我國煉油、石化行業(yè)大型塔器分離裝置整體技術(shù)水平落后國外的狀況已經(jīng)成為歷史。在石化和化工生產(chǎn)過程中,原料純化、產(chǎn)品分離、排放物無害化資源化處理等都需要進行分離操作。分離工程也因此與反應(yīng)工程并稱為化學(xué)工程的兩大支柱。塔器分離為熱分離過程,是耗能的主要單元,在化工生產(chǎn)裝置的總能耗中所占比例較大。因此,塔器分離效率、通量、阻力降的高低對石化和化工企業(yè)的節(jié)能減排成效至關(guān)重要,而決定上述塔器性能的關(guān)鍵是傳質(zhì)元件。
“現(xiàn)有的板式塔存在通量較小、效率偏低、能耗較高等弊病。過去的百年中,無論是美日歐,還是我國,研發(fā)一款新型塔板都是基于經(jīng)驗法,而經(jīng)驗法的先天缺陷使其難以真正研發(fā)出先進高效的塔板分離裝備。從非平衡熱力學(xué)理論入手研發(fā)新型超級塔板裝備,是占領(lǐng)世界板式塔技術(shù)制高點的一條最根本、最具技術(shù)突破性的道路,但也是最難走的一條技術(shù)路線。我們的團隊在國際上首次使用非平衡熱力學(xué)理論中熵增速率目標(biāo)函數(shù)法研制出了超級浮閥塔板?!表椖康谝煌瓿扇?、南京大學(xué)張志炳教授說。
實際生產(chǎn)證明,在同樣的塔器分離過程中,SVT是能耗最低的塔板傳質(zhì)元件,它同時具備高效率、高通量、低壓降、寬操作彈性等特點。以苯和甲苯的分離過程為例,與傳統(tǒng)裝置相比,同樣大小的SVT裝置,處理通量可以提高36%,效率可以提高18%~20%,操作彈性比原來高一倍,綜合節(jié)能達15%~16%。
為便于工程設(shè)計和批量生產(chǎn),張志炳團隊進一步研發(fā)了SVT的工業(yè)設(shè)計軟件和專用磨具、生產(chǎn)線。據(jù)了解,SVT目前已推廣應(yīng)用于60余套裝置,分布在石化、煤化工、冶金、化肥、制藥、紡織等多個行業(yè),遍及18個省區(qū)。截至2010年12月,已累計回收正丁醇等有機溶劑105萬噸;減排氮氧化物(NOx)氣體43.5萬噸,制取50%的硝酸145萬噸循環(huán)使用;已節(jié)能相當(dāng)于18.15萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤(年均3.138萬噸);已節(jié)水325萬噸(年均50萬噸)。自1998年以來,累計新增產(chǎn)值229.28億元,新增利稅45.71億元。近3年的利稅合計20.6億元。
在SVT等新裝備的基礎(chǔ)上,張志炳團隊繼而又研發(fā)了NOx資源化處理、二甲基乙酰胺超高純化、低含量有機溶劑回收等多項節(jié)能減排新工藝技術(shù)系統(tǒng)。
俗稱“黃龍”的NOx是大氣主要污染源之一,國內(nèi)外普遍用高溫催化還原法處理,需要消耗大量的熱能和貴金屬催化劑,噸處理成本在1000~10000美元,且效率很難達到95%。“我們獨創(chuàng)的MOAPTS工藝技術(shù)系統(tǒng)將NOx廢氣引入到安裝有SVT塔板的反應(yīng)吸收處理系統(tǒng)中,常溫下不加任何催化劑,不需任何化學(xué)溶劑,只要往系統(tǒng)里鼓入空氣、加入適量水,就可以將NOx捕集下來制成硝酸?!睆堉颈f,該工藝在中石油、中石化和中科院5家企業(yè)應(yīng)用表明,NOx活性組分的轉(zhuǎn)化率高達99.5%以上,與美國的SCR和日本的NPCP等技術(shù)相比,噸處理成本不到其1/10。
此外,他們開發(fā)的ISAD工藝技術(shù)系統(tǒng)解決了氨綸生產(chǎn)中的危險品二甲基乙酰胺(DMAc)的回收難題,獲得的DMAc純度為99.995%,完全達到醫(yī)用級氨綸所要求的標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)不僅扭轉(zhuǎn)了國內(nèi)企業(yè)僅能從日、美、韓進口的局面,而且被國外在華企業(yè)紛紛采用,被專家評價為國際同類技術(shù)最好水平。http://www.sdyite.com/