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目前我国节能减排领域里存在的主要误区及节能减排技术路径和实例
目前我国节能减排领域存在的
主要误区及节能减排技术路径和实例
中华环保联合会能源环境专业委员会原副会长兼专家组组长
北京联合大学、赤峰学院清华班客座教授王雅珍
上海昱真水处理科技有限公司董事长
前 言
我从1987年开始大力宣传取消钠离子交换至今！1999年3月22日世界水日美国在上海图书馆举办了一期水的讲座，我作为专家50分钟的发言题目是《钠离子交换再生废液对地下水的污染》，会后七个美国专家围着我问了20多分钟，我认为保护水是全人类的责任，所以把我十多年的调研资料和发言论文都给了他们，他们回去后半个月内十几个州宣布禁止使用钠离子交换器，十几个州限制使用钠离子交换器。2000年我的理念从美国传到欧洲，欧洲全面禁止使用钠离子交换器，他们都用反渗透设备代替钠离子交换器。但是，在中国至今仍在强推钠离子交换器，仅供热领域就有400多万台钠离子交换器，仅在供热领域每年就有一到两亿吨食盐被排放到中华大地！导致人类饮用高钠水患高血压心脏病及诱发癌症！
为了保护中国的水和天，我从1987年9月辞掉了教研室主任职务，全力以赴研究解决水污染的问题和烟气治理问题。我讲环保不但是保护环境，而且也必须是为企业节能减排增效！ 我从1987年至1989年全力以赴，研发出了YZ型系列防腐阻垢剂。我是按《六防理念》研发的，即防垢、防腐、防失水、防菌、防藻、防生物粘泥的六防理念研发出系列药剂！我研发的药剂内含《三道防垢线》，《三道防腐线》和《四道节能线》，做到彻底六防，在运行状态下完成在线清洗后免除今后运行中的任何清洗工作！让水系统设备和管网永远干干净净、光光亮亮（只需维持最少用药量），因此必然节能！别的厂家的药剂只能做到一道防垢线，他们不能完成碱性在线清洗，也不能保证设备不清洗；我研发的药剂内部含有《三道防腐线》，做到彻底防腐。因为我的药剂可以在运行中完成在线清洗，清除掉水系统中设备和管网上的任何污物的同时并育上一体的没有热阻的保护膜，彻底保护设备不发生电化学腐蚀、化学腐蚀和生物腐蚀！2002至2004年北京市政管委会制定地方标准DBj01一619一2004《供热采暖系统水质及防腐技术规程》，钢铁研究总院的两位腐蚀问题专家在全国用两年时间筛选优质药剂，结果只有我研发的药剂过关了，所以就把我的三道防腐理论摘录到了北京市地标的第17页，并且加了定语：“使用固体防腐阻垢剂，不用除氧就能有效防腐，它有以下三种功能 .....”三道防腐线后面又加了结论：“实践证明使用固体防腐阻垢剂是一种行之简单而有效的水处理方法”。全国其他药剂厂的产品一般只具备三道防腐线中的半道防腐线！我研发的药剂内含《四道节能线》，四道节能线写入了济科鉴字[2007]第8号的鉴定材料：《YZ-101防腐阻垢剂替代热力除氧在热水锅炉中的应用》于2007年1月30日通过了由济南市科技局组织的鉴定委员会专家鉴定，鉴定结论是节能20%～50%，鉴定号：济科鉴字[2007]第8号。
我的节能减排产品从1989年发明至今，在全国有400家左右供热企业使用，六十几家工业冷却循环水用户使用。在密闭水系统领域，以供热企业为例，采用我的综合节能减排技术，一定可以节约燃料30%至70%、节水50%至99%（仅剩排污水）、节电≥30%，把事故率降到最低，设备和管网使用寿命延长三到五倍。在敞开式工业冷却循环水领域，以拥有凝汽器的电厂为例，一台30万千瓦发电机组，就可以提高凝汽器的真空度3%至10%、节水30%至70%、节约自耗电约30%，凝汽器和辅机设备再也不用清洗，保证一台30万千瓦机组年增效3千至5千万元，保证一台100万千瓦发电机组年增效1.5至两个亿！用一周时间完成设备减阻排污改造，投药一个月完成在线清洗，运行第二个月就可以把全年的设备改造和药剂费用挣回来！即运行两个月就可以收回全年的成本！
1995～1998年我应上海交大邀请，我和上海交大两个教研室共同研究锅炉烟气半干法脱硫除尘降硝，对烟气进行治理。我负责将烟气治理的废黑水变成澄清透明，循环使用。
2005年我国要推广煤改气，王雅珍意识到煤改气存在三大问题不好解决以及三大危害严重的后遗症。当务之急是解决能源占比80%的煤的清洁燃烧和清洁排放。为此，我从2005年至2008年设计出了YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝脱水四位一体塔。为了验证该塔的烟气治理效果，2013年她在烟尘肆虐的黑龙江清河林业局灭掉6个小锅炉房，自投资金创建了集中供热。供热一次网、13个换热站、新增加的5套二次管网和上百栋楼前管线改造都是王雅珍教授自己设计的。我又对两台65吨热水锅炉进行了60多项减阻改造。实现了在零电耗、零水耗、零运行费用和零排污的条件下完成了烟气排放达标！
