日前，南京工業大學校長喬旭領銜完成的項目“嵌入臨氧裂解過程的‘三廢’治理與化學品生產耦合關鍵技術”，獲評2021年度江蘇省科學技術獎一等獎。

“該項目通過三個創新點解決了化工行業污染治理效果差、過程集成度弱和資源利用率低這三大被人詬病的‘痛點’。”喬旭表示，該項目利用大分子有機物裂解和氣態有機小分子深度氧化的耦合反應機理，通過臨氧裂解熱量傳遞過程的調控實現系統自熱平衡。團隊創新性提出了一個凈化新概念，也就是使大分子在氧氣的作用下裂解反應生成小分子，小分子再深度氧化為二氧化碳和水，實現廢水廢氣廢渣近零排放。

南京工業大學綠色化工實驗室教授湯吉海表示，精細化學品生產的反應、分離等單元過程，有時副產物排放量是目標產品的10到100倍，不僅造成了原料成本的增加，還增加了廢棄物處置的費用。他們發明捕獲并利用精細化學品制造過程中過量原料的系列反應—分離耦合技術，開發全局尋優的增強型“蝙蝠”算法，優化設計反應—分離耦合工業化過程，最大限度降低過量組分逃逸量，實現了生產過程“三廢”原位減量。

據介紹，團隊針對酫酯胺類精細化學品高原子經濟性反應合成路線，創制了功能化分子篩催化劑，并通過調控反應網絡、提高原料利用效率，做到了減少廢棄物排放，實現精細化學品生產源頭綠色。

南京工業大學綠色化工實驗室教授陳獻表示，針對精細化學品合成副產生物量大的問題，團隊設計出系列提高原子利用率的綠色反應工藝，以杜絕廢水的產生;發明了極性溶劑原位還原，首次用于加成、縮合等高原子經濟性反應，實現多點位協同的高效催化效應，構建了羧酸特種酯、烷氧基丙酸酯、二苯胺、(氯代)苯甲醛的綠色催化合成工藝。

“原料吃干榨凈了，工藝水循環利用了，‘三廢’自然不存在了。”南京工業大學綠色化工實驗室教授崔咪芬表示，綠色工藝原料轉化率與目標產品選擇性均高于傳統工藝，建成的酸烯加成、烷烴氯化的“背包式”反應精餾集成裝置，使原料反應轉化率和選擇性分別達到98%和97%以上;發明的(氯代)苯甲醛生產水解反應與液液分離耦合的過量水原位循環技術，工藝水100%循環利用，源頭上杜絕了向系統外排放未反應的過量原料和工藝廢水的產生。

據悉，這種“三廢”臨氧裂解一體化深度凈化裝備，還可嵌入精細化學生產裝置中，實現全濃度范圍內“三廢”同時處理。處理后的尾氣排放中揮發性有機物(VOCs)含量低于10mg/m3，廢水化學需氧量(COD)低于40mg/L，遠遠低于國家和地方排放限值。

近兩年內，該成果應用企業取得了新增銷售額20.57億元、新增利潤2.83億元的經濟效益，同時取得了減排廢氣13.51億立方米，減排精餾釜殘等有機危廢5156噸的環境效益。(作者：溫才妃 楊芳)

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關鍵詞： 凈化新概念 三廢治理 廢水廢氣廢渣 廢棄物排放