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华中科技大学教授张军营怀揣绿色梦 潜心钻研20年,“一网打尽”四大污染物

发布时间:2022-02-25 09:39 来源:湖北日报

湖北日报讯 湖北日报全媒记者 方琳

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“最近设备运行怎么样?”“没问题!”2月21日上午,黄石热电公司钝化车间,华中科技大学教授张军营与技术人员交流着。

上月,这里新投产的设备通过项目验收,意味着张军营科研团队的煤燃烧污染物排放控制技术升级至“4.0版”,“一网打尽”PM2.5、重金属、三氧化硫和脱硫废水。

“我这辈子一心一意只想做好这件事,用技术造福社会。”看着年少时的绿色梦变成现实,58岁的张军营百感交集。

女儿吃果冻启发他突破

张军营是山西人,老家附近是产煤区,走到哪儿,都能看到小焦化厂、小锅炉厂冒出的黑烟。从上大学到读博,儿时的记忆让他一直想研究控制烟尘。

2001年,张军营来到华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,这是我国第一批煤燃烧领域唯一的国家重点实验室。在这里,他负责和参与科技部“863计划”和“973计划”相关项目,投入到细颗粒物污染治理技术的研发。

当时,业内已经有了将PM2.5细颗粒物通过物理团聚手段变大、治理的思路,但包括声团聚在内的物理方法都有缺陷。能不能发明一种化学团聚剂,把细颗粒粘在一起?冥思苦想中张军营冒出这个新点子。想到就做!他和团队成员马上开始研究。但药剂有几千种,实验做了无数次,连着几年毫无进展,虽然有的可以团聚细颗粒物,但温度一高就失效,没法在烟道起作用。

天道酬勤,转机突现。2005年的一天,张军营看见4岁的女儿吃果冻。一看果冻配方,他恍然大悟:以前我们都是用的无机化合物团聚,能不能改用有机化合物?

思路一变天地宽,这一试,成功了!特殊的药剂让粉尘细颗粒润湿、絮凝、团聚,变成“大胖子”,传统除尘器容易“捕捉”,脱除效率大大提高,破解了PM2.5治理难题。

燃煤电厂在生产过程中不仅会排放烟尘、二氧化硫等污染物,还排放三氧化硫。三氧化硫比二氧化硫毒性更高,排放后造成能见度降低、雾霾加剧,甚至形成酸雨。张军营团队继续前行,围绕PM2.5、重金属、三氧化硫和脱硫废水等逐个突破,协同治理,精准设计“一网打尽”方案。

把“不认可”当作完善成果的动力

研发之路从来不是一帆风顺。当初提出化学团聚,业内并不认可。“就是要面对质疑完善理论,让研究更能解释得通。”张军营鼓励团队成员坚持创新、坚定目标。

团队成员赵永椿是张军营的学生,如今已是教授。谈起老师的执着,他感慨:“他20多年如一日,从基础研究,到技术开发、工程示范,再到现在推广应用,就像带孩子一样,从小带到成人。”

基础研究取得突破,下一步就是成果转化。“如果没有工业应用,怎么证明技术好呢?实验室测试的技术,必须通过工业示范才能验证可行性。”可张军营没料到,推广使用一项新技术,比研发更艰难。

张军营一筹莫展之际,武汉天空蓝环保公司负责人李湧正在为治理PM2.5到处寻找技术。张军营和李湧合作,决定免费提供技术,先打开市场。2016年底,该技术在江西国电丰城项目首次安装使用。次年,江西省环保厅的检测显示,完全满足超低排放每立方米10毫克的要求,鉴定结果仅每立方米1.7毫克。

2019年,团聚协同技术被湖北省能源局纳入能源科技装备重点项目,进行应用推广,迄今已在江西、山西、新疆、河南、安徽、湖北30多家企业成功应用。2020年7月,该技术通过国家科技成果鉴定,被评为“国际领先”。2021年2月,“PM2.5团聚协同脱硫废水零排放技术与装备”项目获湖北省科学技术奖技术发明奖一等奖。

前不久,该技术入选《国家先进污染防治技术目录》,“多污染物协同治理团聚复合药剂”入列《环保装备制造业高质量发展行动计划(2022—2025年)》。

不断进步不断应用助力“双碳”

在黄石热电公司,张军营向湖北日报全媒记者形象地介绍了设备运行全过程——

高氯离子含量的废水经三联箱处理后,输送到清水箱,加入团聚复合钝化剂,像“冲牛奶”一样进行乳化、配液。配液后的废水通过泵进入管道,又输送到空预器前后烟道,再由喷枪进入烟道雾化,经过团聚,达标排放。

这家电厂已达到超低排放标准,引进新技术是为了更先进更经济。在控制室,记者看到,烟气、废水零排等实时监控数据闪烁,均明显低于国家超低排放标准。

张军营介绍,按照传统的废水处理方法,三氧化硫与脱硝系统中逃逸的氨生成硫酸氢铵凝结物,会造成空预器的腐蚀和堵塞,额外增加机组能耗,尤其不利于调峰机组的运行。新技术同时解决了脱硫废水、三氧化硫和空预器堵塞等问题,从而使一直困扰燃煤电厂空预器堵塞和设备腐蚀的难题大大缓解。

“科研要为国家重大战略服务。从关注污染物治理的那天起,我看到国家标准一步步严格,就知道我的研发方向没有错。”如今,国家已发布碳达峰碳中和目标,张军营认为,团聚协同技术为燃煤电厂绿色低碳转型提供整体解决方案,若广泛铺开,每年可减少二氧化碳排放量近4150万吨。

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