1、2018 年浙江省科学技术进步奖公示材料一、项目名称：小树脂床离子交换技术研发及应用二、项目简介石化企业、冶炼化工企业厂区内存在多个含 SO2、H2S 等酸性尾气排放源的情况，业内一般采用有机溶剂吸收酸性气体的工艺，集中收集和处理不同排放源的酸性尾气（主要是SO2、H2S），将被脱除的含硫酸性气用来增产硫磺、生产硫酸或制备液态 SO2 等高附加值产品，变废为宝，帮助石化企业在尾气排放环保达标的同时，实现循环经济。脱硫系统在长期运行的过程中，系统内的降解产物及腐蚀产物不断累积，使脱硫被污染导致失效，且影响全套脱硫装置的运行稳定性。海牛环境的溶剂净化技术，能充分的净化被污染的胺液，去除其中的悬浮物
2、质、热稳态盐，恢复胺液的活性，清洁的胺液能确保系统的稳定运行，并且能有效降低系统运行的成本、减少废弃溶剂的排放量，从而产生明显的经济效益和社会效益。本项目技术以“小树脂床（浅层床高效）离子交换技术”为基础，开展在溶剂净化、金属表面、纯水处理等领域的研究和应用，给传统离子交换技术带来革命性的突破，克服了传统离子交换技术设备体积大，树脂利用效率低，排放大的缺陷，填补了国内在该技术领域的空白，使国内在离子交换技术领域达到国际先进水平。主要技术内容有：（1）新型离子交换柱技术研究；浅层床交换树脂柱高度约2060cm，其高径比为 0.250.5，采用完全压缩填充，避免树脂交换区的错乱，结构简单。传统交换
3、柱的高度约 1.53m，其高径比为 1.52。结构复杂，占地大，操作不方便。本公司开发出浅层床离子交换树脂床。树脂的装填量只有传统的 1/201/10，减少了再生剂的用量体积较小，操作和更换成本降低。且床层较矮，树脂细，物料通过时间减少，效率得到提高。（2）浅层床流体分布板设计技术研究；所涉及的流体分布板设计技术，主要从分布板流体导向、分布板尺寸和结构分别展开试验和应用研究。合理、优化的流体分布板是保证离子交换树脂在交换柱内实现高效交换、分离、再生作用的前提条件，因此，根据树脂在交换柱内的填充状态、交换柱截面积大小、流体设计经过的流速和流量，设计出更为合理、科学的流体分布板十分关键。（3）树脂
4、的再生技术研究：采用逆流再生，通常指在运行时，物料的方向自上而下；再生时，再生剂的流动方向自下而上的一种再生工艺。其优点：树脂的再生度高；树脂的工作交换容量有所增加；再生剂比耗有所降低；物料处理质量提高；降低了再生废液量和浓度。两者相比树脂的逆流再生效率较传统的再生方法提高约 30%，再生剂用量消耗节省20%。（4）树脂填充状态设计技术研究：采用完全压缩填充方式，床内树脂不会产生扰动，从而保护树脂交换层，降低了流体稀释与混合，利于浓度分布稳定和减少淋洗水的用量。公司现已对本项目相关核心技术进行知识产权保护，截至目前，已授权发明专利有 3件，在申请的发明专利 3 件；已授权实用新型专利 20 件
5、，在申请的实用新型专利 6 件；已取得的软件著作权 5 件，围绕产品相关的商标注册有 5 件，企业标准 3 项。三、第三方评价本项目技术研发成功以及产业化应用，实现了一系列基于浅层床高效离子交换技术（SHE-IX）的净化设备，包括：溶剂净化设备、环丁砜净化设备、热稳态盐脱除设备和相关的技术性服务等。各类产品通过送检相关检验、测试机构检测，完全达到设计指标、满足工艺需求：科技查新报告：1、科技查新报告：浙江省科技信息研究院提供“浅层床高效分离技术的产业化应用”（报告编号：201433B2102665）,报告结论：（1）在国内所检相关文献中，北京四达贝克斯工程监理有限公司将 EDI 应用于电厂除盐
6、水处理，并与混床离子交换工艺进行比较（文献 6）；镇海石化工程股份有限公司将快速浅层离子交换技术应用于溶剂净化（文献 5）。委托项目基于浅层床高效离子交换技术(SHE-IX)技术，财务阳离子床+阴离子床代替传统混床和 EDI，同时保持出水水质依然可达到纯水要求，进而大幅提高了离子交换效率，同时显著减少了废液排放相应（与传统技术想比可降低 30%排放量）。该研究在国内所检相关文献中未见报道。（2）在国内所检相关文献中，华东理工大学等采用离子交换树脂法对劣化环丁砜进行再生（文献 11-12）；镇江星叶绿色机械有限公司研制了一种撬装式可移动石油废弃物的分离处理设备（文献 16）。委托项目采用 SHE