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。5个人验收测试了5天，通河昱真供热有限公司获得了平均分91分，黑龙江第2名是70分。距热源厂20米的居民楼窗台永远没有灰。我建的热源厂内200人的培训教室，桌子半年不擦也没灰。炉火熊熊燃烧，在零下8度以上看不见锅炉房冒烟冒气儿。我自己设计的集中供热，采用了我自己的10多项科技发明。我又对两台往复炉排65吨锅炉进行了60多项减阻改造。因此在节能减排领域里创造出10多项国内外领先的奇迹。在保护水和保护天两个领域，我研究环保从来不是让企业多花钱，是通过节能、节水、减排、减少设备维修量、延长设备使用寿命等，为企业节能减排增收！
从1987年至今，我在保护水和保护天的领域里有20多项科技发明，它们基本上都被我国六大部委发公告推荐为重点节能减排技术。我的这些科技发明都是冲着节能减排误区和治理方法误区而发明的。
我从1985年就开始发现我国多部国家标准存在着严重的误区，导致地下水和蓝天被污染。在治理方法上存在着严重误区，甚至被利益集团控制，毁了中国的水和天！从1987年我就开始呼吁宣讲至今！针对这些误区，我写的论文《目前我国节能减排领域存在的主要误区》发表在2024年第1期《当代科学家》杂志第104～106页。
一、目前我国节能减排领域存在的主要误区及解决办法
2024年我在外地考察指导工作时，又发现了两个新的误区，这两个新的误区危害非常巨大，现阐述如下：
（一）2024年确定的两个新误区
1、电厂废水零排放的错误做法将导致20年后发生巨大灾难！！！
我是中国唯一主讲《工业锅炉水处理》的老师，从80年代起，我就参加工业锅炉水处理协会的会议。近几年工业锅炉协会和工业锅炉水处理协会合并成一个协会，2023年和2024年我都参加了他们的会议。在会议上听到电站锅炉厂家发表废水零排放的方法是：用烟道的余热把废浓水烘干，让析出来的混盐落入炉灰中，达到废水零排放！我当时就觉得这种做法不对头！
2024年5月份，我到海南东方市，他们告诉我，东方市现在的高楼都是危楼了！我讲这些高楼寿命刚20多年，怎么就能变成危楼了？他们告诉我，因为是用海沙拌的水泥，所以20多年建楼房的水泥都粉了！这就说明电厂把混盐落入炉灰中，而炉灰是去烧砖和烧水泥的，用这种水泥和砖去建楼屋，20年后，这些建筑物都将是危房！！！因此国家应该赶紧发布政令，纠正这种错误的做法。
2、有些安监部门要求供热二次网循环水和热电联产一次网的循环水的酚酞碱度≥2毫摩尔/升
不达标就罚款！这是极大的错误，会导致地下水和地表水严重盐污染。
全世界只有三种碱度，及5种存在形式。三种碱度：重碳酸根、碳酸根和氢氧根。5种存在形式：天然水中是重碳酸根；热水锅炉中是重碳酸根和碳酸根共存；低压蒸汽炉锅水中是碳酸根和氢氧根共存；高压蒸汽锅炉锅水中是氢氧根。酚酞碱度测的是氢氧根的全部和碳酸根的一半。
如果要求供热循环水中的酚酞碱度大于2毫摩尔/升，那必须向水中投加大量的碱性物质，一般单位都使用碳酸钠，碳酸钠沉淀掉水中的硬度后酚酞碱度还必须大于2毫摩尔/升，也就是残留的碳酸钠必须大于212克/吨水，或残留的氢氧化钠必须大于80克/吨水。这些水最终都排入了地下，将会造成地下水严重盐污染，高钠离子会导致人患高血压、心脏病及诱发癌症！这是极其严重的错误要求，国家标准要求的是热水锅炉的锅水酚酞碱度>2毫摩尔/升，并没有要求供热循环水的酚酞碱度大于2毫摩尔/升。对于供热循环水，应该要求pH值控制在9.5～10.5之间（铁的钝化区是pH值9～13）。
（二）烟气排放指标方面存在的误区（发表在2024年第1期《当代科学家》杂志第104～106页）
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，以及烟气夜里走旁通……。
如果规定尘≤30mg/m3，则不用上布袋除尘，用陶瓷多管除尘器配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%。因布袋除尘的最佳排烟温度是≥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 ）。
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200~300 mg/m3，其中80%是溶于水的NO2, 当炉温升到950℃时，硝的产生量是400~500 mg/m3。
