1、1“炼焦化学产品绿色回收成套关键技术及应用”推荐公示内容一、项目名称：炼焦化学产品绿色回收成套关键技术及应用二、推荐等级：省科技进步奖一等奖三、项目简介：项目属于环境、化工和冶金交叉科学技术领域我国是焦炭生成大国（4.77 亿吨/年） ，约占全世界总量的 63%。而炼焦化学产品的回收工艺粗放、能量流无序；焦化煤气中 N、S 元素化合的产物污染大数量多，毒性强，严重污染环境，已成为制约钢铁冶金、焦化行业可持续发展的难题。为此，国家为遏制焦化行业环境污染，专门颁布了一系列环保政策与法规，将开发绿色、高效、低成本的炼焦化学产品回收技术作为现阶段最为迫切的任务之一。针对传统炼焦化学产品正压回收工艺，煤
2、气温度反复强制升降，能量流无序，能耗高，N、S 元素污染物数量多，毒性强，过程伴生废水量大且极难治理的难题，项目解析了 N、S 元素产生污染物的根源，提出旨在源头控制，末端再生治理，N 、S 元素资源化利用思路，研发出集高效负压洗苯、负压脱硫及其废液与硫泥制酸，无蒸汽负压粗苯蒸馏、烟气显热负压蒸氨于一体的炼焦化学产品回收关键技术与成套装备。使 N 元素回收富集制取脱硫剂，在线用于焦化煤气脱硫，废氨水再生回用；含 S 元素脱硫废液与硫泥生产浓硫酸，浓硫酸联产硫铵。形成了煤气温度自然变化、能量流有序化、N、S 元素资源化循环利用的炼焦化学产品绿色回收新工艺，从工艺源头上节能减排，实现了炼焦化学产品
3、回收工艺的实质性创新。针对传统焦化工艺酚氰废氨水再生处理的难题，揭示出酚氰废氨水主要是由氨及其盐所组成的庞大的缓冲体系；喹啉类、多环芳烃类是其难再生的根源。项目首次采用天然膨润土，经钠化、无机柱撑膨润土与 Fe3O4 磁性纳米颗粒相结合，研发出降解多 /杂环芳烃的仿酶型非均相水处理催化剂，用于废氨水的催化氧化深度处理，出水 CODCr 在 57.566.1 mgL-1，色度在 2834 度，各项指标达到再生水工业用水标准，实现了酚氰废氨水的低成本再生资源化利用。炼焦化学产品绿色回收成套关键技术已在国内十多家不同规模企业应用，节水、节能、减排污染物效果显著，在行业中起到引领示范作用。仅据近 3
4、年 10 家企业统计，新增直接经济效益已达数亿元，并产生了卓著的社会、环境效益。项目在炼焦化学产品回收与污染物控制技术方面有重大突破、工艺和设备有实质性创新，获得发明专利 8 项、实用新型专利 10 项，发表 SCI 论文10 篇，培养博士生 3 名，硕士生 12 名，技术达到了国内外同类技术领先水平，市场需求度高，经济、环境与社会效益重大，显著促进了焦化行业的科技进步。2四、代表性论文专著目录：1 Guanghua Wang，Kun Chen，Wenbing Li，Dong Wan，Qin Hu，LuLu LuSynthesis of Magnetic Modified Organobent
5、onite as Adsorbent for Degradation of Orange II JAdvanced Materials Research2014838841：2306-23092 Guang Hua Wang, Yun Zhou Lu, Wen Bing Li, Xue Qin Liu, Ming Dong Sun. Synthesis and Catalytic Performance of Al-Pillared Clays Supported Fe3O4 Nanoparticles J. Advanced Materials Research, 2012, 581-582
6、(1):292-296.3 Kun Chen, Guanghua Wang, Wenbing Li, Dong Wan, Qin Hu, Lulu Lu, Xiaobi Wei, Zhengzai Cheng. Synthesis of magnetically modified Fe-Al pillared bentonite and heterogeneous Fenton-like degradation of orange II J. Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed., 2015,30(2): 302-3
7、06.4 王光华, 胡琴, 李文兵, 万栋, 朱亦男, 陈坤. 磁性膨润土的制备及类 Fenton 氧化法处理焦化废水 J. 化工环保, 2014, 36(6): 575-580.5 王登富, 王利, 姜爱国, 康春清. 焦炉烟道气余热负压蒸氨成套装置技术 J. 燃料与化工, 2013, 44(4): 45-48.6 Kun Chen, Guanghua Wang, Wenbing Li, Dong Wan, Qin Hu, Lulu Lu. Application of response surface methodology for optimization of Orange II re