7、-IX 技术替代传统离子交换技术，运用至环丁砜再生净化设备中，在保证同等质量的同时，可使设备占地减少 70%以上、设备成本减少 60%以上，废液排放减少30%以上；此外，基于项目技术环丁砜净化设备撬装化和可移动化设计，具有便于安装搬迁与流转使用、占地少等优点。该研究在国内所检相关文献中未见报道。（3）委托项目采用 SHE-IX 技术，通过离子交换的方法将金属盐和游离酸达到分离的目的，分离出的游离直接返回至酸洗工序，进而减少酸耗约 20%,同时实现在线的对酸洗液进行净化处理，避免酸洗槽污泥的积累，提高酸洗质量和效率，该研究在国内所检相关文献中，除文献 1 报道相关内容外（受让人：浙江海牛环境科技
8、有限公司；许可种类：独占），未见其他报道。2、科技查新报告：浙江省科技信息研究院提供“基于离子交换技术的新型热稳态盐（硫酸根）脱除系统”（报告编号：201433B2102664）,报告结论：（1）在国内所检相关文献中，镇海石化工程股份有限公司将快速浅层床离子交换技术应用与溶剂净化（文献4）；中国石化集团洛阳石油化工工程公司采用离子交换技术脱除溶剂中硫酸根（文献 5）。委托项目利用浅层床高效离子交换技术（SHE-IX）技术脱除催化裂化脱硫装置中的硫酸根，利用 SHE-IX 技术，单体设备硫酸根脱除率可达到 100 公斤/小时，该研究在国内所检相关文献中未见报道。（2）在国内所检相关文献中，四川海
9、盾石油新技术开发有限公司研制了井口撬装快熟除硫装置（文献 12-13）。委托项目将脱除 SO2 工艺过程中的脱硫酸根设备撬装化，方便运输、安装、开车。该装置在国内所检热稳态盐（硫酸根）脱除系统的相关文献中未见报道。3、科技查新报告：浙江省科技信息研究院提供“基于（新型）浅层床高效离子交换技术的溶剂净化设备”（报告编号：201633B2101250）,报告结论：上述所检文献中，国内已有溶剂净化方面的文献报道，快速浅层床离子交换技术在溶剂净化中的应用，快速浅层床离子交换技术采用压缩装填使交换树脂处于满床状态，且为逆流再生，溶剂净化再生设备等已有文献述及。经分析比较，委托单位开发的基于（新型）浅层床
10、高效离子交换技术的溶剂净化设备，1）浅层床流体分布板和再生设计，实现流体在树脂床内部的均匀分布；2）采用撬装和集装箱，方便设备的快速安装、拆卸和运输，在上述所检文献中未见具体述及。4、科技查新报告：浙江省科技信息研究院提供“小树脂床离子交换技术研发及应用”（报告编号：201733B2109867）,报告结论：在国内所检文献范围内，有关粒径在 300m以下的树脂制备离子交换树脂已有报道，床层高度低于 1m 的离子交换树脂床也已有报道。委托项目设计了包括再生树脂床筒体法兰、设置在再生树脂床筒体法兰上的端盖板的浅层再生树脂床。上述结构特点与其他同类相关文献报道的不同。委托项目公开的专利高效浅层树脂床
11、的导流装置及树脂床（专利号：201320024393.0），浅层再生树脂床（专利号 201320024392.6），均已授权。检验报告1、检验报告：浙江省机电产品质量检测所提供“溶剂净化设备”检验报告（检测编号5R150088）。2、检验报告：浙江省机电产品质量检测所提供“环丁砜净化设备”检验报告（检测编号 5R160234）。软件评测报告1、软件评测报告：浙江省电子信息产品检验所提供“海牛溶剂净化设备控制系统软件V1.0”【报告编号：（2012）电检软字 4949 号】。结果评述：受浙江海牛环境科技有限公司委托，于 2012 年 05 月 17 日至 2012 年 05 年 28 日，根据G
12、B/T25000.51-2010 软件工程 软件产品质量要求和评价（SQuaRE） 商业现货（COTS）软件产品的质量要求和测试细则、软件产品登记测试规范，对该公司开业模式选择、流程控制、状态监测、流程图显示、报警管理等功能。评测表明：该软件达到软件产品登记测试规范的要求。2、软件评测报告：浙江省电子信息产品检验所提供“海牛脱硫酸根系统软件 V1.0”【报告编号：NO.15BD0697】。结果评述：受浙江海牛环境科技有限公司委托，于 2015 年05 月 12 日至 2015 年 05 年 23 日，根据GB/T25000.51-2010 软件工程 软件产品质量要求和评价（SQuaRE） 商业
