成果与项目的背景及主要用途：用于 CO2 分离的膜技术在天然气、沼气的 净化，三次采油中的 CO2 回收，密闭空间中的 CO2 脱除以及减轻温室效应等领 域有广阔的应用性前景。与传统的 CO2 分离技术相比，膜分离方法具有投资少， 能耗低，环境友好，设备简单紧凑、节约空间、高效灵活、易于操作等优点，而 且 CO2 浓度越高，膜法分离越经济，即使 CO2 浓度低于 5%，用膜法的费用也 仅为吸收法的 64.7%。 18天津大学科技成果选编 19 可以用于脱除酸性气体的膜主要有液膜、无机膜和高分子膜，实际应用中满 足气体分离要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的渗透性和选 择性不能兼得的缺点。含有固定载体的促进传递膜兼具液膜和普通高分子膜的优 势，能同时具有高的分离系数和透过速率，而且稳定性好，是一类很有发展前途 的气体分离膜，已引起国际上研究者们的极大关注。 技术原理与工艺流程简介：本研究成果合成了几种对 CO2 具有促进传递作 用的固定载体膜材料，通过载体与 CO2 的相互作用促进 CO2 在膜内的传递，因 而具有较高的渗透选择性。同时由于载体是以化学键固定在高分子上，因此具有 很好的稳定性。 本成果以自主开发的固定载体膜材料为分离层，以多种材质的超滤膜为基膜， 制备了用于 CO2 分离的固定载体复合膜。所研制的复合膜，其 CO2/CH4 透过分 离性能处于世界领先水平。 技术水平及专利与获奖情况：所制备的固定载体复合膜 CO2/CH4 分离因子 可达 100～300，CO2 渗透速率可达 10-6～10-5 cm3(STP)/cm2·s·cmHg。 本研究成果共获得发明专利 3 项，分别为： 1. 用于酸性气体分离的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02148632.8） 2. CO2 气体分离复合膜的制备方法（专利号：01144974.8） 3. 用于分离酸性气体的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02158530.X） 本成果与所在课题组其他成果一起，获 2004 年度天津市自然科学奖一等奖 应用前景分析及效益预测：本研究成果所开发的 CO2 分离膜制备技术其经 济效益是明显的。首先，采用 CO2 膜分离可以降低我国能源生产的成本。我国 目前的天然气产量已经超过 300 亿 m3，若其中的 10%以膜分离方法来进行净化， 则需要约 12 万 m2 的膜才能满足需要，与传统方法相比每年可节约 4000 万元。 此外，由于可持续发展和环境保护的需要，采用城市生活垃圾和其他工业垃圾生 产沼气近年来得到了迅速发展。至今，我国已建设了大中型沼气池 3 万多个，总 容积超过 137 万 m3，年产沼气 5.5 亿 m3，采用膜分离技术处理这些沼气也需要 大量的 CO2 分离膜。最后，随着海上油气资源的开发以及农业生产中气肥的大 量使用，对 CO2 分离膜的需求和产生的效益也很大。天津大学科技成果选编 应用领域： 1. 天然气、沼气的净化； 2. 三次采油中的 CO2 回收； 3. 密闭空间中的 CO2 脱除； 4. 农业生产中气肥的使用。 该项目需要以下条件： 1. 聚合物合成的相关设备及原料：反应釜，冷却装置等。 2. 复合膜加工设备及原料：涂膜机，干燥器，膜交联设备，交联剂等。 3. 膜组件加工设备及原料。 4. 需要厂房面积大于 1000m2。 合作方式及条件： 由天津大学提供膜材料合成、复合膜制备、交联等相关技术，由合作方提供 厂房、设备、原材料及相关的人员配套。 

