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        臻于匠心 | 環?!半p雄” 共筑綠水藍天——陶瓷膜材料唱響綠色發展主旋律


        有歌唱得好,“藍藍的天上白云飄,白云下面馬兒跑”,帶你游歷在藍天下的綠色草原;有詞寫得妙,“稻花香里說豐年,聽取蛙聲一片”,感受那片人與自然的和諧共生。但是隨著經濟社會的快速發展和人類活動的加劇,大氣和水資源遭受到了嚴重的污染破壞,生態環境問題頻發,天不再藍水不再清。習近平總書記在黨的十九大報告中指出,堅持人與自然和諧共生,必須樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念,堅持節約資源和保護環境的基本國策。綠色發展,已成為時代的主旋律。

        中材高新所屬山東工陶院作為國家級工業陶瓷研究院所,始終以政策為導向,以科技研發為支撐,以產業孵化和推廣應用為實踐,自2006年起進軍工業煙氣治理領域,歷時8年,于2014年實現了煙氣治理、廢水處理及固廢資源化利用的全產業鏈建設。

        為了綠水青山?開發水處理用陶瓷膜

        陶瓷平板膜(1)(1).jpg

        在應對水污染日益嚴重及水資源短缺方面,污水處理早已提上日程。膜法水處理技術以其高效率低成本的優勢得到了迅速發展,其中陶瓷水處理膜一經問世便得到了行業內的高度重視。

        2005年德國ITN公司率先推出了水處理用陶瓷平板膜材料,并于2015年建立了第一個陶瓷平板膜MBR水處理廠。日本MEIDEN也從2012年起開展陶瓷平板膜材料的研發,已建成了年產10萬平方米膜生產線。國內在該領域的研究開發起步相對較晚,尤其是在關鍵制備技術的研究及產業化開發方面存在著巨大差距。

        面對巨大挑戰,面對國內急需,開發具有自主知識產權的水處理用高性能陶瓷膜材料迫在眉睫,為此山東工陶院勇挑重擔,于2013年啟動了高性能水處理用陶瓷平板膜材料的研究開發工作,組建陶瓷膜事業部研發團隊。團隊凝心聚力,從混料、陳腐、成型、干燥、燒成、覆膜等各個工藝進行優化調整,最終開發出了滿足性能的陶瓷平板膜,突破了大尺寸薄壁中控陶瓷平板膜材料制備技術。

        如果說水處理用陶瓷平板膜材料的誕生實現了“從0到 1”的突破,那么如何走向市場就是“從1到∞”的突破。這時,如何突破水處理用陶瓷平板膜產業化的挑戰又擺在了團隊面前。山東工陶院立足高水平產業化生產線的建設,向先進工藝要品質,向自動化設備要效率,團隊結合專項工藝需求,設計開發關鍵生產設備,突破性地完成了智能化生產線的建設。

        此外,團隊緊跟市場需求,加大科研力度,又相繼開發了水處理用多通道陶瓷柱式膜、單通道等陶瓷柱式膜。

        為滿足多元化應用,團隊與山東理工大學合作,開發了“混凝沉淀+臭氧多相催化高級氧化+陶瓷膜過濾”工藝,利用陶瓷平板膜穩定的耐強氧化性,結合臭氧的強氧化特性降解有機物,實現了污水的高效凈化。

        如今,陶瓷膜法水處理技術在工業污水及市政污水處理、中水回用、反滲透預處理(含海水淡化)、移動式應急供水等領域均得到了廣泛應用,實現了水資源的良性循環。

        為了藍天白云?開發煙氣處理用陶瓷膜

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        在本世紀初,國外一些國家就完成了具有除塵、脫硝、脫硫等多功能一體化的高溫陶瓷膜材料技術和產品的開發,其通過高溫陶瓷膜材料與脫硝催化劑高效復合,實現了高溫(300℃以上)狀態下氣體塵粒的高效過濾,除塵效率可達 99.95% 以上,還實現了其他氣體污染物的協同去除,NOX、SOX 去除率分別達到85%及 90%以上,催化劑利用率幾乎可以達到100%。這為我國煙塵凈化用高溫陶瓷膜材料的研究和發展提出了明確的要求和挑戰,“誰來發展,如何發展,發展的方向在哪”成為了國內相關企業和研發團隊的共同的話題。此時,在陶瓷膜過濾材料研發與生產技術領域始終保持著國內領先地位的山東工陶院站了出來。

        憑著對環保政策高度的敏感性和極強的捕捉能力,山東工陶院組建研發團隊,以十年磨一劍的堅韌,鑄造了研發、應用、生產一體化平臺,踏上了高效脫硝除塵功能陶瓷膜材料研發的征程。

        經過不懈努力和連續攻關,研發團隊成功研制出了新型功能性高溫膜過濾材料。當時脫硝催化劑已在蜂窩陶瓷領域實現推廣,但在高溫陶瓷膜領域卻是前所未有,面對一切都是未知的領域,團隊沒有退縮,通過浸漬法制備出了功能性陶瓷膜,解決了除塵脫硝這一關鍵性難題。

        高溫陶瓷膜由高強度的支撐體和高精度的陶瓷分離膜組成,能夠實現高溫狀態下氣體的直接凈化。團隊依托國家“十三五”重點研發計劃,通過近兩年的科技攻關,先后攻克了短纖維真空抽濾技術和纖維編織、纖維針刺、纖維纏繞工藝關鍵技術難題,突破了具有高催化劑負載性能的低阻力高溫陶瓷膜材料制備技術,開發出了國內唯一氣孔率高達70%以上的陶瓷纖維復合膜制品。這種制品具有耐高溫高壓、過濾精度高、耐腐蝕性能好、高強度、耐磨蝕、使用壽命長等特點,可以實現多種污染物的協同治理,投資、運行成本低,占地空間小。產品綜合性能與國外產品相當,已經商業化應用,打破了國外產品技術壟斷局面,實現了國產替代進口。該產品目前已成功在耐火材料、玻璃行業應用,實現了高溫煙氣的超低排放技術難題。

        緊跟“雙碳大時代” 布局發展新方向

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        習近平總書記在第七十五屆聯合國大會上指出,中國將努力實現2030年碳達峰、2060年碳中和。面臨“雙碳”目標,山東工陶院積極做出響應,在多年研究產業化基礎上,迅速構筑了“工陶院雙碳開發體系”,開展了固體氧化物燃料電池與二氧化碳分離用納米孔陶瓷材料的開發工作,實現綠色低碳轉型。

        不忘初心,牢記使命。中材高新將始終堅決貫徹政策導向,用實際行動積極推進生態保護和環境建設,讓藍天之下白云依舊輕輕飄舞,讓“明月別枝驚鵲,清風半夜鳴蟬”的和諧景致再次呈現,未來將繼續著力于環保領域的功能性陶瓷膜材料研發,為環保事業添磚加瓦。為了青山綠水,陶瓷膜團隊正在堅定前行。


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