一、全球最大甲酸鈣裝置投產背景:環(huán)保使命與資源困境下的破局之舉
冶金及化工行業(yè),作為我國工業(yè)體系中的重要支柱,在推動經濟發(fā)展的同時,也面臨著嚴峻的環(huán)境挑戰(zhàn)。據統(tǒng)計,其工業(yè)尾氣排放量占我國工業(yè)大氣污染物排放總量45%以上。其中,鋼廠尾氣、蘭炭尾氣、電石尾氣以及黃磷尾氣等典型工藝尾氣中,蘊藏著極為豐富的 CO 資源,卻被長期擱置,未能得到充分挖掘與利用。長期以來,這些寶貴的 CO 資源大多僅僅作為低附加值的燃料被簡單消耗,這無疑是一種巨大的資源浪費。在燃燒過程中,大量的 CO?被排放到大氣中,進一步加劇了溫室效應,給環(huán)境帶來了沉重的負擔。
在全球積極響應氣候變化行動,我國全力推進“雙碳”目標的關鍵歷史時期,如何巧妙地對這些工業(yè)尾氣中的 CO 進行富集轉化,將其提升為高附加值的化學品,已然成為推動產業(yè)轉型升級、助力我國“雙碳”目標實現(xiàn)的關鍵路徑和核心課題。這一挑戰(zhàn)背后,孕育著無限的機遇與希望,而全球最大甲酸鈣裝置的投產,正是天津大學一碳化工團隊及山東阿斯德科技有限公司給出的一份堅定而有力的答卷,承載著重大的使命與深遠的意義,為工業(yè)尾氣的資源化利用指明了方向,開啟了新的篇章。
山東阿斯德科技有限公司5萬噸/年鋼廠尾氣制甲酸鈣裝置
二、甲酸鈣的重要應用:多領域綻放光彩的綠色助劑
1. 飼料添加劑領域:畜禽健康成長的得力助手
飼料級甲酸鈣是畜禽養(yǎng)殖關鍵添加劑,由甲酸和碳酸鈣反應生成,含豐富鈣、磷等微量元素,能滿足畜禽不同生長階段對鈣磷的需求,對骨骼發(fā)育至關重要。
進入動物體內后,甲酸鈣分解產生甲酸和碳酸根離子,甲酸代謝為二氧化碳和水,可調節(jié)酸堿平衡,增強免疫力,降低疾病風險。而且它能抑制大腸桿菌等有害微生物,營造健康腸道環(huán)境,還能刺激胃液分泌,增強胃腸蠕動,提高食物消化吸收率,降低飼料成本,提升養(yǎng)殖效益。
在家禽養(yǎng)殖中,甲酸鈣提升蛋殼質量;在畜類養(yǎng)殖中,支持骨骼發(fā)育和肌肉生長,提高畜產品產量和質量;在水產養(yǎng)殖中,增強水生動物骨骼強度,促進生長。總之,科學使用甲酸鈣可顯著提升畜禽健康水平和生產性能,推動養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
2. 跨領域拓展:建筑、輕紡與化工行業(yè)的得力伙伴
甲酸鈣的應用領域遠不止于飼料添加劑。在建筑領域,它作為一種高效的水泥早強劑,能夠顯著縮短水泥的凝結時間,大幅提高水泥的早期強度,為建筑工程的快速推進提供了有力保障。尤其是在一些工期緊張、對施工進度要求極高的項目中,甲酸鈣的這一特性得以充分彰顯,成為了建筑行業(yè)不可或缺的重要材料。
在輕紡行業(yè),甲酸鈣憑借其獨特的化學性質,作為一種優(yōu)質媒染劑,能夠幫助染料更加牢固、均勻地附著在織物上,極大地提高了染色效果和質量,使織物呈現(xiàn)出更加鮮艷、持久的色彩,滿足了消費者對于高品質紡織品的需求。
而在化工領域,甲酸鈣同樣發(fā)揮著關鍵作用,它可以作為催化劑或穩(wěn)定劑參與到眾多化學反應中,有效地促進反應的順利進行,提高產品的穩(wěn)定性和純度,為化工產品的生產提供了堅實的技術支持,助力化工產業(yè)的高質量發(fā)展。
三、天津大學一碳化工團隊研究歷程:科技創(chuàng)新驅動綠色變革
