“武汉院公示”

作者:                     来源:                     时间:2018-12-14

拟提名2019年度国家科学技术奖项目公示

集团各单位:

 按照国家科学技术奖励工作办公室《关于2019年度国家科学技术奖提名工作的通知》(国科奖字〔201841号)的要求,为确保国家科学技术奖励的公正性,现将由我院参与完成、拟由湖北省提名2019年度国家科学技术奖的项目主要信息予以公示(具体项目信息见附件)。公示期为20181214日至20181220日。公示期内,任何单位或个人如果对所公示项目持有异议,请以书面形式、实名向科发院成果培育与奖励处奖励办公室提交异议、相关证明材料和有效联系方式。匿名、冒名或者超出时限提交的异议不予受理。

联 系 人:尹耿

联系电话:87895707/18062583682

邮箱:190179290@qq.com

附件:

1.拟提名2019年度国家科技进步奖项目公示信息


拟提名2019年度国家科技进步奖项目公示情况

一、项目基本情况

     工业固废水热合成制备绿色墙材关键技术及产业化开发

二、提名者及提名意见

1、提名者

湖北省科技厅

2、提名意见

     将巨量固废转化为支撑建筑业发展所需的资源,是国家环境保护与资源循环利用的双重重大战略需求,但因固废组成复杂、有害成分难控制,转化利用过程仍存在固废利用率低、产品性能差、环境风险高等系列问题。课题组在国家科技支撑计划、“863”计划等项目支持下,紧扣固废低碳制备绿色建材的相关科学及技术问题,历经二十余年的产学研用联合攻关,在基础理论、关键工艺、核心装备及应用技术与风险防控等方面取得重大突破,为国家节能减排、一带一路建设等发展战略提供技术支撑,获得主要创新点如下:

1)创建了多元固废水热合成制备高性能绿色建材的理论和技术体系,突破了固废大掺量制备绿色建材的关键技术瓶颈; 2)发明了低活性固废的多尺度活化新工艺,解决了固废高效利用的共性技术难点; 3)研发了高掺量固废制备绿色墙材的成型控制系列方法,实现了固废制备绿色墙材系列化; 4)构建了固废制备绿色建材的环境安全评估与防控标准体系,引领固废循环再用向安全化、规模化发展。

项目获国家发明专利69项,省部级鉴定9项(整体技术达国际先进水平,部分技术达国际领先),省部级奖励8项(一等奖4项),主、参编国家及行业标准18项。成果转化技术已在全国26个省市和一带一路沿线国家及地区建成1330余条生产线,经济、社会效益显著。

     提名该项目为国家科学技术进步奖 等奖。

 

三、项目简介

新世纪伊始,高速发展的城镇化每年需要墙材约18亿吨,其主导产品烧结粘土砖制备能耗高(900-1000℃)、自然资源消耗量大。与此同时,我国工业固废年排放约30亿吨,以填埋和堆存为主,浪费资源、污染环境。将巨量工业固废转化为墙材工业急需资源,是国家环境保护、资源循环利用的重大战略需求。

从国际墙材工业发展趋势看,以工业固废为主要原料,采用水热合成工艺(100-200℃,能耗降低70%)是制备绿色墙材的必经之路。然而,这一变革面临以下严峻挑战:(1)固废成分复杂、波动大,普适性差;(2)固废活性低,难以高掺量利用;(3)关键成型技术缺失,废品率高,产品质量差;(4)成套装备及标准体系仍处空白。针对上述重大难题,项目以“工业固废水热合成制备绿色墙材关键技术及产业化开发”为目标,经十余年产学研联合攻关,在承重、节能、装饰墙材方面成功研制出具有国际先进水平的全套工艺、技术及装备,主要创新点如下:

1)首创适应复杂固废普适性的水热合成体系  建立了覆盖固废主要组分的水热合成相图,确立了与性能密切相关的水化产物物相,提出了固废快速使用判别方法,发明了高抗冻墙材的制备技术,研发了涵盖电力和冶金等五大行业固废制备墙材的新工艺体系

2)发明低活性固废多尺度活化预处理技术与装备  研发集重力/流化耦合、表面晶格解离、液相介质调控于一体的多尺度活化技术与装备,突破了低活性固废无法大掺量利用的技术瓶颈。

