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省产学研项目实施工作总结报告


佛山高明骏腾塑胶有限公司省产学研合作项目 实施工作总结报告
一.概述 项目名称:人造革生产线节能减排新技术 项目编号:2010B090400089 实施单位:佛山市高明骏腾塑胶有限公司 四川大学 骏腾塑胶是中国合成革产业基地的核心生产企业, 公司属下拥有佛山高明骏宏塑胶有限 公司、香港骏腾国际有限公司两家子公司。公司在 2007 年 7 月经区科技局、区经贸委联合 发文确认以佛山高明骏腾塑胶有限公司为依托单位成立了成立合成革研发中心。 公司拥有厂 房 12000 平方米,工程技术人员 50 多人,具有四条国内先进水平的四辊压延生产线,以及 各种配套设备。 四川大学是我国高校中建立的第一个以高分子学科为主体的学科型学院, 1 个国家重 由 点实验室、1 个国家专业实验室、4 个博士点、3 个博士后流动站组成的高分子学科群体。 教职工近 200 人,教授、研究员 33 人,副教授等副高级人员 68 人。中科院院士 1 人、长江 学者特聘教授 2 人、国家杰出青年基金获得者 2 人、教育部骨干教师计划人选 9 人,17 人 享受政府特殊津贴。研究领域包括高分子材料合成、改性与成型(工艺、设备、新技术) ; 研究材料种类:通用塑料、工程塑料、特种工程塑料、复合材料、化学纤维、精细高分子、 功能高分子、天然高分子和生物医用高分子。 佛山高明骏腾塑胶有限公司利用 PVC 人造革生产经营的基础和优势与四川大学的成型 理论与技术研究成果结合, 双方合作共同开发 PVC 人造革生产线节能减排技术, 拓展了企业 在节能环保生产、产品升级换代上的思路,提升了企业的竞争力,促进了高校科技成果转化 和人才培养, 解决了国内生产 PVC 压延革生产环境污染和性价比不高的重大难题。 经过深入 合作取得阶段性成果后,企业又得到广东省政府支持,为深化校企合作,建设更大的产学研 平台奠定了良好的基础。 双方经过两年多的合作, 取得了如下成绩: 1.为在国内和广东省推广环保清洁生产 PVC 人造革提供了理论与技术依据、 实践经验和工业化典型; 2.为企业创造了年产值 6150 万元, 新增销售额 6150 万元,创利税 554 万元的经济效益;3.新增知识产权发明专利 1 项,并已 获得国家发明专利权 1 项,培养硕士研究生,为企业培训了技术人员。4.已再合作,研制环 保型防火人造革 人造革生产线节能减排新技术项目主要运用于压延 PVC 生产线工艺、 配方改进及生产环 保设备改造升级。 通过改造及升级原料处理设备, 把低温发泡促进材料与其它原料充分研磨 后加入人造革产品基础配方中。改变生产工艺使产品的加工温度比原来降低 30℃,从而使 人造革生产线达到节约能耗和减少废气的排放。 项目内容主要包括: 产品生产工艺及配方的 改进;原料处理设备升级改造;发泡炉控温热循环及废气排放系统改造;真空吸纹发泡系统 的引进。 该项目实施后由于发泡炉内温度下降了30℃,公司锅炉的导热油的温度也从原来的 260℃下降到230℃。从数据测算显示公司从2011年1月份开始生产中试以来每月生产人造革 90万米时,每月消耗的煤少用了60吨,仅能耗方面就可以比原来节省10%的成本。另外由于 发泡炉内温度下降了30℃后,人造革产品内的增塑剂在发泡炉内的挥发也减少了,PVC塑料 在炉内的老化也相应减少了很多。 人造革产品的胶质感和柔软性能也有了很大的改善。 通过 生产数据统计分析每月少用DOP增塑剂20吨, 人造革产品配方中的DOP增塑剂的使用量减少原 来的3-5%。 以上两项累计统计预计每月可减少材料费用30多万元人民币。 该项工程完成后可