技术简介： 针对低温甲醇洗循环甲醇中硫含量高且不能定性定量的的问题进行微量硫 的定性和定量研究。首先采用已知物质比对的方法对回流甲醇和预洗甲醇中的各 主要硫化物进行定性，之后再采用标准物质曲线法进行定量。之后采用普通精馏 和萃取精馏的方法对外采的回流甲醇或预洗甲醇进行脱硫处理，回收甲醇总硫含 量可以达到 2mg/kg 以下。 33天津大学科技成果选编 34 宁夏宝丰能源集团股份有限公司正在建设年处理量 6 万吨的循环甲醇脱硫装 置。 应用前景分析： 可以很好的解决水煤气低温甲醇洗循环甲醇总硫超标的问题，解决合成气硫 含量超标使合成催化剂使用寿命缩短的难题。在煤化工行业有很好的应用前景。 课题组可以提供成熟的低温甲醇洗循环甲醇脱硫工艺包。 经济效益预测： 随着环境保护意识的提高，含硫废甲醇的销售及运输越来越难，目前处理每 吨废甲醇的收益在 1500 元左右。年生产 100 万吨甲醇厂回收废甲醇的效益在 4500 万元左右。 技术成熟度:产业化项目 应用领域:煤化工 

华东理工大学与浙江联顺筑养实业集团有限公司共同承担的国家863计划项目课题“粉煤 空气气化制备燃气新技术开发”，依托浙江联顺筑养实业集团有限公司，开发具有完全自主知 识产权的日处理75吨煤级、低成本和全热回收粉煤空气气化制备燃气新技术。该技术具有煤种 适应性强、流程简单和开停车操作方便等特点和优势，该技术主要特点包括： (1) 气化装置开停车时间短，操作简单，安全性高； (2) 碳转化率高，燃气中飞灰含量低； (3) 连续、稳定、准确和可控的高含水量中等固气比粉煤输送。 171资源与环境工程学院科技成果 172 (4) 采用空气气化，省去了昂贵的氧气制备系统。 (5) 气化工艺洁净，环境友好。 建成日处理煤量75 吨粉煤空气气化示范装置，以神府煤为原料基准，采用富氧空气，气 化压力常压，气化装置实现8小时连续运行，达到的主要技术指标为： (1) 空气煤比≤3100Nm3 空气/1000 kg煤； (2) 有效气成分CO+H2+CH4≥38%； (3) 碳转化率≥94~96%； (4) 燃气高热值≥5000 kJ/Nm3；

高效轧制国家工程研究中心多年来与企业合作进行钢材品种的开发和性能优化技术，积累了丰富的经验和技术。自九五以来，即开始进行汽车用钢、热轧宽带钢、中厚板的开发和性能优化，开发了多种新品种，满足了国民经济建设的需要。 汽车用钢系列： (1)超深冲和深冲钢板系列：IF钢板、新型微碳深冲钢板等，该两种钢板是广泛在汽车上使用的新型高效钢材，以高纯净、高塑性和高成形性为特征，代表了现代钢材向高纯净方向发展的趋势。与宝钢、武钢分别合作开发了适合该两厂装备条件的IF钢，目前宝钢已经大批量生产，并将逐步在引进高档轿车上使用，替代进口。 (2)高强板系列：深冲高强板、冲压用高强板是汽车行业广泛使用的材料，特别是随着能源短缺的出现，由于使用高强板的汽车节能效果非常显著，因而受到欢迎。与武钢、鞍钢合作开发了超低碳含磷深冲板，超低碳烘烤硬化板，双相钢板，应变诱导塑性钢板等等，通过装车试用收到了很好的节能和节材效果。 (3) 超高强板系列：在高档汽车和先进概念车上，超高强度的汽车板使用越来越多。高效轧制国家工程研究中心立足基础应用研究，开发了孪晶诱导塑性钢、淬火配分钢、热成形钢。通过超高强板的应用可以起到安全、节能、环保的作用。 热轧板卷系列： 热轧板卷系列品种方面，如造船板、集装箱板、管线钢、汽车大梁板、工程机械钢、压力容器用钢、高层建筑用钢、高强/耐候桥梁钢、锅炉用钢等方面做了许多项目，在雄厚的技术理论支撑下，结合现场生产积累了丰富的实践经验。 （1）造船板系列：与国内多家企业合作开发了D、E、D36、E40、F40等高强韧船板生产技术，并通过九国船级社认证。 （2）管线钢系列：与国内多家企业合作开发了X42、X52、X60、X65、X70、X80、X100热轧钢板。最近完成了为国家西气东输二线工程所需要的X80管线钢的开发，同时成功开发了抗酸性环境及地震冻土带用高品质管线钢产品。 （3）工程机械钢系列：与国内企业合作开发了屈服强度在690MPa-1000MPa的高强工程机械用钢，并得到了广泛应用。 （4）压力容器用钢系列：与国内企业合作开发了抗拉强度在610MPa以上的高强压力容器用钢，取代了日本进口的SPV490系列钢板。同时实验室完成了国际先进的LNG储罐用9Ni钢的研制。 （5）集装箱板系列：与国内企业合作开发了SPA-H、400MPa~600MPa级的集装箱用耐候钢板，并得到了广泛应用。 （6）汽车大梁板系列：与国内企业合作开发了510L、610L、700MPa级的系列高强汽车大梁板，在东风汽车、解放卡车等车辆上得到广泛应用。 该技术可广泛应用于全国各个冶金企业的中厚板、炉卷轧机、热、冷轧宽带钢等生产线上。

