王雅珍教授出生于1945年4月,毕业于中国科学技术大学分析化学专业。1982年底调入清华大学分校,负责创建由联合国科教文组织投资的“锅炉安全与检测”专业、“塑料模具”专业和四个实验室,主讲“工业锅炉水处理”等课程并担任教研室主任。自1991年起,王雅珍教授一直致力于国家标准、地方标准和行业标准的起草及修订工作,是十多项国家标准及地方标准的主要起草及修订人。
她有20多项科技发明。在保护地下水和地表水领域,她研发出“YZ型系列防腐阻垢剂”。该无毒无害碱性药剂可以在运行状态下清除掉水系统中的全部各类污物并育好保护膜。例如在供热采暖水系统,可以节能20%～50%,节水50%～95%,节电≥30%;在敞开式水循环系统,可以节能>10%,节水30%～50%,节电≥30%。以电厂为例,一台拥有凝汽器的30万千瓦发电机组采用上海昱真综合节能技术一年可增效3000～5000万元。为了解决煤炭的清洁燃烧和清洁排放问题。王雅珍教授从2005年至2008年设计出“YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝脱水四位一体塔”。该塔是在近零电耗、近零水耗、近零运行费用和零排污的前提下完成燃煤锅炉烟气排放达标。她研发的“YZ型系列防腐阻垢剂”和“YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝塔“都是中国六大部委发公告推荐的重点节能减排技术和产品。
鉴于王雅珍教授对于节能减排及环保事业做出的杰出贡献,先后被授予“2007年中国十大经济女性”创新奖荣普称号;2008年,王教授被聘为中华环保联合会能源环境专业委员会专家组组长和副会长;2009年8月23日获得了“2009年第二届创业中国十大公益人物”奖;2010年1月获得“时代楷模——共和国经济建设杰出贡献人物”证书;2010年4月获得了“2009年中国经济女性年度人物”奖;2013年被聘为中国管理科学研究院学术委员会特约研究员;2015年元月获得“中国经济最具影响力十大年度人物”;2016年元月获得“最具社会责任感企业家”;“2020中国品牌十大杰出女性”等。”
王雅珍教授的论文如下
我在保护水和天的两个领域里摸爬滚打了40多年。我经过认真的多年调研,由于中国采用错误的工业水处理方法,到1987年,我确认不久的将来,中国将没有合格的天然饮用水。为此,我于1987年辞掉了清华分校《能源利用与环境保护专业》教研室主任的职务。全力以赴研究保护水和保护天。目前在治理水和空气的领域里我国存在着很多误区,没有做到真正的节能减排。目前存在的主要误区及危害阐述如下:
一、烟气排放指标方面存在的误区
1、尘的排放指标规定≤10mg/m³与规定≤30mg/m³的差异如果规定尘的排放≤10mg/m³,只能上布袋除尘才能达标,导致浪费能源约10%、引发引风机事故等、烟气夜里走旁通以及滋生环保系统腐败……。
如果规定尘≤30mg/m³,则不用上布袋除尘,用陶瓷多管除尘器或旋风除尘器配YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝脱水四位一体塔就可以完成在近零电耗、近零水耗、近零运行费用、零排污的前提下完成脱硫除尘降硝工作。仅不采用布袋除尘,就可以从烟温中节能5%~10%。因布袋除尘的排烟温度是≥150℃,而采用YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝脱水四位一体塔,可以把锅炉排烟温度降到50℃~80℃,采用全逆流设计的省煤器和空气预热器,可以保证锅炉不结露。仅此一点,就可以从烟温中节能5%~10%(每降低10℃烟温,约节能1%)。
2、硝的排放规定≤50mg/m³与
规定≤100mg/m³的巨大差别
燃煤锅炉炉温一般是800~900℃。产生的硝是200~300mg/m³,其中80%是溶于水的NO₂,当炉温升到950℃时,硝的产生量是400~500mg/m³。
燃气锅炉的炉温是1300℃,即便采用所谓的低氮燃烧,产生的硝也≥700mg/m³,其中90%以上是不溶于水的NO,需要天价脱除。目前脱硝只剩下往450℃~650℃烟温的烟气中喷尿素水,在剧毒的五氧化二钒催化剂的作用下,把NO和NO₂还原成N₂和O₂,这需要天价,以供热来讲,1平方米供热面积一个供暖季脱硝需要30元,比供热费还贵!!另外还有危害巨大的后遗症:①氨的逃逸②剧毒催化剂的复苏③失效的剧毒催化剂的掩埋!
