??? 4月9日,由南京大學(xué)張志炳教授團(tuán)隊(duì)牽頭聯(lián)合三家企業(yè)單位共同完成的“微界面?zhèn)髻|(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)-精細(xì)分離集成系統(tǒng)研發(fā)”項(xiàng)目在寧舉行科技成果鑒定會(huì)。鑒定會(huì)由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)姜硯茹處長(zhǎng)主持。南京大學(xué)校長(zhǎng)、中科院院士陳駿,校長(zhǎng)助理李成,以及南大科技處、化學(xué)化工學(xué)院等相關(guān)單位負(fù)責(zé)同 志出席會(huì)議并講話。
??? 校長(zhǎng)助理李成教授在致辭中對(duì)與會(huì)專家、學(xué)者和企業(yè)代表與會(huì)表示熱烈歡迎,對(duì)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)一直以來(lái)對(duì)南京大學(xué)科技工作的支持表示感謝。他表示,南京大學(xué)所取得的成績(jī)離不開行業(yè)協(xié)會(huì)、兄弟高校、合作企業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)的鼎力支持和精誠(chéng)合作,希望與會(huì)專家能多提寶貴意見,支持項(xiàng)目繼續(xù)完善為國(guó)家發(fā)展服務(wù)。
??? 會(huì)上,張志炳教授代表項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)向與會(huì)人員報(bào)告了項(xiàng)目研究相關(guān)情況,從項(xiàng)目立項(xiàng)背景、科學(xué)技術(shù)問題、理論基礎(chǔ)、研發(fā)情況、應(yīng)用與先進(jìn)性等方面詳細(xì)闡述了“微界面?zhèn)髻|(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)-精細(xì)分離集成系統(tǒng)”的核心內(nèi)容,并就專家組提出的問題進(jìn)行了解答。
??? 項(xiàng)目應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定組資深專家、原中國(guó)石油和天然氣集團(tuán)煉化局門存貴總工程師介紹了示范裝置72小時(shí)連續(xù)標(biāo)定情況與結(jié)論。
??? 鑒定委員會(huì)由中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)費(fèi)維揚(yáng)教授擔(dān)任主任委員,中國(guó)工程院院士、南京工業(yè)大學(xué)歐陽(yáng)平凱教授和中國(guó)工程院院士、福州大學(xué)付賢智教授任副主任委員等七位行業(yè)內(nèi)高級(jí)專家組成。在審讀成果報(bào)告、查閱支撐材料并對(duì)課題主要研究與應(yīng)用情況充分質(zhì)詢的基礎(chǔ)上,形成了鑒定意見:“該技術(shù)具有原創(chuàng)性和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。
??? 南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院執(zhí)行院長(zhǎng)黎書華向張志炳教授團(tuán)隊(duì)獲得的成就表示祝賀,并代表學(xué)院向與會(huì)專家、代表及各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)化學(xué)化工學(xué)院學(xué)術(shù)發(fā)展的大力支持表示衷心感謝。
??? 陳駿校長(zhǎng)在致辭中對(duì)張志炳教授團(tuán)隊(duì)不斷推陳出新的科技研究成果表示高度贊揚(yáng),他認(rèn)為這項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用范圍很廣,有望解決石油開采、頁(yè)巖氣、地球化學(xué)等不少領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。他指出,南京大學(xué)在過(guò)去三十年始終堅(jiān)持基礎(chǔ)研究這一特色與優(yōu)勢(shì),始終堅(jiān)持與國(guó)際接軌的科研標(biāo)準(zhǔn),取得了豐碩成果。在關(guān)注SCI指標(biāo),解決數(shù)量問題后,在最近十多年,學(xué)校聚焦前沿科學(xué)問題,重視頂尖期刊,重視質(zhì)量,成績(jī)顯著,在NI指數(shù)排名中南大名列全球12位、全國(guó)第2。當(dāng)前,南京大學(xué)提出要做問題導(dǎo)向的原創(chuàng)科研,將論文導(dǎo)向的科研轉(zhuǎn)向問題導(dǎo)向。他希望,南京大學(xué)的科研能從解決科學(xué)問題出發(fā),發(fā)展有重大意義的原創(chuàng)性應(yīng)用研究,并注重與其他學(xué)科、其他團(tuán)隊(duì)的交叉融合,創(chuàng)造更大成果。