以改变国内外PVC压延发泡人造革的发泡工艺技术, 使PVC压延发泡人造革生产实现低温发泡 从而节约热能并减少有害气体的排放。 该项目实施后, 我公司自发参加国家环保总局提倡的 企业清洁生产改造项目, 我公司的废气排放的成果已经得到相关专家的初步肯定。 因此该项 目的启动对国家提倡的节能减排有非常重要的实施意义。成果的创新特色和突破点: (1)、 采用多种发泡剂、发泡促进剂配用,改变发泡剂分解过程,降低发泡剂分解温度30℃,使人 造革发泡工序控制在远低于增塑剂挥发温度之下完成, 从而达到节能减排、 节约原料的目的。 该工艺技术未见报道,独具创新性。(2)、本项目结合异相成核和均相成核机理,充分发 挥发泡剂、发泡促进剂、泡孔成核剂和PVC助剂之间的协同作用,加速发泡速率,缩短发泡 时间,细化泡孔结构,提高发泡倍率,显著提高PVC泡沫人造革的强韧性和性价比。该项目 不仅能节能减排,清洁生产,同时能提高人造革产品的品质和性价比。(3)、本研究均采 用PVC人造革常用的环保型助剂,将发泡剂、发泡促进剂组成的发泡体系单独混合配置成一 种新型的发泡专用助剂, 添加使用方法与其他PVC助剂相同。 这有利于PVC发泡革生产与质量 控制,有利于规模化生产、市场运作、市场规范和推广应用。该项技术在国内完全空白,而 且在国际上具有先进水平,因此该项技术的推广是具有非常广阔的市场前景。 另外该项技 术的采用对当前PVC人造革的品质档次的提升可以有一次快速的飞跃。 二.立项背景 (一)项目的目的及意义 人造革是以聚氯乙烯、呢绒、聚氯基等树脂为涂料,以布为底料制作而成的。在 PVC 人造革产品中,发泡制品占大多数。泡孔质量是衡量发泡人造革质量的重要方面。泡孔质量 好的人造革,弹性好、手感好、不容易有疲劳痕和死纹,还可减少原料耗用,降低成本。人 造革产品在我们的日常生活中应用十分广泛,如室内装饰、沙发面料、汽车内饰、服装、鞋 类、箱包、手袋等很多都是人造革产品。 增塑剂是 PVC 人造革生产中的关键成分,是 PVC 软质制品的物理性能影响最大的助剂, 可改善 PVC 的加工性能,并赋予 PVC 制品弹性和柔韧性。目前,使用的增塑剂品种主要有: ①DOP 增塑剂(邻苯二甲酸二(2 一乙基)己酯); ②DINP 增塑剂(邻苯二甲酸二异壬酯); DOA ③ 增塑剂[己二酸二(2 一乙基)己酯];④环氧大豆油。其中 DOP 为通用级增塑剂,适用各种加 工,为最常用的增塑剂。在各种增塑剂的配方中,DOP 用量在 80%以上,而 DOP 的毒性相对 来说,又比其他三种增塑剂要大。因此,PVC 人造革生产过程中产生的增塑剂废气中的主要 污染物为 DOP 增塑剂。 据报道,一条产量为 700Kg/hPVC 人造革生产线在生产过程中废气污染物的产生情况详 见表 1【1】 。由表 1 可见,人造革生产过程中产生的废气量很大,污染物也较严重,其中发 泡过程产生的废气占 40%。PVC 人造革废气主要由氯乙烯单体、氯化氢气体、增塑剂以及 AC 发泡剂出的 N2、CO2、CO 等组成,其中增塑剂是废气的主要来源。 目前,PVC 人造革加工厂对生产过程中产生的废气很少进行有效治理,一般都采用高空 排放。同时,PVC 人造革的生产过程中存在高温加工、能耗大,增塑剂挥发量大、浪费原材 料, 不生态生产的现象, 并导致人造革生产企业生存能力下降, 行业发展前景遭质疑。 加之, 近几年国家对企业生产过程中提倡的节能降耗的环保要求越来越强烈, 对于改革开放前沿的 广东珠江三角洲企业的二次发展来讲,研究开发节约资源与环境保护的新技术新材料新工 艺,对企业保持持续快速增长,应对国际环境变化所带来的风险,实现人造革产业健康发展 具有重要的现实意义和深远的历史意义。 人造革生产线的节能减排项目是佛山高明骏腾塑胶有限公司与四川大学共同组成联合体, 针 对目前人造革生产高能耗高污染的弊端加以治理。 它既是广东省节能减排综合性工作方案中 严格执行的重点项目, 又是广东二次改革开放中环保项目所要求的重点整改工程。 同时也是