13、现货（COTS）软件产品的质量要求和测试细则、软件产品登记测试规范，对该公司开业模式选择、流程控制、状态监测、流程图显示、报警管理等功能。评测表明：该软件达到软件产品登记测试规范的要求。3、软件评测报告：浙江省电子信息产品检验所提供“海牛环丁砜再生控制系统软件V1.0”【报告编号：NO.15BD0698】。结果评述：受浙江海牛环境科技有限公司委托，于2015 年 05 月 14 日至 2015 年 05 年 22 日，根据GB/T25000.51-2010 软件工程 软件产品质量要求和评价（SQuaRE） 商业现货（COTS）软件产品的质量要求和测试细则、软件产品登记测试规范，对该公司开发的海
14、牛环丁砜再生控制系统软件进行了产品登记测试。该软件具有工艺参数设置、报警监控、设备维护、环丁砜净化设备控制系统监控等功能。评测表明：该软件达到软件产品登记测试规范的要求。用户评价报告1、检验检测报告：浙江海牛环境科技股份有限公司委托北京新奥环标技术服务有限公司进行对“中石油抚顺石化分公司石油三厂-瓦斯脱硫装置”项目中胺液/N-甲基二乙醇胺/（MDEA）进行检测(报告编号：AST1711010001)，检测结果：热稳定盐 0.54%，固体悬浮物（8mg/L）,起泡高度 3.0CM.2、用户报告：2016 年 9 月中国石化大连分公司在 27 万硫磺装置固定式胺液净化设施使用情况报告中评价结论：（
15、1）净化后胺液的热稳定盐成绩满足0.75%的技术指标；（2）冲洗废水中 Na+含量可以符合小于 100mg/L 的要求。3、用户报告：2016 年 10 月中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司胜利炼油厂在胺液净化设施运行报告中结论：该系统自投用后运行稳定，可有效去除胺液系统中的杂质及有机物，确保胺液系统清洁，杜绝发泡，通过树脂净化后的胺液可有效将胺液中热稳态盐含量维持在较低的水平，消除了由热稳态盐引起的发泡，腐蚀等一系列问题，建议长期使用。四、 推广应用情况我司是国内第一家专业从事胺液净化的企业，也是首次在中国推广胺液净化技术，填补国内的空白，并定义了热稳态盐概念，建立了热稳态盐的分析方法；自我
16、公司提供给国内第一套胺液净化设备在中石化镇海炼化投用后，公司为石油天然气行业、大型化工集团等客户提供了近百套设备和多个项目的技术服务，通过本项目产品及技术服务应用，提高运行效率，降低维护成本费，给单个客户单位带来的间接经济效益达数百万元，对整个行业产生的间接经济效益影响达数十亿。同时，开展在胺液净化、金属表面、纯水处理等领域的研究和应用，均属于我省节能环保产业鼓励发展的重点内容。同时项目将在未来几年内产生较高的经济效益和社会效益，带动形成环保产业链状经济和示范区域，为达成我省环保产业经济目标贡献重要力量。五、直接经济效益项目研发成功后自 2013 年已开始销售，累计 2015-2017 年的新
17、增销售收入 6699.33 万元，新增利润 755.65 万元，新增税收 586.04 万元。六、社会效益本项目技术以“小树脂床（浅层床高效）离子交换技术”为基础，开展在溶剂净化、金属表面、纯水处理等领域的研究和应用，给传统离子交换技术带来革命性的突破，克服了传统离子交换技术设备体积大，树脂利用效率低，排放大的缺陷，填补了国内在该技术领域的空白，使国内在离子交换技术领域达到国际先进水平。溶剂脱硫再生装置是保证炼油产品质量达标的必须装置。基于“小树脂床离子交换技术”的溶剂净化工艺可广泛应用于石化行业。单根据一家中型规模的中石化企业来计算，每年固定减少新溶剂添加量，提高运行效率，降低维护成本费，所
18、带来的间接经济效益达数百万元，对整个行业产生的间接经济效益影响达数十亿。同时，该技术的推广应用大大减少了废弃溶剂的排放，产生巨大的环保效益。七、主要完成人员情况姓 名GEORGE LU（陆侨治） 排 名 第一名出生年月 1965 年 9 月 出 生 地 浙江东阳 民 族 汉族性 别 男 政治面貌 / 技术职称 教授级高工行政职务 总经理 文化程度 研究生 最高学位 博士所学专业 化学工程 现从事专业 溶剂净化及工业污水治理毕业学校 滑铁卢大学 （博士后） 毕业时间1995 年 5月电子信箱 办公电话0871-85123299移动电话 13805723925工作单位 浙江海牛环境科技股份有限公司
19、二级单位 无对本项目主要科技创新的创造性贡献（限 300 字）本人作为项目总负责人，在项目中的主要贡献是指导研发团队，在结合国内前端小树脂床离子交换技术研发科研机构的力量的基础上进行了技术创新与改进，攻克了传统技术设备体积大、树脂利用效率低、排放量大，大大降低了运行成本问题，给传统技术带来革命性的突破，将通过本项目的实施，加强科技成果向生产力转化的中间环节，缩短成果转化的周期，同时吸收消化国外先进技术为我所用。参与了 3 件发明专利“减少脱除溶剂中热稳态盐装置冲洗液用量和排放的方法”（第一发明人）、“高效浅层树脂床的导流装置及树脂床”（第二发明人）、“高效浅层树脂床的端盖导流装置”（第一发明人