燃气锅炉的炉温是1300℃，产生的硝约1300 mg/m3，即使低氮燃烧，产生的硝也≥700 mg/m3，其中90%以上是不溶于水的NO，需要天价脱除。目前只剩下往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：氨的逃逸‚剧毒催化剂的复苏③失效的剧毒催化剂的掩埋！对后遗症，目前还没有解决办法。
目前我国能源燃煤占比近70%，如果规定硝排放≤100 mg/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硫脱硝都不花钱。
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40~60 mg/m3)不脱。如果规定硝≤50 mg/m3，则必须用尿素法天价脱除。
（三）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。环保部门不能强制推行布袋除尘，否则浪费能源5%～10%，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硫酸钠Na2SO4和硫酸镁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CaO脱硫，燃煤炉最佳脱硫是用炉渣中的天然碱氧化钙CaO和氧化镁MgO去脱硫。
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失效的剧毒催化剂的掩埋。这些后遗症不亚于硝本身的危害！所以国外燃油燃气锅炉不规定硝的排放指标！目前也没有解决这些后遗症的办法。
4、烟气脱白回收的酸性水应该充分利用，不能排入地下，否则导致饮用地下水的人们患肾结石和胆结石，‚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，就可以解决全部水处理问题。做到彻底防垢、防腐、防失水。
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物氮氧化合物。
（四）煤改气存在的问题及解决燃煤锅炉的清洁燃烧和烟气的清洁排放
1、气源不足：能源不安全。
2、价格是燃煤的3~5倍，一般地方政府补贴不起！
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!!
4、燃煤锅炉的清洁燃烧和烟气的清洁排放
我设计的YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝脱水四位一体塔可以做到燃煤锅炉比燃气锅炉更环保。该烟气治理设备列入了2016年12月三部委联合发布的公告：
2005年我国提出了要煤改气，当时我国煤占比能源消耗的80%（目前煤的消耗占比不到70%），我认为首先要解决的是煤的清洁燃烧和燃煤锅炉烟气的清洁排放。因此，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）灭掉了6个烟尘肆虐的小锅炉房，自己设计、投资、创建了一个95万m2供暖面积的集中供暖，应用我自主研发的十几项科研技术创建“碧水蓝天美丽城镇”，取得了一系列节能减排亮点：我亲自管理运行六年，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验收五天。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。
2013～2016年，我在全国9个锅炉房创建了14台YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝脱水四位一体塔。我设计的四位一体塔，里面加水就是水法运行，不加水就是干法运行。我自己热源厂的两台65吨热水锅炉和赤峰克什克腾旗的一台30吨热水锅炉采用的是干法运行。其他7个锅炉房的11台四位一体塔采用的是湿法运行。当煤的含硫量≦0.2%时，我就建议用干法运行。 因为用干法没有加水，就是零电耗、零水耗、零运行费用、零排污。如果煤的含硫量≥0.4％，锅炉炉温≥900℃，我建议用水法，烟气在10～15厘米厚的水层中打转，这样烟气流通水系统有＜1500帕的阻力，这样就变成了近零电耗、近零水耗、近零运行费用和零排污。脱硫降硝的酸性废水给碴槽作补水，一水两用，废水充分利用。采用我的水处理技术，确保渣槽和链条不会发生任何腐蚀。
2015年我给赤峰地区克什克腾旗的一台30吨锅炉上了一台YZ一30脱硫除尘降硝脱水四位一体塔。他们用的煤含硫1.2%，我给他们安装了生石灰加药器，让他们用水法。2021年1月份春节前我去回访，发现他们居然用干法，而且是烟气在线监测也合格。他们还是用我的设备，但是不加水了。他们第一次在渣槽中投入碱，把渣槽内的碱性水浇到煤上，让碱性水中的氢氧化钙和氢氧化镁与煤中的硫和燃烧产生的硝在炉膛内反应，降低了大部分硫和硝，导致以后渣槽中的水也显碱性，然后烟气再经过我的设备进行干法处理，结果居然将含硫量1.2%的煤也完成了零电耗、零水耗、零运行费用、零排污的条件下烟气排放也达标了，实在是奇了！
