节能减排 造就绿水蓝天

2017-05-30 10:48
河南科技 2017年11期
关键词:高分子废物关键技术

近日,商丘金蓬实业股份有限公司(下称“金蓬实业”)负责攻关的河南省省级重大科技专项“固体高分子废物热解制取燃油成套装备关键技术研究”通过了专家组验收。自2014年被列入河南省重大科技专项以来,这个项目就吸引了省内外业界的高度关注,如今通过验收,项目负责人、金蓬实业董事长牛勇超却并没有来得及庆贺一番,他的心思仍然放在项目今后的持续研发、市场拓展上面。

众所周知,废旧橡胶轮胎造成的污染被称为“黑色污染”,而“黑色污染”问题一直是废旧轮胎回收资源化利用的一大难题。“固体高分子废物热解制取燃油成套装备关键技术”通过反应器的废旧橡胶轮胎铟粒被催化裂解为裂化气、汽油馏分、柴油馏分和重油馏分,残余的固体可加工为炭黑,各种产品经检测,其理化指标及使用性能均达到节能减排的要求。

“固体高分子废物热解制取燃油成套装备关键技术研究”项目攻克了固体高分子废物热解制取燃料油关键技术,开发了高分子有机废物微负压无氧低温热解新工艺,研制出系列废旧橡塑制品以及医疗垃圾无害化处理和资源化利用的专用成套装备,其中4台(套)列入河南省首台(套)重大技术装备产品目录,大大提高了我省固体高分子废物处理技术和装备水平。项目成果获得河南省科技进步奖二等奖,申请和授权国家专利18项。项目示范工程年处理废旧轮胎10 000吨,回收燃料油4 000吨、优质炭黑3 500吨、钢丝1 200吨以及部分可燃气体。项目已实现年产值16 500万元,年利税4 545.9万元,节能减排成效突出,经济、社会、环境效益显著。

由于在热解过程中采用常压全密闭方式,没有氧气介入,所以不会产生二噁英等有毒气体,真正做到了彻底无害化处理,实现真正意义上的资源化利用。业内有评论认为:在治理“黑色污染”这个意义上,“固体高分子废物热解制取燃油成套装备关键技术”节能减排成效是具有里程碑意义的。

致力研发废轮胎废塑料资源化利用节能减排技术

作为河南省内知名的专业设备制造商、上市企业,金蓬实业的主要产品包括大型废轮胎废塑料炼油设备、废旧轮胎炼油设备、废机油再生蒸馏炼油设备、废塑料裂解炼油设备、大型垃圾处理设备等。长期的业内历练,使企业负责人深知,能否处理废旧橡胶轮胎造成的污染(“黑色污染”)问题,将成为决定企业自主创新能力和未来发展走向的关键点,他们的目光,瞄准了一种废旧橡胶轮胎催化裂解处理技术。

据项目负责人介绍,专项结项以前,企业针对项目自筹的经费已经接近一个亿。项目负责人牛勇超和李栋不仅是执行项目的两家企业的董事长,同时也是项目的实际研发技术核心人物。项目资金配套及时、人员配备到位、成果转化及时、项目总结及时,为项目顺利完成提供了保证,同时企业制定了大量相关规章制度保证了人财物的高效使用。

据了解,项目包括废旧橡胶制备燃油和医疗废物无害化利用两个子课题,分别由商丘金蓬实业股份有限公司和河南东和环保科技股份有限公司两个单位承担,无氧热解部分是核心技术,也是两个子课题的主要研发内容。两家企业的强强联合,做到了分工合理,主次分明,责任明确,为专项实施提供了组织保障。

“固体高分子废物热解制取燃油成套装备关键技术研究”重大科技专项是在环保装备产业创新战略联盟的技术指导下联合相关企业共同实施的,并联络了商丘师范学院生物精炼河南省工程实验室和商丘职业技术学院相关科研院所参与,具有很强的计划性和技术优势。

此外,专项论证、立项和实施都受到河南省科技厅和地方主管部门的重视,相关管理措施得力,管理规范科学,监督到位为项目顺利实施指明了正确的方向。项目接受中期检查和监督促进了实施单位及时调整计划,调集人力物力向研发倾斜。