20、）以及与项目相关的 13 件实用新型专利（均为第一发明人）等研发工作；与项目相关的论文有“解决胺厂操作问题的最新进展利用 AmiPur 再线去除热稳态盐J. 石油与天然气化工”；“离子交换树脂静态吸附二甲胺的研究J. 中国环境科学”；“离子交换树脂处理二甲胺废水的研究J. 环境污染与防治”。这对于提高技术应用水平，推动行业技术进步和关联产业的发展，具有十分重要的意义。排名 姓 名 性别 技术职称 文化程度 对本项目的贡献2 王方 男 教授级高工 博士后 项目理论模拟计算设计及指导3 胡勤海 男 教授 博士后 试验及产业化设计及指导4 熊云龙 男 中级工程师 硕士 试验及产业化实施八、完成人合作
21、关系说明完成人为公司组建的企业研发团队成员。九、主要完成单位情况完成单位简介：浙江海牛环境科技股份有限公司（以下简称海牛环境）成立于 2011 年，注册资金2000 万元，公司注册位于浙江省海外高层次人才创新园（海创园），主要致力于石油化工、环保和节能等领域的新技术开发、应用服务及相关专业设备的生产和销售，是一家集研发、设计、生产、销售、服务为一体的国家高新技术企业。公司于 2015 年 12 月 25 日在全国中小企业股权转让系统正式挂牌，证券代码：835039。公司主要为全球的石油天然气等领域客户提供溶剂净化和石化污水处理整体解决方案，包括胺液净化整体解决方案HATS（HighNew Am
22、ine Total Solution）、石化行业污水整体解决方案HOWS（HighNew Overall Wastewater Solution）、液体零排放（ZLD）、劣化环丁砜净化解决方案等。企业高度重视研发投入并持续创新，截止目前公司发明专利授权专利 3 项、申请中 3 项，实用新型授权 20 项、申请中 7 项，并取得 5 项软著，商标 5 件，企业标准 3 项。年平均 5-8 项科技成果转化。在离子交换技术、膜材料应用以及微生相关的污水处理工艺不断探索与研究，并首次在中国推广胺液净化技术（也是当今世界最先进的浅层床高效离子交换技术），打破国外技术垄断，填补多项国内空白。现公司已是浙江
23、海创园A类重点企业，同时也是中国膜工业协会理事单位、 2012 年被评为杭州市“邹鹰”计划企业；2013 年被评为软件企业，2014-2017 年两次被评为国家高新技术企业，2015 年入选浙江省技术创新能力百强企业，2015 年授予杭州市高新技术企业研发中心，2015 年取得中国创新大赛优胜奖，也是浙江AAA“守合同重信用企业”，公司通过严格贯彻执行ISO9001 质管理体系、ISO14001 环境管理体系、OHSAS18001 职业健康安全管理体系的认证，GB/T29490-2013 知识产权管理体系认证管理体系，产品与服务保质保量，先后荣获余杭区知名商标、余杭名牌产品等称号。公司十分注重
24、技术的研发和创新，由陆侨治博士“国家千人计划”特聘专家为首的研发团队，现与GE、陶氏化学、中石化、中石油等世界知名 500 强企业以及荷兰、德国、美国、法国等多家专注于分离技术、水处理技术领域的专业公司形成了良好的合作关系。GEORGE LU在 2013 年入选中组部第十批“国家千人计划”（创业类），为环保领域的特聘专家，教授级高工程，浙江省未来科技城A类海外高层次人才。2010 年获得浙江省海外华侨华人“杰出创业奖”，2011 年获得新侨创业明星奖，2015 年入选为杭州市杰出创业人才，受邀第十届、十一届浙江省政协特邀委员。现任中国石油大学（华东）兼职教授，杭州大学生创业联盟创业导师，浙江省
25、海创会副会长，杭州欧美同学会副会长，中国与全球化智库常务理事，美国过滤及分离工业协会的第 25 届年会主席。“千人计划”化学化工专委会副主任，杭州未来科技城海创园高促会会长，海高会能源、资源和环境分会会长。十、知识产权证明目录知识产权类别知识产权具体名称 授权号 授权日期 权利人 发明人发明减少脱除溶剂中热稳态盐装置冲洗液用量和排放的方法ZL201010299932.2 2013/3/27 海牛环境陆侨治、熊云龙发明高效浅层树脂床的导流装置及树脂床 ZL201310017176.3 2015/1/28海牛环境华均健、陆侨治发明高效浅层树脂床的端盖导流装置 ZL201310105666.9 20
