您现在所在的位置:首页>>专题专栏>>《条例》实施15周年专题>>发展历程>>纪念征文
助推废旧资源循环利用
发布时间:2015-12-03 15:11

汪传生(1),牛斌(2),林广义(1),李绍明(1)

1,青岛科技大学机电工程学院,2,济南友邦恒誉科技开发有限公司

值此《国家科学技术奖励条例》颁布十五周年开展征文之际,作为一名两次获得国家科技二等奖的获奖者,我愿意把在获奖后继续推动废旧资源循环利用的体会与大家共享。

一.变废为宝,责无旁贷

2011年,经过十余年的联合攻关,“工业连续化废橡胶废塑料低温裂解资源化利用成套技术及装备”获得了国家科技进步奖二等奖,这是我国在废旧资源循环利用方面取得的一个重大突破,也凝聚着一代人在废旧高分子利用方面的心血。我国是高分子材料消耗大国,2014年消耗橡胶880万吨、塑料7387.8万吨,由此产生了大量的废橡胶废塑料。据不完全统计,近年来,全世界每年的废轮胎产生量达15亿条,我国产生废轮胎近3亿条。目前未处理的存量废轮胎达几十亿条。我国现在每年产生的塑料垃圾就达到3000多万吨,而且呈上升的趋势。由于高分子难以分解,造成了大量的环境污染,如果不及时处理,会危及到地下水资源的安全以及人民的身体健康。据报道,太平洋目前已形成近六个英国大小的垃圾带,称为太平洋“第八大陆”,主要由塑料袋、装沐浴露的塑料瓶、拖鞋、儿童玩具、轮胎、饮料罐甚至塑料泳池等组成。将称为“黑色垃圾”的废橡胶和“白色垃圾”的废塑料进行资源化、减量化、无害化处理,是一个全球性的社会化问题。笔者长期从事高分子加工成型,较早意识到废旧高分子材料对环境的危害,如何变废为宝,破解废旧高分子材料对环境污染的难题,一直在笔者心头萦绕,作为一名科技工作者责无旁贷。

本团队是青岛科技大学与济南友邦恒誉科技开发有限公司进行产学研合作,而组建的科研团队,课题组多次到全国各地调研,了解到国内主要以回收再生为主的循环利用方式和以焚烧、裂解为主的最终处理方式。在调研过程中确立了废旧高分子材料裂解作为解决环境污染的措施,裂解能实现资源再生,又可以解决污染问题,是目前最有效的方式。德国、英国和日本也在积极研发,目前大多采用的是高温热解工艺,其规模庞大,造价高,设备易损坏,出油率低,可燃气产量大,炭黑质量差,尚未实现工业连续化生产。焚烧可以回收能源,但会产生二次污染。而传统的裂解会排放大量的二氧化硫等有毒有害气体,所以必须采用不同的方式进行处理。通过调研发现,传统废旧高分子材料裂解过程中存在的几个难题主要是:难点一,废塑料中由于不可避免的存在PVC,在裂解过程中产生HCl,会导致设备腐蚀,同时,也是产生二噁英三大要素之一。难点二,在裂解过程中物料在裂解器内的结焦及动态密封问题,这也是一个世界性难题,英国、日本、德国的同行业没有很好的解决这一问题。难点三,解决有毒有害物质净化问题,实现无污染排放。针对这些难题,本团队齐心协力,联合攻关,从裂解工艺、裂解装备、烟气处理等三个方面入手,研发了混合物料工业化裂解技术、研发了HCl在线脱除技术,发明了防结焦、热分散技术,研发了热气密技术,研发了裂解气、烟气回用及净化处理技术,使烟气排放及油品质量主要指标均优于国家标准和欧盟标准。不仅实现了废橡胶废塑料无害化、减量化处理,而且裂解过程中可生产燃料油、炭黑等产品,真正实现了变废为宝。2011年获得国家科技进步二等奖是对我们过去科研工作的肯定,也是鞭策,在获奖后我们的产品出口到德国、波兰、澳大利亚、美国等世界发达国家,在国际上形成了品牌和特色,提升了我国在废橡胶废塑料处理成套技术及装备领域的国际地位和市场竞争力。

