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【交大力量】陕西省能源化工过程强化重点实验室:凝心聚智绘产业蓝图 务实创新谱化工新篇
2017-07-13 18:06  

能源化工是我国国民经济的支柱产业,我国的能源化工产值占到工业总产值的20%,陕西省是我国能源资源最为丰富的省份之一。能源化工产业高能耗、高污染、高物耗的种种问题日益凸显,行业的可持续发展与环境承载能力脆弱的矛盾日益尖锐,面对这些难题,我国能源化工产业该何去何从?

陕西省能源化工过程强化重点实验室的成立,就是要通过研究和开发能源化工反应与传递过程、设备的强化和系统理论与技术,优化工艺流程,降低能耗、减少排放,促进资源高效清洁的利用,推动能源化工发展模式转变和产业转型升级。

狠抓队伍建设,汇聚一流人才

实验室自建立以来,牢固树立人才资源是“第一资源”的战略思想,把人才工作作为推动实验室发展的第一要素,凝心聚力抓好人才队伍建设,保证实验室持续向上发展。从2015年至今,实验室在短短的时间内已成功引进杰青长江学者1名,培养长江学者特聘教授1名。实验室还从国外高校及著名研究机构引进优秀青年7人,其中2人分别入选国家“青年千人”和陕西省“青年百人”计划,进一步夯实了实验室人才队伍基础,优化了队伍结构。

实验室十分注重青年教师的培养工作,先后举办了“基金申请交流”、“青年沙龙”等一系列活动,加速青年人才成长。在实验室培养下,杨贵东副教授获得了“陕西省青年科技新星”称号,发表ESI论文3篇;常春然副教授获得了学校“十大学术新人”称号,并应邀在Wiley旗下权威综述期刊WIREs Computational Molecular Science上发表了封面综述文章。

建设共享平台,夯实创新基础

研究平台建设是提高实验室科技创新能力、提升学科研究水平和社会服务能力的重要基础。实验室自建设以来,先后购置了扫描电镜、XRD、元素分析、物理/化学吸附仪、热重分析仪、原子吸收、红外等一批先进仪器,不断提高实验室的科学研究支撑能力。

实验室与陕西省煤业化工集团联合建立了能源化工工艺与装备联合研发中心,与中石化安全工程研究院筹建“能源化工安全联合研发平台”,同时正在与山东京博集团磋商共建联合研发中心,促进了实验室与企业之间的合作,共享研究资源。实验室还积极开展国际合作,与牛津大学合作建立了“西安交通大学-牛津大学催化国际联合实验室”,正在与澳大利亚墨尔本大学、澳大利亚昆士兰大学、美国可再生能源国家实验室磋商建立合作平台。

攀登科学高峰,服务行业发展

在人才队伍和科研平台建设的带动下,实验室的科学研究工作取得突破进展。国家自然科学基金获批项目连年增长,2015年新增国家自然科学基金项目9项,2016年新增国家自然科学基金项目16项,含重点项目2项,重大研究计划项目1项,国际合作与交流项目1项,2016年立项的基金从数量、质量和种类上都较以往取得跨越式进步。同时,2017年实验室还与国内能源化工一流科研机构和企业合作,参与申报并获批“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”等国家重点研发计划项目5项。

通过前期的科学研究积累,大量科技成果已转移转化服务于能源化工行业,为行业的技术升级及模式转变发挥了重要的作用。

科研团队开发的“水系统集成优化技术”在国内能源化工行业产生重要影响。2015年团队与兰州石化合作,提出了符合企业实际的水系统优化集成方案,使企业炼油区节约各类水量折合新鲜水为266.8t/h,节水率为30.7%,炼油厂的吨油耗水量由0.6降为0.408,达到了国际先进水平,创造了显著的社会效益和经济效益。

实验室在能源化工过程耦合强化方面取得多方面突破。开发的煤—天燃气共气化技术实现了质量与能量两个方面的耦合,不仅提高了H/C值和气化炉出口合成气有效气含量,还减少了传统天然气蒸汽转化技术中的氧化损耗,为延长集团在改变碳资源利用现状的决策方面提供了重要依据,目前集团已投入数千万元进行该项目的模试研究。实验室开发的新型高介孔、强疏水性生物质活性碳材料相比于国外进口活性碳材料,其吸脱附性能和使用寿命明显提升,该技术已在中国石化实现了工业化应用,活性碳年产量可达万吨。实验室还与陕煤化合作开展了多单元耦合制备碳酸酯的Kg级中试研究,为陕煤集团的后续开发提供了重要基础。

实验室在能源化工过程装备的优化设计与开发方面捷报频传。与浙江强盛压缩机制造有限公司等联合研发的国内首台LNG用卧式对置平衡型BOG压缩机已投产试车成功,这是LNG接收站关键设备国产化进程取得又一重大突破,打破了国外垄断,将对降低LNG设备采购成本、提升清洁能源利用水平产生积极影响。研发的CNG 压缩机技术和产品在国内市场已完全取代了进口产品,产品的综合性能指标达到了国际领先水平,被中石油、中石化等大型企业广泛使用,并出口到东南亚等周边国家,累计形成直接产值超过10亿元,极大地推动了我国CNG 行业的发展。

自主研发的成套天然气压缩机机组

实验室在新能源转化利用方面积极拓展。在国家863项目的支持下,从强化太阳能聚光和光电光热转化过程研究出发,开发了太阳能光伏光热热电联产系统、高效均匀聚光技术和光伏光热组件技术,并建设了电热总功率500kW的示范系统,实际运行光电效率达12%以上,光电光热总效率达65%,成本回收期在4年以内。

太阳能光伏光热热电联产示范系统

针对石化企业生产过程产生的大量含油污泥的处理,实验室采用在煤粉炉掺烧的方式,研制了关键的喷嘴设备,实现了无害化污泥3万吨/年的工业规模化处理,解决了石化企业污泥处理的难题。该项攻关技术获得了中石化科技成果二等奖。将该技术延伸应用于陕煤蒲城能化公司的废水应急处理也取得了良好的效果,社会经济效益显著。

陕西省能源化工过程强化重点实验室致力于建成高水平的能源化工过程强化型研究平台,聚集一流研究开发人才,针对我省乃至全国能源化工领域发展的瓶颈问题,展开前瞻性科学基础研究,开发新的过程强化技术,产生原创性重大成果,为陕西和国家能源化工的可持续发展提供支撑。

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