26、15/1/28海牛环境陆侨治、华均健、占国仁实用新型在线分离酸洗液中金属盐和游离酸的净化装置 ZL201020552606.3 2011/5/25海牛环境陆侨治、熊云龙实用新型醇胺溶剂在线净化装置 ZL201020561485.9 2011/7/13 海牛环境陆侨治、熊云龙实用新型用于溶剂净化设备的可移动装置ZL201020581670.4 2011/6/29 海牛环境陆侨治、熊云龙、焦子林实用新型用于测定溶剂脱硫系统中热稳态盐含量的分析装置ZL201020581663.4 2011/6/29 海牛环境陆侨治、熊云龙、杨国庆实用新型用于溶剂净化设备的再生树脂床装置ZL201020631164.
27、1 2011/6/29 海牛环境陆侨治、焦子林实用新型排渣式免清洗液体过滤器 ZL201020693025.1 2011/9/7 海牛环境陆侨治、熊云龙实用新型高效浅层树脂床的导流装置及树脂床ZL201320024393.0 2013/7/24 海牛环境华均健、陆侨治实用新型浅层再生树脂床 ZL201320024392.6 2013/1/17 海牛环境华均健、占国仁、陆侨治实用新型 一种三级串联过滤器 ZL201520654953.x 2016/8/3海牛环境 陆侨治实用新型一种用于环丁砜净化的集成撬装装置ZL201520810134.x 2016/3/9 海牛环境陆侨治、马志军、秦朝晖实用
28、一种制备锅炉补给水的处 ZL201620799331.0 2017/1/4 海牛环境 陆侨治、诸威新型 理系统 炜实用新型一种用于劣化胺液脱色、除油的过滤净化装置 ZL201621102429.2 2017/4/5海牛环境陆侨治、谢伟淼、林茂上表中（浙江海牛环境科技股份有限公司简称“海牛环境”）十一、代表性论文专著目录作 者 论文专著名称/刊物年卷期页码发表时间SCI 他引次数他引总次数QinhaiHu, Yuanyuan Meng, Tongxi sun, George Lu, et alKinetics and equilibrium adsorption studies of dimet
29、hylamine (DMA) onto ion-exchange resin J. Journal of Hazardous Materials185(2-3): 677-6812011 /孟媛媛，胡勤海，陆侨治等离子交换树脂处理二甲胺废水的研究J. 环境污染与防治232（9）：58-632010 /孟媛媛，胡勤海，孙同喜，陆侨治，熊云龙等离子交换树脂静态吸附二甲胺的研究J. 中国环境科学330（9）：1183-11882010 /J. Shao, 陆侨治 .解决胺厂操作问题的最新进展利用AmiPur 再线去除热稳态盐J. 石油与天然气化工1: 29-30 2003 /George Lu, K
30、evin Bittorf, Brad G Thompson, et alLiquid circulation and mixing in an inclined bubble columnJ. The Canadian Journal of Chemical Engineering575(2): 290-2981997 /George Lu, Murray R. Gray, B. G. Thompson, et alCultivation of hybridoma cells in an inclined bioreactorJ. Biotechnology and Bioengineerin
31、g,645(2): 176-1861995 / /George Lu, Murray R. Gray, B. G. Thompson, et alPhysical modeling of animal cell damage by hydrodynamic forces in suspension culturesJ. Biotechnology and Bioengineering40(10): 1277-12811992 /十二、知情同意证明陆侨治2012 年 6 月美国过滤与分离协会年会 (American Filtration & Separation Society)/ 2012 / /合 计: /
