项目公示信息表.doc
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1、项目公示信息表一、项目基本情况奖 种国家技术发明奖项目名称大型二氧化氯制备系统及纸浆无元素氯漂白关键技术及应用主要完成人王双飞、孙润仓、杨崎峰、聂双喜、詹磊、覃程荣提名单位中国轻工业联合会提名单位意见(不超过600字,对技术发明点的创造性、先进性、应用效果进行概述,并对照国家技术发明奖授奖条件,填写提名意见和提名等级)由广西大学、广西博世科环保科技股份有限公司、北京林业大学共同完成的“大型二氧化氯制备系统及纸浆无元素氯漂白关键技术及应用”项目紧密结合生产实际,针对二氧化氯制备技术长期被国外垄断、导致我国造纸行业清洁漂白技术推广难的问题,历时十多年攻关,攻克了二氧化氯制备体系核心技术难题,打破国
2、外技术垄断,发明了高效稳定不产生固形物的综合法二氧化氯制备技术、组合还原剂二氧化氯制备技术、多重强化纸浆无元素氯漂白技术,实现了纸浆漂白AOX超低排放,达到国际领先水平。项目技术已推广应用于国内外23家企业30台(套)。项目获得授权专利51件,其中美国、加拿大等国外发明专利7件,中国发明专利24件,发表论文251篇,其中SCI收录165篇(JCR一区Top论文68篇),EI论文51篇。该项目首次实现了二氧化氯制备成套技术出口海外,使我国一举由二氧化氯技术进口国转变为技术出口国,有力推动了我国纸浆清洁漂白的进程,为造纸行业落实“水污染防治行动计划”(2015年)提供了技术保障。提名该项目为国家技
3、术发明奖二等奖。二、项目简介(不超过1页。应包含项目主要技术内容、授权专利情况、技术经济指标、应用及效益情况等)我国造纸工业总产值约占GDP的2%,为满足人民生活需求发挥了重要作用。但传统纸浆氯气漂白过程排放的废水含有大量的有毒有害可吸附有机卤化物,如有毒甚至剧毒的氯酚、氯苯、二噁英等,具有强致畸、致癌性。纸浆无元素氯漂白(ECF)可显著提高纸浆性能,大幅度降低毒性大、可致癌的有机卤化物AOX含量,实现环境、经济和社会效益的有效统一。上世纪90年代发达国家已全面采用ECF等先进漂白工艺。实现ECF漂白的关键是ClO2制备技术,其核心技术长期被国外企业垄断,导致我国造纸行业清洁漂白技术推广缓慢。
4、该项目历时十多年攻关,打破了国外技术垄断,独创了高效稳定不产生固形物的综合法ClO2制备技术、组合还原剂ClO2制备技术、多重强化纸浆无元素氯漂白技术,实现了纸浆漂白AOX超低排放,为落实“水污染防治行动计划”(2015年)提供了全系统技术,有力推动了我国纸浆清洁漂白行业的跨越式发展。主要发明点及技术内容包括:1)发明了一种稳定、高效、不产生固形物的综合法ClO2制备技术,攻克了传统综合法ClO2制备系统运行不稳定、产品中Cl2含量高、电解氢气中氧含量高等难题,ClO2生成效率从90.0%提高到93.5%,Cl2浓度从1.8 g/L降到0.2 g/L,电解产生的氢气中氧含量从3.2%降低至2.