3)攻克高掺固废墙材成型的关键技术难题  发明了双向随动变频压制核心技术与装备,突破承重墙材高速密实成型易层裂的国际难题发明了多级发气与稠化耦合调控、宽幅流浆成型新技术成坯率提高80%

4)建立高掺固废制备绿色墙材的成套装备与标准化体系  研发大掺固废制备墙材关键装备、集成技术和标准化生产线,实现固废制备承重、节能、装饰墙材的产业化与大规模推广。

获国家发明专利69项;省部级奖励8项(一等奖4项);主、参编国家及行业标准16项,项目整体达到国际先进水平,利废率、关键成型技术和装备等达到国际领先水平。

已在全国26个省/市、自治区建成1330余条生产线(包括年消纳200万吨固废水热合成墙材生产线);已在俄罗斯、印度、埃及等20多个“一带一路”沿线国家和地区建立生产线30余条。项目的成功实施有力推动了墙材工业由高能耗、高资源消耗向低能耗、高利废方向的重大转变,引领墙材工业向低碳、环保方向的跨越式发展。

四、客观评价

1、科技成果鉴定

湖北省科技厅鉴定意见开发利用电力、冶金、采矿、化工等行业固体
废弃物生产绿色墙材……综合水平达到国际先进水平,其中固体废弃物综合利
用率达到国际领先水平。(鄂科鉴字【2006】第22053144号)

福建省经贸委鉴定意见HF1280 墙材成型设备,采用直立外置增压增速
多功能放大器、主油缸内置式充液阀、恒压式变量泵供油系统、压制全过程液
压控制。 其综合技术性能指标达到同类产品国际先进水平。(闵经贸科鉴字【2009】第33号)

湖北省科技厅鉴定意见采用磷石膏为主要原料,通过加入自主研发的
媒晶剂,利用常压水热法制备出了性能优良的磷石膏基高强石膏,制备成本低,
其技术达到国际领先水平。(鄂科鉴字【2013】第44181011号)

2、结题证明

国家“十二五”科技支撑计划“低成本低能耗建筑节能关键技术集成与示范”(2011BAJ03B03):课题完成了计划任务书确定的研究任务和考核指标,专家一致通过验收。

    国家"863"高技术研究发展计划“高抗渗长寿命大管径隧道管片材料结构设计与工程应用”(2005AA332010):课题就高抗渗长寿命大直径盾构管片的进行了系统研究与开发……制备出以钢筋混凝土材料为基材、按功能梯度材料设计原理进行分层设计、采用两次浇注和两次喷涂工艺等梯度复合技术以及界面强化处理技术的高性能多功能管片,同时兼有高防水、高抗渗、高抗蚀、高抗裂、高耐火性能。

国家“十一五”科技支撑计划“新型墙体材料绿色制造工艺技术与装备” 2006BAF02A29-B):本项目研究了不同微孔造孔技术、微孔尺寸、宏控尺寸及排列对烧结制品热工性能的影响……全面完成课题相关指标要求。

