北京化工大學(xué)教育部超重力工程研究中心研制出了國(guó)際上第一臺(tái)300噸／小時(shí)超重力水脫氧商業(yè)化樣機(jī)，率先原創(chuàng)性地提出了超重力反應(yīng)沉淀法合成納米粉體的新方法并實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化生產(chǎn)，技術(shù)和產(chǎn)品出口歐、美、日、新加坡等國(guó)。這些技術(shù)均處于世界領(lǐng)先水平，因此也確立了我國(guó)在國(guó)際超重力技術(shù)領(lǐng)域的核心地位。

北京化工大學(xué)鄒海魁博士告訴《中國(guó)產(chǎn)經(jīng)新聞》記者，化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)項(xiàng)目被列入“十一五”國(guó)家“863”計(jì)劃后，針對(duì)國(guó)際化工領(lǐng)域普遍關(guān)注的諸如“受傳熱、傳質(zhì)和混合限制”及“受動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)化學(xué)平衡限制”等兩大類(lèi)急需強(qiáng)化的反應(yīng)過(guò)程，選擇結(jié)構(gòu)催化劑強(qiáng)化、超重力強(qiáng)化、微波強(qiáng)化、反應(yīng)過(guò)程耦合強(qiáng)化等關(guān)鍵共性技術(shù)以及對(duì)技術(shù)發(fā)展具有支撐作用的碳化硅泡沫材料。

“在科技部、中國(guó)科學(xué)院和國(guó)家教育部的領(lǐng)導(dǎo)下，采用產(chǎn)學(xué)研一體化組織運(yùn)作機(jī)制、學(xué)科交叉與融合、新材料、新技術(shù)、新過(guò)程的交叉集成等，聯(lián)合國(guó)內(nèi)20多個(gè)單位共同圍繞泡沫碳化硅基結(jié)構(gòu)催化劑技術(shù)、超重力反應(yīng)強(qiáng)化工程化技術(shù)、大型超重力過(guò)程強(qiáng)化與系統(tǒng)集成技術(shù)和反應(yīng)過(guò)程耦合強(qiáng)化技術(shù)等問(wèn)題展開(kāi)研究與開(kāi)發(fā)并取得了重大成果，尤其在節(jié)能減排方面實(shí)現(xiàn)了單元過(guò)程平均節(jié)能達(dá)20％以上，部分過(guò)程原料消耗下降20％，污染物排放降低25％的顯著效益。” 鄒海魁說(shuō)。

出擊“重拳”的效益

《中國(guó)產(chǎn)經(jīng)新聞》記者從相關(guān)部門(mén)了解到，傳統(tǒng)化工企業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備大都“巨型化”，這不僅在設(shè)備安裝上占有大量土地，造成土地的浪費(fèi)。這種“巨大化”的設(shè)備而帶來(lái)材料的浪費(fèi)，也提高了生產(chǎn)成本。設(shè)備“巨大化”使化工原料在其中存留的時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)時(shí)間增加，從而進(jìn)一步降低其化學(xué)反應(yīng)速度，增加了能量消耗，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)副反應(yīng)、產(chǎn)生副產(chǎn)物，增加反應(yīng)廢物，從而加大了廢物排放和環(huán)境污染。

鄒海魁向記者表示，化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)是使設(shè)備體積微型化，節(jié)省設(shè)備及土地資源。充分利用能量、提高生產(chǎn)效率，降低能耗。加大反應(yīng)迅速，減少副反應(yīng)，減少副產(chǎn)物的生成，減少污染環(huán)境的廢物排放。也就是說(shuō)，化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)將從源頭上實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)的能源與資源的高效利用和清潔生產(chǎn)，達(dá)到節(jié)能、降耗、環(huán)保、安全生產(chǎn)的目的。

張明國(guó)在談到化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)的效益時(shí)說(shuō)，在國(guó)外，化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于蒸餾、精餾、除塵、除霧、煙氣中二氧化硫、有害氣體、吸收二氧化碳、脫碳、脫硫、受污染的地下水中所吹出芳烴化學(xué)熱，旋轉(zhuǎn)電化學(xué)反應(yīng)器及燃料電池，以此達(dá)到快速去除氣泡和降低超電壓的目的，聚合物脫除揮發(fā)物，強(qiáng)化生物氧化反應(yīng)過(guò)程等。

“而在國(guó)內(nèi)，化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于制備納米材料、強(qiáng)化除塵過(guò)程和強(qiáng)化生化反應(yīng)過(guò)程、油田注水脫氧等領(lǐng)域。”張明國(guó)說(shuō)。

