一块石头掀起绿色科技革命

来源：中国能源新闻网 时间：2024-08-16 16:36

韩伟超

　　党的二十届三中全会提出，支持企业用数智技术、绿色技术改造提升传统产业。

　　作为国家能源集团公司科技环保专业化服务单位，科环山东能源围绕国之所需、行业所趋加快突破引领行业发展的原创性、前沿性技术，近日顺利完成自主研发的“脱硫石膏钙硫资源化循环利用及协同矿化二氧化碳技术”工程验证项目工艺包开发及初步设计，一场“保护石灰岩矿山+打造火电厂碳谷”的绿色科技革命，正悄然走来。

减采护山，十年省出一座珠峰

　　由于石灰石价格便宜，并易于运输与保存，自上世纪八十年代以来，已经成为燃煤电厂普遍使用的脱硫剂，它在对二氧化硫的吸收过程中，会转化为脱硫石膏。相关数据显示，中国2023年产出的脱硫石膏已超过1亿吨，作为大宗工业固废，脱硫石膏堆放、消纳的问题愈加突出，污染土壤、水体的安全环保隐患有增无减。

　　“东部地区脱硫石膏外售价格已从每吨几十元跌到几块钱了。”“我们西北地区不仅卖不出，还要按吨支付五六十元的处置费呢！”在该技术前期调研阶段，许多火电厂不约而同道出了这样的“心中愁”。不仅如此，石灰岩作为一种非可再生资源，如果过度开采或不合理开采，还会导致植被破坏、水土流失及滑坡泥石流等灾害，采挖爆破过程中还会造成严重的粉尘、噪声污染。

　　为了大气环境治理而产生了新的环境治理问题，难道就没有更好的办法了吗？有！科环山东能源的研发团队敏锐地发现了这一行业之痛，以“变痛为通”的颠覆性创新思路开展核心技术攻关，打通脱硫石膏循环复用的“任督二脉”。

　　“这项技术的颠覆性在于，能够实现电厂石灰石脱硫剂的循环利用，很好地解决脱硫石膏大宗固废处置和资源化利用难题。”该技术研发负责人、科环山东能源副总经理杨春振信心满满地介绍。

　　杨春振的信心，来源于“一站式、两件宝”的研发思路，即在同一个反应设备中把脱硫石膏、二氧化碳等脱硫副产品与相关反应剂按一定比例、一定工艺混合，使脱硫石膏在常温常压下就能发生复分解反应，再通过大量的参数计算，采用最适合的分离结晶等技术，制备出碳酸钙和硫酸铵两件“宝贝”，其中碳酸钙纯度达到90%以上，完全满足脱硫需要，重返脱硫塔轻车熟路干它们脱硫的“老本行”，电厂也基本不用新采购石灰石了。根据目前国内脱硫石膏年产量测算，该技术每年能减少近1亿吨的石灰岩开采量，约占珠穆朗玛峰已知质量的十分之一。而硫酸铵含有丰富的氮硫元素，作为化肥原料销路宽广，市场售价每吨能达到1400多元。

　　一头连着保护绿水青山、一头连着大宗固废处置，一手抓牢构建绿色低碳循环经济体系的落实，一手抚平火电厂因买石灰卖石膏而皱起的眉头，科环山东能源就像沙漏中间的小小通道，以科技创新担当起畅通绿色循环的一处枢纽。

固碳减碳，再造23个塞罕坝林场

　　众所周知，二氧化碳是大气温室气体主要构成之一，而发电行业作为排碳“大户”，一直是我国碳排放控制的重点领域，也是首个纳入全国碳市场的行业。在火电厂达标排放的烟气里，约12%都是二氧化碳，数据显示，目前我国火电装机已超过14亿千瓦,每年的碳排放总量巨大。

　　正是从解决以上问题来考虑，科环山东能源研发的这项脱硫石膏高价值资源化新技术，巧妙地在脱硫石膏复分解制取碳酸钙过程中刻意找到锅炉“通个气”，用来捕集利用烟气中的二氧化碳。“石膏资源化循环利用，协同降碳，主打的就是一个协同增效。”年轻的研发工程师刘泽阳谈起“协同”的技术特点，兴奋得眉毛都挑了起来。

　　所谓协同增效，就是该技术运用同一套工艺设备，每处理1吨脱硫石膏，还能吸收矿化200千克以上的二氧化碳，相比传统技术路线，该技术把捕集与利用两个环节合二为一，既避免了附带成本和次生污染的问题，又能实现高效、连续生产。以一台1000兆瓦超超临界燃煤发电机组为例，每年可吸收矿化二氧化碳约1万吨，单是碳交易这一项创效就达70万元，除了经济效益，其生态效益、社会效益更为明显，在实现“以废治废”的同时，真正成为以低碳发展与效益提升双轮驱动来贯彻落实“双碳”目标的创新实践。

　　“我们还做过一个大胆测算，如果全国的脱硫石膏都用上了这个技术，每年能固碳减碳2000多万吨，相当于23个塞罕坝林场一年的固碳量。”该技术研发工程师丛玮掰着手指娓娓道来。

　　作为一项具有颠覆性的绿色科技创新成果，该技术本身也特别强调实施过程中的绿色属性，通过促动释放脱硫石膏里的间隙水和结晶水，该技术实现了全工艺流程无需外接水源、无其他污染物产生。“自始至终都是绿色环保的，也是这项技术的一个‘彩蛋’吧。”作为该技术攻关的全程参与者，研发工程师高俨露出了真诚的微笑。

　　“公司作为‘科改企业’，就是要把加快绿色科技创新落到实处，助力无废集团建设、助力我国发展方式绿色转型，让科技创新更好为美丽中国赋能、添力。”该公司党委书记、董事长刘文斌坚定地说。

　　“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。”《石灰吟》中，诗人借石灰石的开采过程，表达了以造福天下为己任，砥砺前行的担当和志向。现如今，有了“脱硫石膏资源化利用协同矿化二氧化碳技术”这样的新质生产力，宝贵的石灰石资源再也不用“粉身碎骨”了。放眼望去，一大批像科环山东能源这样的企业，正用科技创新的力量推动着“无废集团”的建设、推动着发展方式的绿色转型，守护着祖国更加壮美的绿水青山。

责任编辑：许艳