两家企业深信“高层次人才是科技研发的宝贵资源”,为配合项目实施执行,项目实施单位坚持培养与引进并举,不断增加人才总量,优化人才结构,提高人才素质,为公司持续、健康发展提供人才保障。引进人才的对象包括:在同行业内有较大影响力或经验较丰富的高级专业技术人才;紧缺和急需的关键操作岗位的技能人才;懂项目管理、善经营管理的复合型人才;紧缺和急需专业的应届毕业生。项目实施期间,引进高层次人员2名,商丘师范学院生物精炼河南省工程实验室主任梁峰教授和商丘职业技术学院王新华副教授的加入大大提高了项目研究进展速度。通过项目实施,培养硕士生5名,引进高水平专家3名,培养各类专业技术人才12名。

专项实施解决了固体高分子废物的无氧热解回收燃料油的关键技术,开发了橡塑废物处理和医疗垃圾处理专用成套设备;获得新成果30件,其中专利成果18件。开发的产品具有绿色环保节能等特点,提高了我省环保装备的技术水平,增强了国际市场竞争力。

牛勇超介绍:项目的一个子课题是废旧橡胶塑料热解制备燃油成套装备关键技术研究,主要研究内容包括橡胶、塑料制品废弃物的收集、分选和预处理过程的人工与机械化的有机结合模式,获得适宜裂解制取燃油工艺的最佳原料物理状态;连续热解橡胶、塑料裂解炉的优化设计和制造;裂解气化产物的高效分离精馏技术与设备研发,实现挥发性有机废气的燃料化回用,达到轻、重油品分离效率高,成品燃油含硫、含硝等有害物少等工艺要求。

课题的关键是将废旧塑料轮胎去泥沙、水分、铁丝等杂质,经脱氧处理输入微负压连续裂炉中,催化加热,馏出油蒸汽,油气通过冷凝器,可液化部分冷凝为混合油,不可液化部分通过燃气系统通入燃气燃烧器提供热能。这个环节要求研发人员极高的技术水准、精益求精的研发精神,稍有闪失,极可能带来全局性的失败。

研发过程中有着不少难点、关键点,面对困难,研发人员没有畏首畏尾、裹足不前,通过不懈努力,他们实现了把冷凝后的混合油加入处理器加热,通过催化重整工艺,馏出油蒸汽,而后油蒸汽通过冷凝器分馏出基础燃料油,经沉淀过滤化学处理,加入各种添加剂,整理成为合格的燃料油。

通过项目实施,研发单位将废旧橡塑河南省工程技术中心建设成知名度较高的固体高分子废旧物综合利用研发平台,培养了一批固体废弃物处理与综合利用的专业人才,通過技术交流和学科凝练形成一支橡胶塑料等高分子废物综合利用的研发和产业化创新团队。

节能减排核心技术助力企业开拓市场

作为项目的主要实施方之一,金蓬实业曾荣获“河南省节能减排科技创新示范企业”“高新技术企业”等多项殊荣。项目结项不是项目实施的终点,研发团队的目光早已瞄准了未来:他们最关心的是产品的市场销售、经济效益和环境综合效益的问题。

金蓬实业的主要客户是国内、国外各大废旧物资回收处理企业和个人小型回收处理站。目前国内主要客户已达70家,分布在全国30多个省、市、自治区,如云南昆明泸西天源再生资源处理厂、广西南宁鑫源再生能源处理厂、山西天宁漆油环保能源有限公司、辽宁卓宇科技有限责任公司等。国外主要客户20余家、小型客户300余家。国外客户主要分布于美国、英国、波兰、沙特、伊朗、马来西亚、韩国、巴基斯坦、越南、印度、印度尼西亚、泰国、叙利亚等20多个国家。

据了解,金蓬公司在2016年3月至4月,连续卧式橡胶塑料热解制取燃油成套设备实现销售收入超过2 000万元,出口创汇超90万美元,实现利税690多万元。根据测算,项目实施完成后,金蓬公司可实现年销售收入近12.4亿元,年出口创汇570多万美元。

