中國粉體網(wǎng)訊 1月10日上午,“粘性粉體流態(tài)化過程強化與放大技術(shù)”在國家科學技術(shù)獎勵大會上被授予國家技術(shù)發(fā)明二等獎。該技術(shù)的發(fā)明人之一、中科院過程工程研究所副所長朱慶山在接受記者采訪時表示,盡管這是一項應(yīng)用性較強的成果,但其背后,是中科院過程工程研究所歷經(jīng)幾代人、橫跨數(shù)十年基礎(chǔ)研究積淀的結(jié)果。
“包括鐵礦石等戰(zhàn)略資源在內(nèi),中國的很多礦物都存在品位較低、成分較復雜的問題,這也是我國工業(yè)發(fā)展能耗高、污染重的重要原因之一!敝鞈c山說。他們研發(fā)的這項技術(shù),可以將工業(yè)生產(chǎn)中較難處理的粘性粉體高效流態(tài)化,從而提高反應(yīng)效率、降低生產(chǎn)成本。這也為多種低品位復雜礦的高效利用開辟了一條新路。在參與國際學術(shù)交流時,一名外國學者贊嘆道:“你們通過技術(shù)解決了自己的問題,真棒!”
據(jù)悉,我國目前多種金屬礦產(chǎn)資源對外依存度超過50%,低品位金屬礦產(chǎn)資源的高效利用是國家發(fā)展和安全保障的根基。中科院過程工程所朱慶山、李洪鐘、謝朝暉、李軍研究員牽頭攻關(guān),針對化工、冶金、礦產(chǎn)資源利用等領(lǐng)域粘性粉體流態(tài)化處理面臨的易失流、效率低、放大難等問題,基于對粘性粉體粘結(jié)成團機理與聚團尺寸調(diào)控規(guī)律的深入研究,發(fā)明了粘性粉體流態(tài)化過程強化、加排料和放大技術(shù)。
通過與企業(yè)合作建成多項產(chǎn)業(yè)化示范工程,實現(xiàn)了錳礦、鐵礦、釩鈦礦等低品位礦的高效利用,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益,為我國大量低品位礦規(guī)模化經(jīng)濟利用及傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級開辟了新途徑。
據(jù)悉,該項目屬于化學工程與資源利用交叉領(lǐng)域,得到國家973計劃、國家科技支撐計劃、國家自然科學基金、中科院STS計劃等項目的支持,相關(guān)成果被中科院組織的國際評估專家評為處于國際領(lǐng)先水平,入選中國科學院建院70年創(chuàng)新成果展及2016年中國科學院科技成果轉(zhuǎn)化亮點工作。
附:專家簡介
朱慶山:1969年5月生,工學博士,研究員,博士生導師,過程工程所黨委書記,中組部“萬人計劃”科技領(lǐng)軍人才(2016年),科技部“中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才”(2014年),國家百千萬人才工程(2014年),2013年獲得國家杰出青年基金,現(xiàn)任中國科學院過程工程研究所副所長。
1991年7月畢業(yè)于華東理工大學化學工程系,1994年3月在中科院過程所獲碩士學位,1997年7月在清華大學博士學位,1998年2月-2000年2月在日本九州工業(yè)技術(shù)研究所工作(日本政府資助STA fellow),2000年3月-2002年3月在荷蘭埃因霍溫技術(shù)大學做博士后。
主要從事礦產(chǎn)資源高效利用、流化床反應(yīng)器放大規(guī)律、流態(tài)化過程強化、納微粉體結(jié)構(gòu)調(diào)控與規(guī);苽、全陶瓷牙科材料等方面的研究工作。在國際主流學術(shù)期刊發(fā)表SCI論文160多篇,國內(nèi)學術(shù)期刊發(fā)表論文60多篇,申請中國發(fā)明專利110多項,其中60多項已授權(quán),申請國際專利70多項。