8、moval by heterogeneous Fenton-like process using Fe3O4 nanoparticles J. Chinese Chemical Letters, 2014, 25(11): 1455-1460.7 Dong Wan, Wenbing Li, Guanghua Wang, Xiaobi Wei. Shape-controllable synthesis of peroxidase-like Fe3O4 nanoparticles for catalytic removal of organic pollutants J. Journal of M
9、aterials Engineering and Performance, 2016, 25: 43334340. 8 鲁云洲，王光华，李文兵，董晴雯，陈坤. 纳米 Fe3O4/膨润土的制备、表征及光催化降解焦化废水 J. 环境科学与技术, 2013(4): 152-155.9 Wenbing Li, Dong Wan, Guanghua Wang, Kun Chen, Qin Hu, Lulu Lu. Heterogeneous Fenton degradation of Orange II by immobilization of Fe3O4 nanoparticles onto Al-F
10、e pillared bentonite J. Korean Journal of Chemical Engineering, 2016, 33(5): 1557-1564. 10郑波, 于义林, 王晴东. 焦化过程 PM2.5 的排放与控制 J. 工业安全与环保, 2015, 41(1): 29-32.11余柏林，段春明. 确定炼焦煤硫转化率方法的研究 J. 洁净煤技术, 2010, 16(6): 64-66.12Dong Wan, Wenbing Li, Guanghua Wang, Kun Chen, Lulu Lu, Qin Hu. Adsorption and heterogeneo
11、us degradation of rhodamine B on the surface of magnetic bentonite material J. Applied Surface Science, 2015 349: 988996.13Dong Wan, Wenbing Li, Guanghua Wang, Lulu Lu, Xiaobi Wei. Degradation of p-Nitrophenol using magnetic Fe0/Fe3O4/Coke composite as a heterogeneous Fenton-like catalyst J. Science
12、 of the Total Environment, 2017, 574: 13261334. 五、主要知识产权证明目录：1 王光华，刘睿，常红兵，魏松波，刘向勇，曹淑梅，何水，王晶琼. 一种焦化废水蒸氨前预处理方法（专利号：ZL201010268439.4）2 王光华，龚凡杰，刘铁军，李笑原，梁玉河，李文兵，王晴东. 一种处理高浓度氨氮废水的解吸塔（专利号：ZL201120328888.3）3 王光华，刘智平，欧阳曙光，鲍俊芳，梁玉河，魏松波，王真本，常红兵，何选明，袁咏，潘立慧. 一种用于炼焦炉的煤气横管初冷器（专利号：ZL200710051923.X）4 王光华，李文兵，陈坤，刘文敏，刘
13、向勇，常红兵，鲁云洲. 降解多/杂环芳烃的仿酶型水处理剂及其制备方法（专利号：ZL201110266958.1）5 温燕明，汤志刚，姜爱国，王利，陈善龙，钱海光，孙兆俊. 利用焦炉烟道气余热蒸氨的方法3及设备（专利号：ZL201210079169.1）6 王光华，欧阳曙光，史世庄，李其祥，梁玉河，何选明. 一种用于废水生物处理装置的组合填料（专利号：ZL200820065575.1）7 温燕明，汤志刚，姜爱国，王利，陈善龙，钱海光，孙兆俊. 利用焦炉烟道气余热蒸氨的设备（专利号：ZL201220113097.3）8 温燕明，罗时政，汤志刚，姜爱国，王登富，康春清，江玉璋，陈善龙. 一种多效节能
14、氨回收工艺及设备（专利号：ZL201010273975.3）9 温燕明，王光华，王登富，梁玉河，汤志刚，王晴东，江玉璋，陈善龙，李桂花，孙兆俊. 用于焦炉煤气的负压脱硫设备（专利号：ZL201320453939.4）10王登富，姜爱国，季广祥，温燕明，汤志刚，康春清，陈善龙，孙兆俊，李桂花. 焦炉煤气脱硫设备（专利号：ZL201220686128.4）11王光华，李文兵，王登富，陈坤，万栋，胡琴，梁玉河，鲁露露. 一种采用仿酶型磁性催化剂再生处理有机废水的方法（专利号：ZL201510126790.2）12温燕明，汤志刚，姜爱国，王登富，江玉章，张友棣，陈善龙. 一种负压脱苯方法及设备（专利号