我设计的四位一体塔列入了2016年科技部2号公告，是科技部、环保部、工信部三部委联合发布的47项重点节能减排技术中的第10项。
（五）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
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。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”。
为了取代钠离子交换水处理方法，保护中国的地下水和地表水。我研发的系列YZ型防腐阻垢剂拥有三道防垢线、三道防腐线和四道节能线。由山东省七位热能专家鉴定的“四道节能线” 原理写入了济科鉴字[2007]第8号鉴定材料：
⑴ 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。
⑵ 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。
⑶ 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％。
⑷ 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%。
采用昱真综合节能减排技术，在供热采暖领域可以节约燃料20%~50%（最多节约70%）、节水50%~99%、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%~70%、节约自耗电≥30%，以一台100万千瓦冷水发电机组为例，一年可以增效大于1.5～2亿元。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。如果采用海绵铁除氧，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必须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。Fe2+离子是循环腐蚀源。
（六）目前国家提倡无碳能源：太阳能、水能、风能、核能、生物质能等。这是正确的发展方向。
二、节能减排技术路径及实例
（一）上海昱真公司节能减排技术路径
1、对老设备进行减阻、排污改造
在钢厂、电厂、石化企业、中央空调、热电联产等领域，在设备和管网设计、安装上存在着很多误区和错误设计。只有纠正这些误区和错误做法，才能够真正做到节能减排增效。以电厂为例，需对设备进行如下减阻排污改造：
a、在凝汽器后端板加装不锈钢排污球阀，这是保证凝汽器永远干干净净，不用清洗的必备条件；
b、在冷却塔出口和导流槽分别加装挡泥砚及排污装置，这样才能确保循环水澄清透明，确保冷却塔内没有污泥；
c、对在冷却塔内闭式循环的水系统，要在换热设备的适当位置安装排污球阀。在进循环水泵前安装YZ型扩容除污器。王雅珍教授设计的除污器基本不消耗动能，进出口压力相同，而且可以沉淀分子级的沉淀物。该产品是2012年国家质检总局在5号公告中推荐的节能技术和产品；
d、在辅机设备冷油器、空冷器、氢冷器、各个水交换器后端板加装不锈钢排污球阀等等。
★ 对热电联产和供热管网水系统要安装合格的除污器，除污器必须保证能截留下分子级的沉淀。在紧挨着板式换热器的4个进出口必须安装普通不锈钢排污球阀。在汽水换热器后端板必须安装普通不锈钢排污球阀。
2、对设备进行余热回收改造、能源回收改造等
a、以沈阳黎明航发集团为例（生产军用飞机发动机的军工企业）。2000年，王雅珍教授到沈阳开全国供热会议。利用晚上两个半小时到该厂发电车间进行现场诊断和指导。该厂拥有7台10公斤低压发电锅炉，7台锅炉全开发的电还不够自己用，还得外买电。经过王教授两个半小时的现场指导，按照王教授的指导进行了适当的设备改造。结果生产任务翻一番，开三台发电锅炉就不用外买电了。创造了一系列节能减排的巨大成绩。详见他们给昱真公司的感谢信。
b、1994年我家从北京搬到了上海，1995年我为了在上海带学生搞毕业设计，我到宝钢找了一个科研课题，为上海宝钢解决了4台干熄焦发电锅炉除氧不合格等系列难题。为宝钢年直接增效7000万元，间接增效1.2个亿。1999年宝钢能源部门找我，让我给他们两个水厂 《筛选优质混凝剂、助凝剂降低工业水铁含量》。我承接了宝钢的科研课题。为宝钢创造了年直接经济效益4,000万元，间接增效7,000万元。可见二个公司给昱真公司写的感谢信。
中国一航沈阳黎明航发集团公司动力分公司
