温室效应,世界上有一个CDM机制,如果我们在这个装置中实现二氧化碳的减排,甚至可以与发达国家进行交易,这种减排可以获得额外的好处。实现二氧化碳的减排,或者二氧化碳等温室气体的减排,也是可以在过程工业开发的过程中把它作为约束条件,这样可以在过程中实现减排,而不是像现在应用国外的成熟技术,当时国外开发的时候,没有这些约束条件,当然不会过多的去考虑这种因素,那么现在开发的话,我们就可以把低碳这个因素考虑进去。如果我们把以上这些因素都考虑进去的话,开发出来的系统应该是一个全新的系统。那么这个系统的竞争力就会大大的高于现有的西方成熟技术。因为我国大规模的需求,也给我们这种大型的新工艺开发创造了条件。在西方需求已经被满足以及没有订单的时候,任何新技术的开发的动力都是不足的;但是我们有大量的需求,一旦我们在这个需求的基础上,实现了新一代过程工业的开发,那么,不但可以快速的满足我们的需求,降低工业化的社会总成本。同时,世界是在成波状的发展,也就是在中国发展以后,还有其他的国家在中国发展的后面,我们这套技术成果可以向这些后续的发展国家进行扩散、推广。这里将存在着一个非常巨大的机会

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