佛山市及高明区的重点产学研项目。 人造革生产线的节能减排项目的主要特点是: 在不改变 当前人造革生产方式、生产效率,综合提高产品质量的前提下,通过降低人造革产品的发泡 温度, 由原来 215℃-220℃发泡温度下降至 185℃-195℃, 实现减少能耗和降低有害气体及 。 热能的排放,清洁生产。该项技术目前在国内人造革生产行业中还没有采用,其生产工艺技 术技术含量高,属世界先进,对国内整个人造革生产的清洁化、节能减排有着积极地推动和 促进作用。因此,该项目的实施具有重大的社会经济效益。 表 1. 一条产量为 700Kg/hPVC 人造革生产线在生产过程中及废气污染物的产生情况 工序 混合 胶化 混炼 压延 发泡 表面打磨 废气风量,m3/h 520 48000 48000 48000 108000 16500 污染物质量浓度,mg/m3 含有 PVC、CaCO3 粉尘 146.8 胶化、混炼、压延成型粉尘 138.5, 粉尘 126.5 粉尘 436.4

合计

269020

848.2

(二)国内外技术发展现状与趋势 目前国内外处理人造革生产线废气污染物主要几种处理技术如下【1】 : 1、静电法治理技术 该法的原理与静电除尘器原理相同,利用电场力去除油烟中的颗粒物和挥发性有机物 质。其基本过程包括气体分子电离、油雾粒子荷电、荷电粒子在电场力作用下向极板运动, 并最终达到极板, 从而达到与气体相分离以及清理极板的目的。 静电技术对亚微米颗粒物有 很高的捕集效率, 可有效地去除细微的油雾颗粒。 同时气体放电过程中产生的臭氧对于气味 的去除也有一定的效果。 但是带有黏性的油滴附着在电极和集尘板上, 会使电除尘器在运行

一段时间后效果明显劣化,特别是对于收集油雾流动性差的情况,这个问题更加突出。 2、机械控制技术 该法原理是通过强制气流使油烟废气的运动方向发生转折, 油烟废气中的颗粒物在惯性 作用下到达沉积面而从气体中分离出来。该法的优点是设备简单,压降较低(通常为 50~200Pa);缺点在于对小颗粒物的去除效率较低,总的去除效率为 40%~70%,并因机械 设施的种类不同而有差异。通常需要和其他类型净化器结合使用,作为预处理设备。 3、燃烧法控制技术 该法是利用热氧化反应, 将油烟废气中的有机物氧化成稳定的无害物质。 根据燃烧过程 有无催化剂的加人,可分为直接燃烧法和催化燃烧法。该法的燃料消耗费用比较大,设备投 资大。 以上清洁化生产处理方法均主要依靠改造生产线上的排风装置、能源循环利用装置、 废物回收利用装置加以实现。因此这些技术存在投资大、维修费用大,原材料使用量大,推 广应用较为困难等缺点。 本项目通过改变化学发泡剂分解反应过程,优化发泡体系和PVC助剂,在生产方式和生 产速率不变的前提下,使PVC发泡生产工艺由高温(215-220℃)加工变成低温(185-195℃) 加工, 最大限度降低增塑剂有机物的挥发量, 实现节能减排、 减少原材料用量, 具有投资小、 节能减耗显著、产品性价比高、易于推广应用的优点。 (三)市场的产业化前景分析 我国人造革产品最早起步于 40 年代上海漆布生产合作社生产的硝化纤维漆布,1958 年 上海塑料制品一厂研制成功聚氯乙烯人造革。 1970 年的 27 家发展到改革开放初期的几十 由 家,到现在具有规模以上的近 500 多家。现在已经形成各种规模上千家制造企业,三千多个 品种,广泛融入现代生活,中国可称之为世界上最大的人造革产地国,正在走向技术强国。 2007 年人造革产量 167 万吨,工业总产值 502 亿元,销售收入 492 亿元;今年 1 至 7 月产 量 97.8 万吨,同比增长 10%,实现销售收入 288.8 亿元,同比增长 18.55%,其中出口交货 值是 44 亿元。 我国人造革行业的发展主要在长江三角洲和珠江三角洲, 集中在浙江、 广东和福建三省 和其他 15 个省市。产品结构正在发生着变化。我国的人造革本世纪以来产品结构也发生了 根本的变化,2000 年以前 PVC 人造革占 79.03%,PU 合成革占 20.07%。近年来发生了变化, PVC 人造革生产总量由 44.5 万吨上升到去年的 100 万吨,翻了一番,比重为 60%。各类高档 的人造革已经投入了多条技术含量高设备先进的生产线,正在向着时尚化功能化方向发展, 广泛应用于人们现代化生活。人造革合成革出口不断增长。我们国内的人造革出口到世界 50%的国家,去年贸易出口量 30 多万吨,进出口贸易交易总额达到上百亿,其中 PVC 人造革 出口占了 30%,出现了出口量增长的形势。 然而, 巨大的人造革生产量相对于目前人造革生产高能耗高污染的状态来讲, 已产生了 发展瓶颈,造成了严重的环境污染,对我们的生活环境十分不利。只有通过实施人造革生产 线节能减排项目, 才能使我们人造革制造行业有生存空间, 才能使我们的生存环境有所改善。 因此人造革生产线节能减排项目的推广实施是非常必要的。 该项技术运用实施后可以使人造 革生产制造企业降低生产成本,改善人造革产品物性,减少有害气体的排放,节约能源,提 升企业的竞争力。 该项技术的运用将覆盖国内整个人造革生产行业, 使人造革行业成为真正 的朝阳工业、安全工业,有力地推动人造革行业健康的发展,并且为实现全国节能减排的总 目标做出重要的贡献。 三. 项目的实施过程 (1)第一阶段:2009 年 7 月—2009 年 10 月,主要进行了人造革产品生产厂家的生产工艺 及废气的排放方式调查, 收集与项目相关的资料并编制设计任务书。 对研磨设备进行了改造

