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所屬領域：新能源與節能環保成果介紹：針對化工行業高毒性、低閾值VOCs，研發新型光電催化氧化技術，大大提高VOCs的去除效率，減少污染物的排放。

成果簡介：面向工業廢氣 VOCs 治理的低溫等離子體產生 裝置是工業廢氣 VOCs 治理的關鍵裝置，該裝置能夠產生破壞 VOCs 的高能電子、原子氧等活性粒子，對通過低溫等離子體 產生裝置中的工業廢氣 VOCs 進行有效分解，特別適合大流量 的工業廢氣 VOCs 的治理要求。面向工業廢氣 VOCs 治理的低 溫等離子體產生裝置包括低溫等離子體發生器和高頻高壓電 源，其中的低溫等離子體

一種廢舊建筑塑料回收裝置，包括進料筒，位于所述進料筒正上方設置第一電機，第一電機轉軸位于上圓筒內部分連接攪拌桿，進料筒下方設置第二電機，所述第二電機轉軸與位于下圓筒內的磨頭連接，下圓筒底端側壁與水平管一端連通，水平管另一端與真空泵連接，水平管靠近過濾網一端與豎直管連通，豎直管另一端與柱形筒側壁連通，柱形筒內設置活塞，活塞通過連桿與驅動裝置連接。把廢棄的建筑塑料置于進料筒中回收并通過粉碎破壞塑料的內交聯密度，使其成為顆粒狀，再進行壓制，做成新的原材料，使廢舊塑料具備一定得抗拉強度和塑性，能夠再次被利用

目前我國除了進口轎車采用車載油氣回收系統外，國產車型仍采用開放式的結構，即在加油過程及運行過程等仍有相當多的燃油蒸氣沒有經過炭罐直接排放到大氣中。本課題擬研究開發車載油氣回收系統（ ORVR），它是一種新型汽車排放控制系統，它能夠收集加油過程中從油箱中揮發出來的燃油蒸氣。產品性能、指標與沒有裝用車載油氣回收系統的汽油車相比，可以減少 90%的燃油蒸發排放量。根據國外資料介紹，當汽油從加油站加到汽車里的時候汽油的蒸發量大概是 1.02g/L,而中國2008 年汽油用量大約是

隨著建筑物內特別是分布廣泛的化學實驗室、有機溶劑倉庫和一些涉及有機溶劑化工生產車間內揮發 近年來化工園區在我國得到迅速的發展，成為推動地方經濟發展、優化產業布局、吸引投資的重要手 性VOCs等污染問題的日益突出，對其相應的控制與治理越來越受到人們的重視。本技術成果針對目前室 段，同時其作為一種新型發展模式也是國家發展規劃的要求。目前我國化工園區存在布點不足，已有的園 內空氣污染凈化方法存在凈化效果不理想、對設備要求高、作用時間長、能耗較大以及二次污染等問題， 區產業項目大多沒有特色，產業鏈布局規劃和配套服務跟不上園區的發展等諸多問題。 通過短程有序，形貌規整的類整體式催化劑的設計，充分利用類整體式催化劑在結構上的優勢，金屬和載 本技術成果擁有豐富的專家庫資源，專長于為各類化工園區提供技術策劃咨詢服務，具體內容涵蓋園 體之間的相互作用以及貴金屬優異的催化性能，實現了溫和條件下對室內甲醛等VOCs的完全催化氧化脫 區的戰略規劃、產業鏈布局規劃、化工項目可研等方面；同時延伸開展招商策劃、目標企業招商資源整合 除。利用所開發的高效催化劑，已研制了空氣催化凈化系統和通風催化凈化裝置等相關設備。

