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让建材成为美好的行业

2021-01-24 23:05 作者:pokerking club 点击:

  近年来,中国建材总院围绕建材行业的绿色升级,在一系列高技术含量、高可靠性的绿色制造关键技术、装备研发设计与改造优化系统解决方案上取得重要突破,为我国工业大气污染控制作出重要贡献。用中国建材总院党委书记、董事长王益民的话说,“中国建材总院要用科技的手段,让建材变成一个很美好的行业。”

  一提到建材行业,可能很多人都会眉头一皱。小到令人头疼的家庭装修污染,大到冒着刺鼻浓烟的高温窑炉,老百姓对建材行业长久以来的印象就是典型的“高耗能、高污染和资源型”的“两高一资”行业。

  然而如今,这样的旧印象可能要被改写了。中国建筑材料科学研究总院有限公司(以下简称中国建材总院)的科研团队,正在运用科技的力量,让建材行业实现华丽转身。用中国建材总院党委书记、董事长王益民的话说,“中国建材总院要用科技的手段,让建材变成一个很美好的行业。”

  作为中国建材与无机非金属领域规模最大、实力最强的科研开发中心,新中国建材科技的摇篮和发源地,近年来,中国建材总院围绕建材行业的绿色升级,在一系列高技术含量、高可靠性的绿色制造关键技术、装备研发设计与改造优化系统解决方案上取得重要突破,为我国工业大气污染控制作出重要贡献。

  建材行业是国民经济建设的重要原材料产业之一,涵盖水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、耐火材料、防水材料、复合纤维制品、家具、建筑涂料等数十个种类。建材行业在中国一直以来处于高速发展、高速建设的阶段,人们对于建材的需求始终处在比较高的水平。

  随之而来的另一个“高水平”就是污染的排放。中国建材总院教授何捷介绍,建材行业的污染主要来自于高温炉窑建材和装饰装修类材料,前者主要排放颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等,后者主要排放挥发性有机物等特征污染物。

  “实际上,建材行业单个企业的排放量并不是很大,但与钢铁、火电等高度集中的行业相比,建材行业企业数量众多,装备水平差异也比较大,因此污染物的排放总量依然很高,约占全国工业废气排放总量的18%。”何捷说。

  虽然减排形势严峻,但为了守护中国的蓝天,2017年4月,中国建材总院参与了由生态环境部牵头、多部门和单位参加、包括多名院士在内的1500多名科研工作者参与的集中攻关项目大气重污染成因与治理攻关项目,承担了“建材领域大气污染治理及调控政策研究”课题,担起了推动行业深度减排的使命。

  “建材行业是工业治理的重中之重,中国建材总院作为国内建材行业最大的综合性研究平台,有责任和义务来推动行业的深度减排,所以我们积极参与了这项工作。”何捷说。

  科研团队将工作的重点放在了京津冀地区和“2+26”城市群,这些地方是传统的建材产区,企业情况参差不齐,减排形势严峻。从2017年开始,课题组成员跑了几百家企业进行现场考察,完成了上千份调研表,以期摸清建材行业污染底数、梳理污染控制技术、评估技术经济性、给出全过程污染控制方案,并研究重污染应急过程中的污染减排,出台产业政策,推动行业绿色升级。

  在执行项目的两年时间里,中国建材总院共制定、修订国家标准2项、行业标准5项、团体标准2项;撰写《典型建材行业窑炉产排污节点分析评估报告》等9份分析评估报告,并遴选了110项建材行业常用的大气污染控制技术;提出产业结构调整和相关政策的建议20余项。

  除了为国家建言献策,科研团队还特别注重研究成果的应用。在河北唐山,一家传统的水泥厂按照中国建材总院科研人员提出的分级燃烧和精细化管控技术进行改造后,实现了氮氧化物超低排放,环保评级达到A级,一跃成为了一家名副其实的“绿色工厂”。

  “治理雾霾不是一个企业、一个行业能够做到的,但我们作为建材行业的科技国家队,必须尽到自己的社会责任。用我们的经验、技术和努力促进建材行业的绿色转型升级,就是在为我们国家打赢蓝天保卫战作贡献。”何捷说。

  除了在宏观层面为国建言,中国建材总院科研人员还将目光投向了更细微处,他们开始“解剖”雾霾,向大气污染物中最难治理的氮氧化物发起了挑战。

  其实,工业上对氮氧化物的处理已经有成熟的技术,选择性催化还原脱硝技术被认为是最有效、最能达到超低排放的氮氧化物脱除技术,该技术在火电厂已得到广泛应用。

  但是,这项技术却无法直接平移到建材行业,这是因为电力行业的选择性催化还原脱硝主要是在300~400摄氏度的高温下进行的,而建材行业锅(窑)炉工况复杂,排烟温度一般都低于300摄氏度,无法对氮氧化物进行有效的净化。