升级,对人造革车间地面基础进行整改及车间环境整治。车间的抽排系统优化。 (2)第二阶段:2009 年 11 月—2010 年 6 月,为实验室小试阶段,主要完成实验室工艺配 方试验,提出生产工艺参数要求,中试生产设备的引进及现有 3 号四辊压延机升级改造。 (3)第三阶段:2010 年 7 月—2011 年 1 月,对发泡炉热循环系统的设备技术改造及发泡真 空吸纹系统的引进并为产品的中试作好准备。 (4)第四阶段:2011 年 2 月—2011 年 7 月,为生产中试阶段,结合试验结果与市场反应不 断完善生产流程并形成成熟的生产工艺。进一步完成产品技术检测及相关质量标准的完善, 完成成果鉴定,逐步规模化生产。 四.项目完成情况总结 1.成功完成了低温发泡助剂配方的筛选,制定出一个稳定的低温发泡助剂配方。 2. 在人造革的基础配方中成功优化出适合低温发泡生产的产品配方及制定相关的生产 工艺。 3.制定产品的质量检测标准,完成真空压纹产品的生产工艺参数的设定。 4. 完成了研磨设备的改造升级,人造革车间地面基础的整改及车间环境的综合整治。 5.完成了生产车间的抽排风系统优化改造,3 号四辊压延机组开炼机自动温控升级改 造。 6. 完成了发泡炉热循环系统的设备技术改造及发泡真空吸纹系统和高速表处机的引 进。 7.申请发明专利 1 项,制定低温发泡助剂产品的代销合同和产品推广说明书。 8.项目实施期间内, 该项目成果产品实现销售收入 6150 万元, 实现利税总额 554 万元。 五.存在的问题 第一,在项目开展的实施过程中,因为人员流动原因,严重影响了项目的实施进程,造 成工作衔接出现问题。 如何保障项目实施团队的相对稳定, 有效避免人员流动等外界因素对 项目实施造成的影响,是今后项目实施中必须考虑的问题。 第二,在项目成果的使用过程中,因为该低温发泡助剂是糊状浆,因此在称量和包装的 过程中采用手工操作出现效率低和损耗大。 公司在下一步的大批量生产过程中应改用电子设 备自动计量和自动包装该项目成果产品。 第三,在项目成果产品的推广销售过程中,由于产品的宣传工作不到位及力度不够,导 至项目成果产品推出后, 用户对该产品比较陌生。 这些情况对项目的推广销售造成了严重影 响,使我公司在该项产品的利润增值方面没有完成预期的效果。 六,经验教训 第一,在今后的科研项目实施过程中,一方面我们要对项目实施团队进行严格把关, 与主要项目实施人员签订项目实施合同, 保障项目的按期顺利完成, 保障研究团队的相对稳 定性;另一方面,需要改善团队人员物质生活水平和精神生活水平,给研究人员提供舒适生 活和工作环境,建立与项目有关的奖励制度,吸引并留用人材。 第二,在产业化项目实施前期,应对项目成果产品进行充分的市场调查,形成完善的 产品销售推广方案, 有计划有步骤的进行项目成果产品的销售推广, 从而保障项目成果产品 推出市场时, 客户有一个提前认知的过程, 为项目成果产品的市场推广创造良好的销售氛围。


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