乌黑黏稠、异味刺鼻,曾经难处理、难利用的各类泥质废物,如今,在天津科研团队手中实现“华丽变身”。随着天津商业大学陈冠益教授团队研发的“多源泥质废物靶向热解处理关键技术及应用”项目落地,这些工业“顽疾”正变废为宝,该成果获2025年度天津市科学技术奖技术发明一等奖。
泥质废物兼具“杂、湿、黏、毒”四大痛点——成分复杂、含水率高、黏性极强且含大量有毒有机物,传统填埋、焚烧技术存在效率低、二次污染风险高和资源浪费的问题。“当前废水、废气治理好了,污染物却转移到了固废里,泥质废物处理不好,石化产业就谈不上真正的绿色低碳。”项目第一完成人、天津商业大学教授陈冠益说,这是团队十年前决心攻克这一难题的初衷。
攻坚之路布满荆棘。“泥质废物就像‘混合胶体’,不同产地、不同类型的泥质废物,成分差异极大,甚至同一批次样品,放置一两天性质就会变化。”陈冠益回忆,团队常年扎根油田、化工园区采样,钻现场、摸工况,面对高温、异味的恶劣环境,一次次调试设备、优化参数。最棘手的是反应器结焦问题,高黏废物加热后易结块堵塞设备,导致系统无法连续运行。为此,团队创新性提出“靶向热解”理念,打破传统“一刀切”的单一处理模式。
“我们把泥质废物中的有机质分为两类,易挥发有机质采用靶向热脱附-分级焚烧与烟气净化等技术,复杂大分子有机质则采用热降解-油气提质与残渣资源化技术,就像医生看病,对症下药才管用。”陈冠益介绍,团队阐明了“有机质—矿物—水”交互机制,攻克传热传质瓶颈,研发出100%国产化核心装备,实现连续稳定运行100天以上。这套技术让热效率提升至80%以上,能耗降低超20%,油气回收率超80%,残渣重金属浸出浓度远低于国家标准,还能用于盐碱土修复、制作建筑材料。
从实验室到产业化,团队携手天津大学、中海油服等单位,完成34项工程,辐射全国9个省市,累计处理泥质废物超3625万吨,创造直接经济效益18.8亿元,碳减排超260万吨。其中,在渤海油田,该技术就累计处理油泥超66万吨,减排二氧化碳近58万吨,近三年更为天津创造超4亿元直接收入、千万元税收。
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“做科研要耐住寂寞、执着坚守,只要认准方向,就必须坚持下去。”深耕热解技术30余年的陈冠益说,团队十年磨一剑,就是要破解产业难题、服务城市发展。眼下,团队正聚焦天津南港工业区,谋划建设区域性泥质废物集中处理中心,为化工园区绿色发展保驾护航。
科研反哺教学,创新培育人才。团队还依托天津商业大学冷链特色学科、天津碳中和协同创新研究院平台,借力“科研—教学—实践”一体化育人模式,把项目热解节能、固废资源化成果融入课堂,着力培养兼具低碳环保、装备研发、产业应用能力的复合型人才,为京津冀冷链环保产业输送了一批青年骨干。