目前我国能源燃煤占比近70%,如果规定硝排放≤100mg/m³,则采用我研发的YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝脱水四位一体塔可以做到脱硝不花钱,
用渣槽中炉灰的碱性水可以脱除80%的NO₂,剩下20%的NO(含量在40~60mg/m³)不脱。如果规定硝≤50mg/m³,则必须全部天价脱硝。
二、烟气治理方法上存在的误区
1、布袋除尘适用于拥有电除尘的锅炉和煤粉炉(因煤已脱水和脱焦油),不适用于链条炉、往复炉和流化床锅炉。目前各省很多环保部门强制推行布袋除尘,造成浪费能源5%～10%,增大维修量,而且有大量的后遗症。
2、双碱法脱硫和氧化镁法脱硫将导致地下水和地表水被可溶性的Na₂SO₄和MgSO₄污染,中国的地下水和地表水资源很快会被毁坏。
正确的做法是用生石灰、石灰石脱硫。燃煤锅炉最佳脱硫是用炉渣中的天然碱CaO和MgO去脱硫、降硝。做到燃煤锅炉脱硫降硝不花钱。
3、如何解决尿素法脱硝的后遗症?
尿素法脱硝有三大后遗症,即氨的逃逸、剧毒催化剂的复苏和剧毒催化剂的掩埋。这三大后遗症目前没人管理,它们比硝危害还大。
4、烟气脱白回收的酸性水应该充分利用,不能排入地下,否则①导致饮用地下水的人们患肾结石和胆结石,②导致地下构件逐渐发生酸腐蚀。
烟气脱白回收的酸性水要想利用非常简单,只要每吨水中加入10～20克YZ-101防腐阻垢剂,就可以作为工业补水,可以解决全部水处理问题。做到水系统彻底防垢、防腐、防失水、防菌、防藻、防生物粘泥。
5、燃煤锅炉烟囱的高度应定为≥20米,一般高出周边建筑2～3米即可。不应限定≥45米。否则浪费能源!燃气锅炉和燃油锅炉的烟囱不应该规定为≥8米,应该提高,至少要高出周边建筑2～3米。北京有8000多个燃气锅炉房。煤改气以后,每年肺癌发病率增加43%。这就是因为燃气锅炉的烟囱8米高,三层楼以上的人都在吸它排放的致癌的氮氧化合物。
三、煤改气存在的危害
1、气源不足:能源不安全。
我国煤炭资源还能燃烧150年。但是,我国的天然气必须依赖进口。
2、天然气价格是燃煤的3~5倍,政府补贴不起!
3、带来严重的环保危害;
a、产生的致癌物硝是燃煤的3~5倍,北京煤改气肺癌发病率每年增加43%。
b、导致严重雾霾,16克天然气燃烧产生36克水,北京为了供暖,平均每天烧1亿立方米天然气,产生16.07万吨水飘到空中,引发严重雾霾。近两年烟气脱白,雾霾少了,但酸性水排入地下,造成二项危害!
C、需要天价脱硝,及带来脱硝的后遗症!!
