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武工大科研成果碳化硅陶瓷膜技术成功转化的启示
湖北日报 孙国平 龚雪 / 时间:2021-03-15 16:52:51

湖北日报3月15日讯:荣获2019年度湖北省科学技术进步一等奖的“高性能碳化硅陶瓷膜制备成套技术与产业化”,从立项到研发、完善、转化,形成产业,历时8年。追踪其立项的背景,探寻促成这项成果成功产业化的原因,以期对提升“钱变纸”和“纸变钱”两种能力有所启迪。

乌黑浑浊的工业废水,流经一组碳化硅陶瓷膜装置后,马上变得清澈洁净。3月9日,在位于黄冈化工园区的中船重工黄冈贵金属有限企业水处理车间,湖北日报全媒记者目睹了这一幕。

这家在鄂央企的产品硝酸银年销量位居国内前列,远销亚洲、欧洲等地。该企业工艺保障部副部长陈超先容,企业每天产生废水约60吨,曾使用蒸发结晶方式处理废水,处理过程中管道堵塞,还存在安全隐患。2019年10月安装这组碳化硅陶瓷膜装置后,难题得到解决。

指着装置中的一组部件,陈超先容,它能将工业废水中的PVP成分拦截提纯,过滤液再经过第二组部件反渗透膜装置浓缩后,进入蒸发器进行蒸发结晶,达到处理废水的目标,“这组装置,让企业废水由每天60吨减少为6吨,每年节约3000多万元成本,性价比非常高。”陈超笑着说。

这个碳化硅陶瓷膜装置,产自湖北迪洁膜科技企业;其核心技术成果,出自武汉工程大学徐慢教授团队、获2019年度湖北省科学技术进步一等奖,至今仍在国内乃至世界固液分离领域保持技术领先。

市场需求 就是科研人员的责任

3月9日下午,在位于鄂州经济开发区的湖北迪洁膜科技企业生产车间内,徐慢教授一一先容了生产全流程。记者很感兴趣的碳化硅陶瓷膜,乍一看毫不起眼,不过是一根长1.2米、直径4厘米,横截面布满小孔貌似小蜂窝煤的“黑管子”。“管子表面看起来光滑吧,其实上面布满了肉眼看不见的小孔。”徐教授将其比作“筛子”:原料液或含尘空气在压力作用下,在膜管内高速流动,继而纯净的空气或液体从膜中汩汩流出,颗粒物被膜截留,从而达到分离、纯化、浓缩效果。这其中应用了当前最先进的膜分离技术。

这些“筛孔”,直径从0.04微米、0.1微米、0.5微米,到1微米、3微米都有,相当于头发丝的千分之一至万分之一之间。这看似普通的“筛子”,经特殊工艺高温烧制而成,能让过滤网在高腐蚀性、易沉积等环境下,有效过滤掉有害物质。

这个成果从立项到研发、完善、转化,徐慢教授团队耗时8年。

时光回到2013年。那年,徐慢带队到深圳一家企业考察,这家企业废水处理产品依赖进口,价高且效率低。而在当时,国内在膜分离工艺方面,成品做得好的是另一种陶瓷膜,但其耐强碱性不够,通量也不够,影响用户的经营成本和生产效率。

长期从事这一行业技术研究的徐慢敏锐地发现,固液分离技术和装备市场需求大,但有技术瓶颈。

“科研选题一定要准确,必须一切为了生产的需求、市场的需求。”忆及当初立项,徐慢语气坚定。何况,他有足够的底气:多年来,学校在碳化硅陶瓷材料方面有深厚的专业积累和科研成果;碳化硅陶瓷膜具备耐酸碱、耐高温、通量大、易清洗的优异性能,应用十分广泛:不仅可处理工业废水,还能应用在饮用水、食品、医药、化学品、采矿等领域。

立项,组织科研攻关,4年后,“碳化硅陶瓷膜产业化研究”成果瓜熟蒂落,产生了“一种孔隙率可控的多孔碳化硅陶瓷的制备方法”等8项发明专利。

多方呵护 共促科研成果产业化

“解决了技术难题,让科研成果从实验品变为产品,仍有很长的路要走。”徐慢说,按照预估,碳化硅陶瓷膜想要实现量产,硬件投入动辄需数千万元。

徐慢团队是幸运的。

遇到了好政策。2014年初,省政府《促进高校、院所科技成果转化暂行办法》出台,对科技成果类无形资产处置方式和成果转化收益分配机制进行重大改革,赋予科研团队研发成果的使用权、经营权、处置权和收益权。其中规定:“高校、院所研发团队在鄂实施科技成果转化、转让的收益,其所得不得低于70%,最高可达99%”,开全国先河。2016年10月,《湖北省自主创新促进条例》施行,对产权清晰的科技成果转化提供更优分配方案,鼓励研发人员以专利入股。

学校相当给力。武汉工程大学很大方,按照省里有关政策的顶格标准奖励徐慢教授团队。这笔奖励,徐慢团队全部投入到成果转化中。

政府全力支撑。碳化硅陶瓷膜研究成果,于2016年被谋求转型发展的鄂州市相中。双方一拍即合,该市政府全资投资企业——鄂州市昌达资产经营有限企业投资3800万元,徐慢团队以技术及专利作价2128万元技术入股,共同在鄂州组建湖北迪洁膜科技有限责任企业,共促碳化硅陶瓷膜技术成果转化。不仅一下子拿出几千万元,几年来,鄂州市科技局、鄂州市昌达资产经营有限企业对湖北迪洁膜科技企业关爱有加,协调市里各方面,跑省有关部门,甚至企业年轻人的婚姻都操心。“没有鄂州的支撑,不可能有企业的今天!”徐慢感慨地说。

锚定目标 将进军汽固分离领域

2017年3月正式投产的迪洁膜科技企业,当年销售额100万元,2018年200万元,2019年700万元,2020年达1500万元,预计今年将超过7000万元。

企业形势越来越好,产品供不应求,不仅畅销国内,还远销美国、德国等地。“今年春节车间都在加班,实在忙不过来。”企业总经理冯镜宇笑言道。

70后冯镜宇,曾是陕西一位油品生意人,主要代理进口品牌液压油、清洗液。2017年,他在网络上看到徐慢教授团队的“碳化硅陶瓷膜产业化”信息,采购了迪洁膜科技企业第一台碳化硅陶瓷膜组合装备(据用户需要,由若干“黑管子”组装而成),安装在陕西一家车企用于处理危废,使这家企业处理危废年成本从700万元下降到100万元。经过多年市场摸爬滚打,冯镜宇认定了碳化硅陶瓷膜的前景,去年他通过购买股权加入迪洁膜科技企业共同创业,被委任总经理,负责企业营销。

为满足市场需要,迪洁膜科技企业在一期年产2万平方米碳化硅陶瓷膜生产线基础上,投资1亿元的二期车间里,正在建设两条现代化生产线,分别将于4月、7月投产,建成后年产量将提高3倍。“企业去年基本实现盈亏平衡,今年情况应该不错。”徐慢自信地说。

下一步将如何打算?

“一是将碳化硅陶瓷膜技术应用到汽固分离领域,生产能过滤汽车尾气排放的相关产品;二是进一步缩小碳化硅陶瓷膜孔径,从微滤级别达到纳滤级别,提升产品性能,为不同企业提供定制服务;三是着手准备,谋划企业上市。”徐慢不假思索地回答。

“原始创新‘0到1’突破非常艰难,但是‘1到N’非常迅速。”回首8年来的创新历程,徐慢这样总结。


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