  从“十二五”时期开始,中国建材总院所属水泥新材院及咸阳陶瓷研究设计院有限公司,及时聚焦到了低温及中低温选择性催化还原脱硝催化剂的研究,搭建了完整的科研及中试平台,针对不同技术路线培养了一批科研骨干,形成了年富力强的科研团队。在研究过程中,科研人员始终践行精益求精、力求完美的“工匠精神”,心中始终装着为国家绿色发展作出更大贡献的情怀。经过反复实验,攻克多项技术难关,最终得到了具有自主知识产权的系列低温及中低温选择性催化还原催化剂配方和制备技术。

  12月15日,中国建材总院等单位承担的国家重点研发计划“水泥窑炉中低温烟气选择性催化还原脱硝催化剂材料技术及工程应用”在浙江召开了专家评审会。

  项目负责人汪澜介绍,研发团队开展了长期的研究工作,进行了两年多的中试试验,形成了工程项目建设的高新材料技术和最佳实施方案;集成采用了一系列具有自主知识产权的创新技术,保证了选择性催化还原脱硝反应器的长期稳定高效运行。

  评审专家一致认为,项目成果开拓了水泥烟气治理的新技术路线,实现水泥烟气中低温选择性催化还原脱硝技术的重大创新和突破,为水泥工业节能减排、绿色发展提供了有力技术支撑,成果主要技术达到国际先进水平。

  不只在水泥厂,在中国建材总院的统一规划下,低温及中低温选择性催化还原脱硝技术在全院各研究领域全面开花,已经在玻璃、焦化、钢铁、化工、水泥、冶炼等窑炉的近百套烟气脱硝系统中获得了应用,每年大约可以减少氮氧化物排放6.8万吨。

  水泥是建材行业里的“老大哥”,也是人们眼中相当传统的工业门类,已经被人类利用了几百年的水泥还能玩出什么新花样?

  中国建材总院合肥水泥研究设计院有限公司(以下简称合肥院)的科研人员偏偏不信邪。在王益民看来,水泥厂不能再是“一进去就伸手不见五指的样子,中国的水泥厂要成为未来无废化城市的标配”。

  作为一家科技型企业,合肥院在多年的发展过程中,逐渐摸索出一条以市场为导向,集科技研发、工程设计、装备制造、工程服务于一体的发展道路,不断提高水泥生产过程中各个系统的整体服务能力,打造出一批技术领先、广受赞誉的节能环保产品,为水泥行业的技术进步作出了突出贡献。

  合肥院科技发展部部长郑青介绍,作为水泥生产线“两磨一烧”的核心环节,合肥院在粉磨技术领域有着数十年的研发、制造经验,“HFCG辊压机”“HRM立式磨”等设备在国内外广受赞誉。

  例如,合肥院研发制造的辊压机,是唯一把国外同类产品挡在国门之外的水泥主机装备,在线台套,位居全球第一。与传统水泥粉磨系统比,HFCG系列大型辊压机能够增产100%以上、系统节电30%以上,主要技术经济指标达国际领先水平,仅按国内应用量计算,每年就能节电超过70亿千瓦时。

  围绕节能降耗、绿色制造的发展目标,合肥院的立式磨研发团队从工业矿渣废弃物的处理入手,不断开发立式磨处置固废相关技术。2017年,合肥院成功开发出立式磨半终粉磨水泥技术及成套设备,大幅提高水泥粉磨系统产量,降低了水泥生产的能耗和成本,粉磨电耗低,每年可节约大量用电,并减少二氧化碳排放。

  又如,合肥院研发的高能效环保熟料烧成技术和装备,为广东惠州一家水泥企业每年节约实物煤约13440吨,按照当地市场价折算,仅煤耗一项每年就可产生经济效益约672万元、年减排二氧化碳2.77万吨,具有较高的经济和社会效益。

  “中国建材总院是国家设立的科研机构,我们的理想是将建材行业建设成一个创新发展、高质量发展的优质行业,创造更多安全、绿色、高性能的建材产品,改变社会对建材行业的传统印象。而实现这一切,就一定要有科技的支撑。”

  正如王益民所说的那样,中国建材总院将继续在科技创新领域深耕不辍,带领中国建材行业走上一条高质量、绿色发展的道路。

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