二.薪火相传,培养年轻人成长

废旧资源循环利用行业过去一直属于没有人愿意干的行业,大家认为该行业科技含量低,工作比较脏、累、差,所以研究队伍较少。青岛科技大学是国内比较早从事高分子成型加工及废旧橡塑循环利用的单位,拥有国家橡胶与轮胎工程技术研究中心、国家轮胎关键装备与先进材料工程实验室、橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东省绿色轮胎与橡胶协同创新中心、山东省高分子先进制造技术重点实验室等研发机构,人才培养是高校的神圣使命,学校通过50年的办学,凝聚了力明德、笃学、弘毅、拓新的校训,形成了团结自强、艰苦奋斗、敢为人先、开拓创新的科大精神、橡胶品格,培养了一大批高分子循环利用及先进制造方面的高级人才。在进行工业连续化废橡胶废塑料循环利用过程中,造就了一支敢于创新,专业技术强的科研队伍,已形成多个团队,仅本团队现有在职人员15人,其中教授4人,副教授8人,博士12人,在职博士3人。另有在读博士后4人,在读博士生12人,在读硕士生35人(外籍硕士生3人)。他们中有的出国深造,有的已经成长为山东省泰山学者特聘专家、山东省突出贡献专家,有的已聘为教授,成为学校的科研骨干。

本团队在获奖后继续在这一领域开拓,除了继续研究废旧橡胶废塑料裂解和裂解炭黑高值化利用外,还进行轮胎翻新,废旧橡胶再生的研究。团队与青岛裕盛源等企业合作,申报的短纤维增强复合胎面轮胎翻新关键技术及装备项目获得山东省成果转化专项立项,2014年获中国物流与采购联合会科技进步一等奖。废旧橡胶力化学法低温再生获得青岛市科技攻关项目,目前生产出的低温再生胶其物理机械性能可以恢复原胶的60%左右。再生胶已成为除天然橡胶、合成橡胶外的第三大胶料来源,有效减轻了我国橡胶进口的总量,节省了大量宝贵的外汇,更重要的是实现了废橡胶高值化利用。

笔者获奖后先后获得低碳山东十大学者、山东化工年度精英人物等荣誉称号,积极参加行业举办的国内外学术会议,参加国际学术会议十多次,向参加会议的青年学者毫无保留的讲授废旧橡塑处理的经验和体会,受到他们的热烈欢迎。笔者深知,众人拾柴火焰高,单靠个人的力量是有限的,只有靠团队、靠众多的专业人才才能解决好废旧资源循环利用问题,只有更多的人愿意从事废旧资源循环利用,才能使我国在保持经济高速发展的同时,又使青山环绕,绿水长流。

三.时不我待,永无止境

团队将以科技奖励为新的起点,今后5年将在废旧橡胶塑料处理技术及资源化利用方面进一步研究,在现有研究成果的基础上进行深入细致的基础理论研究和技术开发,加强团队合作和引进高层次人才,对重大关键技术进行科技攻关,使关键技术达到国内领先、国家先进的水平。在废橡胶废塑料低温裂解资源化利用中深入研究低温裂解的机理、油品质量提高和油品中硫醚在线脱除、无污染、无废弃物排放以及再生炭黑的提纯以及工业化应用等关键技术,解决“黑色垃圾”和“白色垃圾”环境污染问题,进一步扩大在国际市场的占有率,同时在力化学法废橡胶低温再生方法研究中重点突破解联剂制备、再生胶生产配方以及工艺、再生胶的拉伸强度与扯断伸长率以及停放回弹等技术难题、低温再生胶成套技术和装备的研发等关键技术,使再生胶的性能指标达到原胶性能的60%-70%,实现无污染、无废弃物排放,以解决目前再生胶生产过程中的高温、高压、高能耗和污染物排放等难题。除完成该方向在研的山东省科技专项及科技攻关、青岛市科技攻关项目外,积极申报国家自然科学基金等国家级省部级重大项目,主动与企业合作,承担企业横向项目。另外,加速探讨固体废弃物磁化裂解的科学问题,早日实现产业化。

四.展望未来,信心满怀

国家科技奖励实施十五年来,在科技创新、科学技术成果转化及高技术产业化中,调动了广大科技工作者的积极性和创造性,加速科学技术事业的发展,提高了综合国力,为推动现代化建设、保障国家安全起到非常重要的作用。通过国家科技奖励的实施也培养了科技精英,为人才的培养起到很好的示范作用。国家科技奖励办非常重视国家奖的评审工作,在《国家科学技术奖励条例》的基础上,不断完善,先后颁布了《国家科学技术奖励评审行为准则与监督暂行规定》和《国家科学技术奖励评审工作纪律》,更营造了公平公正的评审环境。作为一名科技工作者,相信在国家的支持下,一定会有更多的项目破茧而出,一定会鼓励更多的科技工作者迎难而上,坚持创新,为国家的富强、中国梦的实现贡献自己的力量。


版权所有 © 国家科学技术奖励工作办公室
业务咨询电话:010-68537564 网站技术支持电话:010-68598100
地址:中国·北京2143信箱三里河路54号 邮政编码:100045 京ICP备05036738号