高翔：二十年求解“燃煤之急”

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在浙江大学玉泉校区的西北角，一间“满是灰尘”的锅炉房与美丽的校园风景有些格格不入。高祥爬上爬下狭窄的铁楼梯，速度比一般人都快。“我在这里走得太远了。”作为清洁能源利用国家重点实验室的教授，高翔最常来这个实验室的中试基地。在20多年的时间里，高翔和他的团队成员不知走了多少次这种铁楼梯，他们的步骤抛光楼梯表面，以“寻求解决办法”。

该团队解决的问题是“R&D与燃煤机组超低排放关键技术的应用”。煤炭约占中国已探明化石能源的94%，是中国经济和社会发展的最大能源支柱。然而，氮氧化物、颗粒物、二氧化硫等。在燃煤过程中排放的污染物是导致区域霾和其他空气污染问题的重要原因。中国大约50%的煤炭消耗用于燃煤电厂。因此，实现燃煤烟气污染物的超低排放，对于实现煤炭的清洁利用和打赢蓝天防御战具有重要意义。

“中国的重点地区具有高能耗强度和高污染物排放强度。为了提高空燃气的质量，有必要开发和应用更高效的燃煤污染物去除技术，实现燃煤烟气中多种污染物的超低排放！”20世纪90年代，在导师岑可法院士的带领下，高翔一头扎进锅炉房，走上了“解决”这一难题的道路。

当时，引进国外燃煤污染物处理技术非常昂贵，仅购买一个软件包就要花费数百万美元。此外，国外技术对我国高硫、高灰、高碱、高钙等复杂多变的煤质问题适应性和“水土不服”能力较差。此外，就这些技术而言，很难长期稳定可靠地满足超低排放要求——例如，催化剂在低负荷下不能正常使用，甚至某些煤质可能导致中毒或粉磨损失。“即便如此，在当时，外国公司在中国一年内可以收取近1亿美元的专利使用费，因为我们在早期没有技术储备。因此，我们与浙江大学共同致力于适应复杂煤质和复杂工况的燃煤多污染物高效协同去除技术的R&D及工程应用。”回顾当时的情况，浙江能源集团副总经理朱教授完成的项目至今仍令人感慨万千。

他们的团队决定迎接挑战，从有效协调控制多种污染物开始。高翔认为，燃煤污染是一个系统问题，这就决定了各种污染物的协调控制也需要用系统的思维来处理。

依托2011年国家重点实验室、国家协同创新中心等国家平台，在国家和省级科研项目的不断支持下，由浙江大学和浙江能源集团组成的产学研团队，经过长期深入的理论和实验研究，发明了一套整体协同优化、智能调控的多污染物高效协同去除和超低排放系统。 解决了复杂系统中相浓度分布不均匀和污染物组分竞争等关键技术问题，实现了适应负荷和煤质变化的燃煤烟气各种污染物超低排放。 他们建立了催化剂的性能模型，形成了催化剂关键组分的功能划分方法，为催化剂配方的活性设计提供了理论依据。鉴于我国典型的复杂煤质，该团队还研究了煤中各种有害元素对催化剂中毒的影响，并从原子水平揭示了催化剂的抗中毒机理。在此基础上，构建了多活性中心催化剂。大大提高了其抗中毒、低温活性、协同汞氧化等性能。解决了煤质复杂、低负荷的高效催化脱硝问题――首次通过满负荷催化剂实现了机组35%低负荷运行时氮氧化物的超低排放；所开发的再生改性一体化技术可以将再生改性催化剂的活性恢复到新催化剂的水平，实现失活催化剂的循环利用和功能改性。针对静电场中细颗粒和三氧化硫的去除，团队开发了复合静电除尘设备和关键部件，解决了细颗粒去除效率低的问题。经过二十年的解决，高翔几乎已经在实验室和电厂的“两点一线”上跑了二十年。2013年和2014年，高祥团队的许多成员都在电厂度过了春节。努力工作会有回报。该成果在小型燃煤锅炉上成功应用后，通过产学研合作，率先在浙江能源集团嘉华电厂1000 MW燃煤机组上实现了示范应用。运行结果表明，主要烟气污染物排放指标远低于排放限值，并进一步向全国扩散。在1000兆瓦、600兆瓦、300兆瓦的大型燃煤机组和中小型火电机组中得到应用，累计装机容量超过1亿千瓦。燃煤机组超低排放后，与国家标准相比，污染物排放浓度降低了83%，氮氧化物降低了50%，颗粒物降低了67%，推动了世界上最大的清洁高效燃煤发电系统的建设。

"作为一项科研成果，我们更看重的是成果的应用."在总结过去20年的研究过程中，高翔把“易用性”放在首位。他的老师岑可法院士说:“搞研究就是解决国家的大问题，解决必须解决的问题。在过去的20年里，这个团队一直在努力工作，但它解决了实际问题，这比任何事情都重要。”目前，该项目累计产值109.6亿元。该项目在创造显著经济效益的同时，在促进科技进步、促进污染减排、搭建创新平台、培养高端人才等方面取得了突破，取得了显著的社会效益。自2015年以来，“超低排放”已连续三年被写入国务院政府工作报告。国家发展和改革委员会，能源局，环境保护部和其他部门也发布了文件，以促进实施超低排放的燃煤电厂。由浙江大学高翔教授牵头、浙江能源集团合作的“燃煤机组超低排放关键技术研发与应用”项目获得2017年国家技术发明奖一等奖。

高祥的白大褂在处理了多年煤烟后并不干净，但他和他的团队已经勤奋地搜索和研究了20年，但它非常干净——让煤燃烧得更干净，让我们的天空空更蓝。(结束)

创新见证

2017年国家技术发明奖第一名“燃煤机组超低排放关键技术的研发与应用”获得者高翔

作为一名科学家和研究人员，我感到非常幸运生活在这样一个好时代，我们国家非常重视科技创新。这一成就的诞生是团队合作和许多人长期努力工作的结果。它还受益于国家、省级部门和学校创造的良好科研条件和环境，并得到了学术前辈、同行、行业和合作伙伴的关注和支持。第十九次全国代表大会的报告明确指出，必须促进绿色发展，建设清洁、低碳、安全和高效的能源系统。这为我们的团队指明了未来的研发方向，也鼓励和督促我们在新的时代更加努力地进行科技创新，在新的时代培养更多年轻优秀的能源环保人士，为高质量发展能源环保技术装备和产业做出更多贡献。

来源：搜狐微门户