【摘要】今年2月，華菱衡陽鋼管有限公司采用北京北大先鋒科技有限公司開發的變壓吸附分離CO技術，建設的高爐煤氣提純CO二期裝置一次投產成功，將原有的高爐煤氣(含25%CO)提純為含70% CO的提純氣，高爐煤氣的熱值從原來的750千卡/立方米直接提升至2100千卡/立方米，用于替代天然氣燃燒。

    今年2月，華菱衡陽鋼管有限公司采用北京北大先鋒科技有限公司開發的變壓吸附分離CO技術，建設的高爐煤氣提純CO二期裝置一次投產成功，將原有的高爐煤氣(含25%CO)提純為含70% CO的提純氣，高爐煤氣的熱值從原來的750千卡/立方米直接提升至2100千卡/立方米，用于替代天然氣燃燒。CO的收率達到了96%以上，在同等電耗 條件下，這一指標達已到了國際領先水平。這是繼2013年初，北大先鋒與新疆天業集團合作建設的電石爐尾氣提純CO一期工程投產，產品氣CO作為合成乙二 醇的原料氣在國內首獲成功后，變壓吸附氣體分離取得的又一項工業化應用成果。

　　這不僅標志著我國成為國際上少有的完全掌握高爐煤氣提純CO、電石爐尾氣提純CO技術并實現工業成果轉化的國家，也標志著北大先鋒公司實現了從單一技術、產品供應商，到具有世界先進水平的氣體分離整體解決方案服務商的華麗蟬變。

　　科研成果孕育高新技術企業

　　北京北大先鋒科技有限公司總經理唐偉告訴中國化工報記者，今年是北大先鋒公司成立的第15個年頭。到2013年底，北大先鋒銷售總收入連續第9 年實現了業績穩步增長，銷售合同總額自盈利以來翻三番。這些業績的取得，主要是源自上世紀80年代，北京大學化學院開發出對一氧化碳分子有很高吸附容量的 高效銅系CO吸附劑——PU-1，以及高效鋰基制氧吸附劑——PU-8。

　　為了將這些具有優異性能的吸附劑推廣應用到石油和化工、鋼鐵、有色工業生產中去。1999年，北京大學出資組建了北京北大先鋒科技有限公司，并且吸收了成功開發PU-1、PU-8吸附劑的研發小組作為北大先鋒公司的研發團隊和創業團隊，不斷改進和完善吸附劑的性能。

　　唐偉總經理介紹，公司創立之初主要是以研發、生產、銷售高效吸附劑為核心業務。盡管北大先鋒的吸附劑性能參數在國內市場上具有明顯的領先優勢， 但在90年代國內的變壓吸附技術發展才剛剛起步，與北大先鋒吸附劑配套的變壓吸附工藝流程還不夠成熟，不能充分顯現出技術優勢，因此在進一步工業化推廣的 道路上并不順利。

　　由單一產品銷售向成套工程供應商轉型

　　近幾年來，我國鋼鐵、有色和化工等行業產能嚴重過剩，企業盈利水平持續低迷，能源資源的緊缺與約束日漸增強。從中國經濟發展戰略的總體思路而 言，市場條件變化對工業在短期內增長形成制約，但另一方面為推進結構調整，實現長期健康發展提供了重要契機。盡管市場不利因素導致工業市場走弱，但是，變 壓吸附技術的推廣應用在復雜的經濟形勢中得到了平穩快速發展。

　　唐偉告訴記者，2001年，北大先鋒公司審時度勢，在業務轉型上做出了重大改變，不再以研發和銷售單一的吸附劑產品為主營業務，而是轉向變壓吸 附成套工程技術的研發、制造——北大先鋒獨立建設完成的第一套變壓吸附空分制氧裝置正式投產。同年，公司與江蘇丹化集團順利簽訂了第一套半水煤氣PSA- CO裝置供貨合同，CO產量為1700Nm3/h，是當時國內最大規模的變壓吸附分離CO裝置。這是北大先鋒調整發展戰略關鍵性的一年，隨后，變壓吸附分 離CO業務和制氧業務進一步打開局面，北大先鋒開始在國內變壓吸附領域站穩腳跟，在冶金、化工等領域積累了一定的業績。