近年來，揮發性有機物(VOCs)與惡臭氣體污染越來越引起人們的重視。VOCs 與惡臭氣體的處理技術包括催化氧化、吸附、生物處理、低溫等離子等。其中，廢氣生物處理的 原理是利用微生物的代謝作用將廢氣中含有的烴類、硫化氫或氨等有毒有害物質轉化為無害 的水、二氧化碳、硫酸鹽或硝酸鹽等物質，從而實現廢氣凈化的目的。廢氣生物處理技術在 國外已經有 50 多年的研究和應用歷史，在美國、歐洲各國、日本和韓國均得到廣泛應用。 國內從 20 世紀 90 年代開始研究廢氣生物處理技術，目前已廣泛應用于不同行業(尤其是污 水處理行業)惡臭和 VOCs 氣體處理。國內外的研究與應用成果表明:與其他技術相比，生 物處理技術具有效率高、投資運行費用低、工藝運行維護方便、二次污染小等突出優點，尤 其適用于低濃度 VOCs 和惡臭氣體處理。本研究所是國內較早開展廢氣生物控制技術研究的單位之一。多年來，針對廢氣生物處 理技術領域的核心關鍵技術和科學問題，開展了系統研究和開發，在新工藝開發(紫外光氧 化+生物過濾)和反應器結構優化、新型填料開發、高效菌種篩選和培育、營養鹽配方和填 料層堵塞控制等方面取得了大量創新性的研究成果，并已成功應用于污水廠惡臭氣體、噴涂 廢氣和煉膠廢氣處理。目前，我們在該領域已獲得省部級獎 2 項(華夏建設科學技術獎一等 獎、二等獎)，獲得國家發明專利 4 項，發表論文 60 余篇。

2016 年至今，團隊與南通三信塑膠裝備科技股份有限公司合作研發了包裝印刷行業 VOCs 廢氣蓄熱氧化裝備(Regenerative Thermal Oxidizer，RTO)，申請 相關發明專利多項。首套 15000 m3/h 的蓄熱氧化系統已于 2017 年 8 月在山東亞 新塑料包裝有限公司成功投運，也是山東省包裝印刷行業首套高效節能的 VOCs 蓄熱氧化系統，由中國印刷及設備器材工業協會組織了連續 15 天的第三方在線 監測，非甲烷總烴日均排放濃度小于 30 mg/m3，系統運

1 成果簡介近年來，揮發性有機物（ VOCs）與惡臭氣體污染越來越引起人們的重視。 VOCs 與惡臭氣體的處理技術包括催化燃燒、吸附、生物處理等。其中，廢氣生物處理的原理是利用微生物的代謝作用將廢氣中含有的烴類、硫化氫或氨等有毒有害物質轉化為無害的水、二氧化碳、硫酸鹽或硝酸鹽等物質，從而實現廢氣凈化的目的。廢氣生物處理技術在國外已經有50 多年的研究和應用歷史，尤其在德國、荷蘭等歐洲國家應用較為廣泛。國內從 20 世紀 90年代開始研究廢氣生物處理技術，目前已廣泛應用于各種惡臭和 VOCs 氣體處理。國內外的 研究與應用成果表明：與其它技術相比，生物處理技術具有效率高、投資運行費用低、工藝運行維護方便、二次污染小等突出優點，尤其適用于低濃度 VOCs 和惡臭氣體處理。 本研究所是國內較早開展廢氣生物控制技術研究的單位之一。多年來，針對廢氣生物處理技術領域的核心關鍵技術和科學問題，開展了系統的研究和開發，在工藝組合（ 紫外光氧化+生物過濾） 和反應器結構設計、填料優選和構建、高效菌種篩選和培育、營養鹽配方開發和填料層堵塞控制等方面取得了大量創新性的研究成果，并已成功應用于污水廠惡臭氣體、噴涂廢氣和煉膠廢氣處理。目前，我們在該領域獲得省部級獎 2 項（華夏建設科學技術獎二等獎、三等獎），申請專利 5 項，發表論文 50 余篇。2 應用說明該技術適用于涂料與噴漆﹑有機原料及合成材料﹑農藥﹑染料﹑石油化工﹑煉焦﹑制藥﹑鞋廠﹑印刷廠﹑造紙廠﹑加油站﹑養殖廠﹑污水處理廠﹑堆肥廠等的廢氣與惡臭氣體的處理。該技術還適用于建材市場、家具城、批發城等大型公共場所的室內 VOCs 處理。 可處理的揮發性有機物主要包括脂肪烴（低級脂肪烴（ 汽油） 、氯乙烷、氯甲烷）﹑芳香烴（苯、 甲苯、二甲苯、氯苯）﹑含氧有機物（醇、醚、酮、醛）﹑含氮有機物（胺）﹑含硫有機物（硫醇、硫醚）等。可處理的還原性無機化合物主要包括硫化氫、氨等。圖 1 生物過濾除臭工程                         圖 2 紫外-生物過濾廢氣處理工程 目前本課題組成果已經在北京、江蘇、廣東、湖南、河北、河南等省市的廢氣治理工程當中得到了成功應用。3 效益分析在處理低濃度的有機氣體和臭氣時，生物法的一次性投資是燃燒法的 1/3、吸附法的1/8-1/5、化學吸收法 1/3 左右；運行費用是燃燒法的 1/20、吸附法的 1/10、化學吸收法的 1/15。

