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有机溶剂超深度脱水分子筛膜和成套装备
本项目采用自主研发的连续微波合成技术和装备，结合行业首创的分子筛膜快速在线监测方法，成果实现了高性能分子筛膜材料的连续化生产，并在此基础上通过高效率膜组件的研制和成套设备的设计制造。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
分离是工业生产过程中重要的单元操作过程之一，占到工业过程能耗的40-60%。降低分离过程能耗收到全球普遍重视，其中膜分离提供了一条重要的技术路线。本项目采用自主研发的连续微波合成技术和装备，结合行业首创的分子筛膜快速在线监测方法，成果实现了高性能分子筛膜材料的连续化生产，并在此基础上通过高效率膜组件的研制和成套设备的设计制造，在生命医药、新能源、高端化工等领域进行了分子筛膜有机溶剂超深度脱水的示范推广。项目成果（包含膜材料，膜组件、成套技术和装备）将助推我国医药、化工与新能源领域的节能降耗与产业升级，引领全球先进分离技术的行业发展。
已申请专利 23 项，其中发明专利 17 项（授权 1 项），实用新型专 利 5 项（授权 2 项），PCT1 项。在 Science, Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., J. Membr. Sci.等期刊发表顶尖论文 90 余篇。
创新点：
（1）国际上首次实现了分子筛膜材料的连续化合成。解决了无机分子筛膜材料生产的品质稳定性难题，保障了超低缺陷分子筛膜材料的大规模生产应用。
（2）发展了具有独特流道结构的高效率膜组件，实现了膜组件产品的系列 化和标准化。
（3）国际上率先完成了分子筛膜用于有机溶剂超深度脱水的若干项标杆式工业应用。
图 3. 电子级 NMP 的现场精制的成套撬块化设备
宁波大学
2022-08-16
种提高含有聚合物的载体上分子筛膜通量的方法
本发明公开了一种提高分子筛膜通量的方法，对在含有聚合物的载体（如纯有机载体或有机-无机复合载体）表面合成的分子筛膜进行加热处理，从而达到提高分子筛膜渗透通量的目的。先在载体表面制备分子筛膜，然后将膜材料整个置于加热炉内，按一定速率升温到一定温度后保持一段时间，然后再按一定速率降温至常温；将进行过加热处理的分子筛膜用于渗透汽化分离，与未处理的分子筛膜相比，膜的通量有明显提高。也可以在制备分子筛膜之前，对载体进行同样的热处理。本发明的热处理没有使分子筛膜产生额外缺陷，操作简单，分离性能提高显著，对分子筛膜的修饰有普遍适用性。
浙江大学
2021-04-13
含硅固废（尾矿）绿色制备纳米孔道 ZSM-5 分子筛技术
本技术提出以无溶剂法合成ZSM-5分子筛，在分子筛合成过程中无溶剂参与，仅将初始原料研磨混匀后，转移到反应釜中进行晶化反应，从而简化了合成工艺，实现ZSM-5分子筛低成本、高效、绿色合成。
北京科技大学
2021-04-13
分子筛膜分离天然气中二氧化碳
本项目核心技术是耐高压分子筛膜，利用天然气自身高压优势，以天然气采出压力和管道输送压力之差作为膜分离推动力，在极少能耗下完成天然气纯化目的。已完成中试制备，主要分离性能指标和能耗指标都明显优于现有的分离技术。
专利情况：在申请13项；已授权10项，
成熟度：研制
创新要点：1）对称大孔单管支撑体：膜管长50 cm，分子筛膜应用于4 Mpa高压下、CO2/CH4（50/50 mol%）混合气体的CO2渗透速率>0.6x10-7 mol/(m2sPa)和CO2/CH4分离选择性>50。
2）非对称单管支撑体：膜管长50 cm，分子筛膜应用于4 Mpa高压下、CO2/CH4（50/50 mol%）混合气体的CO2渗透速率>1.8x10-7 mol/(m2sPa)和CO2/CH4分离选择性>50。
南京工业大学
2021-01-12
一种硼吸附剂的制备方法及其产品和应用
本发明涉及一种硼吸附剂的制备方法，包括如下步骤：1)分别配制单宁酸溶液和腐殖酸溶液，混合单宁酸溶液和腐殖酸溶液，得到混合溶液；2)调节步骤1)中混合溶液的PH至6～8，避光反应，得到海绵状絮体溶液；3)将步骤2)中得到的海绵状絮体溶液进行分离，冷冻干燥，研磨得到硼吸附剂。本发明还涉及上述方法制备得到的硼吸附剂及其应用，制备方法简单，无污染，所得硼吸附剂抗干扰性能强，且应用简单。
浙江大学
2021-04-13
一种钙基 CO2 吸附剂及其制备方法
