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记国家技术发明二等奖项目——“粘性粉体流态化过程强化与放大技术”


来源:中国粉体网   平安

[导读]  “粘性粉体流态化过程强化与放大技术”在国家科学技术奖励大会上被授予国家技术发明二等奖。

中国粉体网讯  1月10日上午,“粘性粉体流态化过程强化与放大技术”在国家科学技术奖励大会上被授予国家技术发明二等奖。该技术的发明人之一、中科院过程工程研究所副所长朱庆山在接受记者采访时表示,尽管这是一项应用性较强的成果,但其背后,是中科院过程工程研究所历经几代人、横跨数十年基础研究积淀的结果。


“包括铁矿石等战略资源在内,中国的很多矿物都存在品位较低、成分较复杂的问题,这也是我国工业发展能耗高、污染重的重要原因之一。”朱庆山说。他们研发的这项技术,可以将工业生产中较难处理的粘性粉体高效流态化,从而提高反应效率、降低生产成本。这也为多种低品位复杂矿的高效利用开辟了一条新路。在参与国际学术交流时,一名外国学者赞叹道:“你们通过技术解决了自己的问题,真棒!”

据悉,我国目前多种金属矿产资源对外依存度超过50%,低品位金属矿产资源的高效利用是国家发展和安全保障的根基。中科院过程工程所朱庆山、李洪钟、谢朝晖、李军研究员牵头攻关,针对化工、冶金、矿产资源利用等领域粘性粉体流态化处理面临的易失流、效率低、放大难等问题,基于对粘性粉体粘结成团机理与聚团尺寸调控规律的深入研究,发明了粘性粉体流态化过程强化、加排料和放大技术。

通过与企业合作建成多项产业化示范工程,实现了锰矿、铁矿、钒钛矿等低品位矿的高效利用,产生了显著的经济和社会效益,为我国大量低品位矿规模化经济利用及传统化工产业的转型升级开辟了新途径。

据悉,该项目属于化学工程与资源利用交叉领域,得到国家973计划、国家科技支撑计划、国家自然科学基金、中科院STS计划等项目的支持,相关成果被中科院组织的国际评估专家评为处于国际领先水平,入选中国科学院建院70年创新成果展及2016年中国科学院科技成果转化亮点工作。

附:专家简介


朱庆山:1969年5月生,工学博士,研究员,博士生导师,过程工程所党委书记,中组部“万人计划”科技领军人才(2016年),科技部“中青年科技创新领军人才”(2014年),国家百千万人才工程(2014年),2013年获得国家杰出青年基金,现任中国科学院过程工程研究所副所长。

1991年7月毕业于华东理工大学化学工程系,1994年3月在中科院过程所获硕士学位,1997年7月在清华大学博士学位,1998年2月-2000年2月在日本九州工业技术研究所工作(日本政府资助STA fellow),2000年3月-2002年3月在荷兰埃因霍温技术大学做博士后。

主要从事矿产资源高效利用、流化床反应器放大规律、流态化过程强化、纳微粉体结构调控与规模化制备、全陶瓷牙科材料等方面的研究工作。在国际主流学术期刊发表SCI论文160多篇,国内学术期刊发表论文60多篇,申请中国发明专利110多项,其中60多项已授权,申请国际专利70多项。

兼任中国颗粒学会理事长,中国化工学会储能工程专业委员会主任,钒钛资源综合利用产业技术创新战略联盟理事,四川钒钛产业技术研究院专家委员会主任,四川省攀枝花市决策咨询委员会专家等职。担任Particuology,Journal of Crystallization Physics and Chemisty 及 International Review of Chemical Engineering 编委,《过程工程学报》和《中国粉体技术》副主编,《钢铁钒钛》编委。2008年获中国颗粒学会第五届青年颗粒学奖,2012年获中国石油与化学工业联合会科技进步一等奖,2016年获中国科学院教育教学成果二等奖,2018年获中国颗粒学会技术发明奖一等奖。

主持完成了千吨级多钒酸铵流化床还原、10万吨难选铁矿流态化磁化焙烧和20万吨软锰矿流态化还原产业化示范项目3项,完成万吨级攀枝花钛精矿流态化氧化-流态化还原焙烧和千吨级钒钛磁铁矿直接还原-熔分中试项目2项。



李洪钟:男,研究员、博士生导师、化学工程专家、中国科学院院士, 英国皇家化学会会士。现任中国科学院过程工程研究所学术委员会主任、多相复杂系统国家重点实验室学术委员会副主任。曾任中国科学院化工冶金研究所副所长、学术委员会主任、工程技术委员会主任、学位委员会副主任、中科院多相反应重点实验室副主任和学术委员会副主任。