??? 姜硯茹處長(zhǎng)感謝專家的辛勤勞動(dòng)和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的鑒定評(píng)價(jià)以及標(biāo)定組專家嚴(yán)格的標(biāo)定考核,并祝賀南京大學(xué)取得高水平的研究成果,希望南大能在我國(guó)轉(zhuǎn)型“中國(guó)智造”的新時(shí)期,為企業(yè)解決更多的生產(chǎn)實(shí)際困難,延續(xù)企業(yè)與院校的良好合作傳統(tǒng)。
??? 據(jù)了解,現(xiàn)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(yīng)過(guò)程,如氧化、加氫等等,這些反應(yīng)體系的氣液相界面積很小,傳質(zhì)效率較低,因而制約了反應(yīng)效率的提高。而反應(yīng)效率低,就將直接影響產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的能耗物耗和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。因此長(zhǎng)期以來(lái),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(jìn)展,但終因理論或設(shè)備方面等種種原因,沒有找到突破性普適化的技術(shù)方法。
??? 張志炳團(tuán)隊(duì)從基本理論分析入手,認(rèn)為目前工業(yè)上采用的加氫、氧化、氯化等慢反應(yīng)過(guò)程的氣液固反應(yīng)器設(shè)備效率低主要?dú)w因于它們大多只能產(chǎn)生較大尺寸的氣泡(厘米獲毫米級(jí)),即使有些大毫米級(jí)尺度的氣泡產(chǎn)生,也僅占其中很小比例。其內(nèi)在原因是傳統(tǒng)的攪拌槳或鼓泡塔反應(yīng)器中只能產(chǎn)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(jī)功率,其大部分能量也只能轉(zhuǎn)化為熱能,而不能轉(zhuǎn)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(yīng)系統(tǒng)的構(gòu)想。經(jīng)過(guò)十多年的攻關(guān),不僅提出了微界面?zhèn)髻|(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)的理論,同時(shí)開發(fā)了微界面?zhèn)髻|(zhì)強(qiáng)化反應(yīng)器構(gòu)效調(diào)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱MTIR系統(tǒng)),建立了整套構(gòu)效調(diào)控?cái)?shù)學(xué)模型,這些模型可依據(jù)輸入的能量調(diào)控氣泡直徑和氣泡個(gè)數(shù)、從而調(diào)控氣液界面和傳質(zhì)速率,因而可以依據(jù)工業(yè)上的實(shí)際需求,計(jì)算和設(shè)計(jì)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu),或反之。如此,可在反應(yīng)過(guò)程的催化劑、物料配比、操作條件等不變情況下,實(shí)現(xiàn)反應(yīng)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(biāo)。 ??? 該項(xiàng)目已申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利41項(xiàng),已獲國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利授權(quán)30項(xiàng)。其中7項(xiàng)為歐美專利,已授權(quán)4項(xiàng)。該技術(shù)已在10家企業(yè)推廣應(yīng)用。以二甲苯空氣氧化制甲基苯甲酸生產(chǎn)為例,與傳統(tǒng)的塔式鼓泡反應(yīng)器(CBR)生產(chǎn)系統(tǒng)相比,該技術(shù)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(yīng)效率是原來(lái)的2.77倍,主產(chǎn)品收率凈提高34個(gè)百分點(diǎn),噸產(chǎn)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(shù)實(shí)施后,在國(guó)際市場(chǎng)上一直占主導(dǎo)地位的日本某跨國(guó)公司和英國(guó)某跨國(guó)公司美國(guó)分公司的同類產(chǎn)品生產(chǎn)線相繼宣布關(guān)閉。該技術(shù)已累計(jì)新增產(chǎn)值53.9億元、利稅21.2億元,減排化學(xué)污染物82675噸,節(jié)能相當(dāng)于10000噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
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