垃圾變“寶貝” 重慶科技學(xué)院用特色優(yōu)勢(shì)挖掘豐富“城市礦產(chǎn)”

在重慶科技學(xué)院生活垃圾資源化省部共建協(xié)調(diào)創(chuàng)新中心內(nèi)，“獨(dú)具匠心”的垃圾焚燒裝置出現(xiàn)在大家面前?！拔覀兡壳八幍奈恢檬侵行牡闹性嚮?，這里擁有全國(guó)首個(gè)不同級(jí)別的機(jī)械爐排式垃圾焚燒中試線：一條日處理量為6噸，投資164萬(wàn)美元；一條日處理量為10萬(wàn)噸，投資225萬(wàn)美元。我們?cè)谶@里收獲了62項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，4項(xiàng)PCT專利，4項(xiàng)重慶市科技進(jìn)步獎(jiǎng)，參與制定了國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3套……”

這是2023第四屆“全國(guó)主流網(wǎng)絡(luò)媒體重慶教育行”走進(jìn)重慶科技學(xué)院的一幕，“太有意思了，我們平時(shí)認(rèn)為的垃圾，到了這里都成了寶貝，也成了重科老師口中的優(yōu)質(zhì)‘城市礦產(chǎn)’?！?/p>

“城市礦產(chǎn)”是指工業(yè)化和城鎮(zhèn)化過程中產(chǎn)生和蘊(yùn)藏于廢舊機(jī)電設(shè)備、電線電纜、通信工具、汽車、家電、電子產(chǎn)品、金屬和塑料包裝物以及廢料中可循環(huán)利用的鋼鐵、有色金屬、貴金屬、塑料、橡膠等資源。廣義地講，工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣、廢熱等都可以稱為“城市礦產(chǎn)”。從“城市礦產(chǎn)”中可回收循環(huán)利用的相關(guān)資源，也是冶金與材料工程學(xué)院師生眼中的“香餑餑”。

200余名骨干，4項(xiàng)國(guó)際專利、1個(gè)重慶市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)……重慶科技學(xué)院在城市有機(jī)固廢中找到新方向

當(dāng)前，針對(duì)我國(guó)生活垃圾呈現(xiàn)成分復(fù)雜、水分高、熱值低和未分揀等特點(diǎn)，重慶科技學(xué)院創(chuàng)新提出獨(dú)立分段驅(qū)動(dòng)的兩段式爐排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研制出了高可靠性的垃圾焚燒爐液壓系統(tǒng)和耐高溫低速重載軸承，開發(fā)了垃圾串級(jí)燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)，解決了煙氣凈化關(guān)鍵設(shè)備壽命短、可靠性低，適應(yīng)性差、原料利用率低、脫酸效果差等行業(yè)難題。已先后為重慶三峰環(huán)境等垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)頭部企業(yè)培養(yǎng)了300余名管理技術(shù)骨干人才，實(shí)現(xiàn)了65項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，4項(xiàng)國(guó)際專利，其研究成果獲重慶市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

此外，在常規(guī)焚燒技術(shù)基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)還拓展了有機(jī)固廢資源化利用的方法與途徑，建立基于等離子爐、超臨界水解反應(yīng)釜等有機(jī)固廢制備合成氣及其重整制氫工藝，可耦合固體氧化物燃料電池來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，打造垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)升級(jí)版。

2億訂單、17項(xiàng)專利、1個(gè)教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)……重慶科技學(xué)院在城市金屬礦產(chǎn)中有了大收獲

2億訂單、17項(xiàng)專利、1個(gè)教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)……僅在城市金屬礦產(chǎn)一項(xiàng)里，重慶科技學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院就取得了令人刮目相看的成績(jī)，也給在場(chǎng)媒體留下了深刻印象。

學(xué)院周雄教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)針對(duì)再生鉛大極板電解涉及的“高銻粗鉛陽(yáng)極鈍化膜的抑制與消除、極間電解質(zhì)的傳質(zhì)強(qiáng)化、電化學(xué)副反應(yīng)的抑制”等關(guān)鍵科學(xué)問題深入開展了應(yīng)用基礎(chǔ)研究。在此基礎(chǔ)上開發(fā)出“大極板鉛電解自動(dòng)化成套裝備技術(shù)”，該技術(shù)為再生鉛的冶煉和鉛生產(chǎn)過程中的減碳作出了巨大貢獻(xiàn)，已在全國(guó)推廣了10余套大型成套裝備，累計(jì)訂單超2億元。