项目负责人介绍:“固体高分子废物热解制取燃油成套装备关键技术研究”科技专项的实施,解决了轮胎无剥离技术难题,实现了小胎整体、大胎切块进行热裂解新工艺,可以减少设备投入,使电耗降低38%以上,降低了处理成本。项目研究开发了引风式、燃油式、天然气式及电磁等加热方式巧妙转换裂解炉关键技术,实现了热解过程传热均匀、热导速度快、温度控制方便等技术优化方案,明显提高了热利用效率,显著降低能耗。项目优化了微负压操作工艺,有效防止裂解气外泄,降低了设备的密封要求,并可提高出油率和炭黑的质量;在裂解装置与分馏系统实现了无缝衔接,将热解产物有效分成重油、柴油、轻油和挥发物四种产物,挥发物燃烧得到回用,大大节省能源的同时,减少了尾气处理的成本,杜绝二次污染形成。利用微波具有强穿透塑料并易于控制温度的特点,设计无拆解灭活医疗废物的专用设备,解决医疗废物污染扩散的问题。医疗废物微波杀菌和热解技术有机结合,解决医疗废物生物安全问题的同时实现资源化利用。完成了控制系统集成,形成预处理、裂解、精炼和产品纯化之间工艺的衔接与生产的连续化,使各工艺阶段之间的物流、能流达到平衡,最大程度节省能量,减少了运营成本。

据介绍,项目完成后公司设备生产能力增强,产品质量提高,品种数量增加。仅仅是“废旧橡胶塑料热解制备燃油成套装备关键技术研究”这个子课题,项目完成后,就具备生产连续卧式橡胶塑料热解制取燃油成套设备生产销售能力35套,实现销售收入9 000万元,出口创汇1 200万美元,年纳税总额640万元,提供就业岗位100个。

“从项目实施期销售情况来看,项目研发的成套装备在国际市场上具有较好的表现,随着高分子固体废物的进一步积累,该设备的需求量会进一步扩大。随着我国生态文明建设的推进,国内市场对设备的需求量也会急剧上升,估计将在现有的需求量上提高2至3倍。”项目负责人牛勇超对项目的市场前景满怀信心。

节能减排,关系着绿水蓝天

据项目技术人员介绍,在项目所需诸多设备中,反应器是其中的主要设备,反应器材质要求有较高的抗腐性和耐溫性。中试装置采用了容积式气固分离器,由于油气与炭黑在重度上的较大差异,可较容易地将两相分开。为了减少气流中所夹带固体粒子的含量,设备的体积足够大以降低气速。油气送到冷凝器冷凝后进入油气分离罐,得到裂化气和馏出油。项目研发团队精益求精,围绕固体高分子废物热解制取燃油成套装备的系统化、成套化关键技术进行研发,开发出了废旧橡塑、医疗垃圾回收再利用的新工艺和成套装置,成为节能环保的重要装备,大大提升了绿色环保的可再生能源的生产技术水平,并探索出高分子废弃物资源化无害化利用的循环经济新模式。

“固体高分子废物热解制取燃油成套装备关键技术”项目实施后,能部分解决项目区剩余劳动力的就业问题,有利于提高民众生活水平;利用废塑料和废旧轮胎炼油,变废为宝,提升城市生活环境,符合国家高新技术产品产业化的发展趋势。

“固体高分子废物热解制取燃油成套装备关键技术”是具有较高示范价值和较强带动作用的项目,利用电磁和微波加热设备把废轮胎、废旧塑料有效回收利用,提高了可利用废物的利用深度,变废为宝,让废弃物变成人类稀缺的再生能源。项目的实施能提供就业岗位180人,具有良好的环境效益、社会效益。

牛勇超介绍:“固体高分子废物热解制取燃油成套装备关键技术研究”项目攻克了固体高分子废物热解制取燃料油关键技术,开发了高分子有机废物微负压无氧低温热解新工艺,研制出系列废旧橡塑制品以及医疗垃圾无害化处理和资源化利用的专用成套装备,大大提高了河南省固体高分子废物处理技术和装备水平。项目示范工程年处理废旧轮胎10 000吨,回收燃料油4 000吨、优质炭黑3 500吨、钢丝1200吨以及部分可燃气体。

“绿水青山就是金山银山!”在新发展理念的指导下,研发企业秉着不懈创新的精神,踏上了新的征程。牛勇超说,他们的奋斗目标,关系着污染治理,关系着绿水青山,也关系着千家万户、芸芸百姓!

本刊编辑部

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