2021年11月3日,，2020年度國家科學技術獎勵大會在人民大會堂隆重舉行,，新華防化裝備研究院參研的“工業(yè)煙氣多污染物協(xié)同深度治理技術及應用”項目榮獲國家科學技術進步一等獎，這是新華防化裝備研究院的榮譽,，也是山西省科技研發(fā)勇攀高峰的實力證明,。
打破國外技術壟斷，實現(xiàn)多污染物超低排放
早在1998年,，日本三菱化學株式會社聯(lián)合山西新華化工有限責任公司(新華防化裝備研究院前身)共同研發(fā)了脫硫脫硝材料,，產(chǎn)品出口多國，但因為技術所限,，國內(nèi)沒有相應的應用裝置,，國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)仍需要高價從國外購買大型脫硫脫硝設備。
“中國人的產(chǎn)品要賣給中國人!”2012年,，中冶長天攜手新華防化裝備研究院和清華大學,，圍繞我國鋼鐵、建材,、有色冶煉等行業(yè)煙氣多污染物協(xié)同深度減排的難題展開科研攻關,。
我省是煤炭大省，也曾是煤煙型污染的大省,。煤煙型污染的污染物主要是煤煙和二氧化硫,，因此凈化工業(yè)廢氣中的二氧化硫，對我省治理大氣污染至關重要,。新華防化裝備研究院研發(fā)了活性炭干法脫硫,，不僅有利于資源回收(副產(chǎn)品為硫酸，可再次使用),，而且占地面積小,、用水少、可自動化控制,。
太鋼燒結爐干法脫硫采用新華防化裝備研究院的脫硫脫硝活性炭,，每小時可凈化工業(yè)廢氣250萬立方米，二氧化硫,、氮氧化物等廢氣的排放量大幅度下降,。2013年,，新華防化裝備研究院的脫硫脫硝活性炭標準成為國標,，代表著全國活性炭質(zhì)量的最優(yōu)標準,。
此次獲獎項目的核心材料是脫硫脫硝活性炭及其催化劑產(chǎn)品。脫硫脫硝活性炭產(chǎn)品是活性炭系列產(chǎn)品的重要分支,，以此為基材添加化學組分后經(jīng)過特殊工藝處理則為催化劑,。活性炭通過催化還原來脫除氮氧化物,，其脫硝效率可高達60%～70%;通過吸附來脫除二噁英,，其二噁英脫除率可達95%;通過吸附氧化來脫除重金屬，其重金屬脫除率可達90%,。以太鋼三燒,、四燒為例，采用此項技術,，每年可減排二氧化硫和氮氧化物8000余噸,。
研發(fā)歷時兩年，昔日“亞洲第一”活性炭品牌再放異彩
每一次成功的背后,，都有著無數(shù)個日夜的堅持與守望,。
據(jù)項目負責人介紹，活性炭原材料用煤以侏羅紀時代的煤質(zhì)為佳,，其微孔和中孔間距適宜,，國內(nèi)又以古交的焦煤和府谷的煙煤為優(yōu)選。新產(chǎn)品研發(fā)期間,，項目組成員多次深入古交礦區(qū),、井下深處踩點取樣，數(shù)百次往返于太原和陜西府谷,、神木之間,。
為了親自掌控源頭質(zhì)量狀況和數(shù)據(jù)，在嚴寒的冬天,，項目組成員曾一周3次往返黃河兩岸采運貨物,。當時交通尚不發(fā)達，保德橋頭鎮(zhèn)十幾個小時的堵車頻繁可遇,，項目組成員卻懷抱信念,、無怨無悔。
功夫不負有心人,，原材料順利供給,，生產(chǎn)線上的規(guī)模化試制方案合理,、工藝先進,、措施到位,，產(chǎn)品研發(fā)工作順利進行。歷時兩年艱苦研發(fā),，又在寶鋼的中試裝置上連續(xù)運行了三個多月,，新一代脫硫脫硝活性炭經(jīng)反復檢測后，產(chǎn)品評價良好,，獲得了極大的成功,。新型脫硫脫硝活性炭的持續(xù)生產(chǎn)使其成為新華防化裝備研究院新的經(jīng)濟增長點，昔日的活性炭“亞洲第一”再放異彩,。