眾所周知，鉛、銻、銀等有色金屬是國(guó)防、航天、核能和通信等領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，然而傳統(tǒng)的含鉛礦物資源正日漸貧化，難以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需求。在此背景下，重科研發(fā)團(tuán)隊(duì)在濕法煉鋅渣、脆硫鉛銻礦和低鉛銀礦的協(xié)同處理工藝、冶煉過程高效節(jié)能技術(shù)和關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化方面取得突破性成果。該成果已在全國(guó)多個(gè)龍頭企業(yè)得到應(yīng)用，效果顯著，更獲得了2022年度教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

栗克建博士領(lǐng)銜研發(fā)的關(guān)于“鋼鐵廠含鋅粉塵環(huán)保治理和低碳化循環(huán)利用技術(shù)”，針對(duì)鋼鐵廠產(chǎn)生的高爐灰、電爐灰、轉(zhuǎn)爐灰、燒結(jié)機(jī)頭灰等含鋅鐵塵泥，通過綠色低碳熔融還原和精煉提純工藝，實(shí)現(xiàn)了高附加值的再生鋅、再生鉛、直接還原鐵等產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。目前該技術(shù)已獲得授權(quán)專利17項(xiàng)（其中發(fā)明專利8項(xiàng)），并成功應(yīng)用于攀鋼、營(yíng)口中板鋼廠、泰國(guó)電爐煉鋼廠、韓國(guó)浦項(xiàng)鋼鐵等含鋅鐵固廢資源循環(huán)利用工程，在解決企業(yè)環(huán)保難題的同時(shí)，帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)收益回報(bào)。

天然氣井口壓力能利用技術(shù)、低品位能源回收利用……重慶科技學(xué)院實(shí)現(xiàn)城市工業(yè)次生能源高效利用

什么叫城市工業(yè)次生能源？相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，“它主要包括工廠溫差能、壓差能、重力勢(shì)能等在工業(yè)生產(chǎn)中派生的能源型副產(chǎn)品，也可以稱為‘城市礦產(chǎn)’，占據(jù)了城市總能耗的70%以上，其中50%以上都轉(zhuǎn)化為了工業(yè)余熱，其市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了6000　億元?！泵鎸?duì)如此藍(lán)海，重慶科技學(xué)院正以基于液壓自由活塞式膨脹機(jī)的天然氣井口壓力能利用技術(shù)和低品位能源回收利用技術(shù)為抓手，持續(xù)推進(jìn)城市工業(yè)次生能源的有效利用。

學(xué)院周雄教授領(lǐng)銜，研制出了以自由活塞式膨脹機(jī)為核心的成套裝置，利用其造價(jià)低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易加工、維護(hù)便捷、耐高壓、單位發(fā)電成本低等特點(diǎn)，對(duì)工業(yè)領(lǐng)域所涉及的余壓余熱（如冶金及電力行業(yè)余熱，天然氣、頁(yè)巖氣井口壓力能，重型卡車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣熱能等）進(jìn)行梯級(jí)利用。該項(xiàng)目獲國(guó)家電力投資集團(tuán)重慶能源研究院投資，技術(shù)開發(fā)已進(jìn)入中試研制應(yīng)用階段。

針對(duì)冶金、石化行業(yè)中300℃以下的低溫余熱回收利用率不及1%，大量低溫余熱直接排入環(huán)境，造成能源浪費(fèi)和環(huán)境熱污染的現(xiàn)狀，重慶科技學(xué)院擬結(jié)合鋼鐵行業(yè)的余熱特點(diǎn)，建立起一套功能完善的低溫有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及完整準(zhǔn)確的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，對(duì)鋼鐵余熱ORC循環(huán)的熱力性能分析，回?zé)帷⒃贌?、過熱度等循環(huán)配置對(duì)熱力性能的影響，鋼鐵余熱ORC發(fā)電的熱經(jīng)濟(jì)性等問題進(jìn)行集中研究。液化天然氣(簡(jiǎn)稱LNG)是在溫度約　-162°C、以液態(tài)形式存在的天然氣。通常LNG需要重新氣化為氣態(tài)天然氣才能獲得利用。LNG氣化時(shí)釋放的冷能大約為840kJ/kg。目前和中石化廣東華瀛LNG接收站開展冷能發(fā)電及其他資源化綜合利用研究。

重慶科技學(xué)院緊緊抓住資源利用這個(gè)源頭，把過去對(duì)原生礦冶煉加工優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變成為對(duì)“城市礦產(chǎn)”的資源循環(huán)利用優(yōu)勢(shì)，積極服務(wù)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略。