3、曾获科技奖励情况

获奖项目名称

时间

奖项名称

奖励等级

主要获奖人

授奖单位

工业固废湿磨制备低碳建材关键技术与应用

2018

湖北省技术发明奖

一等奖

贺行洋、谭洪波、赵日煦、苏英、 杨进、万红伟

湖北省

人民政府

工业副产石膏绿色制备技术与功能化应用

2016

湖北省

技术发明奖

一等奖

马保国,苏英,李应锐,杨新亚,贺行洋,郅真真

湖北省

人民政府

不同工业废弃物制备高性能蒸压墙体材料的关键技术与产业化应用

2013

湖北省

科技进步奖

二等奖

马保国,李良光,蹇守卫,王琳,苏雷,李相国,黄健,谭洪波,蔡礼雄

湖北省

人民政府

固体工业废弃物生产蒸压砖关键设备与成套技术的开发及应用

2011

建筑材料

科技进步奖

一等奖

李良光,王琳,陈忠霖,廖永辉,吴维萍,林希平,陈远,李林峰,刘芳文

中国建材

联合会

HF1280蒸压砖自动液压机机组

2010

福建省

科学技术奖

二等奖

李良光,王琳,陈忠霖,吴维萍,廖永辉,李林峰

福建省人民政府

利用钙质固体废弃物制备新型建筑材料的研究与应用

2008

湖北省

科技成果推广奖

二等奖

马保国,蹇守卫,李相国等

湖北省人民政府

HF1100型蒸压粉煤灰砖全自动液压压砖机机组

2007

福建省

科学技术奖

一等奖

李良光,王琳,陈忠霖,林希平

福建省人民政府

高掺量硅铝质固体废弃物制备承重墙体材料的关键技术与成套装备

2006

中国高校

科技进步

二等奖

马保国,李良光,蹇守卫,王琳等

教育部

4、检测报告

国家建筑材料工业房建材料质量监督检验测试中心:利废率100%的墙体材料(山东青岛海晶化工公司,化工),抗冻循环次数提高一倍进行检测,结果表明,经检测,抗冻性符合JC239-2001的要求。

河南省建材工业产品质量监督检验站:固废墙材生产企业(洛阳龙瑞新型建材有限公司,电力)生产的产品,全项、放射性均满足JC239-2001要求。

五、应用情况

本项目水热合成生产绿色建材相关成果的生产线,自2005年起,开始在武汉新沟电厂应用。截至201812月,已建成1330余条生产线,并出口俄罗斯、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦和印度尼西亚等“一带一路”国家。

本项目成果可处置的固废领域也进一步拓展到采矿、冶金、化工、市政和电力五大行业,具体范例如下:

1)河津市宏泰粉煤灰开发有限公司采用本项目成果,建设年产能3亿块的全自动化蒸压粉煤灰砖生产线,获得了国家节能专项扶持基金和山西省新型墙体扶持基金的资助。

2)山东滨化集团股份有限公司作为山东省循环经济试点单位,采用本项目成果,将环氧丙烷生产中产生的废渣与热力公司的废渣(粉煤灰、炉渣)综合利用制成建筑标准砖,形成了良好的经济效益和社会效益,实现了清洁生产的同时也大幅降低了成本, 20109月,被山东省经信委授予山东省循环经济示范单位称号。

3)海南蓝岛环保产业股份有限公司是海南资源综合利用节能环保型企业,致力于工业固体废弃物的资源化处置和综合利用,拥有固废减量化、无害化、资源化、循环再生的成套核心技术,该企业利用本项目成果已经形成了200万吨的工业废弃物处理能力。2011年获得了海南省发展低碳经济建设先进企业荣誉称号和2013年获得海南省最佳节能减排奖

六、主要知识产权和标准规范目录

知识产权(标准)类别

知识产权(标准)具体名称

国家

(地区)

授权号(标准编号)

授权(标准发布)日期

证书编号
(标准批准发布部门)

权利人(标准起草单位)

发明人(标准起草人)

