陈平：创新水泥科研，为建设绿色家园而努力

据中国环境科学研究院、中国水泥协会介绍,水泥行业是重点污染行业,其颗粒物排放占全国颗粒物排放量的20～30%,二氧化硫排放占全国排放量的5%～6%。水泥行业是我国继电力、钢铁之后的第三大用煤大户,二氧化碳的排放仅次于电力行业,位于全国第二,同时,水泥企业的矿山资源消耗与生态破坏也是突出问题。桂林理工大学材料科学与工程学院教授、绿色建材新技术研究所所长陈平长期从事绿色生态水泥研究及新型建筑材料工厂设计等工作,为新时代我国水泥行业的绿色发展做出了重要贡献。

研究团队成立后,陈平在自主研制的系列装备和材料成果《管磨开流选粉节能技术及其水泥绿色制成应用》获“2011年度国家技术发明二等奖”基础上,团队在生态混凝土掺合料绿色制成装备功能提升、材料性能持续改善、技术适用性扩大等方面开展了更系统的研究,形成了更先进完备的技术体系,创新了更加符合市场需求的成果转化推广机制,系列成果成功转化并应用至国内外逾百家水泥混凝土企业。技术成果“混凝土掺合料绿色制成技术创新与产业化集成应用”获2019年度教育部科技进步二等奖。

多项成果,贡献卓著

针对我国水泥生产粉磨能耗高、污染重、废渣利用率低,产品质量不稳定、生产效益低的绿色制造关键技术难题,陈平团队研发的“管磨开流选粉节能技术及其水泥绿色制成应用”技术,于2011年获国家技术发明二等奖。其后,陈平大力开展成果转化推广应用工作,取得突出成效:创新形成成果转化的高效推广模式、开发形成规范实用的技术应用模式、提升水泥绿色制成关键技术和系统集成水平、取得特别显著的成果推广成效。

陈平团队成果已在全国23个省区及国外(越南、缅甸、塔吉克斯坦等)300多条生产线成功推广应用,其中湖北地区34条。累计生产水泥7亿吨,消纳废渣2.7亿吨,节电50亿kWh,CO2减排2亿吨,直接经济效益逾百亿元,社会效益突出。获国家授权发明专利18项,发表论文80余篇,丰富了水泥装备与生产制造理论,提高了我国水泥绿色制造整体技术水平,为节能减排及循环经济发展做出突出贡献。项目推广模式创新突出、推广覆盖面特别大、经济和社会效益特别显著。该成果获2015年度湖北省科技成果推广奖一等奖。

陈平团队项目“复杂海洋环境下高抗蚀建设工程材料开发与示范应用”获批2018年广西创新驱动发展专项资金项目-广西科技重大专项,课题针对海洋混凝土劣化损伤机制不清海洋混凝土结构过早失效破坏问题,开展高耐久地材海洋混凝土的配合比设计方法与制备技术以及服役寿命评价,揭示环境因素和材料因素对海洋混凝土性能的影响机理、海水-盐雾-潮汐-温差耦合作用对混凝土耐久性的影响,目前项目研究进展顺利。

注重成果转化应用

针对北海诚德镍业巨量精炼钢渣、矿热炉渣无序堆放造成的潜在环境污染问题,结合北海当地公路建设对无机结合料的巨大现实需求,开展了精炼钢渣先无害化后资源化研究。项目牵头单位桂林理工大学与课题承担单位广西鱼峰集团有限公司立项“北海铁山港固废循环利用环保综合体项目”。项目组成功研制了新型液体还原剂,可以高效地将精炼钢渣中六价铬还原成三价铬从而实现无害化,固废胶材中水溶性六价铬不低于10 mg/kg,达到GB31893技术要求。项目组研制成功研制了钢渣立磨增效剂,可使钢渣微粉7d、28d活性同步增加10%。

项目成果已在广西北海成果转化一条60万吨新型固废再生路用无机结合料生产线、一条150万吨新型固废再生胶凝材料生产线和一条60万吨新型固废再生矿物掺合料生产线,总投资4.8亿元,建成后预计年产值7亿元。

图3.1北海铁山港固废循环利用环保综合体项目

广西贵港钢铁集团节能环保新型建筑材料产业园项目

项目拟在贵港市建成广西贵港钢铁集团节能环保新型建筑材料产业园,综合利用建筑垃圾及工业废渣制备绿色再生建材产品,实现资源的循环利用,为贵港市的建筑垃圾处理探寻新的出路。本项目设计年建筑垃圾处理量为100万吨,形成再生骨料、透水砖、地面砖、预制复合外墙板、保温内墙板、再生混凝土砌块等丰富的产品线。利用便利的水运条件,产品不仅可以满足贵港及周边地区的建材需求,还可以销售到粤港澳大湾区、海南市场。预计年增效益4500万元,并具有良好的社会效应和,同时也符合国家节能减排政策。

图3.2广西贵港钢铁集团节能环保新型建筑材料产业园项目

贵州瓮福集团20万吨/年利用磷石膏生产α-高强石膏项目

项目采用“动态蒸压法”生产技术,该技术是工程中心段鹏选教授联合山东博瑞新材料科技有限公司开发的具有自主知识产权的核心技术。该成套技术通过了中国循环经济协会组织的专家鉴定。已被国家工信部、科技部列入“2017国家鼓励发展的重大环保装备目录”。该技术现已在山东和贵州分别建成投产5万吨、20万吨α型高强微晶石膏粉生产示范线,在技术水平、生产规模、产品品质、应用范围、综合利用率等方面处于国内领先地位。采用获得中国发明专利授权的新工艺“动态蒸压法工艺”,并应用获得中国实用新型专利授权“固体转晶蒸压釜”等8项授权中国专利装备技术。前期利用瓮福集团磷石膏为原料分别完成了2次各100吨工业性试验,产品性能指标达到JC/T2038-2010标准中α-40以上等级技术性能要求。

图3.3贵州瓮福集团20万吨/年利用磷石膏生产α-高强石膏项目

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