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包头:依靠科技创新 发展低碳技术科盛太阳能太阳能跟踪支架

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包头:依靠科技创新 发展低碳技术科盛太阳能太阳能跟踪支架

发布日期:2017-01-04 作者:本站 点击:

  包头:依靠科技创新 发展低碳技术科盛太阳能太阳能跟踪支架。

  

  精密成形锻件形变热处理工艺技术生产现场。

  

  水煤浆添加剂生产车间。

  

  煤矸石热电联产供热机组余热综合利用项目。

  

  工业锅炉变频调速自动控制装置柜体。

  

  在全球共同应对气候变化的时代背景下,低碳发展已经成为世界各国的共同选择。长期以来,我国高投入、高排放和高污染的粗放型经济发展方式支撑了GDP的快速增长,但同时也加剧了我国的能源和资源短缺。为此,依靠科技创新,大力发展低碳技术,不仅是实现碳减排目标和产业低碳化发展的需要,更是积极应对气候变化和转变经济发展方式的需要。

  

  作为内蒙古自治区最大的工业城市,包头市高度重视节能减排和资源综合利用工作,坚持把依靠科技创新推进节能减排和低碳技术发展,作为包头加快产业结构调整、转变经济发展方式的突破口和着力点。通过实施节能减排科技专项,大力做好节能减排关键共性技术攻关和推广节能低碳新技术工作;积极开展节能降耗的示范工作,努力实现节能降耗的目标,为全市加快建设资源节约型、环境友好型社会、创新型城市建设提供有力支撑。

  

  ▲实施节能减排科技专项内蒙古科技大学实施的“白云鄂博尾矿混合浮选过程中矿物质高效分离回收工艺研究”项目,把白云鄂博尾矿分为易浮组分和槽内矿浆,易浮组分主要为稀土矿物和萤石,矿浆主要为铁矿物和铌。要求两组矿物相互分离要完全,特别是铁、铌组分不能有稀土和萤石,避免铁精矿中杂质P、F的超标。然后进行混合泡沫的分离,将混合泡沫分为萤石粗精矿和稀土富集物,再分别精选稀土和萤石,得到高品位(≥65%)稀土精矿和高纯度(≥96%)萤石精矿,同时得到各种精矿的高回收率,具有较高的经济效益。同时从源头削减污染,提高资源利用效率和水平,保护和改善环境,具有显着的环境效益。

  

  中国每年上亿只报废的镍氢电池对生态环境和公众健康构成了严重威胁,且镍氢电池中含有镍、钴、稀土等价格昂贵的不可再生资源。包头稀土研究院与中国科学院长春应化所合作研究“镍氢电池回收利用技术”,该技术包括镍氢电池各部件分离和分类的前端技术及对前端技术产物进行有价物提取和提纯的后端技术,从而实现低成本提取有价元素和再生有价产品的目的,实现镍氢电池的剩余价值。不仅可实现二次资源再利用,产生重大的经济利益,而且有助于构建具有循环性的二次电池产业链,对环境和资源的保护具有重大意义。

  

  膨润土具有良好的吸附性能和阳离子交换性能。用阴、阳离子表面活性剂改性膨润土可增加膨润土的有机含量,增强其对有机污染物的吸附能力。包头轻工职业技术学院与包头市林峰稀土化工有限公司合作的“有机膨润土的制备及在稀土有机化工厂污水处理中的应用研究”项目,利用一组双阳离子表面活性剂与十二烷基硫酸钠,采用正交实验法制备一系列“阴、阳离子型有机膨润土”并进行表征;用改性效果好的若干“阴、阳离子有机膨润土”进行有机化学工业废水的吸附性能测试,制备出新型双阳离子/阴离子型有机膨润土,并研究其在有机化学工业废水吸附处理方面的应用。对有机化学工业废水的处理具有积极意义,可降低对自然环境的污染,同时提高膨润土的价值。

  

  瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心研究的“新型节能电解槽制备稀土金属工艺及装备研究开发”项目,通过对电解槽结构、槽衬材料及工艺参数的探索研究,改变了传统的上插阴、阳极电解方式,使极距和槽电压各减少50%以上,开发出一种新型稀土金属电解制备工艺,突破了新型电解槽设计的核心环节———绝缘材料的制备技术,综合电耗≤6000kwh/吨,使综合电耗大幅下降,按年产金属6000吨计算,年节约电费800多万元。

  

  包钢集团与清华大学合作的“稀土行业硫酸盐废水高效处理工艺的试验研究”项目,通过获取排放废水的水量、水质等各种关键指标值;开发以电吸附和膜组合工艺为关键技术的适用于稀土行业硫酸盐废水的高效处理工艺,分析电吸附和膜组合工艺单元,并进行技术集成优化;确定膜堵塞与清洗方案,长时间运行考察集成系统的稳定性;完成包头稀土行业硫酸盐废水处理的解决方案,制备工艺样机,使包钢稀土行业硫酸盐废水排放符合国家标准。可减少企业废水排放50%,回收利用水资源3000吨/天,降低企业在废水处理方面的成本,提升稀土行业水资源的综合利用。

  

  北方重工集团与清华大学合作,对3.6万吨垂直挤压机采用的超宽高温室式加热炉蓄热式燃烧器(蓄热烧嘴)进行模拟,通过创新蓄热式烧嘴结构、确定配置蓄热烧嘴的数量、功率、安装结构与摆放位置,解决超宽高温室式加热炉温度分布不均问题,并因此减少生产过程中的氧化烧损,实现预热的极限回收与利用,提高工件加热效率,实现烧嘴式蓄热式燃烧技术在超宽室式加热炉上的应用,填补国内空白。该项目能为企业节能30%以上,减少炉窑工件氧化烧损年创造效益50万元,减少温室气体CO2以及NOX排放的30%以上。

  

  包头中药有限责任公司与清华大学合作的“制药浓缩工艺中热回收利用冷却水系统研制”项目,针对中药厂浓缩工艺冷却需求,将多余的热量和水资源回收利用,不仅可回收全部冷却水,并将其中的热量通过热能控制泵回收到锅炉中,用于供暖、洗浴及粉粹等工序。浓缩罐中的冷凝水作为无盐软化水再补充到锅炉软化水循环中(增加0.5t/h软化水),用于制药工艺用水。回收最大换热量900kw,大大降低燃煤需求,全年可节约24万千瓦热量。

  

  包头铝业有限公司与中国科学院金属研究所合作的“铝硼合金制备过程形成氟盐副产品的回收利用技术研究”项目,通过研究确定铝硼合金制备过程中产生的氟盐副产品的组成,研究氟盐副产品净化(去除AI2O3等污染物)的可行性及方法;探索用分凝技术分离、提纯氟盐副产品工艺;以氟盐副产品为原料,研制工业新产品,解决在铝硼合金生产中形成的大量氟盐副产品的回收利用,避免对环境的污染,而且能变废为宝,节省资源,使铝硼合金产品的生产成本大大降低。

  

  ▲认定一批节能减排示范技术内蒙古科盛太阳能科技有限责任公司专注于节能环保、清洁技术和新能源开发利用,该公司研发的太阳能跟踪支架应用技术,采用集散式PAC控制技术,系统由中央控制室内的中央控制系统、光纤以太网信息主干道、控制柜、电源系统、光伏发电阵列和角度传感器等组成。系统采用自适应闭环控制算法、MPPT最大功率点跟踪,最大化的提高每一块电池组件的发电量;系统具有群控功能、大风等恶劣天气自动规避功能、自动跟踪太阳运行功能、手动单架操作功能和数据记录存储等功能。该系统在呼和浩特的1MWp小批量中试电站成功运行,测试结果表明,一维跟踪支架系统电站,相对固定支架系统的电站发电量可以提高25%左右,该产出除了可以缩短光伏电站的投资回收周期外,使光伏清洁能源更具有投资和应用价值。目前公司研发团队正在开发太阳能二维跟踪支架系统,系统样机测试数据表明,其相对固定支架系统的电站发电量可以提高35%左右,每MWp每年可以多发约70万度电,每MWp太阳能二维跟踪电站相应节约了1080吨标准煤,同时减少污染排放734吨碳粉尘、2700吨二氧化碳、81吨二氧化硫、40.5吨氮氧化物。

