第24届全国气体净化分离及环保技术年会举行   

  中化新网讯 (文/图 杨扬)“第24届全国气体净化、分离及环保技术交流年会”日前在西安举行。本届年会由《氮肥与合成气》杂志与全国新型煤气化技术发展委员会主办。

  年会邀请了相关企业的代表,国内外主流气体净化分离技术专利商、工程公司、科研院校,《氮肥与合成气》杂志部分编委、专家学者,重点就大型合成氨、甲醇、煤制氢、煤基新材料、煤制油、煤制天然气行业采用新型煤气化工艺(干煤粉与水煤浆气化、流化床气化、碎煤加压固定床气化等)配套的气体净化分离、合成流程等工艺技术进展、节能增效、技术改进、运行优化经验等进行了交流、探讨。期间还举行了企业技术咨询、交流专场,与会企业代表与专家、教授面对面进行了交流、咨询。

  参会的企业代表主要来自合成氨、甲醇、新型煤化工、煤基新材料、煤制氢和焦化企业分管生产的副总、生产部长,净化合成分厂(车间)厂长、主任,环保主管、净化合成项目经理等。

  本届技术年会由《氮肥与合成气》杂志主编、全国新型煤气化技术发展委员会秘书长郑伟中主持。并得到了湖南安淳高新技术有限公司、华烁科技股份有限公司、长春东狮科贸实业有限公司、南京聚拓化工科技有限公司、南京敦先化工科技有限公司、河北阳煤正元化工集团有限公司、华陆工程科技有限责任公司、青岛联信催化材料有限公司、中国煤化工气化网、上海化工研究院有限公司和阿伐流体控制有限公司等众多企业的大力支持。

  以下是与会企业代表、专家技术交流报告的要点:

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  刘金成 河北阳煤正元化工集团副董事长

  河北阳煤正元化工集团在2015年投运的沧州正元化肥有限公司(现更名为河北正元氢能科技有限公司)一期60/80项目中,采用自主开发的高CO/高水气比ZY等温变换系统;JR3000超大型氨合成系统;三级克劳斯+尾气锅炉焚烧+锅炉氨法一体化脱硫等独创的新工艺、设备。取得了满意的运行效果。各项工艺指标均达到或超过设计值,整体运行水平达到国际先进水平。

  经过4年多的稳定运行,正元集团又在等温变换炉换热元件的检修、局部更换等方面获得了多项更加具有先进性又不失便利性的专利成果。同时,针对原设计中变换系统含氨冷凝液汽提除氨工艺存在的气相管路结晶堵塞,不能长期稳定运行等问题,自行设计开发了垂直筛板精馏系统,不仅使冷凝液中的氨得以高效回收利用,而且,使气化灰水中的NH3-N含量从250-260mg/m3稳定降到了110-140 mg/m3,使终端污水处理的SBR系统稳定达标运行。结合环保部门对尿素造粒塔尾气氨逃逸和粉尘排放的新标准,该公司还开发了尿素造粒塔粉尘洗涤回收工艺,创造性地利用造粒塔的径向气流通道,设置高效低阻力传质原件,不仅造价低、造粒塔附加载荷小,而且除尘效果好,在不需设置引风机,自然通风状态下,即使在炎热的夏季,仍可保证造粒塔满负荷或超负荷(110%)正常运行。

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  姚克俭 浙江工业大学化学工程设计研究所所长、教授

  从事高效分离技术研究开发和产业化逾四十多年,拥有21项中国发明专利、2项美国发明专利和6项实用新型专利。承担了国家级和省部级数十项科研项目,获得过各种科学技术奖励。目前是我国技术实力最强的分离技术产学研基地之一。

  研究所拥有DN2000、DN1200、DN600、DN500、DN300等各种规格的流体力学和传质试验装置;并拥有DJ系列塔板、复合塔板、高效填料及常规塔板等各种塔内件的流体力学设计专用软件、SW6压力容器设计软件、ProⅡ、Aspen、HYSYS等化工过程模拟软件以及Fluent计算流体力学模拟软件。研究所是美国精馏公司(Fractionation Research Inc.,FRI)官方技术合作伙伴(Technical Collaborations)。