15、：ZL 200910014859.7）13王光华,康 巍,李文兵,刘汉斌,黄婷婷,梁玉河. 酸变性淀粉接枝聚丙烯酰胺水包水乳液及其合成方法（专利号：ZL 200910063729.2）14温燕明,汤志刚,姜爱国,王登富,江玉章,张友棣,陈善龙. 负压蒸苯用管式炉（专利号：ZL 200920017321.7）15王光华,王登富,梁玉河,汤志刚,姜爱国,陈善龙,江玉璋,张友棣,孙兆俊. 一种多效集成管式加热炉（专利号：ZL 201120001772.9）16姜爱国,赵杰,陈善龙,张友棣,王登富,孙兆俊,江磊. 管式加热炉余热集中回收装置（专利号：ZL 201120001723.5）17温燕明,朱玉
16、庭,王登富,姜爱国,江玉章,张友棣. 焦化化工产品回收用导热油蒸汽发生装置（专利号：ZL 200620085808.5）18姜爱国,张友棣,王光华,梁玉河,李清田,王登富,赵 杰,陈善龙. 蒸氨废水加热炉（专利号：ZL 200820224308.4）六、推广应用情况：1.发明（1）烟气显热负压蒸氨及废氨水再生处理技术；（2）负压煤气脱硫及其废液与硫泥制酸资源化利用技术（3）炼焦化学产品能量流有序化负压绿色回收关键技术及装备；2.进步项目在炼焦化学产品绿色回收及污染物治理技术方面有重大突破、工艺和设备有实质性创新，获得发明专利 8 项、实用新型专利 10 项，发表 SCI 论文 10 篇，培养博
17、士生 3 名，硕士生 12 名，技术达到了国内外同类技术领先水平，市场需求度高，经济、环境与社会效益重大，显著促进了焦化行业的科技进步。43.推广炼焦化学产品绿色回收成套关键技术已在湖北中特新化能科技有限公司、富瑞德化工设备（武汉）有限公司、武汉亿科华技术有限公司、河南中鸿集团煤化有限公司、济钢集团有限公司化工厂、济南冶金化工设备有限公司、河南平煤神马集团京宝焦化公司、内江市博威新宇化工有限公司、北京首钢国际工程技术有限公司、徐州腾达焦化有限公司等国内十多家不同规模企业应用，节水、节能、减排污染物效果显著。仅据近 3 年 10 家企业统计，新增直接经济效益已达数亿元，并产生了卓著的社会、环境效
18、益。七、主要技术评价及企业应用证明文件清单1.主要技术评价文件1 中国炼焦行业协会证明2 平顶山市质量技术监督检验测试中心冶金焦炭检验报告3 武汉平煤武钢联合焦化有限责任公司煤化工研究所焦炭检验报告，检验批号：201109150024 湖北省石油化工产品暨化学试剂质量监督检验站酚氰废氨水再生处理后水样检验报告5 平顶山市质量技术监督检验测试中心焦炉煤气检验报告2.主要应用证明1 湖北中特新化能科技有限公司，应用证明2 富瑞德化工设备（武汉）有限公司，应用证明3 武汉亿科华技术有限公司，应用证明4 河南中鸿集团煤化有限公司，应用证明5 济钢集团有限公司化工厂，应用证明6 济南冶金化工设备有限公司
19、，应用证明7 河南平煤神马集团京宝焦化公司，应用证明8 内江市博威新宇化工有限公司，应用证明9 北京首钢国际工程技术有限公司，应用证明10徐州腾达焦化有限公司，应用证明5八、主要完成人情况表序号 姓名技术职称 完成单位 工作单位 对成果创造性贡献1 王光华 正高 武汉科技大学 武汉科技大学 课题负责人、项目总体设计2 王登富 副高 济南冶金化工设备有限公司 济南冶金化工设备有限公司 技术设备的研发与制造、应用负责3 王晴东 中级 武汉科技大学 武汉科技大学 技术转化、设计、应用负责4 李文兵 副高 武汉科技大学 武汉科技大学 负责资源化利用催化剂及技术5 温燕明 正高 济南冶金化工设备有限公司
20、 济南冶金化工设备有限公司 烟气显热负压蒸氨技术研发6 汤志刚 副高 济南冶金化工设备有限公司 清华大学 烟气显热负压蒸氨技术研发7 姜爱国 副高 济南冶金化工设备有限公司 济南冶金化工设备有限公司 设备研制、设计应用8 姚应林 副高 湖北中特新化能科技有限公司 湖北中特新化能科技有限公司 N、S 元素回收及再生水资源应用9 何选明 正高 武汉科技大学 武汉科技大学 总图及应用方案制定10 段春明 副高 湖北中特新化能科技有限公司 湖北中特新化能科技有限公司 N、S 元素回收及再生水资源应用11 梁玉河 副高 武汉科技大学 武汉科技大学 工艺研发与应用12 欧阳曙光 正高 武汉科技大学 武汉科技大学 应用方案制定13 王世杰 副高 武汉科技大学 武汉科技大学 应用方案制定14 万栋 博士 武汉科技大学 武汉科技大学 资源化利用催化剂及技术15 陈夏光 副高 武汉亿科华技术 有限公司 武汉亿科华技术 有限公司 工艺自动控制实现6九、完成单位合作关系说明:本项目中，武汉科技大学充分发挥其学科优势，济南冶金化工设备有限公司充分发挥其化工设备研发与制造优势，武汉亿科华技术有限公司充分发挥其焦化过程自动控制技术优势，与湖北中特新化能科技有限公司一道共同攻克炼焦化学产品绿色回收成套关键技术难题，并在湖北中特新化能科技有限公司推广应用。