　　唐偉回憶說，2005年是北大先鋒公司發展史上的重要分水嶺，北大先鋒克服了屬于企業自身的第一個“五年計劃”的挑戰，同時也獲得了全新的市場 機遇。這一年公司扭虧為盈，承接項目總數達15個，簽訂合同總額首次突破了1億元。2006年，公司變壓吸附提純CO技術獲得國家技術發明二等獎，變壓吸 附制氧技術獲得教育部科學技術進步一等獎，這些技術成果為北大先鋒開拓新的應用領域奠定了發展基礎，此后，北大先鋒迎來了高速發展時期。

　　業務激增帶來的是對企業承接大項目、多項目能力的考驗。2013年北大先鋒共承接并實施的項目逾20個，涉及冶金、化工、煤化工、水泥、造紙、 玻璃玻纖等多個領域，公司工程技術和產品研發所涉及的方案優化、技術改造和技術創新等項目數達40多個。氣體產品也已延伸到鋼鐵、化工、玻璃玻纖等各大基 礎工業領域。北大先鋒已成為集產品技術、設計咨詢、方案優化、售后服務于一體的變壓吸附主流供應商。

   搶占技術制高點將提純CO技術再次向下游延伸

    近年來，國家不斷加大對包括電石行業在內高耗能、高污染的落后產能淘汰與技術改造力度，電石行業也開始全面實施內燃式電石爐向密閉式電石爐的改 造。計劃到2015年，將全部淘汰2萬千伏安以下的內燃式電石爐，電石行業面臨再次洗牌。解決電石爐尾氣成為決定企業生死存亡問題的重中之重。

　　唐偉告訴中國化工報記者，密閉式電石爐產生的電石爐尾氣量少、CO含量高，方便尾氣的集中化處理。由于電石爐尾氣含塵量大、溫度高、易燃易爆、 成分復雜、氣體壓力小，因此對其輸送、凈化或是提純的難度都很大，回收利用較難，而粗放式提取的CO氣體可利用領域較窄，利用價值很低。

　　高純度的CO是煤制乙二醇等新型煤化工的重要原料，煤制乙二醇等又是未來市場前景看好的朝陽產業。采用變壓吸附分離CO技術實現直接對電石尾氣 的回收利用，一來可以節省造氣費用，降低乙二醇的單位成本，二來將尾氣中的碳源轉化為化工產品，可大幅減少碳排放，有利于企業在日益增加的節能減排政策壓 力下實現可持續發展。

　　唐偉介紹說，2013年初，北大先鋒與新疆天業集團合作建設的電石爐尾氣提純CO一期工程投產，提純CO裝置每小時生產CO產品 6000Nm3/h，純度達99.5%以上;H2產品16000Nm3/h，純度達99.9%以上。主產品氣CO、H2作為合成乙二醇的原料氣。

　　根據天業集團裝置工業化考核數據顯示， CO純度指標突破了目前已知的工業尾氣提純CO的最高值。使用電石爐尾氣提純氣生產的乙二醇產品純度超過國標優等品標準。

　　將電石行業和新型煤化工行業高效整合，這在世界范圍內是首例工業化應用，填補了我國電石爐尾氣制化工產品的空白，技術參數已達到世界先進水平。

　　這意味著電石企業采用尾氣提純CO技術，還可多選擇性地合成其他化工產品，例如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、TDI、DMF等。

　　隨著一期工程的順利開展，新疆天業與北大先鋒已于2013年底開始著手利用電石爐尾氣合成20萬噸/年乙二醇、17萬噸/年1,4丁二醇項目的 建設。提純CO裝置每小時生產CO產品24000Nm3/h，純度達99.5%以上;H2產品86000Nm3/h，純度達99.9%以上。預計，該項目 將于今年下半年投產。