循环经济是实施可持续发展战略的先进生产方式,也是达到生态治理目标的重要途径。开展资源综合利用是我国深入实施可持续发展战略的重要内容。大宗固体废弃物量大面广、环境影响突出、利用前景广阔,是资源综合利用的核心领域,是实现碳达峰碳中和的重要途径之一。在诸多大宗固废综合利用的主要产业中,利用大宗固废制备墙体材料是消纳固体废弃物量最大、最彻底的绿色低碳无害化处置行业,发挥着城市大宗废弃物处置不可或缺的功能和作用。墙材可分为烧结类和非烧结类。在大宗固废制备烧结类墙材制备过程中存在运行成本高、烟气排放不达标和自动化程度低等行业难题:而在非烧结类墙材制备过程中存在原料单一、固废利用率低等技术瓶颈。
针对上述难题,本项目围绕大宗固废制备节能墙体材料关键技术与装备瓶颈问题,以“减量化、资源化、无害化”为核心原则,河南亚新窑炉有限公司联合华北水利水电大学、贵州省建筑材料科学研究设计院有限责任公司、河南欧帕工业机器人有限公司等多家单位,组建产学研用专项研发团队,开发出系列节能墙体材料制备新方法及新装备,成功应用于大宗固废制备节能墙体材料项目中。国家一级机构查新表明,国内外鲜有与本项目相同的科技成果报道。项目成果已通过河南省中创科技评价研究院组织的科技成果评价,整体技术达到国内领先水平。主要创新成果如下:
1.发明了重晶石复合煤渣、镍铁矿渣和电解锰渣制备砖,以及泡沫塑料复合电解锰渣、镍铁矿渣复合水泥、萤石选矿废渣复合石英尾渣制备保温砌块的新方法:开发了井下弹道式煤研石分选工艺.
突破了运用大宗固废制备墙体材料原料单一、分拣难和利用率低的技术瓶颈。2.创制了窑炉顶部无风机新型移动式隧道窑,发明了移动式隧道窑气流双循环系统: 开发了滑盖式定点排烟装置和脱硫-脱硝-除尘一体化装置,实现了移动式隧道窑的烟气循环利用和高效运行:研发了移动式隧道窑窑底除尘装置,攻克了大宗固废资源化利用成套装备--移动式隧道窑服役寿命短、运行
成本高、生产效率低和烟气排放不达标的行业难题。3.创制了墙体材料码坏-拆垛-捡拾-转运集成化系统,发明了墙体材料转运用高频次/大负载并联机器人,研发了四段式双动滑轮组码坯机提升动力机构,提出了基于轴间距精密调控并联机器人齿轮间隙的新方法,实现了墙体材料制备和转运的机械化、自动化运行,解决了大宗固废制备墙体材料过程中原料转运能耗高、自动化程度低的行业难题。
该项目执行期间,形成了一批具有自主知识产权的关键核心技术,获得授权发明专利 11 件、实用新型 16 件,制定国家标准、行业标准各 1项:发表学术论文 16 篇,出版专著 1部。目前,已在全国14 个省份累计建成大宗固废生产线 150 余条,累计产生直接经济效益 11 亿余元,其中近三年直接经济效益 41390 万元,间接经济效益 73858 万元。基于项目技术应用年均消纳煤石、粉煤灰、电解钰渣、镍铁矿渣等大宗固废 1500 余万吨,生态环境效益显著。部分成果曾获 2018 年贵州省科学技术进步奖三等奖。