2021年11月3日，2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在人民大會(huì)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(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)，這是新華防化裝備研究院的榮譽(yù)，也是山西省科技研發(fā)勇攀高峰的實(shí)力證明。

打破國(guó)外技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)多污染物超低排放

早在1998年，日本三菱化學(xué)株式會(huì)社聯(lián)合山西新華化工有限責(zé)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(guó)，但因?yàn)榧夹g(shù)所限，國(guó)內(nèi)沒有相應(yīng)的應(yīng)用裝置，國(guó)內(nèi)的鋼鐵企業(yè)仍需要高價(jià)從國(guó)外購(gòu)買大型脫硫脫硝設(shè)備。

“中國(guó)人的產(chǎn)品要賣給中國(guó)人！”2012年，中冶長(zhǎng)天攜手新華防化裝備研究院和清華大學(xué)，圍繞我國(guó)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(guān)。

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(duì)我省治理大氣污染至關(guān)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(dòng)化控制。

太鋼燒結(jié)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(shí)可凈化工業(yè)廢氣250萬(wàn)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(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)標(biāo)，代表著全國(guó)活性炭質(zhì)量的最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)。

此次獲獎(jiǎng)項(xiàng)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(xué)組分后經(jīng)過特殊工藝處理則為催化劑?；钚蕴客ㄟ^催化還原來脫除氮氧化物，其脫硝效率可高達(dá)60%～70%；通過吸附來脫除二噁英，其二噁英脫除率可達(dá)95%；通過吸附氧化來脫除重金屬，其重金屬脫除率可達(dá)90%。以太鋼三燒、四燒為例，采用此項(xiàng)技術(shù)，每年可減排二氧化硫和氮氧化物8000余噸。

研發(fā)歷時(shí)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(gè)日夜的堅(jiān)持與守望。

據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，活性炭原材料用煤以侏羅紀(jì)時(shí)代的煤質(zhì)為佳，其微孔和中孔間距適宜，國(guó)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(xiàng)目組成員多次深入古交礦區(qū)、井下深處踩點(diǎn)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(yán)寒的冬天，項(xiàng)目組成員曾一周3次往返黃河兩岸采運(yùn)貨物。當(dāng)時(shí)交通尚不發(fā)達(dá)，保德橋頭鎮(zhèn)十幾個(gè)小時(shí)的堵車頻繁可遇，項(xiàng)目組成員卻懷抱信念、無怨無悔。

功夫不負(fù)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(jìn)、措施到位，產(chǎn)品研發(fā)工作順利進(jìn)行。歷時(shí)兩年艱苦研發(fā)，又在寶鋼的中試裝置上連續(xù)運(yùn)行了三個(gè)多月，新一代脫硫脫硝活性炭經(jīng)反復(fù)檢測(cè)后，產(chǎn)品評(píng)價(jià)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(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，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(duì)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的支撐。雙功能催化劑在脫硫脫硝基炭中浸漬相關(guān)化學(xué)物質(zhì)后，產(chǎn)品不僅脫硫性能大幅提升，脫硝效率也同時(shí)倍增。催化劑的配方設(shè)計(jì)、模擬仿真、工藝設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)定、樣品試制、試驗(yàn)驗(yàn)證等過程的每一個(gè)步驟、每一個(gè)階段都非常關(guān)鍵。

科研攻關(guān)期間，新華防化裝備研究院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和清華團(tuán)隊(duì)多次在太原、北京展開討論和實(shí)驗(yàn)室小試。遇到問題，團(tuán)隊(duì)成員便會(huì)聚在一起，碰撞想法、提出建議，在不斷摸索總結(jié)中尋求最佳方案。

由于脫硫脫硝活性炭耐磨耐壓強(qiáng)度極高，孔隙結(jié)構(gòu)獨(dú)特，通過溶液浸漬的脫硫脫硝活性炭?jī)?nèi)部的化學(xué)組分并不多，導(dǎo)致顆粒表面和淺表層相對(duì)有所增加，因此回轉(zhuǎn)式烘干和移動(dòng)床應(yīng)用是兩種不利的加工和使用條件。為此，項(xiàng)目組成員制作了電控立式高溫烘干機(jī)，解決了加工條件問題。樣品試制工作，傾注了團(tuán)隊(duì)所有成員的大量心血。

路漫漫其雖遠(yuǎn)兮，上下求索終成功。經(jīng)過四個(gè)多月的努力，項(xiàng)目組實(shí)現(xiàn)了催化劑新產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)的全面升級(jí)，催化劑的試驗(yàn)成功，促進(jìn)了后續(xù)大樣試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

技術(shù)不斷迭代升級(jí)，引領(lǐng)工業(yè)煙氣治理技術(shù)與產(chǎn)業(yè)進(jìn)步

黨的十九大報(bào)告將生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護(hù)提升到了新的高度，進(jìn)入新時(shí)代，生態(tài)環(huán)境成為全面建成小康社會(huì)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(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，國(guó)家實(shí)施超低排放倒逼鋼鐵行業(yè)技術(shù)變革，有利于更好地發(fā)揮鋼鐵企業(yè)在能源轉(zhuǎn)化、社會(huì)資源消納的功能作用，打造鋼鐵行業(yè)綠色產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)綠色制造，實(shí)現(xiàn)鋼鐵與城市、社會(huì)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(shù)人員必須參與售前、售后的服務(wù)和現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，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(yíng)口、琿春，中到寶山、寧波，南到湛江、防城港……南來北往，在祖國(guó)的版圖上留下了工程技術(shù)人員奔波辛勞的腳步。

上海寶鋼湛江鋼鐵基地是與獲獎(jiǎng)項(xiàng)目產(chǎn)品密切相關(guān)的用戶，為了配合中冶長(zhǎng)天湛江項(xiàng)目的開車運(yùn)行，項(xiàng)目組成員多次前往湛江鋼鐵，對(duì)如何使用、運(yùn)行、保養(yǎng)進(jìn)行了詳盡的指導(dǎo)，確保了項(xiàng)目順利交付，受到寶鋼湛江、中冶長(zhǎng)天的高度贊揚(yáng)。

社會(huì)在發(fā)展，市場(chǎng)在拓寬，大型脫硫脫硝裝置也在不斷地改進(jìn)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(shù)迭代升級(jí)，不僅應(yīng)用到我國(guó)鋼鐵行業(yè)、水泥行業(yè)、有色金屬冶煉等眾多領(lǐng)域，客戶遍布國(guó)內(nèi)，引領(lǐng)我國(guó)工業(yè)煙氣深度治理技術(shù)與產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，更走進(jìn)海外23個(gè)國(guó)家的上百家企業(yè)，其中日本、韓國(guó)、澳大利亞等國(guó)是新華防化裝備研究院最早成功開發(fā)的海外市場(chǎng)。

實(shí)至名歸，工業(yè)煙氣多污染物協(xié)同深度治理先進(jìn)工藝獲得了中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)2019年度環(huán)境科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)，2019年度中華人民共和國(guó)教育部科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，并由教育部提名推薦，最終站到了2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)的獎(jiǎng)臺(tái)之上。這一份份榮譽(yù)，既是對(duì)過去成績(jī)的認(rèn)可，也是對(duì)新華防化裝備研究院未來再創(chuàng)輝煌的激勵(lì)。

本報(bào)記者冷雪