天津大學一碳化工課題組自 2006 年起,便踏上了氫氧化鈣羰基化合成甲酸鈣這一具有挑戰(zhàn)性的科研征程。在長達數年的科研探索中,研究團隊始終秉持著堅韌不拔的毅力和勇于創(chuàng)新的精神,克服了重重困難和技術瓶頸。在十二五 863 項目的強力支持下,團隊成員憑借著扎實的專業(yè)知識和精湛的實驗技能,成功完成了中試驗證,這一關鍵突破標志著技術向成熟化邁出了堅實的一步。此后,研究團隊并未滿足于已有的成績,而是繼續(xù)深入鉆研,不斷優(yōu)化工藝參數,改進生產流程,通過反復的實驗和調試,終于在 2021 年成功實現(xiàn)了工業(yè)示范,使得這項技術具備了大規(guī)模工業(yè)化應用的堅實基礎。
該技術的創(chuàng)新性在于巧妙地以電石渣、生石灰或熟石灰以及工業(yè)尾氣中的 CO 為原料,實現(xiàn)了廢棄物的資源化再利用,從源頭上降低了生產成本,具有顯著的原料來源經濟優(yōu)勢。同時,在整個生產過程中,團隊運用先進的工藝設計理念和高效的技術優(yōu)化手段,大幅降低了能耗指標,不僅減少了能源消耗,降低了企業(yè)的運營成本,還為節(jié)能減排做出了積極貢獻。而且,所生產的甲酸鈣產品質量卓越,純度高、雜質少,在市場上具有強大的競爭力,能夠滿足不同行業(yè)的嚴格質量要求。此外,其連續(xù)化生產技術更是一項重大創(chuàng)新亮點,能夠實現(xiàn)大規(guī)模、高效率的穩(wěn)定生產,在規(guī)模工業(yè)中展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢,為工業(yè)尾氣的高值化利用開辟了一條全新的、可持續(xù)的發(fā)展道路。
四、全球最大甲酸鈣裝置投產情況:強強聯(lián)合鑄就輝煌成果
1. 山東 5 萬噸/年鋼廠尾氣制甲酸鈣裝置:高效投產引領綠色發(fā)展新潮流
天津大學與山東阿斯德科技有限公司的此次合作堪稱強強聯(lián)合,珠聯(lián)璧合。這套全球最大的甲酸鈣裝置從土建施工到滿負荷生產,僅僅耗時 6 個月,這一驚人的速度充分展現(xiàn)了雙方團隊的高效執(zhí)行力和卓越的協(xié)作能力,堪稱“中國速度”在工業(yè)領域的生動體現(xiàn)。
該裝置每年能夠將鋼廠尾氣進行深度凈化和高效轉化,成功制備出 5 萬噸高品質甲酸鈣。這一成果不僅為企業(yè)實現(xiàn)了顯著的節(jié)能降碳目標,大幅減少了溫室氣體排放,為環(huán)境保護做出了積極貢獻,而且為企業(yè)帶來了豐厚的經濟回報,成為企業(yè)新的利潤增長點,有力地推動了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。這種變廢為寶的創(chuàng)新模式,為工業(yè)尾氣的資源化利用樹立了杰出典范,為其他企業(yè)提供了極具價值的參考案例,對于整個工業(yè)行業(yè)的綠色發(fā)展和轉型升級具有重要的引領示范作用,有望激發(fā)更多企業(yè)投身于綠色創(chuàng)新實踐,共同推動我國工業(yè)體系向綠色、低碳、高效的方向邁進。
山東阿斯德科技有限公司5萬噸/年鋼廠尾氣制草酸裝置
2. 長期合作:攜手共進,開創(chuàng)綠色化工新篇章
天津大學一碳化工課題組與山東阿斯德科技有限公司建立了長期穩(wěn)定、互利共贏且富有成效的合作關系。雙方在工業(yè)尾氣高值化利用這一廣闊領域中緊密合作,共同探索創(chuàng)新技術與應用模式,攜手攻克了一個又一個技術難題,取得了一系列令人矚目的豐碩成果。
