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史汉祥:用循环技术探索中国式绿色发展之路

时间:2017-03-12 14:08 来源:未知 作者:admin 点击:次

2017春节刚过,环保专家史汉祥已早早投入到治理雾霾的新实践中。去年年底,他在内蒙古包头的“钢渣治废气、废渣治废地”的循环经济实验取得阶段性成功,这让他对治理大气污染增添了更多信心。 

  “利用循环技术,包钢治理了废气、消除了钢渣、修复了盐碱地。”史汉祥说。二十多年来,他和他的宁波太极环保设备有限公司从治理冶炼行业烟气污染问题出发,发明了炉渣脱硫脱硝、DS多相反应器、盐碱沙荒地改造等太极循环经济系列技术,形成一套行之有效的环保理念——“以废治废、变废为宝、循环利用、平衡发展”。 

  概而言之,“就是用本公司系列技术链接工业和农业生产过程,使工业活动更合理地纳入自然循环之中。”这位技术怪才说。通过“以废治废、变废为宝”,确保发展经济与保护环境的平衡,从而实现绿色发展。 

  从我国现实来看,这一循环技术不仅能够治理污染,而且可以降低钢铁、火电等行业的生产成本,为供给侧结构性改革的微观落实探索可行途径,助力贯彻绿色发展理念。 

  “科技创新服务经济为主战场。作为技术发明的专家和实现技术产业化的企业家,我们还要在循环技术的上下大功夫,服务好经济主战场,什么时候工业‘三废’与农业生产链循环起来了,‘绿水青山就是金山银山’的美好愿景就实现了”。史汉祥说,只争朝夕的紧迫感让这位复合型人才深感责任重大。

  在内蒙古为北京戴上“绿色口罩”

  2月初,提起内蒙古实验成功的新消息,史汉祥仍然相当兴奋。不久前,在内蒙古巴彦淖尔市乌拉特前旗先锋镇红旗村的近百亩盐碱地上,史汉祥团队又收割了一茬苜蓿草。

  “这意味着,继浙江、河北等地之后,我们永久性改造盐碱沙荒地的实验在内蒙取得新成功。”史汉祥说。他的团队在这里仅进行了两年的种植实验,就收割了四茬苜蓿草。而此前,当地民众也采取多种改造方式,但过不了几年就一返盐碱旧态。 

  这是史汉祥在京津冀“循环治霾”实验的一个重要环节。 

  “京津冀上风口盐碱沙荒的扬尘,是我们要‘堵住’的雾霾来源之一。”史汉祥认为,雾霾的来源除了汽车尾气与生物质燃烧外,主要是工业排放与盐碱沙荒地、尾矿等裸露土地扬尘。 

  “煤电、钢铁的上下游生产过程构成了完整的‘污染’链,前端裸露尾矿粉尘、中端废气废渣排放、后端传统污染防治形成二次污染,比如石灰(石)石膏法吸收二氧化硫后形成大量废石膏,遍布钢厂周边。”他说。 

  “废”字成为污染的根源。据此,史汉祥形成了“以废治废、变废为宝、循环利用、平衡发展”循环治污理念,即用废渣代替石灰(石)石膏法吸收烟气中的二氧化硫和氮氧化合物,产生的副产物,用于治理尾矿山、盐碱沙荒地或作为制作水泥原料。 

  这使生产过程中的“废物”相生相克,用于土壤改良,从而使矿产资源从土地中来,又回到土地中去,将工业过程纳入生态循环中去。 

  红旗村的试点是这一过程的最新实践。史汉祥团队通过发明的循环经济设备——DS多相反应器,利用包钢的钢渣,取代原来的石灰(石)吸收烟气中的二氧化硫,产生的脱硫副产物改造包钢附近的盐碱地。 

  “不仅解决了二氧化硫等废气排放、废钢渣也被‘吃干榨净’,原来的废石膏也没了,而且裸露土地被盖上了‘绿色防尘罩’”。包钢代表说。 

  “钢厂排放没了,粉尘来源也没了,循环经济实验取得初步成效。内蒙古是京津冀大气防治的重点区域,如果最终能够获得推广,对雾霾等污染治理将是一大利好。”史汉祥说。

  二十年“循环技术”创新路

  “以废治废、变废为宝、循环利用、平衡发展”。看起来简单,却是史汉祥20多年不断研究实践中摸索出来的成果。20年来,这个没有学院派高深理论的实践者,不断冲破各种学术的条条框框,不断向旧观念提出挑战,从四处碰壁到最终赢得尊重;这个没有喝过“洋墨水”的技术狂,一直探索着发展与平衡的具体答案,从遭受挫折连连到取得成功。个人命运与时代大潮在关键节点同幅起落。

  上世纪80年代,史汉祥所在的村子里兴起不少冶炼有色金属的小工厂,史汉祥也经营了一家。 

  冶炼厂使不少村民发了财,但青山绿水的小村庄很快变得面目全非。“衣服被子放在外面晾晒,上面就会粘上一层黑乎乎的东西。”史汉祥说,厂外的大树都被熏焦了。 

  1993年,史汉祥到北京“取经”,得到的建议是:石灰(石)—石膏法治理二氧化硫。但在将这一方法用于实际的3年中,除了工艺问题外,最要命的是,随着业务量越来越大,该方法脱硫后产生的石膏在厂区内外形成绵延的石膏山。国内脱硫石膏含有大量杂质,抗压、抗拉强度差,再利用价值不大,基本都被废弃,四处堆放,晴天满天飞扬,雨天污水横流。 

  据统计,我国每年产生脱硫石膏和磷石膏约在1亿吨,堆成横截面1平方米的墙,每年就可绕地球一圈。治理污染又产生新的污染,一些专家警告:脱硫石膏正成为仅次于二氧化硫和氮氧化合物的又一大污染源。 

  这让史汉祥开始怀疑石灰(石)石膏法。 

  一边是炉渣山,一边是石膏山,还有二氧化硫。如何搬掉这“三座大山”,史汉祥苦思冥想,“二氧化硫是从矿冶炼中逃逸的,为何不能用炉渣吸收回来?既然硫是土壤的重要酸性元素,为何不能收回治理盐碱地?” 