5、6%以下;2)发明了组合还原剂ClO2制备和酸性芒硝中性化回收技术,解决了传统甲醇还原法氯酸钠转化率低、产品中Cl2含量高、副产品难以资源化利用等难题,氯酸钠转化率从95%提高到97%以上,Cl2含量从高达1.2 g/L降低至0.2 g/L以下,实现了酸性芒硝高值资源化利用;3)发明了多重强化无元素氯漂白AOX超低排放技术,解译了水热及超稀酸预处理过程原料中木质素氧化解离结构变化规律及特征,揭示了高温ClO2漂白过程木质素和己烯糖醛酸对AOX生成的影响机理,大幅度减少了ClO2用量,与传统ClO2漂白过程相比AOX降低33%以上。该技术具有完全自主知识产权,彻底打破了国外技术垄断,构建了国内目
6、前唯一掌握上述两种ClO2制备技术的团队,从根本上解决了我国造纸行业纸浆漂白重度污染的技术难题,成果经中国轻工业联合会鉴定达到国际领先水平。成果2009年开始产业化,2012年首次实现了我国二氧化氯制备成套技术出口海外,使我国一举由ClO2技术进口国变为技术出口国。该技术已在我国、印度尼西亚、印度、泰国等国的23家大型造纸企业应用30多台(套)。近三年主要应用企业累计生产ECF漂白浆735.3万吨,新增销售额269.5亿元,新增利润39.0亿元,取得了重大的经济、社会及生态效益。项目授权专利51件,其中美国、加拿大等国外发明专利7件,中国发明专利24件,发表论文251篇,其中SCI收录165篇
7、(JCR一区Top论文68篇),EI论文51篇,主编中文专著1部、参编英文专著1部,应邀在国际会议上做特邀和大会报告12人次。系列研究成果获教育部技术发明一等奖、广西科技进步一等奖、中国轻工业联合会技术发明一等奖。三、客观评价(限2页。围绕技术发明点的首创性、先进性和技术价值进行客观、真实、准确评价。填写的评价意见要有客观依据,主要包括与国内外相关技术的比较,国家相关部门正式作出的技术检测报告、验收意见、鉴定结论,国内外重要科技奖励,国内外同行在重要学术刊物、学术专著和重要国际学术会议公开发表的学术性评价意见等。非公开资料(如私人信函等)不能作为评价依据。)1. 国内外相关技术的比较印度尼西亚
8、Lontar Papyrus Paper & Paper Industry和Indah Kiat Paper & Paper两家国外企业应用了该项目技术后一致认为“二氧化氯制备工艺稳定、可靠,电解电耗明显降低,氢气中氧含量降至2.6%及以下;与传统氯气漂白相比,漂白浆黏度、得率、白度稳定性等显著提高,废水中AOX减少了90%”(附件2.1.2-2.1.4)。印度企业Kuantum Papers Ltd使用该项目技术后,实现了副产物芒硝的资源化利用,制备出高品质无水硫酸钠,增加了企业经济效益。2. 科技情报部门评价广西壮族自治区科学技术情报研究所对“大型二氧化氯制备系统的研发及其在纸浆无元素氯漂
9、白中的应用”项目主要技术发明点进行国内外文献检索,比较分析后发现,“除本项目委托单位及其合作单位的部分研究外,未见有采用文献6所述自然循环氯酸钠电解技术研发二氧化氯制备系统的公开文献报道;未见有采用文献15所述热能回收技术研发二氧化氯制备系统的公开文献报道”。 3. 技术检测报告利用该技术生产的二氧化氯水溶液于2016年12月经广西壮族自治区轻工产品质量监督检验站检验,二氧化氯浓度达到10.1 g/L,Cl2含量小于0.2 g/L。利用该发明技术生产出的工业硫酸钠于2011年10月经广西产品质量监督检验院检测,各项指标均超过国标要求。4. 科技成果鉴定中国轻工业联合会于2018年7月主持召开了
10、科技成果鉴定会(大型二氧化氯制备系统关键技术研发及其在纸浆清洁漂白中的应用,中轻联科鉴字2018第064号),鉴定委员会专家一致认为“该项目完成了大型二氧化氯制备系统的国产化,实现了重大的技术突破,取得多项发明专利,打破了国外技术与装备的垄断。氯酸钠转化率提高到97%以上,产品中氯气含量降低至0.2 g/L以下,二氧化氯生成效率从90.0%提高到93.5%,电解过程中氢气含氧量降低至2.6%以下,漂白过程AOX降低33%以上。项目成果已在国内外21家大中型制浆造纸企业成功应用,并取得了显著的经济效益、社会效益和环境效益,形成了具有自主知识产权的二氧化氯制备系统及清洁化漂白技术,成果达到国际领先