  研究所开发的大通量高效DJ系列塔板、超高效复合塔板和新型高效填料三大系列产品以及绿色分离技术已在全国数百家石化、炼油、乙烯、化肥、制药、生物化工、精细化工、煤化工、环保等行业企业得到成功应用,承接工程项目超过千余项,工程款达数十亿元,获得了巨大的社会效益和经济效益,为提升我国过程和装备技术做出了贡献。

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  新型煤化工的气体净化或焦炉煤气综合利用,作为合成气都需要将硫化氢在加压工况下脱到较高的精度。湿式氧化法加压脱硫新技术突破了传统加压脱硫工艺中填料塔效率低、偏流带液、高CO2分压影响大等问题,采用无填料传质技术、富液增容技术完成快速吸收的技术配置,采用闪蒸控制技术调整CO2分压对脱硫液的影响,很好的控制Na2CO3/NaHCO3的比值,作为“设备硬件”,为湿法脱硫的技术进步奠定了基础。

  东狮科贸公司结合公司近期的研发成果及新技术,对“中小型煤气化采用加压脱硫和PSA脱碳与低温甲醇洗的技术”进行了详细对比。

  此外,通过浙江绍兴化工等典型案例,做到了“两个最”:入口H2S最高,出口H2S最低。1.6MPa,44%CO2分压条件下,H2S在4.5g/Nm3时可做到脱后H2S小于等于1mg/Nm3,实现了传统湿法+干法组合工艺才能完成的指标,本工艺已经在2017年被国家节能中心推荐为重点节能减排技术。

  余复幸 河南心连心化学工业集团股份有限公司工程师详细介绍低温甲醇洗尾气VOCs治理项目的情况

  目前,国内主流气体净化技术—低温甲醇洗尾气中均含有一定量的甲醇,该气体不仅污染环境,同时还会造成甲醇的浪费。

  根据京津冀及周边地区“2+26”城市“VOCs专项整治”行动及《新乡市臭氧污染整治大会战工作方案》,要求化工企业必须实现达标排放,满足《挥发性有机物无组织控制标准》的要求。

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  河南心连心集团化学低温甲醇洗尾气气量约50000Nm3/h,其中含有甲醇330ppm,按照《挥发性有机物无组织控制标准》要求,需将甲醇含量降至35ppm以下。

  为此,公司联系多家技术厂家做详细治理方案。方案涉及蓄热氧化炉技术、生物滴滤技术、吸附再生技术、水洗技术和低温冷凝分离等技术。

  结合各技术路线的优缺点和实际考察情况,最终决定在原尾气管线上新增低温分离罐,利用系统自身冷量和甲醇气体在低温下饱和蒸汽压较低的物理特性,借助重力分离出尾气中夹带的甲醇液滴,进而达到降低排放尾气中甲醇含量的目的。

  低温甲醇洗尾气VOCs治理项目总投资约80万元,每月可回收甲醇12吨。该项目的实施,可有效解决目前低温甲醇洗尾气中VOCs排放超标的问题,同时对研究降低低温甲醇洗甲醇消耗具有较大的实践指导意义。

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  南京敦先化工科技有限公司项目经理李建刚介绍了可控移热技术应用于煤化工变换、甲醇、二甲醚、甲烷化、吸附塔、羰化反应、加氢反应及醋酸酯化反应等最新技术的应用进展情况。结合该项目特点,重点介绍了可控移热变换技术的应用与发展情况。

  “可控移热变换”作为“等温变换”的升级版技术,应用范围相当广泛,可应用于煤制合成氨、甲醇、乙二醇、甲烷、油、天然气等领域,南京敦先作为此技术领域的龙头企业,目前拥有42套工程化业绩,17套可控移热变换装置已成功投入运行,解决了传统技术存在的诸多问题,如操作难度高、能耗高、催化剂运行周期短、投资高等一系列难题,因此也获得了氮肥与工业协会颁发的“十二五科技技术进步一等奖”,同时该技术也作为第一批“十三五节能减排先进适用技术”在全行业内进行推广。