  

  包头市山晟新能源有限责任公司以“利用废弃物品,发展循环经济,创造绿色能源”为发展模式,即以煤矸石和污水处理产生的中水来进行热电联产,所发电力用于光伏产业链各环节生产,最终实现太阳能发电,从而达到由不可再生能源向可再生绿色清洁能源的转换。“煤矸石热电联产供热机组余热综合利用项目”节能减排示范技术的关键技术首先是热泵技术在冷凝热回收中的应用,重点发展热电联产,集中供热及热能梯级利用技术。首先利用高温热泵新技术回收热电厂产生的冷凝废热用于集中供暖;其次是吸收式热泵工作原理,热泵技术是根据逆卡诺循环原理,将低温热源(如地下水、废水等)中的低品位热能进行提取,转换为高品位热能的一种高新技术。将电厂的冬季发电效率从30.5%提高到68.5%。可以节约标煤约4.1万吨,可以增加采暖面积100万平方米(按65W计算),年采暖经济效益增加1800万元。利用热泵无燃烧过程,降低温室效应,改善空气质量,环保清洁,可大幅度降低热电联产集中供热系统的能耗,增加供热能力,实现节能减排。为地区空气质量改善做出贡献,同时也可为企业自身的可持续发展创造有利条件。

  

  为应对我国当前工业锅炉能耗高、浪费大、管理水平低、锅炉运行自控装置水平低、环境污染严重的状况,包头市爱能控制工程有限责任公司研发了工业锅炉变频调速自动控制装置,该装置是以变频控制、计算机应用、专家智能系统技术以及热工数学偏微分数模转换计算等技术相结合,以提高锅炉燃烧效率,实现供汽量与用户用汽量的自动即时匹配作为主要目标,通过热工数学模型、计算机监控、闭环控制,实现精确供热控制,完成工业锅炉对给水、给煤、送风、引风等参数的自动控制,使锅炉汽包水位、蒸汽压力、蒸汽流量、风煤配比在专家系统控制下,实现燃烧工况自寻优控制,保持锅炉的最佳运行状态。该系列产品的节煤率高达10%、节电率达20-40%、综合效率提高10%以上,节能效果显着。该自动控制装置可广泛应用于食品、医药、化工、建材、环保、电力等工业生产和采暖、供水、污水处理等行业。目前该装置在伊利集团、神华准能、包钢稀土、三联化工、圣元乳业、乌海谊源热力、兴和光宇热力、呼市泓利泰热力等多家单位推广使用100余套。均取得了良好的经济效益和社会效益。

  

  磁制冷被认为是一种“绿色”的制冷方式,有望代替现在正在使用的耗能大且有害环境的气体压缩制冷方式。采用磁制冷方式较传统制冷可以减少20-30%的能源,且不破坏臭氧层和排放温室气体,具有节能效果突出、环境保护双重意义。高性能稀有铈基新材料是性能优异的稀土功能材料,具有热稳定性高,介电常数低,吸湿性低,可燃性低,表面能低,优异的耐候性和极好的耐化学性,基本原理是基于材料本身所具有的磁热效应,即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量,绝热退磁时从外界吸收热量,从而达到制冷目的。作为磁制冷技术的心脏,磁制冷材料的性能直接影响到磁制冷机的功率和效率等性能,包头市宏博科技有限责任公司研发的高性能稀有铈基新材料作为一种新型磁制冷工质应用于磁制冷设备内。公司通过优化材料的成分,组成不同的工艺,改善了现有材料的不稳定性,显着缩短热处理时间;在保持材料性能不降低的前提下,首次使用廉价金属La、Gd(99%),大大降低了生产成本;自主研究了La(Fe-CoSi)13BX系材料铸锭性能,进一步提高了其磁热性能。

