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戮力攻破二次污染 同心推动绿色制造 ——记北京化工大学与江苏强维集团 产学研

时间:2015-09-25    来源:中国轮胎循环利用网    点击:

        2015年8月6日,“多阶螺杆连续脱硫绿色制备颗粒再生橡胶成套技术装备现场观摩会”上,北京化工大学与江苏强维集团八年合作成果——多阶螺杆连续脱硫绿色制备颗粒再生橡胶成套技术问世,终于叩开再生橡胶绿色生产之门。
        有人说,这是中国轮胎循环利用领域内的非凡故事,更是一个传奇。
书写传奇的两位核心人物,结缘于2006年的一次行业技术交流会。彼时,经过近20年科学研究的张立群教授,准备在已有建树基础之上再攀高峰;作为中国轮胎循环利用协会执行副会长、江苏强维集团董事长的王士军,正为再生橡胶生产的二次污染问题苦心孤诣。针对行业面临的问题,两位志同道合的盟友水到渠成“走到了一起”,双方皆认为必须通过设备和工艺的革命,才能彻底解决二次污染问题。显然,两个在行业内都有影响力的团队凭借各自的专长进行联合攻关,改变轮胎循环利用行业面临的世界性难题——二次污染和产品质量不稳定的问题,为我国资源循环利用产业寻找到这条绿色制造和可持续发展的健康之路。
        2007年6月,长江学者张立群教授带领北京化工大学先进弹性体材料研究中心的科研团队与中国轮胎循环利用协会再生橡胶分会会长王士军率领的江苏強维橡塑正式建立技术攻关联盟——双方签订了技术合作协议,并于2008年1月成立废轮胎循环利用工程技术研发中心——正式开启这段传奇之旅。先进弹性体材料研究中心组织了材料、机械、工艺等专家深入江苏強维橡塑科技有限公司的生产车间,对再生橡胶的各个生产环节进行调研、采集数据,企业技术、生产人员全力配合,真诚交换意见。双方一致认同张立群教授及北京化工大学机电学院任冬云教授的意见:通过对废橡胶脱硫再生技术及降门尼技术机理的系统深入研究,通过废橡胶脱硫用螺杆挤出机设备的设计制造,在保证生产过程无污染、安全、节能的基础上,通过螺杆制造、螺纹原件组合、工艺和配方的调整,使再生胶的品质和性能有所提升,为处理废旧橡胶提供绿色、高效、连续化生产的解决方案。
2008年,方案确定后,双方技术人员无缝对接。不论寒暑工作人员共同奔波在车间、试验室,两点一线。
 