兼任中國顆粒學會理事長,中國化工學會儲能工程專業(yè)委員會主任,釩鈦資源綜合利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事,四川釩鈦產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院專家委員會主任,四川省攀枝花市決策咨詢委員會專家等職。擔任Particuology,Journal of Crystallization Physics and Chemisty 及 International Review of Chemical Engineering 編委,《過程工程學報》和《中國粉體技術(shù)》副主編,《鋼鐵釩鈦》編委。2008年獲中國顆粒學會第五屆青年顆粒學獎,2012年獲中國石油與化學工業(yè)聯(lián)合會科技進步一等獎,2016年獲中國科學院教育教學成果二等獎,2018年獲中國顆粒學會技術(shù)發(fā)明獎一等獎。
主持完成了千噸級多釩酸銨流化床還原、10萬噸難選鐵礦流態(tài)化磁化焙燒和20萬噸軟錳礦流態(tài)化還原產(chǎn)業(yè)化示范項目3項,完成萬噸級攀枝花鈦精礦流態(tài)化氧化-流態(tài)化還原焙燒和千噸級釩鈦磁鐵礦直接還原-熔分中試項目2項。
李洪鐘:男,研究員、博士生導師、化學工程專家、中國科學院院士, 英國皇家化學會會士,F(xiàn)任中國科學院過程工程研究所學術(shù)委員會主任、多相復雜系統(tǒng)國家重點實驗室學術(shù)委員會副主任。曾任中國科學院化工冶金研究所副所長、學術(shù)委員會主任、工程技術(shù)委員會主任、學位委員會副主任、中科院多相反應(yīng)重點實驗室副主任和學術(shù)委員會副主任。
1941年1月出生于山西省昔陽縣。1965年畢業(yè)于太原理工大學化學工程系,1965-1978年在中國科學院山西煤炭化學研究所工作,期間長期參加了國家順丁橡膠攻關(guān)項目(注:該項目集體成果獲1985年國家科技進步特等獎,本人未獲獎),其中從事丁烯氧化脫氫制丁二烯流化床反應(yīng)器研究與開發(fā)工作。
1981年獲中國科技大學研究生院碩士學位,1986年獲中國科學院化工冶金研究所工學博士學位。
1986-1988年為加拿大不列顛哥倫比亞大學(UBC)博士后,研究多種燃料在中試規(guī)模循環(huán)流化床中的燃燒特性和微細顆粒循環(huán)流化床的流動特性。有關(guān)論文于1989年獲第十屆國際流化床燃燒會議最佳論文獎。
1989年至今,為中國科學院化工冶金研究所研究員,先后承擔國家自然科學基金“七五”、“八五”重大項目和多項重點項目、國家973計劃重大項目、開放實驗室基金項目、以及與中國石化總公司、上海焦化廠、攀枝花鋼鐵公司和云南曲靖越鋼集團公司等企業(yè)的合作項目。主要研究工業(yè)氣固流化床和移動床結(jié)構(gòu)與動力學行為的量化及調(diào)控理論與方法。曾用自行設(shè)計的光纖微觀攝像探頭發(fā)現(xiàn)快速流化床中顆粒聚團的存在,引起國內(nèi)外廣泛關(guān)注;將多相流基本原理與散料力學相融合,建立了移動床氣固兩相流理論;提出了顆粒與添加組分設(shè)計、流體設(shè)計、外力場設(shè)計、內(nèi)構(gòu)件和床型設(shè)計等旨在抑制氣泡和聚團的生長,實現(xiàn)氣固散式流態(tài)化的理論與方法。
目前承擔科技部973計劃過程節(jié)能重大項目及與云南新立有色金屬有限公司和中信錦州鈦業(yè)有限公司等企業(yè)的合作項目。研究方向為工業(yè)多相流反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與流動行為的量化預(yù)測理論和優(yōu)化調(diào)控方法; 多相流結(jié)構(gòu)與傳遞和反應(yīng)的相互關(guān)系;多相反應(yīng)與傳遞過程強化的理論與方法;流化床反應(yīng)器模擬與放大規(guī)律的研究等。
