团队动态 - 大气污染控制与模拟研究所

六五环境日 | 废气治理“魔术师”！来看交大团队守卫绿色冶金新智慧

2024.06.14 34

斩破污染阴霾照亮绿色未来

为打赢打好蓝天保卫战

上海交通大学晏乃强教授团队

潜心钻研矢志攻关

化身废气治理“魔术师”

因地制宜发展新质生产力

用科技力量书写绿色冶炼新篇章

今天是六五环境日

交大环境人

肩负使命初心不移

上下求索步履不停

化石能源利用及矿产资源加工是造成我国大气污染的最直接原因。近年来，党和国家高度重视相关产业的优化升级，“要以科技创新引领产业创新，积极培育和发展新质生产力”。

上海交通大学环境科学与工程学院晏乃强教授团队在大气污染控制技术领域深耕多年，将“污染控制化学-环境化工过程-应用及产业化”有机结合，致力于以创新技术解决不同工业过程烟气硫/重金属污染协同控制及资源化问题。结合行业及地区的差异，积极探索“因地制宜发展新质生产力”之路。

慧硫卫“金”，勤于创新

硫广泛存在于化石能源及矿产资源中，是造成我国大气污染的首要元素。我国是硫资源需求大国，硫资源高度依赖进口，但却存在以“三废”形式抛弃所造成的二次污染和资源浪费等突出问题。

为此，团队在国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的支持下，先后在石油脱硫新方法、含硫烟气协同控制新技术及硫资源高效转化新工艺等方面持续开展创新探索。近年来，针对冶炼行业的硫资源难以有效利用并由此制约行业发展的突出问题，率先提出了“慧硫计划”思路，围绕SO₂如何有效转化利用展开科研攻关。

将有色冶炼行业的SO₂还原制成硫磺或其它硫制品加以利用，对优化我国硫资源二次配置具有重要意义。然而相关反应具有能垒较高、催化剂易中毒、反应条件较苛刻等诸多问题，国内外始终未能取得技术突破。为此，团队通过长期探索，巧妙地将硫的自催化作用与化工过程迭代相结合，并结合新型长寿命催化剂的研发，最终开发出了冶炼烟气SO₂高效还原制硫磺（可联产其它硫制品）的全新技术体系。由此有望实现硫资源高效回收及自由流转，守护有色冶炼行业的绿色发展。

相关研究成果发表在环境领域国际权威期刊Environmental Science & Technology，核心技术已进入工业化示范阶段。

赤丹守正，履约支撑

汞是国际上重点关注的重金属污染物，我国面临巨大的汞污染控制及国际履约压力。自2005年以来，团队在十一五“863”、十二五“973”等国家计划项目及课题支持下，围绕燃煤烟气汞的高效协同控制聚力攻关，使我国相关研究水平取得质的飞跃，为我国今后排放标准的升级打下坚实基础。

目前我国的汞污染控制逐渐转战于有色金属冶炼行业，并以含汞较高的铅锌冶炼烟气污染控制为重点。由于这类烟气同时含有高浓度的SO₂，严重制约了常规汞处理方法的有效性，且未能去除的汞会进入后续制酸产品中，由此严重降低冶炼酸的品质，并对下游用酸产业链造成影响。

为此，团队在多年探索的基础上，创新提出了“自持活化吸附除汞”新概念，利用烟气中SO₂对特定硫化物吸附材料表面上的硫/汞化学形态作定向调控，在烟气条件下诱导硫/汞共沉积的“二次成矿”作用，使汞再次以“HgS矿”（赤丹）的形式自然回归，由此突破了SO₂对除汞的固有制约作用并进行正向引导，实现了烟气汞的超大容量吸附与回收。

与常规的除汞吸附技术相比，该方法能够批量集中回收汞资源，并实现除汞过程的可持续性，同时所用吸附材料来源方便。相关研究成果发表在Nature Communications, Environmental Science & Technology等国际权威期刊。

科技引领，新质生产

在党和国家的政策引导下，大气污染控制团队以实际行动践行以科技创新引领产业创新，努力追求积极培育和发展新质生产力的目标，因地制宜发展新质生产力。

在国家重点研发等项目的牵引下，团队从基础研究到关键技术，从示范验证到应用推广，行稳致远、扎实推进。研究成果先后在河南、山西、宁夏、云南等多个省份得到推广应用，技术适用性覆盖95%以上有色冶炼行业，各项工程污染物均实现超低排放。同时，团队还勇于开拓，在炼油催化裂化（FCC）再生烟气脱硫脱硝、焦化烟气处理等行业均取得了高校流派的首台（套）技术应用。

团队已申请国家发明专利110余项，通过与兄弟高校、科研机构及企业合作，主导技术设计及实施的实际工程50余台（套）。作为第一完成单位/人，研究成果分别获得教育部技术发明一等奖（2022）、教育部技术发明二等奖（2019）、上海市自然科学二等奖（2019）等奖项。另外，还共同荣获贵州省（2021）、有色金属学会的相关科技奖励。