发明专利(标准)有效状态

发明专利

一种磷石膏电石渣体系加气混凝土及其制备方法

中国

ZL201210006623.0

2014514

1400810

武汉理工大学

马保国,陈嘉懿,蹇守卫,宋雪峰,茹晓红,付浩兵

有效专利

发明专利

一种以白云石尾矿与铁尾矿为主要原料的水热合成砖及其制备方法

中国

ZL201410070706.5

2016817

2174127

武汉理工大学

蹇守卫,陈露,马保国,李相国,黄健,谭洪波,孔维,汪婷

有效专利

发明专利

压砖机的双向压制机构

中国

ZL200710008580.9

201168

791223

福建海源自动化机械股份有限公司

李良光,王琳

有效专利

发明专利

以废混凝土为原料湿磨工艺制备再生混凝土的方法

中国

ZL201610128981.7

2017113

2681936

湖北工业大学

贺行洋,兰蒙,苏英,曾三海,付泽武,李颜娟,柯凯,王迎斌,叶青,孙艺恒,代飞,潘红

有效专利

发明专利

一种低能耗、水泥用量低的混凝土的制备方法

中国

ZL201610129735.3

2018320

2852181

湖北工业大学

贺行洋,代飞,苏英,曾三海,王迎斌,柯凯,孙艺恒,叶青,兰蒙,李颜娟,储劲松

有效

发明专利

一种环氧丙烷嵌入的聚醚改性型混凝土增稠剂及其制备方法

中国

ZL201510010196.7

2017222

2391354

武汉理工大学

谭洪波,李信,马保国,戚长亚,林超亮,张昺榴,李相国,蹇守卫,黄健

有效

发明专利

一种脱硫-粉煤灰复合矿物掺合料及其制备方法

中国

ZL201610637424.8

2018626

2200153

武汉理工大学

李相国 胡赞 刘卓霖 韩延昭 杨蓉 明添 任钊锋

有效

行业标准

蒸压砖自动液压机

中国

JC/T2034-2010

20101122

国家工业与信息化部

中国建材装备总公司

李良光、冯长印、杜保平、王琳、王玉珠、穆惠民

有效

国家标准

墙材工业机械安全技术要求总则

中国

GB/T29058-2012

20121231

国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会

福建海源自动化机械股份有限公司

汪佳、王玉敏、康北灵、贾相福、李良光、唐娟、程玉全、林永淳、张亚楠

有效

国家标准

蒸压粉煤灰多孔砖

中国

GB26541-2011

2011616

国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会

福建海源自动化机械股份有限公司

陈红军、陈胜强、张亚楠、张磊、张凤芝、杜建东、陈德军、陈春建

有效

七、主要完成人情况

排名

姓名

技术职称

工作单位

完成单位

主要贡献

1

马保国

教授

武汉理工大学

武汉理工大学

2002年提出项目总体设想到项目完成,主持并全程参与了项目所涉及到的各项研究工作,是湖北省科学技术成果鉴定“利用不同固体废弃物制备新型建筑蒸压承重材料”和“磷石膏基胶凝材料的研究与应用”的第一完成人。

2

李良光

高级工程师

福建海源自动化机械股份有限公司

福建海源自动化机械股份有限公司

对多品种固体废弃物生产承重蒸压墙材中所存在的问题,及实现致密均匀成型的工艺要求,提出模框浮动式双向加压分级加压多次排气等总体思路,并予实施,大副提升细粉厚坯料强度及成品率。

3

贺行洋

教授

湖北工业大学

湖北工业大学

发明低活性固废多尺度活化预处理技术与装备,研发集重力/流化耦合、表面晶格解离、液相介质调控于一体的多尺度活化技术与装备,固废粒子中值粒径降至2.5μm以下,同比条件下制备能耗降低50-70%,活性硅、铝离子溶出率提升2倍以上,磷矿渣等多种固废活性提高1倍以上,突破了低活性固废无法大掺量利用的技术瓶颈。

4

蹇守卫

副研究员

武汉理工大学

武汉理工大学

提出了固废快速使用判别方法,发明了高抗冻墙材的制备技术,研发了包括电力、冶金等五大行业主要固废制备墙材的新工艺体系,利废率由40%跃升至 80-100%,突破了在严寒地区的应用局限。

5

肖慧

教授级高工

西安墙体材料研究设计院有限公司

西安墙体材料研究设计院有限公司

编制系列国家、行业产品及应用标准。

6

谭洪波

副研究员

武汉理工大学

武汉理工大学

攻克高掺固废墙材成型的关键技术难题,发明了双向随动变频压制核心技术与装备,突破承重墙材高速密实成型易层裂的国际难题,与德国LASCO相比压制时间缩短69%

7

黄健

副研究员

武汉理工大学

武汉理工大学

建立高掺固废制备绿色墙材的成套装备与标准化体系,研发高掺固废制备墙材关键装备、集成技术和标准化生产线,实现固废制备承重、节能、装饰墙材的产业化与大规模推。

8

苏英

教授

湖北工业大学

湖北工业大学

建立了固体废弃物主要组分的水热合成相图,筛选出了与制备性能密切相关的水化产物类型,让固废在大规模工业中的应用提供了理论支持,提出不同固废的快速辨别方法,建立了多源固废的普适性方法。

9

徐征

教授级高工

武汉建筑材料工业设计研究院有限公司

武汉建筑材料工业设计研究院有限公司

发明了多级发气与稠化耦合调控、宽幅流浆成型新技术,突破节能墙材多孔坯体易塌陷、装饰墙材宽幅坯体易分层的行业重大难题,成坯率提高80%。主编加气混凝土工厂设计规范、纤维增强硅酸钙板工厂设计规范等国家标准。