  说干就干,自1996年开始,他闷头钻研,寻找炉渣吸收二氧化硫的配方、设计全新内部构造的脱硫塔、调制脱硫副产物制作肥料的方法,甚至从头设计生产脱硫塔的设备。两千多天,实验做了无数次、方案推倒无数个,2001年8月,一座名为“多相反应器”的吸收塔诞生,并随后震动国内外业界。 

  国家权威机构鉴定,“多相反应器”脱硫效果高达98.9%,比世界发达国家见报的脱硫数据高出8个百分点;其脱硫副产物改造盐碱地的效果,在多地实验成果显著,得到国际著名盐土农业专家、巴基斯坦原子能委员会核农学所所长马扎尔·H·哈卫(MazharH.Haqvi)的赞叹。 

  创新服务经济主战场 提升民众幸福感

  太极循环经济技术现阶段在钢铁、火电行业中的优势价值,包钢已在区域循环经济试点中深受其益。2015年两会期间,时任包钢集团总经理李春龙曾向新华社记者算过一笔账。采用史汉祥的钢渣脱硫脱硝循环经济技术,包钢庆华脱硫项目每年将减排约7000吨二氧化硫、消纳钢渣粉约2万吨,节省石灰石1.6万吨,将产生约2.6万吨“本肥”用于改造400到800亩盐碱沙荒地,或用作水泥原料,减少二氧化碳排放约5000吨。 

  为了减排二氧化硫,包钢每年需消耗约98万吨石灰石,以每吨200元计,仅此一项就节省费用高达1.96亿元,年产生的脱硫石膏约160万吨,无法综合利用。此外,包钢年产生钢渣200万~300万吨,综合利用率仅20%~30%,年堆存量超过200万吨。包钢利用钢渣法脱硫,每年将消纳约120万吨钢渣粉,包头地区的火电、化工、冶金行业脱硫系统可消纳100万吨钢渣粉,可彻底搬掉钢渣大山。 

  包钢产生的脱硫渣用于改造周边盐碱沙荒地,当年就可以重新种上牧草、土豆等作物,带动当地农牧业种植、养殖及深加工产业链。 

  在2016年全国两会上,湖南华菱集团董事长曹慧泉呼应了包钢的说法。该集团下属湘潭钢铁公司使用史汉祥的技术后,每年减排超过6500吨二氧化硫,节省石灰石1.2万吨,消化钢渣尾泥2万余吨,脱硫副产物成为水泥原料。 

  多相反应器具有卓越的脱硫性能,能高效处理高浓度二氧化硫烟气。以年产1000万吨钢材为例,铁矿石掺用20%高硫铁矿,钢企年节省采购成本51000万元,年消纳钢渣约60万吨,脱硫成本减少8000万元。产生的脱硫副产物约100万吨可改造盐碱沙荒地约30000亩或用作水泥原料,钢渣和脱硫副产物堆放年少占用土地约160亩。 

  在火电行业,史汉祥采用粉煤灰脱硫脱硝循环技术,以北方某电厂为例,该电厂年用煤6000万吨,产生粉煤灰1000万吨,粉煤灰中含有约45%的氧化铝。粉煤灰脱硫脱硝后产生的副产物,可析出电解铝150万吨、明矾300万吨,产生经济效益180亿元,尚有550万吨的副产物用来改造盐碱沙荒地约18万亩或作为制作水泥原料。 

  “但目前的提取方法尚不科学,提取氧化铝后仍会产生一样多的固废无法消纳。”史汉祥说。如果采用粉煤灰吸收二氧化硫,“必须用高硫煤,这样才能产生足够多的二氧化硫,将粉煤灰全部‘吃掉’。 

  这不仅节省了石灰石,而且还将产生三大经济效益:一是充分利用我国丰富的高硫煤资源;二是降低了电厂用煤成本;三是降低电解铝的成本。 

  “高硫煤比低硫煤每吨价格便宜约50元,仅此一项,该厂能节省煤采购成本30亿元。”史汉祥说。如果按照全国火电厂每年产生8亿吨粉煤灰来算,效益更加可观。 

  “煤电、钢铁等行业是制造业等实体经济成本的主要来源,也是环保压力的主要承担者。如果转变环保思路,使之成为效益的来源,对制造业将是一大利好。”史汉祥说。 

  在努力促使环保作出效益,服务经济的同时。他正努力提升“多相反应器”的综合治理能力,目前已升级到第五代,实现脱硫、脱硝、除尘、除水雾并回收一体化。“不仅废气零排放,还要拿下水蒸气,看不到‘冒白烟’,满足老百姓的观感”。 

  随着中央加大环保治污力度,特别是“绿水青山就是金山银山”重要论述发表后,史汉祥感到既振奋又责任重大。“我们技术工作者还要在循环技术的上下大功夫,服务好经济主战场,什么时候工业‘三废’与农业生产链循环起来了,‘绿水青山就是金山银山’的美好愿景就实现了”。

  

 来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网