??? 4月9日,由南京大學張志炳教授團隊牽頭聯(lián)合三家企業(yè)單位共同完成的“微界面?zhèn)髻|強化反應-精細分離集成系統(tǒng)研發(fā)”項目在寧舉行科技成果鑒定會。鑒定會由中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會姜硯茹處長主持。南京大學校長、中科院院士陳駿,校長助理李成,以及南大科技處、化學化工學院等相關單位負責同 志出席會議并講話。
??? 校長助理李成教授在致辭中對與會專家、學者和企業(yè)代表與會表示熱烈歡迎,對中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會一直以來對南京大學科技工作的支持表示感謝。他表示,南京大學所取得的成績離不開行業(yè)協(xié)會、兄弟高校、合作企業(yè)長期以來的鼎力支持和精誠合作,希望與會專家能多提寶貴意見,支持項目繼續(xù)完善為國家發(fā)展服務。
??? 會上,張志炳教授代表項目團隊向與會人員報告了項目研究相關情況,從項目立項背景、科學技術問題、理論基礎、研發(fā)情況、應用與先進性等方面詳細闡述了“微界面?zhèn)髻|強化反應-精細分離集成系統(tǒng)”的核心內容,并就專家組提出的問題進行了解答。
??? 項目應用現場標定組資深專家、原中國石油和天然氣集團煉化局門存貴總工程師介紹了示范裝置72小時連續(xù)標定情況與結論。
??? 鑒定委員會由中國科學院院士、清華大學費維揚教授擔任主任委員,中國工程院院士、南京工業(yè)大學歐陽平凱教授和中國工程院院士、福州大學付賢智教授任副主任委員等七位行業(yè)內高級專家組成。在審讀成果報告、查閱支撐材料并對課題主要研究與應用情況充分質詢的基礎上,形成了鑒定意見:“該技術具有原創(chuàng)性和自主知識產權,多項關鍵技術已達到國際領先水平”。
??? 南京大學化學化工學院執(zhí)行院長黎書華向張志炳教授團隊獲得的成就表示祝賀,并代表學院向與會專家、代表及各級領導對化學化工學院學術發(fā)展的大力支持表示衷心感謝。
??? 陳駿校長在致辭中對張志炳教授團隊不斷推陳出新的科技研究成果表示高度贊揚,他認為這項新技術應用范圍很廣,有望解決石油開采、頁巖氣、地球化學等不少領域的關鍵問題。他指出,南京大學在過去三十年始終堅持基礎研究這一特色與優(yōu)勢,始終堅持與國際接軌的科研標準,取得了豐碩成果。在關注SCI指標,解決數量問題后,在最近十多年,學校聚焦前沿科學問題,重視頂尖期刊,重視質量,成績顯著,在NI指數排名中南大名列全球12位、全國第2。當前,南京大學提出要做問題導向的原創(chuàng)科研,將論文導向的科研轉向問題導向。他希望,南京大學的科研能從解決科學問題出發(fā),發(fā)展有重大意義的原創(chuàng)性應用研究,并注重與其他學科、其他團隊的交叉融合,創(chuàng)造更大成果。
??? 姜硯茹處長感謝專家的辛勤勞動和嚴謹科學的鑒定評價以及標定組專家嚴格的標定考核,并祝賀南京大學取得高水平的研究成果,希望南大能在我國轉型“中國智造”的新時期,為企業(yè)解決更多的生產實際困難,延續(xù)企業(yè)與院校的良好合作傳統(tǒng)。
??? 據了解,現代石化、煤化工、制藥、生化發(fā)酵、新材料制備、廢水處理等工業(yè)中有很多慢反應過程,如氧化、加氫等等,這些反應體系的氣液相界面積很小,傳質效率較低,因而制約了反應效率的提高。而反應效率低,就將直接影響產品生產過程的能耗物耗和產品競爭力。因此長期以來,人們想了很多辦法試圖解決此問題,雖在某些方面取得了可喜進展,但終因理論或設備方面等種種原因,沒有找到突破性普適化的技術方法。
??? 張志炳團隊從基本理論分析入手,認為目前工業(yè)上采用的加氫、氧化、氯化等慢反應過程的氣液固反應器設備效率低主要歸因于它們大多只能產生較大尺寸的氣泡(厘米獲毫米級),即使有些大毫米級尺度的氣泡產生,也僅占其中很小比例。其內在原因是傳統(tǒng)的攪拌槳或鼓泡塔反應器中只能產生厘米或大毫米尺度的Kolmogorov湍流渦。因此,即使再加大攪拌電機功率,其大部分能量也只能轉化為熱能,而不能轉變成為小氣泡生成所需的表面能。
??? 為此,張志炳教授提出了研發(fā)微米尺度氣液界面反應系統(tǒng)的構想。經過十多年的攻關,不僅提出了微界面?zhèn)髻|強化反應的理論,同時開發(fā)了微界面?zhèn)髻|強化反應器構效調控系統(tǒng)(簡稱MTIR系統(tǒng)),建立了整套構效調控數學模型,這些模型可依據輸入的能量調控氣泡直徑和氣泡個數、從而調控氣液界面和傳質速率,因而可以依據工業(yè)上的實際需求,計算和設計反應器的結構,或反之。如此,可在反應過程的催化劑、物料配比、操作條件等不變情況下,實現反應效率成倍提高、能耗、物耗、水耗、污染物排放等大幅降低的目標。 ??? 該項目已申請國內外發(fā)明專利41項,已獲國內外發(fā)明專利授權30項。其中7項為歐美專利,已授權4項。該技術已在10家企業(yè)推廣應用。以二甲苯空氣氧化制甲基苯甲酸生產為例,與傳統(tǒng)的塔式鼓泡反應器(CBR)生產系統(tǒng)相比,該技術在原料利用率、節(jié)能和減排方面顯示了突出的綜合性能:反應效率是原來的2.77倍,主產品收率凈提高34個百分點,噸產品原料消耗從1.3噸下降到1.1噸,綜合能耗降低11%,水耗下降93%。該技術實施后,在國際市場上一直占主導地位的日本某跨國公司和英國某跨國公司美國分公司的同類產品生產線相繼宣布關閉。該技術已累計新增產值53.9億元、利稅21.2億元,減排化學污染物82675噸,節(jié)能相當于10000噸標準煤。
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