如果沒有合格的催化劑,，就沒有“雙功能催化劑的核心材料”對獲獎項目的支撐。雙功能催化劑在脫硫脫硝基炭中浸漬相關化學物質(zhì)后,，產(chǎn)品不僅脫硫性能大幅提升,，脫硝效率也同時倍增。催化劑的配方設計,、模擬仿真,、工藝設計、參數(shù)設定,、樣品試制,、試驗驗證等過程的每一個步驟、每一個階段都非常關鍵,。
科研攻關期間,，新華防化裝備研究院項目團隊和清華團隊多次在太原、北京展開討論和實驗室小試,。遇到問題,，團隊成員便會聚在一起，碰撞想法,、提出建議,，在不斷摸索總結中尋求最佳方案。
由于脫硫脫硝活性炭耐磨耐壓強度極高,，孔隙結構獨特,，通過溶液浸漬的脫硫脫硝活性炭內(nèi)部的化學組分并不多，導致顆粒表面和淺表層相對有所增加,，因此回轉式烘干和移動床應用是兩種不利的加工和使用條件,。為此，項目組成員制作了電控立式高溫烘干機,，解決了加工條件問題,。樣品試制工作，傾注了團隊所有成員的大量心血,。
路漫漫其雖遠兮,，上下求索終成功,。經(jīng)過四個多月的努力，項目組實現(xiàn)了催化劑新產(chǎn)品各項指標的全面升級,，催化劑的試驗成功,，促進了后續(xù)大樣試驗的順利進行。
技術不斷迭代升級,，引領工業(yè)煙氣治理技術與產(chǎn)業(yè)進步
黨的十九大報告將生態(tài)文明建設和環(huán)境保護提升到了新的高度,，進入新時代,，生態(tài)環(huán)境成為全面建成小康社會的短板之一,。在此背景下，生態(tài)環(huán)境部等部門聯(lián)合發(fā)布了《鋼鐵行業(yè)超低排放改造工作方案》,。
對于鋼鐵企業(yè)而言,，國家實施超低排放倒逼鋼鐵行業(yè)技術變革，有利于更好地發(fā)揮鋼鐵企業(yè)在能源轉化,、社會資源消納的功能作用,，打造鋼鐵行業(yè)綠色產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)綠色制造,，實現(xiàn)鋼鐵與城市,、社會和諧共融。
脫硫脫硝活性炭作為鋼鐵行業(yè)使用的新產(chǎn)品,，工程技術人員必須參與售前,、售后的服務和現(xiàn)場指導，他們經(jīng)常出差在外,，顧大家而舍小家,，往返諸多城市，北到營口,、琿春,，中到寶山、寧波,，南到湛江,、防城港……南來北往，在祖國的版圖上留下了工程技術人員奔波辛勞的腳步,。
上海寶鋼湛江鋼鐵基地是與獲獎項目產(chǎn)品密切相關的用戶,，為了配合中冶長天湛江項目的開車運行，項目組成員多次前往湛江鋼鐵,，對如何使用,、運行、保養(yǎng)進行了詳盡的指導,，確保了項目順利交付,，受到寶鋼湛江,、中冶長天的高度贊揚。
社會在發(fā)展,，市場在拓寬,，大型脫硫脫硝裝置也在不斷地改進和創(chuàng)新。從一種產(chǎn)品到多種產(chǎn)品的發(fā)展,，新華防化裝備研究院脫硫脫硝活性炭技術迭代升級,，不僅應用到我國鋼鐵行業(yè)、水泥行業(yè),、有色金屬冶煉等眾多領域,，客戶遍布國內(nèi)，引領我國工業(yè)煙氣深度治理技術與產(chǎn)業(yè)進步,，更走進海外23個國家的上百家企業(yè),，其中日本、韓國,、澳大利亞等國是新華防化裝備研究院最早成功開發(fā)的海外市場,。
實至名歸，工業(yè)煙氣多污染物協(xié)同深度治理先進工藝獲得了中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會2019年度環(huán)境科學技術進步特等獎,，2019年度中華人民共和國教育部科技進步特等獎,，并由教育部提名推薦，最終站到了2020年度國家科學技術進步一等獎的獎臺之上,。這一份份榮譽,，既是對過去成績的認可，也是對新華防化裝備研究院未來再創(chuàng)輝煌的激勵,。
本報記者冷雪
責任編輯： 吉政
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