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聯系我們“強強聯合”節能降碳
時間：2023-03-07 作者 ：管理員據新浪新聞2023年1月10日訊，北京化工大學李群生教授團隊完成的“碳中和背景下的化工分離提純過程節能關鍵技術及工業應用”項目突破了同分異構體或者沸點相近物系單一精餾過程能耗大等難題，降低了化工分離提純過程中的能耗和二氧化碳排放量，并實現了大規模工業應用。該項目也因此于近日獲得中國化工學會科技進步一等獎。
傳統分離技術能耗較高
國家統計局相關數據顯示，我國單位GDP能耗約為經合組織國家的3倍、世界平均水平的1.5倍，仍有較大的下降空間。而在化學工業中，分離系統是能耗大戶。據不完全統計，分離提純過程的能耗在化工生產總能耗中占比約60%。傳統化工分離提純過程，尤其是精餾過程，存在節能技術落后、設備效能較低等問題，成為制約我國化工行業綠色發展的瓶頸之一。
隨著經濟社會發展，各領域對化學品提出了更高要求，高純、超純化學品的需求日漸增加。而高純化學品的生產面臨沸點相近微量雜質的分離，純度每提升一個等級，精餾塔理論板數和能耗急劇增加，提純難度極大，因此高黏度、易自聚體系的分離及節能減排成為國內外產業界和學術界關注的重點。
自主開發關鍵技術設備
開發化工精餾過程節能關鍵技術，對于提升我國化工產業整體水平具有重要意義。在科技部、教育部等的支持下，李群生團隊歷時15年攻關，開展了大量化工節能相關研究，首創了具有自主知識產權的精餾—其他分離（結晶、萃取、膜分離等）聯合節能關鍵技術，并實現了大規模工業應用。該項技術成果通過了由中國化工學會組織的科技成果鑒定，被認為項目總體達到國際先進水平，精餾—其他分離聯合節能等關鍵技術達到國際領先水平。
該項目團隊成員岳涵表示，精餾—其他分離聯合節能關鍵技術可將多種分離技術的優勢“強強聯合”，達到大幅度節能降耗的效果。例如，在鞍山焦化精萘分離提純項目中應用的精餾—連續多級逆流分步結晶聯合節能技術，就利用該物系熔點差異高的特性，在精餾塔增設一個連續逆流結晶塔，從而降低精餾過程回流比，取得了顯著的節能效果。
“我們還研發了高效大通量絲網波紋填料、填料式導向塔板、高效分離散裝填料及高效導向篩板等精餾核心元件，建立了精餾過程全系統節能優化數據模型，開發了精餾操作過程全面節能及熱集成優化關鍵技術，提升了換熱效率，降低了能耗與設備投資，實現了分離過程的綠色化生產。”岳涵介紹說。
助力行業綠色高端發展
談及項目的工業應用狀況，李群生表示，項目團隊研發分離提純過程關鍵技術的目的，就是降低化工過程的能耗，為實現國家“雙碳”目標作貢獻。目前，該項目已在15家大中型企業實現了工業應用，降低了化工分離提純工程中的能耗和二氧化碳排放量。據統計，應用相關技術的項目近3年來共新增利潤11.3億元，節能折合標煤11.36萬噸，減少二氧化碳排放32.9萬噸。
此外，分離提純節能關鍵技術的應用也提高了國產高純化學品的純度，用以滿足電子信息、航空航天、醫療健康等領域對關鍵高端基礎化工材料的需求。目前，項目團隊開發的精餾—膜分離耦合工藝已應用于生產電子化學品等。經驗證，該工藝可通過精餾過程大規模去除副產物如不飽和烴、水、氮氣、氧氣等，再通過膜分離技術使金屬離子含量降至0.1毫克/升以下，產出5N級（99.999%）純度的電子級氯化氫。
“高端材料生產能耗較高，更需要采用先進精餾技術實現節能降耗，一方面是為了實現碳中和，另一方面也可以降低產品的生產成本、擴大產量，從而推動我國高純、超純化學品的規模化發展。”李群生表示。