在國內(nèi)外學術(shù)期刊及會議上發(fā)表論文200余篇;撰寫并出版中英文專著4部和6章;獲授權(quán)發(fā)明專利22項和實用新型專利12項,正在申請的發(fā)明專利12項。在流態(tài)化理論研究和工業(yè)應(yīng)用方面獲得多項創(chuàng)新性成果。先后獲得中國科學院自然科學一等獎、二等獎各一項、中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會科技進步一等獎3項。與郭慕孫院士共同主編我國首部“流態(tài)化手冊”(316萬字)2008年被國家新聞出版總署評選為“三個一百”工程原創(chuàng)圖書,2011年獲第二屆中國出版政府獎圖書獎。
現(xiàn)任中國顆粒學會常務(wù)理事,中國化工學會常務(wù)理事,“Particuology”編委,“應(yīng)用化學”編委,“工程研究”編委。曾任中國顆粒學會副理事長,流態(tài)化專業(yè)委員會主任,“化工冶金”副主編,“中國粉體技術(shù)”雜志編委會主任,“燃料化學學報”編委,“基礎(chǔ)研究”編委。
謝朝暉:1963年3月生,雙碩士學位。研究方向為無機材料與多相反應(yīng)工程。
1990年6月畢業(yè)于華南理工大學無機非金屬材料專業(yè),獲工學碩士學位。1990年6月至1998年12月,在中國建筑材料科學研究院先后任工程師和高級工程師,從事無機材料燒結(jié)新技術(shù)研發(fā)工作。1999年1月在美國Colorado 大學做訪問學者,進行無機材料耐久性方面的研究,2002年5月獲得 Colorado 大學理學碩士學位。
2002年8月,加入中國科學院過程工程研究所任副研究員,從事無機材料新制備技術(shù)和流態(tài)化反應(yīng)工程研發(fā)工作。2008年始任多相復雜系統(tǒng)國家重點實驗室研究員。目前作為專題負責人承擔國家自然基金重點項目和國家“科技支撐”項目各一項;主持國家自然基金面上項目一項;主持某大型國有鋼鐵企業(yè)中試項目一項。
李軍:1979年8月生,工學博士,研究員,博士生導師。
2009年獲中國科學院山西煤炭化學研究所工學博士學位,2009.7-2011.6清華大學化學工程系博士后。2011年至今在中國科學院過程工程研究所多相復雜系統(tǒng)國家重點實驗室歷任助理研究員、副研究員、研究員。2016.12-2017.12期間到加拿大英屬哥倫比亞大學(University of British Columbia)國家公派訪問學者。
任第二屆、第三屆中國顆粒學會青年理事,任ES Materials and Manufacturing (ESMM) journal編委會成員。獲第十屆中國顆粒學會青年顆粒學獎,中國顆粒學會技術(shù)發(fā)明獎一等獎(排名第4)。
主要研究方向為細顆粒流態(tài)化過程強化方法及其在能源催化、高純超細粉體制備中的應(yīng)用。已在國內(nèi)外主流學術(shù)期刊上發(fā)表SCI論文30余篇,包括在化工領(lǐng)域四大期刊AIChE J.、Chem. Eng. Sci.、Chem. Eng. J..、Ind. Eng. Chem. Res.上發(fā)表論文10余篇。參與編寫專著《化學工程手冊》第三版。申請國家發(fā)明專利20余項,獲授權(quán)發(fā)明專利16項。主持國家自然科學基金青年基金、國家自然科學基金重大研究計劃項目、國家自然科學基金石油化工聯(lián)合基金、科技部重大科學儀器研制專項子課題和重點實驗室自主部署課題等多項研究課題。
資料來源:中國科學院過程工程研究所、《中國科學報》。
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安)
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