为了证明燃煤锅炉可以在近零电耗、近零水耗、近零运行费用、零排污条件下烟气排放达标,我在2005～2008年设计了YZ型旋流混合式脱硫、除尘、降硝、脱水四位一体塔。为了验证该塔的使用效果。2013年我在黑龙江清河林业局(在哈尔滨市清河镇)亲自设计、创建了一个95万m²供暖面积的集中供暖,亲自管理运行六年,创造了十多项节能减排国内外第一的奇迹。
2015年黑龙江省唯一的五星级职业病防治所到通河昱真供热有限公司热源厂进行验收。通河昱真供热有限公司获得了平均91分,黑龙江第2名是70分。
四、国标GB/1576-2018《工业锅炉水质》存在的误区
1、热水锅炉锅外水处理补水硬度规定≤0.6mmol/L是误区
由于这条错误的规定,中国供暖系统目前有400万台钠离子交换器,每年消耗1亿多吨的食盐再生剂。导致地下水和地表水严重的盐污染。这种污染是永久性的、不可逆转的、没法治理的污染。中国从1985年推广钠离子交换软化法。我从1985年在全国认真调研到1987年,确认不久的将来,中国将没有合格的天然饮用水。到1989年短短4年时间,北京市没有一口合格的饮用水水井,当时含盐量都超过了500毫克/升。1989年把密云水库的水调到怀柔水库,与北京市不合格的地下水混合。密云水库的库容降到1/3时南水北调。
热水锅炉不应该使用钠离子交换软化水做补水。因这种水处理方法只去除了水中的硬度,而没有去除碱度HCO₃,会导致热水锅炉及供热水系统设备严重发生CO₂腐蚀。国外资料讲在供热采暖水系统CO₂腐蚀是O₂腐蚀的20倍,CO₂是循环腐蚀源,腐蚀后又100%放出CO₂。
热水锅炉运行中是以CO₂和垢下腐蚀为主,因此不应该采用钠离子交换,应该采用碱性药剂去除原水中的硬度,利用碱度做不花钱的沉淀剂及在运行中完成在线清洗。YZ-101防腐阻垢剂拥有三道防腐线。我的三道防腐线理论摘录到了北京市地标DBJ01-619-2004《供热采暖系统水质及防腐技术规程》中。地标中给我的“三道防腐线”加了定语:“使用固体防腐阻垢剂后一般不再除氧就能有效地防腐,它有以下三种功能:1)由于除垢除锈,就等于除掉了电化学腐蚀的阴极,从而阻止了电化学腐蚀;2)含有几种育膜剂,在铁的表面生成一层黑亮的保护膜,可阻隔氧和二氧化碳的腐蚀;3)它是碱性药剂,能迅速提高水的pH值。当pH值≥10时,铁处于钝化区中,腐蚀最小”。最后又下了结论:“实践证明,使用固体防腐阻垢剂是一种简单而行之有效的水处理方法”。
YZ-101防腐阻垢剂还拥有四道节能线,由山东省七位热能专家鉴定的“四道节能线”原理通过了济科鉴字[2007]第8号鉴定:
(1)YZ-101防腐阻垢剂能在半个月内基本除掉整个水系统中的老垢、老锈。一个月内除净老垢、老锈,仅此一点平均能节能20%以上。
(2)YZ-101防腐阻垢剂拥有优异的防人为失水功能。由于防止人为失水1倍至几倍以上,大幅节能。
(3)YZ-101防腐阻垢剂除掉了整个水系统中的垢、锈,使水系统
的运行阻力减少,水力平衡得到改善,整个管网恢复到运行初期的水平,故也显着节能,一般节能幅度在5%～15%。
(4)由于除掉了水系统中的垢、锈,使金属导热效果好,锅炉钢板不过烧,这样在炉膛内少结灰垢,从而达到节能(节能效果约在5%～10%)。
最后结论:在热电联产、供热采暖领域可以做到节能20%~50%。采用上海昱真综合节能技术,在供热采暖领域可以节约燃料20%~50%(最多节约70%)、节水50%~95%、节电≥30%;在敞开式工业冷却循环水系统和中央空调水系统可以做到节约燃料≥10%、节水30%~50%、节电≥30%,以一台30万千瓦冷水发电机组为例,一年可以增效大于3000～5000万元。在节能减排的前提下,大幅度降低设备事故率,延长设备使用寿命3~5倍。
2、补给水溶解氧≤0.1mg/L,对热水锅炉和供热采暖水系统除氧是误区!!
因为第一,对上述水系统没有好的除氧方法。第二,热水锅炉及供热采暖水系统不是连续补水,贮水箱与大气相通,除过氧的水进水箱后等于没除。如果采用海棉铁除氧,还会带入水中二价铁离子,造成比溶解氧严重5~10倍的二价铁离子腐蚀。因二价铁离子也是循环腐蚀源。第三,热水锅炉运行中是以CO₂腐蚀和垢下腐蚀为主,氧腐蚀为辅。运行中除净锅炉和水系统的污物,等于中止了电化学腐蚀,为锅炉和管网在运行中育好保护膜,可以阻止全部腐蚀,尤其是停用期间3~5倍的腐蚀。
在热水锅炉给水和供热采暖水系统严禁使用海棉铁除氧,因为它给水系统带入Fe²*离子,Fe²*离子会导致严重5～10倍的腐蚀。
五、从去年开始国家提倡无碳能源:太阳能、水能、风能、核能、生物质能等,是发展方向。
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