1941年1月出生于山西省昔阳县。1965年毕业于太原理工大学化学工程系,1965-1978年在中国科学院山西煤炭化学研究所工作,期间长期参加了国家顺丁橡胶攻关项目(注:该项目集体成果获1985年国家科技进步特等奖,本人未获奖),其中从事丁烯氧化脱氢制丁二烯流化床反应器研究与开发工作。

1981年获中国科技大学研究生院硕士学位,1986年获中国科学院化工冶金研究所工学博士学位。

1986-1988年为加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)博士后,研究多种燃料在中试规模循环流化床中的燃烧特性和微细颗粒循环流化床的流动特性。有关论文于1989年获第十届国际流化床燃烧会议最佳论文奖。

1989年至今,为中国科学院化工冶金研究所研究员,先后承担国家自然科学基金“七五”、“八五”重大项目和多项重点项目、国家973计划重大项目、开放实验室基金项目、以及与中国石化总公司、上海焦化厂、攀枝花钢铁公司和云南曲靖越钢集团公司等企业的合作项目。主要研究工业气固流化床和移动床结构与动力学行为的量化及调控理论与方法。曾用自行设计的光纤微观摄像探头发现快速流化床中颗粒聚团的存在,引起国内外广泛关注;将多相流基本原理与散料力学相融合,建立了移动床气固两相流理论;提出了颗粒与添加组分设计、流体设计、外力场设计、内构件和床型设计等旨在抑制气泡和聚团的生长,实现气固散式流态化的理论与方法。

目前承担科技部973计划过程节能重大项目及与云南新立有色金属有限公司和中信锦州钛业有限公司等企业的合作项目。研究方向为工业多相流反应器结构与流动行为的量化预测理论和优化调控方法; 多相流结构与传递和反应的相互关系;多相反应与传递过程强化的理论与方法;流化床反应器模拟与放大规律的研究等。

在国内外学术期刊及会议上发表论文200余篇;撰写并出版中英文专著4部和6章;获授权发明专利22项和实用新型专利12项,正在申请的发明专利12项。在流态化理论研究和工业应用方面获得多项创新性成果。先后获得中国科学院自然科学一等奖、二等奖各一项、中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖3项。与郭慕孙院士共同主编我国首部“流态化手册”(316万字)2008年被国家新闻出版总署评选为“三个一百”工程原创图书,2011年获第二届中国出版政府奖图书奖。

现任中国颗粒学会常务理事,中国化工学会常务理事,“Particuology”编委,“应用化学”编委,“工程研究”编委。曾任中国颗粒学会副理事长,流态化专业委员会主任,“化工冶金”副主编,“中国粉体技术”杂志编委会主任,“燃料化学学报”编委,“基础研究”编委。



谢朝晖:1963年3月生,双硕士学位。研究方向为无机材料与多相反应工程。


1990年6月毕业于华南理工大学无机非金属材料专业,获工学硕士学位。1990年6月至1998年12月,在中国建筑材料科学研究院先后任工程师和高级工程师,从事无机材料烧结新技术研发工作。1999年1月在美国Colorado 大学做访问学者,进行无机材料耐久性方面的研究,2002年5月获得 Colorado 大学理学硕士学位。

2002年8月,加入中国科学院过程工程研究所任副研究员,从事无机材料新制备技术和流态化反应工程研发工作。2008年始任多相复杂系统国家重点实验室研究员。目前作为专题负责人承担国家自然基金重点项目和国家“科技支撑”项目各一项;主持国家自然基金面上项目一项;主持某大型国有钢铁企业中试项目一项。


李军:1979年8月生,工学博士,研究员,博士生导师。

2009年获中国科学院山西煤炭化学研究所工学博士学位,2009.7-2011.6清华大学化学工程系博士后。2011年至今在中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室历任助理研究员、副研究员、研究员。2016.12-2017.12期间到加拿大英属哥伦比亚大学(University of British Columbia)国家公派访问学者。

任第二届、第三届中国颗粒学会青年理事,任ES Materials and Manufacturing (ESMM) journal编委会成员。获第十届中国颗粒学会青年颗粒学奖,中国颗粒学会技术发明奖一等奖(排名第4)。

主要研究方向为细颗粒流态化过程强化方法及其在能源催化、高纯超细粉体制备中的应用。已在国内外主流学术期刊上发表SCI论文30余篇,包括在化工领域四大期刊AIChE J.、Chem. Eng. Sci.、Chem. Eng. J..、Ind. Eng. Chem. Res.上发表论文10余篇。参与编写专著《化学工程手册》第三版。申请国家发明专利20余项,获授权发明专利16项。主持国家自然科学基金青年基金、国家自然科学基金重大研究计划项目、国家自然科学基金石油化工联合基金、科技部重大科学仪器研制专项子课题和重点实验室自主部署课题等多项研究课题。

资料来源:中国科学院过程工程研究所、《中国科学报》。

(中国粉体网编辑整理/平安)

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