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  杨皓 昆明理工大学环境科学与工程学院教授

  氢能汽车是我国“十三五”汽车发展战略中的重要组成部分。因此开发廉价获取汽车用氢气技术意义重大。

  四川天人化学工程有限公司与昆明理工大学联合开发,采用低压变压吸附分离技术提纯工业废气中氢气技术,具有能耗低,投资小的特点,通过制造特殊孔径分布的吸附剂,合理利用吸附解吸等温线的吸附量落差,大幅降低了氢气制造成本。

  特别是一些低浓氢气的分离提纯到氢能汽车用气成为可能,扩大了氢气来源。既可以减少煤炭、原油等原料消耗,又可以减少二氧化碳排放。

  与目前煤制氢技术相比,可以把22MPa每标方氢气制造成本由1.13元降低到0.69元。通过回收煤制氢过程中的燃气中的氢气,可以降低产品氢气成本6-8%。

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  朱志亮 上海化工研究院有限公司教授级高工 副所长

  高效分离塔填料及装置技术研究推广中心隶属于上海化工研究院有限公司,成立于上世纪70年代,至今除了获得深部级各级奖项外,开发了适应各种分离需求的成套工程技术。

  目前团队拥有的主要核心技术有:工业废气废水高效脱氨成套技术、高难度有机废水预处理技术、高纯溶剂回收成套工程技术、电子级化学品专有成套分离技术等。

  高效脱氨技术可用于煤化工行业废气废水高效脱氨,该技术包括多条工艺路线,如精馏法脱氨技术路线、水吸收脱氨技术路线、吸收液脱氨技术,各工艺路线各有特点,可根据不同工况进行针对性选择。

  精馏法脱氨技术工艺路线成熟、简洁,可将废水中氨含量降至15mg/L以下,同时获得10~25%纯净氨水或95%以上氨气,处理每吨废水消耗蒸汽100~150kg。创新设计多级变温吸收系统,实现无嗅排放,消除二次污染,达到了环保目的。

  水吸收脱氨技术适用于废气脱氨,每吨氨蒸汽消耗为8~12吨、处理后废气氨含量<0.2%。采用水循环吸收、解析操作,运行成本低、回收装置容易操作,运行十分平稳。

  吸收液脱氨技术适用于含碳废气废水氨回收,处理后废气中氨含量<0.2%,废水中氨含量15mg/L以下。获得的氨水中CO2含量<0.2%、H2S含量<200ppm,可以循环使用。处理过程不需要消耗碱,每吨废水消耗蒸汽400~500kg。

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  华陆工程科技有限责任公司的大型煤化工低温脱硫脱碳集成技术,成功地解决了工程化过程中,遇到的一系列难题,创造性地建立了满足工业化生产的“下塔分流/上塔消冗”和多点采气、配气的工艺流程,有效地减小了设备尺寸,克服了常规技术的瓶颈,在保证设备满足最大运输尺寸限制的前提下,既降低了设备的投资和能耗,同时提高了单套装置的设计产能和规模。

  该技术具有流程简洁,配套装置少,占地面积小,投资成本低,操作简单灵活,运行稳定,运行成本低,转化率高,能耗低等特点。同时,可以实现以单套装置同时为下游多个产品提供合成气。

  目前,该技术已连续转让10余套,各项技术指标都已达到或超过国外先进技术水平,填补了我国低温脱硫脱碳技术在复杂工况或特大型化煤化工应用领域的空白。该技术已成功应用于山东德州华鲁恒升化工公司的二、三、四期项目中,各项指标都已达到或超过国外先进技术水平,装置已连续运行周期已超过600天,且实现了以单套装置同时为甲醇、氨、己二酸、丁辛醇和乙二醇的合成提供原料的目的。

  特别是,本技术在不突破设备运输限制条件的前提下,单套净化装置规模可以达到120万吨/年,从而以“单系列”的方式,实现了传统的“双系列”的功能,极大地节省了项目投资。

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  南京聚拓化工科技有限公司是一家高科技民营企业,成立十年之久,公司主要从事煤化工、石油化工等相关反应技术、催化反应器及配套产品的研发与制造。