11、水平”。 5. 重要科技奖励(1)王双飞教授等主持的项目“大型还原法二氧化氯制备系统开发及其在纸浆无元素氯漂白中的应用”,获得2015年度广西科技进步一等奖。(2)王双飞教授、孙润仓教授等主持的“综合法二氧化氯制备及纸浆漂白AOX超低排放关键技术研发与应用”项目获得2018年度教育部技术发明一等奖(已公示)。(3)王双飞教授、孙润仓教授等主持的“大型二氧化氯制备系统及纸浆漂白过程AOX超低排放关键技术研发与应用”项目获得2018年度中国轻工业联合会技术发明一等奖。6. 学术性评价意见(1)美国北卡罗来纳州立大学Hou-Min Zhang教授在Bioresource Technology发表的文
12、章(2016, 219: 600-607)中指出该项目的水热预处理(180oC,15 min)可从桉木中脱除26%的木质素;韩国首尔大学Tai Hyun Park教授在Biomass and Bioenergy发表的文章(2017, 105: 190-196)指出,孙等人发明的稀酸耦合稀碱处理比传统单一的处理方法更加有效。(2)瑞典Arshadi 教授在Green Chemistry发表的文章(2016, 18:6160-6204)中指出,覃等人的研究评估了利用控制pH的水热预处理可有效从蔗渣中分离出半纤维素。(3)美国田纳西大学的Ragauskas在ACS Sustainable Chemi
13、stry & Engineering发表的文章(2018, 6: 957-964)中指出覃等人的研究(Extraction of hemicellulose by hot water to reduce adsorbable organic halogen formation in chlorine dioxide bleaching of bagasse pulp, ESI高被引论文)水热预处理后的残余木质素在二氧化氯漂白过程中被有效脱除。7. 入选产品名录及称号(1)中华人民共和国科学技术部2012年授予“制浆漂白BSC型二氧化氯制备系统产业化”为国家火炬计划产业化示范项目。(2)中国环境
14、保护产业协会2015年认定“甲醇还原法制备二氧化氯技术”为度国家重点环境保护实用技术。(3)广西工业信息化委员会2016年发布关于公布2016年首台(套)重大技术装备名单的通知(桂工信装备2016400号),认定“综合法大型二氧化氯制备系统”为广西国内首台(套)节能环保和资源利用重大成套技术装备。(4)广西壮族自治区质量技术监督局2016授予“博世科牌甲醇法二氧化氯制备系统”广西名牌产品。(5)广西壮族自治区工业和信息化委员会2015年授予“纸浆漂白配套二氧化氯制备系统”广西壮族自治区工业新产品称号。四应用情况成果2009 年开始产业化推广,2012 年首次实现了我国二氧化氯制备成套技术出口海
15、外,使我国一举由二氧化氯技术进口国转变为技术出口国,目前已在APP Group PT Indah Kiat Pulp & Paper TBK(IKPP 印度尼西亚)、PT Lontar Papyrus Pulp & Paper Industry(IPPPI 印度尼西亚)、Kuantum Papers Ltd(KPL印度)、海南金海浆纸业有限公司、泸州永丰浆纸有限责任公司、广西永凯糖纸有限责任公司、广西博冠环保制品有限公司、广西田阳南华纸业有限公司等国内外23 家大型造纸企业应用30 多台(套)。近三年主要应用企业累计生产ECF漂白浆735.3万吨,新增销售额269.5亿元,新增利润39.0亿元
16、,取得了重大的经济、社会及生态效益。五、主要知识产权和标准规范等目录(不超过10件)知识产权(标准)类别知识产权(标准)具体名称国家(地区)授权号(标准编号)授权(标准实施)日期证书编号(标准批准发布部门)权利人(标准起草单位)发明人(标准起草人)发明专利(标准)有效状态发明专利Method and system for the integral chlorine dioxide production with relatively independent sodium chlorate electrolytic production and chlorine dioxide producti
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