本发明公开了一种钙基 CO2 吸附剂，包括质量比为 1:9～1:1 的Ca2MnO4 和 CaO，且 Ca2MnO4 和 CaO 的总质量分数为 90％～99.9％，所述 CaO 用于吸附 CO2，所述 Ca2MnO4 均匀掺杂于所述 CaO 中，用于增强 CO2 吸附剂的抗烧结能力，使所述 CO2 吸附剂的循环性能增强，所述钙基 CO2 吸附剂的粒径小于 300μm。本发明还公开了该钙基 CO2 吸附剂的制备方法。通过本发明，制备了一种 Ca2MnO4 掺杂CaO 的钙基 CO2 吸附剂，该吸附剂吸附能力强，抗烧结性好，制备方法简单，具有广阔的工业应用前景。
华中科技大学
2021-04-13
一种多污染物协同脱除吸附剂及其制备方法
一种多污染物协同脱除吸附剂及其制备方法。其制备方法步骤 如下：水洗高钙灰，将混合浆液分离出残渣，获得水洗清液；将水洗 后的灰进行铵洗，将混合浆液分离出残渣，并获得铵洗清液；将水洗 清液和铵洗清液混合，加入一定量的含钙化合物和活性氧化剂，充分 反应后得到固体沉淀，离心分离后烘干即得多污染物协同脱除吸附剂。 本发明制备出的高活性吸附剂，可以用于烟气中硫化物、氮氧化物及 重金属多种污染物的协同脱除。制备生产方法相对简单，条件易于控 制，实现了灰的减量化、无害化与资源化利用的多重效果，具有良好 的环境、经济效益，适合大规模工业化生产处理。
华中科技大学
2021-04-13
一种球状钙基 CO2 吸附剂的制备方法
本发明公开了一种球状钙基 CO2 吸附剂的制备方法，首先，以 海藻酸钠的重量份数为 1 份计，在 1 份～1000 份的水中加入海藻酸钠， 均匀混合获得胶体溶液；然后，将胶体溶液滴入钙盐溶液中，获得粒 径为 1.5mm～4mm 的球状海藻酸钙；最后，将球状海藻酸钙在含氧气 氛中 600℃～1200℃煅烧，使所述球状海藻酸钙完全热分解，获得球 状钙基 CO2 吸附剂。本发明方法制备过程简单，操作简便，同时制备 的球状钙基 CO2 吸附剂球形度较好、表面光滑，且该吸附剂的循环吸 附 CO2 的能力也较为突出，为钙基吸附剂的工业化应用提供了良好的 前景。
华中科技大学
2021-04-13
一种巯基改性磁性 MOFs 吸附剂及其制备方法和应用
本发明公开了一种巯基改性磁性 MOFs 吸附剂及其方法和应用，其制备方法包括如下步骤:(1)采件温和，成本低廉、操作简便;本发明制备的磁性 MOFs 吸附剂对水体中金属离子的去除具有吸附速度 快、吸附容量大、选择性好等优势。
武汉大学
2021-04-14
基于可再生吸附剂的高效烟气脱汞及汞回收技术
本成果创造性地提出了一种可再生磁珠高效脱汞技术。基于创新性提出的“以废治毒”思想，利用煤灰中磁珠制备可再生高效汞吸附剂，发明了可再生吸附剂喷射脱汞工艺系统。
据报道，煤中含铁矿物成分经燃烧后形成Fe2O3、Fe3O4，会同飞灰一并进入烟气管道，形成具有铁磁性的颗粒物。此类颗粒物因其较强的铁磁性，可利用磁选机实现分筛，所以具有作为磁性脱汞吸附剂载体的潜力。磁珠中所含铁尖晶石具有一定的催化氧化活性，可以将单质汞转化为二价汞。但是，该性质受磁珠化学组分差异的影响，表现出不稳定性。因此，需要进一步改性活化，以提高其汞吸附能力。
本技术利用铜氯基催化氧化作用，令汞单质与磁珠表面铜氯基活性位点通过化学吸附相结合，生成二价汞附着于磁珠表面，实现气态汞的颗粒化，再利用后续颗粒物捕集装置协同脱除烟气中汞。
该技术通过在烟气处理系统中嵌入磁珠分选、活化和喷射系统，实现吸附剂在线制备与应用，能够显著减少脱汞工艺流程，降低技术成本。
图4 磁珠改性制备系统
图5 汞回收装备
【技术优势】
1000MW燃煤机组磁珠脱汞示范项目应用效果显示，汞脱除效率维持在95%以上，排放烟气汞浓度为0.4µg/m3，远低于国内外现有大气污染物排放标准，且能够满足国际《关于汞的水俣公约》限值。高品质铁磁性矿物和汞回收也属于该技术重要一环，由此产生的经济效益能够抵扣脱汞成本，压缩静态投资回收期低至2年以下。
相较于同类技术，可再生磁珠脱汞技术属于高投资回报项目，具有强劲市场竞争力，有助于形成汞的产业闭环，完善工业烟气汞处理整体产业链，将原有排汞致污企业，转型为可持续循环的绿色生产企业。随着该项技术的推广应用，将对我国电力、冶金、建材等等行业的可持续健康发展，改善汞污染治理现状，提升大国地位和国际形象，产生积极的影响和作用，具有十分显著的经济、社会和环境效益。
【技术指标】
目前，美、欧盟等发达国家和地区300MW以上燃煤机组烟气汞排标准为<1～4µg/m3，而我国颁发的《火电厂大气污染物排放标准》中，燃煤电厂汞排放浓度限定在<30µg/m3水平，随着全球《关于汞的水俣公约》持续推进，我国汞排放限值将进一步收紧。基于1000MW燃煤机组的可再生磁珠脱汞示范系统能够实现烟气汞的超低排放，综合脱汞效率维持在95%以上，汞排放浓度为0.4µg/m3，满足国内外各区域烟气汞排放标准要求。
华中科技大学
2023-07-19