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

在重慶科技學院生活垃圾資源化省部共建協(xié)調(diào)創(chuàng)新中心內(nèi)，“獨具匠心”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?，這里擁有全國首個不同級別的機械爐排式垃圾焚燒中試線：一條日處理量為6噸，投資164萬美元；一條日處理量為10萬噸，投資225萬美元。我們在這里收獲了62項國家發(fā)明專利，4項PCT專利，4項重慶市科技進步獎，參與制定了國家及行業(yè)標準3套……”

這是2023第四屆“全國主流網(wǎng)絡媒體重慶教育行”走進重慶科技學院的一幕，“太有意思了，我們平時認為的垃圾，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)生和蘊藏于廢舊機電設備、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)利用的相關資源，也是冶金與材料工程學院師生眼中的“香餑餑”。

200余名骨干，4項國際專利、1個重慶市科技進步獎一等獎……重慶科技學院在城市有機固廢中找到新方向

當前，針對我國生活垃圾呈現(xiàn)成分復雜、水分高、熱值低和未分揀等特點，重慶科技學院創(chuàng)新提出獨立分段驅動的兩段式爐排系統(tǒng)結構，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)了垃圾串級燃燒自動控制系統(tǒng)，解決了煙氣凈化關鍵設備壽命短、可靠性低，適應性差、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余名管理技術骨干人才，實現(xiàn)了65項國家發(fā)明專利，4項國際專利，其研究成果獲重慶市科技進步獎一等獎。

此外，在常規(guī)焚燒技術基礎上，團隊還拓展了有機固廢資源化利用的方法與途徑，建立基于等離子爐、超臨界水解反應釜等有機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實現(xiàn)分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，打造垃圾焚燒發(fā)電技術升級版。

2億訂單、17項專利、1個教育部科技進步獎二等獎……重慶科技學院在城市金屬礦產(chǎn)中有了大收獲

2億訂單、17項專利、1個教育部科技進步獎二等獎……僅在城市金屬礦產(chǎn)一項里，重慶科技學院冶金與材料工程學院就取得了令人刮目相看的成績，也給在場媒體留下了深刻印象。

學院周雄教授帶領團隊針對再生鉛大極板電解涉及的“高銻粗鉛陽極鈍化膜的抑制與消除、極間電解質(zhì)的傳質(zhì)強化、電化學副反應的抑制”等關鍵科學問題深入開展了應用基礎研究。在此基礎上開發(fā)出“大極板鉛電解自動化成套裝備技術”，該技術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，已在全國推廣了10余套大型成套裝備，累計訂單超2億元。

眾所周知，鉛、銻、銀等有色金屬是國防、航天、核能和通信等領域的關鍵基礎材料，然而傳統(tǒng)的含鉛礦物資源正日漸貧化，難以滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的迫切需求。在此背景下，重科研發(fā)團隊在濕法煉鋅渣、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)能技術和關鍵裝備國產(chǎn)化方面取得突破性成果。該成果已在全國多個龍頭企業(yè)得到應用，效果顯著，更獲得了2022年度教育部科技進步二等獎。

栗克建博士領銜研發(fā)的關于“鋼鐵廠含鋅粉塵環(huán)保治理和低碳化循環(huán)利用技術”，針對鋼鐵廠產(chǎn)生的高爐灰、電爐灰、轉爐灰、燒結機頭灰等含鋅鐵塵泥，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。目前該技術已獲得授權專利17項（其中發(fā)明專利8項），并成功應用于攀鋼、營口中板鋼廠、泰國電爐煉鋼廠、韓國浦項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，帶來了可觀的經(jīng)濟收益回報。

天然氣井口壓力能利用技術、低品位能源回收利用……重慶科技學院實現(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？相關負責人介紹，“它主要包括工廠溫差能、壓差能、重力勢能等在工業(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%以上都轉化為了工業(yè)余熱，其市場規(guī)模達到了6000　億元?！泵鎸θ绱怂{海，重慶科技學院正以基于液壓自由活塞式膨脹機的天然氣井口壓力能利用技術和低品位能源回收利用技術為抓手，持續(xù)推進城市工業(yè)次生能源的有效利用。

學院周雄教授領銜，研制出了以自由活塞式膨脹機為核心的成套裝置，利用其造價低廉、結構簡單易加工、維護便捷、耐高壓、單位發(fā)電成本低等特點，對工業(yè)領域所涉及的余壓余熱（如冶金及電力行業(yè)余熱，天然氣、頁巖氣井口壓力能，重型卡車發(fā)動機排氣熱能等）進行梯級利用。該項目獲國家電力投資集團重慶能源研究院投資，技術開發(fā)已進入中試研制應用階段。

針對冶金、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，造成能源浪費和環(huán)境熱污染的現(xiàn)狀，重慶科技學院擬結合鋼鐵行業(yè)的余熱特點，建立起一套功能完善的低溫有機朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺及完整準確的系統(tǒng)數(shù)學模型，對鋼鐵余熱ORC循環(huán)的熱力性能分析，回熱、再熱、過熱度等循環(huán)配置對熱力性能的影響，鋼鐵余熱ORC發(fā)電的熱經(jīng)濟性等問題進行集中研究。液化天然氣(簡稱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。

重慶科技學院緊緊抓住資源利用這個源頭，把過去對原生礦冶煉加工優(yōu)勢轉變成為對“城市礦產(chǎn)”的資源循環(huán)利用優(yōu)勢，積極服務國家“雙碳”戰(zhàn)略。