張明國(guó)介紹，用高性能低成本泡沫碳化硅材料技術(shù)不僅能夠控制汽車(chē)尾氣排放、工業(yè)大氣污染、高效環(huán)保燃燒技術(shù)、高效耐用換熱器技術(shù)以及發(fā)展新型復(fù)合材料提供支撐，而且能夠突破天然氣部分氧化制合成氣和部分氧化偶聯(lián)制乙烯等工程化的瓶頸，為天然氣資源的優(yōu)化利用提供技術(shù)保障，有助于改變化學(xué)工業(yè)過(guò)度依賴(lài)石油資源的局面，開(kāi)辟一條重要的非石油原料的化學(xué)工業(yè)路線。

他說(shuō)，應(yīng)用超重力反應(yīng)器技術(shù)，能夠顯著降低MDI生產(chǎn)反應(yīng)過(guò)程的能耗，采用超重力磺化法生產(chǎn)三次采油用石油磺酸鹽，能夠解決原液－液磺化工藝能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題。此外，應(yīng)用超重力反應(yīng)器技術(shù)還能生產(chǎn)生物柴油，實(shí)施水脫氧，處理廢水，治理SO2等廢物。

“應(yīng)用反應(yīng)過(guò)程耦合強(qiáng)化技術(shù)、微波強(qiáng)化技術(shù)等生產(chǎn)碳酸酯、醋酸酯、羧酸酯、MDI（二苯甲烷二異氰酸酯）、丁基橡膠、碳酸二甲酯等，不僅提高裝置生產(chǎn)能力，降低能耗、物耗、廢物排放，而且顯著簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝流程，降低設(shè)備投資，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綠色化、低能耗、高效化。”張明國(guó)說(shuō)。

“重拳”出擊　任重道遠(yuǎn)

化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用能夠有效地促進(jìn)我國(guó)節(jié)能減排的實(shí)施與實(shí)現(xiàn)。目前，這項(xiàng)高新技術(shù)雖然部分地實(shí)施與實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，取得了良好的效果，但跟發(fā)達(dá)國(guó)家相比，尤其距離《國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》和《國(guó)家十一五規(guī)劃》對(duì)化工企業(yè)的要求，還存在一定的差距。

“之所以存在差距，主要是化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)是一項(xiàng)高新技術(shù)，具有高風(fēng)險(xiǎn)、高效益等特點(diǎn)，要得到企業(yè)的長(zhǎng)期支持與協(xié)助。但是，受市場(chǎng)影響的企業(yè)在利益的驅(qū)動(dòng)下，僅對(duì)明確的、短期的商業(yè)目標(biāo)感興趣，而不愿投資開(kāi)發(fā)高風(fēng)險(xiǎn)的遠(yuǎn)期項(xiàng)目，因此，他們難以給予持續(xù)關(guān)注和支持，致使其研究與開(kāi)發(fā)的可持續(xù)受到影響。”張明國(guó)說(shuō)。

張明國(guó)還說(shuō)：“許多化工公司的研究和開(kāi)發(fā)工作主要集中在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，而對(duì)開(kāi)發(fā)新型設(shè)備和過(guò)程等化學(xué)工程問(wèn)題不太感興趣，一些設(shè)備制造商和工程公司通常只選用已得到工業(yè)應(yīng)用的成熟的設(shè)備或技術(shù)，而不愿冒風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行開(kāi)創(chuàng)性的實(shí)驗(yàn)。目前許多大學(xué)的化工系面臨研究經(jīng)費(fèi)短缺和編制被壓縮的困境，教授們只能選擇一些小型的、低風(fēng)險(xiǎn)的研究項(xiàng)目。”

顯然，面向節(jié)能減排，要持續(xù)有效地出擊化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)這個(gè)“重拳”，雖然前景廣闊，但仍有很長(zhǎng)的艱難之路要走。

為此，張明國(guó)建議，首先，要選擇能夠?qū)嵤┊a(chǎn)業(yè)化的化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行研究，以便有效地開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)其成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

其次，要針對(duì)現(xiàn)有工藝過(guò)程，研究與開(kāi)發(fā)具有重大經(jīng)濟(jì)效益的化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)。

再次，要密切跟蹤研究與石油化工發(fā)展有關(guān)的化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域。還有，要在化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，擺脫國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)壟斷，促進(jìn)化工反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)的自主發(fā)展。　

總之，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)具有多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，因此，只有化學(xué)、化工、機(jī)械和信息技術(shù)等各學(xué)科的協(xié)同努力，只有加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，致力創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新過(guò)程、新設(shè)備和新軟件，才能不斷推進(jìn)化工反應(yīng)過(guò)程的強(qiáng)化，促進(jìn)節(jié)能減排工作的有效開(kāi)展。