反渗透是废水深度处理与回用工程中关键单元之一，在用反渗透法对废水进行深度处理 时，水的回用率通常在75&左右，同时产生25%左右的浓缩水。大多数情况下，反渗透浓缩水 的水质不符合直接排放的要求，需要作进一步处理。然而，被反渗透膜截留下来的污染物大多 很难生物降解，且反渗透浓水的盐分较高，也增加了其进一步处理的难度。华东理工大学环境 工程研究所结合承担的废水深度处理与回用工程项目，研究开发了反渗透浓缩水处理技术，如 AOP-BAF、CO-BAF和CO-BAC技术等。

生物柴油是用含油植物或动物油脂作为原料的可再生能源，是优质的石油柴油代用品，具有可再生、清洁和安全三大优势，目前世界许多国家正大力开发这种生物柴油技术并推进其产业化进程。我国“十五”计划发展纲要提出发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家发展方向。我国自“八五”就有科研单位开展了生物柴油技术的研究开发，目前只有海南正和生物能源公司实现了产业化，生产能力仅为2×104 吨/年，其工艺有以下缺点：生产规模小，生产成本高，产品分离困难，排放大量的废液造成环境污染。 本工艺路线的小试验研究结果为：(1)以废食用油为原料，生物柴油收率达到95％以上；(2)生物柴油质量达到美国生物柴油标准，性能与0 ＃柴油相近。副产物甘油纯度达到99.5%；(3)生产成本与石油柴油相当（或稍高）。

研发了几种高性能的提取及分离稀散金属铼的活性体系。以生物质废弃物废纤维素为原材料，胺基修饰制备得到了六种胺基化废纸吸附剂，对 Re(VII) 表现出较高的吸附性能。针对含铼料液中经常伴生钼的问题，研制了以稻壳、秸秆为原材料的吸附剂，经酯化后，得到了两种吸附材料 ORH 、 OCS ，以另一种天然生物质褐藻为原材料，经酯化后，得到了具有活性的交联吸附剂 CAS 。通过对实际料液分离铼的动态模拟实验，验证了这几类吸附剂的实际应用性，对 Re(VII) 的回收率可达 97% 以上，为工业应用奠定了基础。针对传统铼的液相分离体系，研制成功多种用于固相萃取的树脂微球，其分离过程可避免传统液液萃取体系易产生第三相，以及产生大量无机废弃物等弊端，实现了快速、绿色的分离效果。以工业液液分离反应器为蓝本，自行设计建制了一套恒温萃取装置，温度控制范围在 5 ℃ -80 ℃，控温精度可达± 0.05K 。在此装置上测定了 10 余套铼的液液分离过程中的热力学参数，以经典的统计力学结合溶液化学理论，计算得到了液液分离过程的热力学参数，进一步解释了萃取反应过程中的溶液化学理论，为反应器的工业化奠定了基础。

