净化新概念实现废水废气废渣近零排放 减少废弃物排放

日前，南京工业大学校长乔旭领衔完成的项目“嵌入临氧裂解过程的‘三废’治理与化学品生产耦合关键技术”，获评2021年度江苏省科学技术奖一等奖。

“该项目通过三个创新点解决了化工行业污染治理效果差、过程集成度弱和资源利用率低这三大被人诟病的‘痛点’。”乔旭表示，该项目利用大分子有机物裂解和气态有机小分子深度氧化的耦合反应机理，通过临氧裂解热量传递过程的调控实现系统自热平衡。团队创新性提出了一个净化新概念，也就是使大分子在氧气的作用下裂解反应生成小分子，小分子再深度氧化为二氧化碳和水，实现废水废气废渣近零排放。

南京工业大学绿色化工实验室教授汤吉海表示，精细化学品生产的反应、分离等单元过程，有时副产物排放量是目标产品的10到100倍，不仅造成了原料成本的增加，还增加了废弃物处置的费用。他们发明捕获并利用精细化学品制造过程中过量原料的系列反应—分离耦合技术，开发全局寻优的增强型“蝙蝠”算法，优化设计反应—分离耦合工业化过程，最大限度降低过量组分逃逸量，实现了生产过程“三废”原位减量。

据介绍，团队针对酫酯胺类精细化学品高原子经济性反应合成路线，创制了功能化分子筛催化剂，并通过调控反应网络、提高原料利用效率，做到了减少废弃物排放，实现精细化学品生产源头绿色。

南京工业大学绿色化工实验室教授陈献表示，针对精细化学品合成副产生物量大的问题，团队设计出系列提高原子利用率的绿色反应工艺，以杜绝废水的产生;发明了极性溶剂原位还原，首次用于加成、缩合等高原子经济性反应，实现多点位协同的高效催化效应，构建了羧酸特种酯、烷氧基丙酸酯、二苯胺、(氯代)苯甲醛的绿色催化合成工艺。

“原料吃干榨净了，工艺水循环利用了，‘三废’自然不存在了。”南京工业大学绿色化工实验室教授崔咪芬表示，绿色工艺原料转化率与目标产品选择性均高于传统工艺，建成的酸烯加成、烷烃氯化的“背包式”反应精馏集成装置，使原料反应转化率和选择性分别达到98%和97%以上;发明的(氯代)苯甲醛生产水解反应与液液分离耦合的过量水原位循环技术，工艺水100%循环利用，源头上杜绝了向系统外排放未反应的过量原料和工艺废水的产生。

据悉，这种“三废”临氧裂解一体化深度净化装备，还可嵌入精细化学生产装置中，实现全浓度范围内“三废”同时处理。处理后的尾气排放中挥发性有机物(VOCs)含量低于10mg/m3，废水化学需氧量(COD)低于40mg/L，远远低于国家和地方排放限值。

近两年内，该成果应用企业取得了新增销售额20.57亿元、新增利润2.83亿元的经济效益，同时取得了减排废气13.51亿立方米，减排精馏釜残等有机危废5156吨的环境效益。(作者：温才妃 杨芳)

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