此前,雙方已經成功合作完成了 5 萬噸/年鋼廠尾氣高值化利用制草酸項目,自 2018 年 9 月建成投產以來,該項目一直保持著穩(wěn)定高效的運行狀態(tài),為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經濟效益,同時也產生了顯著的社會效益。例如,項目的實施有效減少了污染物排放,改善了當地的生態(tài)環(huán)境質量;通過產業(yè)帶動效應,促進了當地就業(yè),為地方經濟發(fā)展做出了積極貢獻。
此次全球最大單套 5 萬噸/年甲酸鈣裝置的順利投產,無疑是雙方合作歷程中的又一座重要里程碑,進一步鞏固了雙方在工業(yè)尾氣利用領域的領先地位。這一成功合作不僅為雙方帶來了榮譽和利益,更為未來繼續(xù)拓展合作領域、深化合作層次奠定了堅實的基礎。展望未來,雙方有望繼續(xù)攜手共進,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢,在綠色化工領域不斷探索創(chuàng)新,共同開創(chuàng)更多的綠色奇跡,為我國化工產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻更多的智慧和力量,助力我國在全球綠色發(fā)展浪潮中勇立潮頭。
五、團隊成果及榮譽:科研實力鑄就行業(yè)輝煌,引領綠色發(fā)展新方向
天津大學一碳化工團隊長期以來始終專注于合成氣和二氧化碳的高效利用這一前沿領域,開展了從基礎理論研究到工程實際應用的全方位貫通式研究,取得了一系列具有重大影響力的科研成果。除了氫氧化鈣羰基化合成甲酸鈣技術外,團隊還成功開發(fā)了乙二醇、草酸、碳酸酯、乙醇等一系列成套技術。這些技術在各自的應用領域都展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢和廣闊的應用前景。例如,乙二醇技術為化工合成提供了關鍵的原料支持,推動了化工產業(yè)的多元化發(fā)展;草酸技術在工業(yè)清洗、醫(yī)藥等領域發(fā)揮著重要作用,滿足了不同行業(yè)的特殊需求;碳酸酯技術在材料科學等方面展現(xiàn)出關鍵性能,為高性能材料的研發(fā)提供了有力支撐;乙醇技術則在能源領域具有潛在的應用價值,為清潔能源的發(fā)展貢獻了力量。
這些成套技術的成功開發(fā),充分彰顯了天津大學一碳化工團隊強大的科研實力和卓越的創(chuàng)新能力,為我國化工產業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展提供了堅實可靠的技術支撐。這些技術的廣泛應用,有力地推動了相關產業(yè)的轉型升級和技術進步,提升了我國化工產業(yè)在全球市場的競爭力和話語權,為我國在全球化工領域贏得了更多的尊重和榮譽。
憑借著這些杰出的科研成果和技術創(chuàng)新,天津大學一碳化工團隊榮獲了中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會技術發(fā)明一等獎、中國產學研合作創(chuàng)新成果一等獎等多項殊榮。這些榮譽不僅是對團隊科研實力和創(chuàng)新能力的高度認可與肯定,更是對他們在化工領域所做出的卓越貢獻和領先地位的有力見證。團隊的成功經驗和優(yōu)秀成果,為我國化工技術的進步和產業(yè)的發(fā)展樹立了光輝榜樣,激勵著更多的科研團隊和企業(yè)投身于綠色化工技術的研發(fā)與創(chuàng)新實踐,共同為實現(xiàn)我國的“雙碳”目標和全球的可持續(xù)發(fā)展貢獻智慧和力量,引領著全球化工行業(yè)朝著綠色、低碳、智能的方向不斷邁進。
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