云母氧化铁是一种无毒惰性防锈颜料，外观为有金属光泽的紫褐色或紫灰色粉末，是六角片状，晶型为赤铁矿型，基本上是高纯α-Fe2O3，耐酸碱性好，相对密度为5.0，吸油量为21g∕100g，63um时的筛余物3％，水溶物小于0.06％，水浸液PH＝7.2，酸不溶物2.0％。 云母氧化铁可与传统的活性防锈颜料混合使用，能大大提高防锈能力并节省活性颜料降低成本，也可单独使用，其保护性能优于α-Fe2O3，氧化铁红。云母氧化铁还可最为干涉颜料的片基材料，干基表面包覆不同厚度的TiO2层，形成不同干涉色，与云母钛相比，其干涉色更为鲜艳，单一纯正，是应用前途极好的新型防锈颜料。近期研究开发成功的水热合成法是制备云母氧化铁的理想方法，它与熔融复盐高温氧化法相比，原料来源方便，价廉易得，安全无毒，能耗低，工艺简单，设备投资较少。该方法是以硫酸亚铁为基本原料，一般是将钛白粉生产过程中的附产绿矾经溶解净化后，溶液与氧化剂氧化为硫酸铁，再加入烧碱中和，然后将生产物在高压釜中进行水热处理数小时，即可制成云母氧化铁结晶，取出过滤，洗涤，干燥即得成品。 年产3000吨装置，建设总投资约为250万元，年产值约为1500－1600万元，生产成本约为800－900万元，年利税收入700万元。云母氧化铁应用前景好。

过碳酰铵是一种新型的高效无毒灭菌，杀菌，消毒剂，外观为白色的细小晶体，易溶于水，化学性质较稳定，与传统的消毒剂―过碳酸钠相比，过碳酰铵活性氧的含量较高，在水中溶解度大，功效更安全，性能优异，广泛用于日化，生化，化工，饮食，医药，医疗卫生，纺织印染，造纸，皮革等多种工业部门。同时还应用于有机高分子合成作引发剂，使聚合反应转化率大为提高，在发达国家中，过碳酰铵的研究，生产和应用是相当热门的，而我国由于种种原因，对它的研究开发，生产和应用还处在启蒙阶段，不过由于2003年全国“非典”的教训，使人们对过碳酰铵的性能认识和生产应用肯定会出现。

高岭土和改性高岭土广泛应用于陶瓷，造纸，耐火材料，涂料，橡胶和电缆等工业。每年不同等级高岭土的需求在400万吨，出口100万吨。我国是陶瓷生产大国，约55％左右高岭土供应陶瓷业。油漆涂料和造纸是我国优质煅烧高岭土一个最主要的消费领域，分别占国内超细、高白度优质煅烧高岭土消费量的60％和30％左右。估计2004年国内煅烧高岭土在涂料、造纸、橡胶和塑料等中的消费量约31万吨。其中涂料（乳胶漆，内外墙涂料等）的消费约17万吨。涂布纸（铜版纸，涂布白纸板，轻量涂布纸，玻璃纸等）的消费量6万吨，橡胶、塑料和电缆等约5万吨，其他3万吨；此外，高白度（92±2）和超细（1250目以上）优质煅烧高岭土消费量15万吨。在工业发达国家，造纸业（主要用做铜版纸，涂布白纸板及其他高档或特种纸张等的涂料）和中高档涂料也是优质高岭土主要用途领域，其中造纸行业占优质煅烧高岭土总消费量的40％以上。