工業企業有很多高溫過程，生產過程完成后剩余大量的廢熱，如果加以回收利用，生產成本會大幅度下降。許多大型工業企業在生產過程設計或系統優化時已經考慮了生產廢熱的回收利用，但還有企業沒有考慮廢熱的回收。隨著廢熱回收技術的發展，原來被認為不能回收或不值得回收的熱量已經可以經濟地回收利用。 冶金生產可以回收的廢熱可能有以下幾個方面：高爐、加熱爐、煉焦和自備電廠等，其他工業過程包括玻璃、陶瓷等熱加工過程的爐窯、石油煉制過程廢液。 北京科技大學的廢熱回收采用先進的無機傳熱元件將廢熱從廢熱介質中提取出來，然后傾注到廢熱回收介質中生產熱水或蒸汽。   無機傳熱元件有以下特點： 傳熱能力強：熱量在傳熱元件中以駐波形式傳遞，元件最遠端具有最高的傳熱能力。 工作工質安全：根據在斯坦佛大學的測試，工質的輻射特性欲金屬相同，對動物眼睛(兔)沒有刺激作用；對老鼠進行強制灌食沒有發現對笑消化系統的不良影響。 工作壽命長：傳熱元件內部有3層工作膜，靠近金屬管壁的一層將工質隔離開來，實現致密保護，避免了金屬的腐蝕。 由無機傳熱元件組成的環熱裝置具有功率大、體積小、操作簡單和免維護等優點。廢熱回收裝置直接安裝在煙道或流體通道上，通常之在高度上有少量的提高。 一般廢熱介質（液態和氣態）只要溫度高于200℃就可以用來生產蒸汽，而溫度在150℃～200℃之間 可以用來生產生活用熱，低于150℃的熱量雖然也能回收利用，但考慮到煙氣中的腐蝕性氣體會結露造成設備的腐蝕破壞，通常就不再回收利用。◆經濟效益及市場分析 北京科技大學的無機傳熱傳熱技術已經在多種工業場合應用，在冶金企業中，已經在加熱爐上應用，如坯材車間、軋鋼車間等。按照經濟效益分析，通常理論投資回收期在0.3年，考慮生產隨市場波動等因素，實際工程的投資回收基本上不超過5個月。 以一臺30000Nm3/h煙氣量的廢熱回收裝置為例。2003年11月簽訂合同后，裝置加工40天完成，建筑安裝15天完成，一次試車成功，運行半年節約燃料煤1500t，當地煤價格450元，此項節省67.5萬元，生產蒸汽6570t，蒸汽價格90元/t，價值59.13萬元。實際項目投資回收期不足3個月。 火力發電廠鍋爐的排煙溫度只要超過150℃就有回收價值。按照電站鍋爐的經驗數據，排煙溫度每降低30℃，鍋爐效率可能提高2％。而這2％的鍋爐效率，對于一臺300MW發電鍋爐將意味著每年千萬元的燃料費。如果是燃煤鍋爐，還會因為降低煤耗而減輕鍋爐磨損，延長鍋爐壽命。

寬溫區高效冷熱聯供耦合集成系統的研發和應用不僅可以實現寬廣溫區范圍內（-50～160℃）冷熱量的優化輸配，更可以通過利用制冷系統本身的冷凝熱全熱、各種余熱廢熱回收提升系統的能源利用效率。該系統高度集成低溫制冷系統、高溫制熱系統（高溫熱泵）、谷電水蓄熱系統、微壓蒸汽發生系統及水蒸氣增壓系統于一體，實現了制冷系統冷凝熱或其他余熱利用與制熱系統供熱量的耦合和匹配，實現了系統廢熱零排放。本項目技術已經成功完成開發并實現轉化，所開發的寬溫區高效冷熱聯供耦合集成系統模塊化產品已成功應用于冷庫、乳制品及啤酒等食品生產行業、畜禽屠宰行業、物料烘干及集中供暖行業及化工行業中，同時滿足行業對冷、熱量需求和水、汽需求。