碳中和|煤化工万吨级CO₂矿化示范项目来了
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近日，有机功能材料与应用技术研究所联合中盐安徽红四方股份有限公司、同济大学、江苏同萃和科技有限公司合作建设的 国内煤化工行业首个万吨级CO 2 矿化制备全固废负碳建材项目 成功试运行。该项目利用煤化工行业生产过程中产生的气化渣、电石渣、粉煤灰等大宗固废，在不借助外部热源、不使用任何水泥的条件下与煤化工行业产生的CO 2 烟气发生矿化反应，制备出 高强度、高固碳率、负碳排放 的矿化建材产品，实现了 节能、利废、负碳 相统一。
实现 “碳达峰、碳中和” ，是推动产业结构调整的强大推动力和倒逼力量，不仅对产业结构调整提出更加紧迫的要求，也为产业结构优化升级提供了重大战略机遇。 “富煤、少气、缺油” 的能源资源特征决定了我国能源结构以煤炭为主，“碳中和”目标作为硬约束，加速推动传统产业的低碳转型，大力发展新型绿色低碳经济，推进产业结构调整和升级，降低工业产业的能源消费和碳排放，逐步实现经济增长和碳排放的脱钩。工业碳减排是“碳达峰、碳中和”目标的重中之重，煤化工产业属于六大高耗能产业之一，发展受环境资源约束愈发加剧，因此探寻 煤化工产业的技术革新与低碳转型发展迫在眉睫。
有机功能材料与应用技术研究所一直坚持以科技创新为核心，致力成为 低碳理念的倡导者、低碳政策的践行者、低碳发展的引领者 ，把国家“双碳”战略落实到企业的低碳发展中，积极探索大宗固废与二氧化碳协同处理的新思路、新技术、新途径。
经过前期多次应用研究与充分筹备，在中盐安徽红四方新型建材科技有限公司董事长、总经理 凌辉勋 等领导、专家的全力支持下，在参与各方的勠力同心、共同努力下，该项目具备了试生产条件。集萃功能材料所所长助理兼环保中心执行主任 成铭钊 、同济大学材料科学与工程学院 李晨 博士、江苏同萃和科技有限公司总经理 欧阳振奎 等相关负责人及各方专业技术人员全程参与了矿化产线试生产过程，顺利完成了 “ 国内煤化工行业首个万吨级CO 2 矿化制备全固废负碳建材项目” 的试运行，并取得了理想的效果。
万吨级CO 2 矿化产线试生产过程记录视频
经中试生产验证，该项目兼具 技术创新先进性和工程实施可行性 。工业固废和CO 2 气体在不借助外部热源、不使用任何水泥的条件下，即可发生矿化反应制备出矿化建材产品，其强度、耐久性等指标 均符合现行国家及行业标准 ；同时也实现了CO 2 的高效捕集利用，平均固碳率达到 15%以上 ，真正实现了 节能、利废、负碳 相统一。
本次项目的成功试运行对国内煤化工及其他高碳排行业的低碳可持续发展具有深刻意义，不仅节约了固废资源化产品生产所需能源，大幅降低生产运营成本；同时实现了煤化工烟气中CO 2 的低成本高效捕集利用，达成了“ X固废+Y二氧化碳=负碳建材 ”方程的最优解，填补了 国际 国内行业空白 ，有力开创了 行业先河 。
本项目所采用的核心技术源于 同济大学蒋正武教授团队 ，该研究团队长期从事 固废矿化制备负碳绿色材料 的科学研究与技术攻关，其自主研发的CO 2 矿化技术以具有矿化活性的大宗固废为主要原材料，通过多元固废的协同活化与CO 2 的高效传输、深度矿化，实现产品性能与固碳率的高效提升，可以完成各个浓度下工业尾气二氧化碳的有效利用；产品的胶凝组分全部由工业固废组成，且生产过程不需借助外部热源。通过开发这类新型负碳建材，可实现化工、钢铁、冶金、电力等行业大宗固废与尾气CO 2 的协同处置，解决大宗固废的无害化处置与资源化利用难题和工业尾气中CO 2 有效捕集利用困境。
在此研究基础上，集萃功能材料所联合同济大学蒋正武教授团队开展深度合作，对固废矿化核心技术进行了成果转化和中试验证，开发出 纯固废捕集矿化二氧化碳制备负碳建材的工业化工艺路线与相应成套装备 ，形成了全流程整体解决方案。目前本方案可实现 高矿化活性固废 （电石渣、钢渣、磷渣、锰渣等）与 低矿化活性固废 （粉煤灰、气化渣、铸造砂、建筑垃圾等）的协同处置，实现不同温度、压力、浓度条件下工业烟气CO 2 的矿化利用，形成墙体材料、再生骨料、市政道路材料、生态护坡挡墙等系列高附加值产品，广泛应用于市政、建筑、水利等领域，实现了廉价废料到高值产品的 价值跨越 ，真正达成了固废资源化产品从原料端到应用端的 全生命周期低碳减排 。