10

李相国

研究员

武汉理工大学

武汉理工大学

针对固废中铅、铬等重金属有害离子溶出污染,确立了应用中重金属离子渗出控制阈值。

八、主要完成单位及创新推广贡献

1、武汉理工大学,第1完成单位

武汉理工大学是国内建筑材料领域最重要的研究基地之一,拥有硅酸盐建筑材料国家重点实验室、材料复合新技术国家重点实验室、绿色建筑材料及制造教育部工程研究中心。围绕新型建筑材料制备和服役过程的重大基础理论问题,首创适应复杂固废特性的新工艺体系,为大规模利用固体废弃物制备蒸压墙材提供支撑。

对本项目科技创新贡献:1)系统研究采矿、化工、冶金、电力等行业废弃物的化学组成范围、矿物组成和活性,按活性及惰性组分对废弃物进行类聚,建立从区域范围利用跨行业废弃物的技术体系,突破低效率、低消耗利用单一废弃物的技术瓶颈。2)提出适用于复杂废弃物制备高品质承重墙材的配比设计方法,通过将废弃物复杂化学组成约简为钙-硅反应,可快速定量计算不同种类废弃物的最优配比,为高品质蒸压承重墙材制造提供理论与技术支撑。3)采用钙质材料机械活化和硅铝质材料化学激发等多重活性激发技术,设计热活化工艺,提出基于Ca/Si比的优化原理,并实现水化产物种类及数量的调控,提升制品强度和耐久性。4)建立粉煤灰-石灰-炉渣、粉煤灰-电石渣-炉渣、尾矿-石灰-尾矿砂、建筑垃圾粉料-石灰-建筑垃圾细骨料等适于采矿、化工、电力、市政等不同行业的蒸压墙材制备工艺技术体系,利废率达80-100%,实现五大行业固体废弃物制备蒸压墙材的技术支撑。

在此基础上,结合各行业、各地区厂商的废弃物及设备实际特性,不断优化工艺方案,由此形成适应广、可靠性强的的全面工艺体系,为采矿、冶金、化工、市政和电力等行业推广应用提供了有力保障。

2、福建海源机械自动化有限公司,第2完成单位

福建海源自动化机械股份有限公司是专业制造与研发建材机械及大型液压成型设备的境内上市公司,是省级高新技术企业,拥有省级企业技术中心及国家博士后科研工作站。自2003年起,已累计投入资金1.2亿,组织百余名专业研发人员进行科技攻关,全面突破核心技术装备与规模化生产线。

对本项目科技创新贡献:1)发明高细粉料的厚坯成型新技术与新装备,首次实现国产化并达到国际先进水平;2)突破蒸压墙材的配套装备及整线集成技术,填补利用固体废弃物制备墙材的大批量生产线空白;3)建立国家及行业标准体系,为该技术的大规模产业化应用奠定坚实的基础。4)同时,结合武汉理工大学在适应复杂固废特性的多重活性激发配方体系方面的突破性研究成果,成功研发年产5000~8000万标砖的大规模生产线。

目前已获发明专利17项,省部级奖5项,主参编国家及行业标准7项。已在全国30个省市的采矿、冶金、化工、市政和电力等行业建成729条生产线,形成300多亿标砖的年生产规模,每年可消纳工业固体废弃物5000余万吨,并出口俄罗斯、哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦等国家,取得了显著的社会经济效益。本项目的产业化应用在消纳巨量固体废弃物的同时,有效保护了大量的珍贵土地资源,为国家的绿色城镇化进程提供了有力的技术与产业支撑。

3、湖北工业大学,第3完成单位

湖北工业大学是一所以工学为特色,涵盖工学、文学、理学、艺术学、经济学、管理学、法学和教育学等八大学科门类的省属重点多科性大学。

在本项目中发明了低活性固废多尺度活化预处理技术与装备  研发集重力/流化耦合、表面晶格解离、液相介质调控于一体的多尺度活化技术与装备,固废粒子中值粒径降至2.5μm以下,同比条件下制备能耗降低50-70%,活性硅、铝离子溶出率提升2倍以上,磷矿渣等多种固废活性提高1倍以上,突破了低活性固废无法大掺量利用的技术瓶颈。