  聚拓公司通过自主研发、设计和精细制造,产品广泛应用于煤化工领域,在产业化方面拥有雄厚的实力和骄人的业绩,目前已成为国家级高新技术企业。 十年的研究开发创造了“大型氨合成系统、大型甲醇合成系统、CO变换系统、乙二醇加氢、羰化反应器、酸性气体脱硫制硫酸技术及各类反应器等五大系列技术,并获得了30多项《国家发明专利》和《实用新型专利》,是国内该领域专利技术和产品的提供商。

  在大型合成氨系统中开发了《DC型低压节能氨合成反应器及工艺系统》多型号不同用途的氨合成反应器,该技术于2014年在山东润银生物化工股份有限公司90万吨/年氨合成系统中应用(单系列单套)已达五年之久,创造了国内之最,现已成为国内大型氨合成的标杆企业。目前该企业新上120万吨/年氨合成系统,再次选用此技术,足以证明了技术的先进性和可靠性。这项氨合成专利技术近几年已广泛用于国内新建和改扩建氨合成系统中,如:山东联盟、安徽昊源、万华化学、湖北三宁等几十家企业

  在甲醇系统中开发的“束管式水床反应器”以其管内走水、管外装催化剂、移热能力强、阻力低、醇净值高、本质安全”等优点,经多套甲醇系统的应用成为国内新建甲醇项目的首选,应用企业如:万华化学、山东瑞星、内蒙金成泰、九江心连心等多家企业(单套系统产能已达60万吨/年),目前聚拓公司已成为大型甲醇合成反应器专利技术重点研发和制造企业。

  以该结构反应器为核心拓展研发的“复合变换工艺及反应器”成功应用航天超大型粉煤气化示范项目变换单元。

  以该结构反应器为核心拓展研发的“煤基乙二醇反应器”也已成功应用于煤制乙二醇项目中,开创了国内径向大型乙二醇反应器应用之先河。

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  王鹏飞 上海绿强新材料有限公司总经理、教授,长期从事分子筛材料的研发与工程技术应用。曾带领团队完成了国家科技863项目1项、上海市科委及经信委项目十余项。并成功开发了多种工业气体净化用吸附剂与催化剂。

  此次报告中,王鹏飞介绍了分子筛类吸附材料的结构、特性,及其在工业气体净化中的应用,并对分子筛吸附剂工业发展方向提出了自己的见解。

  分子筛类吸附材料是一类具有高比表面积的微孔材料,具有选择性吸附、催化、离子交换等性能。分子筛材料已广泛应用于聚合级烯烃前端净化、深冷法空气分离的前端净化、变压吸附制氧、制冷剂吸附净化、VOCs气体的吸附净化、天然气净化与干燥等行业。分子筛吸附剂工业未来发展方向主要包括:分子筛吸附材料的新成型技术,多级孔分子筛吸附材料开发,以及新型吸附材料MOF与COF的开发。

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湖南安淳高新技术有限公司

  湖南安淳高新技术有限公司围绕行业大型化、洁净化、产品多样化发展趋势,以先进的技术、产品和优质的服务助力行业企业节能、环保、安全、高效生产。该公司拥有有效的国家发明专利49项、实用新型专利19项、美国等国际发明专利5项,氨合成、甲醇合成、等温变换均拥有国际发明专利,氨合成、合成气醇烃化精制、甲醇合成、等温变换技术均被认定为“十三五”期间氮肥、甲醇行业推广的节能减排先进适用技术。

  安淳公司具有自主知识产权的相变移热等温反应器采用了双管板、双套管、气体径向分布等关键技术,科学布管、精准控温,实现等温、低温反应,反应转化率高、热回收效率高、催化剂使用周期长、反应器阻力低,科技成果鉴定为“达到国际领先水平”。产品制造、热处理、检测、装配过程中,采用先进的工艺技术和装备以保障产品质量安全可靠。

  相变移热等温变换技术被誉为“百年合成氨变换技术实现历史性新突破”,自2012年首次工业化应用以来,已成功应用于全国20多家大型企业,折合成氨总产能约650万吨/年,年综合节能量达到9.26万吨标准煤,CO2减排24.45万吨,节能环保效益显著,适用于各种新型煤化工生产装置和工业尾气资源回收利用中的CO变换,并已拓展应用到石化、环保等领域。