在本次项目成功试运行基础上，集萃功能材料所和中盐安徽红四方新型建材科技有限公司也在积极筹划二氧化碳气路管道的改造建设，为下一步大宗固废矿化捕集利用CO 2 项目的正式投产运营做好充分准备。该项目改造完成后预计每年可有效消纳各类大宗固废近 100万吨 ，同步耦合捕集利用CO 2 至少 10万吨以上 ，相当于 10万亩森林 每年的碳汇量，也等同于近 6万辆 经济型轿车停开一年。正式投产运行后，该项目将成为国内煤化工领域低碳转型的标杆性示范项目，也将为我国煤化工行业的低碳绿色循环发展之路树立起一座标志性里程碑！同时，集萃功能材料所将继续与各方积极合作，全力推进 电力行业、钢铁行业、水泥行业 等其他高碳排放产业的低碳绿色发展路径和综合解决方案，助力我国的“双碳”目标早日实现！
MODEL
有机功能材料与应用技术研究所
有机功能材料与应用技术研究所 是由江苏省产业技术研究院、苏州市产业技术研究院、苏州市高铁新城和同济大学任天斌教授团队共同发起建立的创新型研发机构，旨在结合产研院的创新资源与创新模式、苏州的区位与产业优势、任天斌教授团队的科技产业化核心能力等，共同打造功能材料领域集产业技术研发、科技成果转化、高端人才培养和创新企业赋能等功能于一体的创新高地。
有机功能材料与应用技术研究所环保中心 聚焦国家双碳战略，结合重点领域控碳减碳需求，集聚政产学研用全方位平台资源，集结一批具有多年技术研发经验的科学家和产业化经验的行业专家人才队伍，以固废水热资源化利用、CO 2 矿化利用、高性能薄膜工程化和凝胶与纳米包覆等20余项关键核心技术为支撑，面向煤化工、钢铁、电力、功能薄膜和绿色农业等多类应用场景提供综合解决方案，实现减污降碳协同增效，以科技创新行动努力打造低碳全产业布局。集萃功能材料所围绕绿色环保产业发展和环保科技成果转化与项目孵化，努力打通环保技术产品化与商业化不同阶段的核心要素与核心能力，探索环保领域的产学研用最优途径。
中盐安徽红四方股份有限公司
中盐安徽红四方股份有限公司 是中国盐业集团有限公司全资子公司。总部位于合肥循环经济示范园，占地面积5000多亩，现拥有10家全资、控股子公司，在职员工5000余人。资产总额150亿元。目前已形成煤化工、盐化工、精细化工及新能源、新型建材等系列产业布局，成为一个综合性国家大型化工企业。公司拥有国家级技术中心、省级技术中心、中盐盐化工技术中心、博士后科研工作站。公司荣获省部级、市级科技进步奖9项，发布各类技术标准30多项（其中国标4项、行标2项、地标4项），拥有有效专利187项（其中发明专利61项）。
中盐安徽红四方新型建材科技有限公司 是中盐安徽红四方股份有限公司子公司，自成立以来以绿色发展、节能减排为宗旨，专注新产品研发创新，狠抓产品质量管理，公司产品市场占有率不断扩大。公司投资上亿元建成了多条固废资源化产线，可有效消纳中盐安徽红四方股份有限公司及其他子公司每年产生的近百万吨大宗工业固废，实现了“变废为宝”的综合利用。近年来积极响应国家双碳政策，布局低碳矿化领域，积极探索低碳绿色转型发展的新路径。
同济大学材料科学与工程学院
同济大学 是教育部直属并与上海市共建的全国重点大学，国家“双一流”建设高校，国家“211工程”和“985工程”建设高校。 同济大学材料科学与工程学院 是全国最早成立的建筑材料系科之一，目前材料学科ESI国际学科排名全球前1‰，USNews世界大学材料科学专业排名前100位。
蒋正武教授可持续混凝土研究团队 ，长期致力于水泥混凝土材料的低碳可持续理论与应用技术、大宗工业固废的高效资源化利用、绿色高性能混凝土材料、极端环境下混凝土材料的行为、水泥基智能自修复材料等研究领域。先后主持承担国家重点研发、国家973、国家科技支撑、国家自然科学基金、上海市重大科技攻关等项目五十余项。成果获得国家技术发明二等奖、教育部技术发明二等奖、中国硅酸盐学会建筑材料科学技术科技进步一等奖等10余项。在国内外学术期刊发表论文200余篇，SCI收录100余篇，累计被引4000多次，出版学术著作6部，授权发明专利50多项。研究成果已在世界第一高桥北盘江大桥、三峡大坝、金沙江特大桥、清水河特大桥、赫章特大桥、坝陵河大桥、东海大桥等70多项国家重大工程中成功应用。
江苏同萃和科技有限公司
江苏同萃和科技有限公司 是由有机功能材料与应用技术研究所与河南三和集团合资成立的基于核心技术和科技成果转化的具备先进装备生产制造能力的科技公司，主要提供固废资源化利用与低碳发展领域内的完整技术解决方案。