汗水浇灌出欢乐花朵,苦干中结出甜蜜果实。经过一年多的努力,有了初步的理论成果。2009年,一种硫化橡胶脱硫解聚再生的方法(ZL200910079775.1)、一种采用双螺杆挤出机脱硫再生硫化橡胶的方法(ZL200910080211.X)两项技术正式申请专利,为整个研发工作奠定了基础和方向。
不过,初步成果并未坚定双方进行更大投入的信心,理论研究的成果一时看不到效益。同年,塑化机的横空出世,以及行业内提出的“以机代罐”理念更给双方带来很大的攻关压力。此时,王士军董事长一口气引进了三台塑化机进行再生橡胶和丁基再生橡胶的生产。塑化机的使用解决了脱硫工序的二次污染,但是再生橡胶产品质量却大大下降,经济效益不理想。企业的发展、科研经费的投入都不能脱离企业的效益。上述压力下,双方考虑在设备和工艺研发的同时必须找出暂时的解决方案。于2009年研制了“梯级冷凝降压尾气处理技术”用于处理传统工艺下排出的污染气体,虽然处理不尽如意,但在那时环保压力不太大的时期,可以算是一种临时替代方案。更重要的是,给整个研发团队坚定了一个信念:“通过外部处理不能从根本上解决污染问题,必须坚持从设备本身不排放这个思路上解决”。在张立群教授脚踏实地的工作作风和王士军董事长无间配合下,研发团队经过努力,在2011年,又有五项技术正式申请专利:一种测量粉体材料动摩擦系数的装置及方法(ZL201110382368.5)、一种高温高压反应罐及橡胶渗透性测试方法(ZL201110333925.4)、一种连续制备活化胶粉的方法(ZL201110345292.9)、一种废旧橡胶动态脱硫新工艺(ZL201110122208.7)、一种高温高压反应罐(ZL201120420713.5),同时发明了多种试验设备和试验方法,大大加快了科研进度。4年潜心研究取得的科研成果,得到了社会的广泛关注和赞许,2012年得到了国家“863”计划废旧橡胶连续动态脱硫及制备子午线轮胎技术(2012AA063005)的支持。
         这个消息传来,对于所有研发人员来说,是一种莫大的肯定和鼓舞,直接转化成巨大的生产力——专利申请以连战告捷:一种连续低温高剪切制备再生胶的方法(ZL201210331672.1)、一种双阶双螺杆挤出机连续制备再生胶的方法(ZL201210422570.0)、一种采用异向双螺杆挤出机再生废橡胶的方法(ZL201210422557.5)、一种采用螺杆挤出机连续制备液体再生胶的方法(ZL201210069417.4)、一种常压中温低耗再生废橡胶的装置(ZL201320185704.1)、一种测量粉体材料松密度-压力关系的装置及方法(ZL201310000565.5)、一种测量粉体导热系数的装置及方法(201310188053.6)、一种常压中温低耗再生废橡胶的装置及方法(201310128999.3)等8项技术在两年内被正式申请专利;同时,试验设备也被陆续推出和完善,2012年第一套完整成套的试验设备成型、第一套中试设备成型,2013年改进型中试设备成型。上万次的各类试验,上百吨的试验胶粉,几十套各类试验和测试设备……终于在2014年开花结果:多阶螺杆连续脱硫绿色制备颗粒再生橡胶成套技术通过中国物流与采购联合会组织的专家鉴定,鉴定为“关键技术达到国际领先水平”。
        如果故事到此结束,那就只是一个故事,还不能称为传奇。
科学是第一生产力,先进的科学技术必须应用于生产实际才能成为行业进步的第一推动力。为此,这个故事的两位主角又一次共同做出一个重大决定:为了更好地进行科学技术成果转化和后续的技术研发,北京化工大学和江苏強维橡塑科技有限公司共同出资,于2014年10月成立了一家专业从事废旧橡胶回收利用专用设备制造及废旧橡胶利用领域环境污染防治技术研发的高科技企业——南京绿金人橡塑高科有限公司。
        短短几个月,南京绿金人橡塑高科有限公司便取得了一系列骄人成绩:一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置及方法(201510101329.1)、一种倾斜式强制喂料机(201520501456.6)等4项专利正式申请;LJR-3000Y、LJR-5000Y、LJR-8000Y以及LJR-300H型等系列成套技术设备被研发出来并为再生橡胶企业进行生产线建设。
2015年8月6日,在中国轮胎循环利用协会的组织下,在江苏宿迁举行了“多阶螺杆连续脱硫绿色制备颗粒再生橡胶成套技术装备”现场观摩会,在观摩会的技术交流环节中,中国工程院瞿金平院士赞誉道,“这是多学科交叉的典范、基础理论研究与产业化应用的典范”;中国轮胎循环利用协会首席顾问、北京化工大学教授程源颇为赞赏,“这是产学研深入合作的典范、工艺与设备完美结合的典范”。
面对如此高的评价,故事的两位主角有着清醒地认识:只有继续加大科技创新力度,才能不断引领行业发展。他们为新公司的发展制定了科学而又长远的发展规划。根据行业发展的需要和国家产业政策,以发展节能环保型废旧橡胶回收利用专用设备及废旧橡胶利用领域环境污染防治技术为中心加大技术创新力度,全面提升行业的整体技术水平。
        在“十三五”期间,实现废橡胶脱硫制备再生橡胶行业的绿色转型,用绿色高效的连续生产技术装备替代间歇性动态脱硫工艺和开放式精炼机压胶工艺,实现制备工艺绿色化;通过理论配方研究、技术创新和标准提升等,用环保油代替煤焦油,实现再生胶产品的绿色化;加大技术创新力度,在目前轮胎再生胶制备仅限于废旧全钢载重子午线轮胎的基础上,研发废旧半钢轿车子午轮胎和废旧丁基内胎的绿色高效再生工艺和装备;在脱硫再生制备高性能再生胶的基础上,开辟废橡胶脱硫再生的新途径,如开发超低粘度的液体再生橡胶技术装备,并将其应用于轮胎、道路和防水卷材等领域。使废橡胶制备再生橡胶的无害化利用率达到80%,产能达到600万吨/年,胶粉制备再生橡胶能耗控制在600度/吨,较之“十二五”下降20%,用人减少50%,环保型再生橡胶产品占总量的80%以上。
到2025年,实现废橡胶再利用绿色装备的智能化制造,在巩固国内市场的基础上,拓展国际市场,使自主研发的具备自主知识产权的废橡胶脱硫再生用绿色技术装备走出去,为解决世界范围内的废橡胶综合利用难题做出贡献。
在“十三五”的基础上,进一步提高废橡胶无害化利用率,研发推广新的再生工艺和装备,在高效再生废旧轮胎和丁基内胎的基础上,拓展废橡胶再生领域,突破各类特种再生橡胶的绿色制造技术装备研发;进一步降低能耗和人工数量,实现全面应用环保型再生橡胶。
北京化工大学与江苏强维集团的产学研合作成果,引领我国轮胎资源循环利用行业走上绿色制造之路。在这条道路上,作为核心研发人员的张立群教授、王士军董事长、史金炜博士等行业志士们,为行业的清洁化生产正披荆斩棘,奋勇突围。

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