比傳統工藝高20%,較國際最先進的無鈣焙燒技術提高8%~10%,鉻渣源頭削減80%,并全部用于生產鐵系脫硫劑等高附加值產品,在國內外首次實現了鉻渣、含鉻粉塵廢氣的零排放
日前,中國科學院組織專家對“萬噸級鉻鹽清潔生產技術優化集成與標志性工程建設”重大知識創新項目進行驗收。專家組認為,該項目在自主研發技術的基礎上建成,其亞熔鹽清潔工藝先進可行,核心設備研制設計合理、運行穩定。鉻的工業回收率可達98%以上,比傳統工藝高20%,較國際最先進的無鈣焙燒技術提高8%~10%,鉻渣源頭削減80%,并全部用于生產鐵系脫硫劑等高附加值產品,在國內外首次實現了鉻渣、含鉻粉塵廢氣的零排放。
據介紹,鉻鹽工業為無機化工與冶金材料交叉的重污染行業。我國鉻鹽現行生產采用1200攝氏度高溫有鈣焙燒工藝,主金屬鉻轉化率僅75%,資源總體利用率不足20%。每噸鉻鹽產品排放2.5噸高毒性鉻渣,所含致癌性六價鉻為國家排放標準的幾千倍,嚴重污染水體、土壤和大氣,是典型的重污染行業,已成為社會廣泛關注的焦點,引起國家的高度重視。鉻渣污染是迄今未能解決的世界性環保難題,其治理被列為國家“十一五”國民經濟與社會發展規劃的環境治理重點工程。
中科院過程工程研究所張懿院士領導的科研團隊,自上個世紀90年代進入清潔生產領域,以鉻鹽清潔生產技術為切入點,面向國家重大戰略金屬礦產資源,建立了資源高效、清潔、循環利用的原創性亞熔鹽鉻鹽清潔生產平臺技術,在河南義馬市建成萬噸級鉻鹽清潔生產示范工程,中科院過程工程研究所與合作企業中國藍星集團公司和地方政府正在積極推進3萬~10萬噸/年鉻鹽清潔生產基地建設,實現傳統產業的綠色升級。
張懿領導的科研團隊建立了低溫亞熔鹽液相氧化——反應/分離耦合強化——介質再生循環——資源全組分深度利用的鉻化工清潔生產集成技術,2002年7月與河南振興化工集團合作,在河南義馬建成1萬噸/年示范工程并試車運行成功,生產出批量合格產品。試車運行表明,鉻回收率從老工藝的75%提高到95%,反應溫度從老工藝的1200攝氏度降至300攝氏度,鉻渣削減80%,提鎂后達到水泥原料要求。
由于項目的主體工藝和關鍵設備均為原創性工作的首次實施,工程技術上難度很大,受經費、時間進度、工程化經驗等條件限制,部分常規工程設計、設備選型難以滿足非常規過程工業運行的要求。為實現示范工程的達產達標和經濟運行,亟待解決亞熔鹽介質高效相分離、鉻渣零排放、高效節能蒸發設備研制、低壓碳化強化反應分離等一系列工程創新問題。
2003年12月,“萬噸級鉻鹽清潔生產技術優化集成與標志性工程建設”被列為中科院知識創新工程重大項目;2003~2005年,科技部“863”計劃滾動強化支持鉻鹽清潔生產技術;2006年國家發改委將萬噸鉻鹽清潔生產技改工程列為“鉻渣污染綜合整治方案”重點項目給予強化支持。張懿團隊備受鼓舞,積極引進國內大型企業、組織研發力量、整合社會優勢技術資源,開展了大量工程化和新技術研發工作,取得實質性進展。
中科院過程所在資源高效清潔轉化、結合相分離技術短流程生產氧化鉻、鉻渣生產脫硫劑、介質再生循環等系列核心關鍵技術上取得重大突破,并完成中試、示范工程工藝包、基礎設計和工業試驗,與中國藍星公司義馬振興化學公司合作,積極推進鉻鹽清潔生產技術的優化完善和示范工程建設。項目組借鑒化工冶金行業的成熟工藝設備和經驗,優選一批先進可靠的高效分離成套設備,不僅解決了產能瓶頸,而且為連續、穩定、可靠運行提供了有力的硬件支持。
專家組認為,該項目工藝流程短,主反應溫度較傳統焙燒工藝下降900攝氏度,能耗比傳統工藝下降20.5%,生產成本較傳統工藝下降約17%,將對鉻鹽行業的清潔化無害化發展產生重大影響。作者:王為
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