  

  水煤浆添加剂是水煤浆气化技术中一种必不可少的分散剂,是煤化工企业能够平稳、连续运行的重要保证。我国正在使用的水煤浆添加剂种类繁多,但品质参差不齐,性价比不高,要么高效价格高昂,要么廉价性能差,且成浆浓度普遍较低(有的甚至低达50%),难以达到工业应用要求。湖南东盈煤化工技术开发有限公司(包头公司)专注研究水煤浆添加剂,研发的HD系列添加剂正是符合气化系统日益复杂的工况而开发的国内最新添加剂品种,其优点为:生产工艺先进,针对性强,有利于工业化应用,制浆浓度高,添加量少,制浆费用低,产品性能稳定、便于应用,开发的产品服务于多家煤化工。公司开发出的新型水煤浆添加剂HD-8A,浓度较以往的能提高2-3%,在投入使用后,根据神华包头煤化工分公司气化车间的统计数据表明,煤浆浓度每提高1%,有效合成气的量相应的可提高1.67%,增产甲醇0.83%,减少氧气消耗0.15%,减少煤炭消耗(含动力及电力折合的煤)0.35%,合计每万吨甲醇生产量,节本增效21.67万元,(神华包头分公司年产180万吨甲醇,累计可增效3900万元)。经济、节能、环保效益十分显着。

  

  随着欧美、日本等工业先进国家对锻件形变热处理的深入研究,发现锻件的形变热处理工艺不仅节约了再次淬火加热所需的能耗及费用,而且提升了锻件的综合力学性能,从而使形变热处理工艺发展成为提高机械零部件强度的一种重要工艺方法。因此,国外先进的锻造企业已将形变热处理工艺技术应用到数字信息控制的全自动连续生产线上。当前,国内锻造企业及科研院所对精密成形锻件形变热处理工艺技术的研究才刚刚起步,该工艺技术的应用也仅仅局限在产品质量较小(≤10kg)的精密成形锻件上。对此,富成锻造公司工艺技术研发中心通过剖析形变热处理理论精髓,结合公司的产品及装备特点,对现行的工艺流程进行优化、改进,开展了重卡差速器壳类精密锻件(23kg)形变热处理的工艺研究,并应用于批生产(该类产品是国内目前最大的形变热处理锻件)。该工艺技术的推广及应用,为今后国内大型精密锻件的形变热处理自动化生产提供了技术支撑,为机械制造业节能减排、绿色生产指引了新方向。富成锻造公司生产的重卡差速器壳类精密锻件,其材料为低合金结构钢,采用中频感应加热———无毛边闭塞式锻造成形———冷却处理的工艺生产。中频感应加热可使毛坯的晶粒细小,闭式挤压锻造可锻件的形变量、形变率增大,完全满足形变热处理的双强化条件。当形变量在40-70%之间,形变率较大,晶粒细小均匀,静态再结晶孕育期长,形变强化效果尤为显着,再合理控制终锻温度、滞空时间、淬火温度、冷却速度等参数,使其组织充分完成板条马氏体转变,从而使其优异的性能遗传给回火索氏体,表现为强度高、韧性好,大大地提高了材料的低温冲击韧性。精密成形锻件形变热处理工艺技术研究及应用,使工艺流程由“锻造+淬火加热+分散回火”优化为“锻造形变淬火+集中回火”,降低了能耗、减少了装备设施、提高了生产效率。该工艺技术可推广应用到军民航天、航空有色金属锻件的热处理生产,可使有色金属锻件的机械性能及表面质量有了新的飞跃,且减少有害气体的排放。


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