获授权发明专利20余项,与武汉理工大学共同获得湖北省技术发明奖1等奖2项。

4、西安墙体材料研究设计院有限公司,第4完成单位

中国建材西安墙体材料研究设计院主要从事墙体屋面材料的工厂设计、咨询、工程总承包业务,特别在固体废弃物生产新型节能型墙体屋面材料研究与设计方面具有丰富的实践经验。承担行业的技术信息服务与质量监督检测。西安墙体材料研究设计院拥有一批较为优秀的人才队伍,以及在墙体材料领域具有非常丰富的技术经验的专家和学者。

在本项目中主要贡献有:(1)合作承担了国家“十一五”科技支撑计划“新型墙体材料绿色制造工艺技术与装备”,研究了多种固废制备绿色墙体材料的方法;(2)编制了国家标准《绿色产品评价 墙体材料》(GB/T 35605-2017);(3)其子公司中建材(洛阳)节能科技有限公司对绿色墙体材料生产线进行了大规模推广应用。

5、武汉建筑材料工业设计研究院有限公司,第5完成单位

武汉建筑材料工业设计研究院有限公司成立于1965年,隶属于中国建材集团有限公司,集建材行业工程咨询、工程设计、设备装备成套、工程总承包于一体,设计、研究、管理手段完善,是建筑材料工业领域内一家具有实力和信誉的工程技术公司。

公司主要从事蒸压加气混凝土制品、蒸压砖、硅酸钙板与纤维水泥板等以水热合成为主要工艺特征的蒸压养护制品的研究、设计、工程总承包,在综合利用粉煤灰、各种尾矿等工业固废制备绿色墙材方面经验丰富,成果显著,先后完成相关新型建材项目四百余项、专用设备设计制造1000多台(套)。取得了良好的经济效益及社会效益,获得了全国科技大会奖,省、部级工程设计和技术进步奖共55项。与全国各地众多发电厂、热电厂、煤业集团、钢铁集团、纸业集团、矿业集团进行了合作,同时积极走向国际市场,设备和技术出口到了沙特阿拉伯、哈萨克斯坦、印度、印尼、越南、土耳其、缅甸、埃及、泰国等国,赢得了国内外业主的好评和广泛赞誉。

对本项目的主要贡献:12001年在国内首次设计采用国际先进高产量液压砖机建设的、年产6000万块蒸压粉煤灰砖生产线,且公司参与的“蒸压粉煤灰建筑制品生产线及工艺研究”通过河南省科技厅组织的科学技术成果鉴定;22003年设计采用首台国产高产量液压砖机的生产线。3)在综合利用粉煤灰、各种尾矿等工业固废制备绿色墙材方面经验丰富,成果显著。

九、完成人合作关系说明

该项目第一完成人马保国与项目组其他成员共同承担了多项有关科研任务,建立了友好的科研合作关系,共同完成了多项相关成果,成功利用多种固体废弃物制备了绿色墙体材料系列。项目完成人在合作设计、共同知识产权、产业合作、共同获奖、论文合著等方面的部分合作说明见下表。

完成人合作关系情况汇总表

序号

合作方式

合作者

合作时间

合作成果

1

共同知识产权

马保国(1),蹇守卫(4),李相国(10),黄健(7),谭洪波(6

2005-2018

工业固体废弃物制备墙体材料的组分设计;共同获得发明专利(ZL201410070706.5ZL201510010196.7

2

共同完成成果鉴定

马保国(1),李良光(2),蹇守卫(4),李相国(10

2003-2015

共同完成湖北省科技成果鉴定(鄂科 鉴字[2006]22053144号)

3

共同完成成果鉴定

马保国(1),贺行扬(3),蹇守卫(4),肖慧(5),谭洪波(6),黄健(7),苏英(8),李相国(10

2012-2015

共同完成湖北省科技成果鉴定(鄂科 鉴字[2015]04181247号)

4

共同知识产权

马保国(1),徐征(9

1999-2015

共同发表论文《风化花岗岩砂磷矿渣石灰加气混凝土的研究》


                                                                                                                                                                      20181214


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