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余光兴 黔希煤化工投资有限公司厂长助理

  该公司在净化装置运行中,通过技术改造、系统优化,攻克了WSA装置焚烧炉点火困难、低温甲醇洗析收塔滞液、PSA解析气露点不合格致冷箱堵塞等运行难题。从2019年初实现系统长满优运行至今,且各项产品指标合格。

  WSA装置焚烧炉燃烧喷枪因燃料气燃值低,难以点火,即使点火成功,其火焰闪烁不定,无法长期运行。通过改造加工,燃烧喷枪可使用广泛的可燃介质做燃料,可用甲醇代替二甲醚烘炉,降低燃料投资。

  低温洗甲醇吸收塔滞液。通过系统优化,保持段间换热器高点导淋常开,将不凝气引至中压系统回收甲醇,解决了滞液问题,同时回收甲醇,减少环境污染。

  PSA解析气携带得CO2、水份在冷箱主换热器内部结冰致换热器堵塞,生产中断。通过在解析气压缩机出口过滤器后增设三通,将解析气与净化气先混合进入分子筛,脱出CO2再进冷箱。效果显著,有效解决了解析气夹带CO2、水份致堵问题,且新增露点仪在线监测,减少了循环尾气放空损失,且保障装置稳定生产。

  该装置虽解决部分运行问题,但仍存在系统整体能耗偏高、产品纯度不易控制、低甲洗冷量损失大、环保措施不够完善等等问题。

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李新怀 华烁科技股份有限公司工业催化事业部总经理

  详细介绍了控温变换新技术及应用。2014年在国内首次采用上下集箱结构的控温变换炉用于新疆天业二期电石炉气变换中。该变换炉结构简单,运行稳定,高低温区合理,有机硫转化率达到96%以上,烯烃转化率达到99%以上,均比一期等温变换工艺提高~3%。

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  2018年8月,在天业6.5MPa水煤浆制气中采用控温变换新工艺,首次采用自热式净化炉代替脱毒炉和煤气预热器,解决了粗煤气预热器因温差小提温不够且易堵塞的问题,采用立式废锅回收热量,降低了出废锅变换气温度,低压蒸汽副产量较传统的BKU型废锅高很多。工艺气体流程只有8台高压设备,仅两个关键控制点,操作简单。系统最高温度不超过320℃、阻力仅60KPa。占地减少30%,投资减少40%。

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  陈健副研究员 华烁科技股份有限公司做了“粗煤气多功能净化与合成气深度净化技术”报告,详细介绍了粗煤气耐硫脱氧、COS水解转化、CS2转化和HCN脱除等多种功能净化新技术,在粗煤气中脱氧率>99%,COS转化率>80%,CS2转化率99%,HCN脱除率>80%。已在水煤气、焦炉煤气以及电厂燃气净化领域广泛。

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  自主开发的采用深度水解串深度精脱硫剂的深度净化、水解转化吸收型深度净化、加氢转化吸收型深度净化等三种技术路线的合成气深度净化技术已在宁煤神华、内蒙久泰、青海盐湖、新疆天业、内蒙亿鼎等大型煤化工装置成功应用,保证出口总硫<10ppb,有效延长甲醇催化剂的寿命。该技术已获澳大利亚、南非和印度发明专利证书。

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纵秋云 青岛联信催化材料有限公司总工程师

  青岛联信催化材料有限公司是一家集科研开发、工艺设计、生产和经营于一体的耐硫变换工艺技术专业公司。公司自成立后就一直致力于耐硫变换技术的研发并持续不断地进行创新,获得国家发明专利和省部级科技进步一、二等奖三十余项。节能型低水/气耐硫变换工艺就是该公司开发的独家专利技术, 该技术破解了长期困扰人们的“高浓度CO原料气”变换装置易发生甲烷化副反应致使变换炉“飞温”的难题,显著降低了蒸汽用量并实现了装置长周期安全稳定运行,填补了国际空白。已在国内数十套大中型煤气化制氨、甲醇、氢、油、烯烃和天然气装置中成功应用。

  近年来,公司注重与大学和知名企业合作,共同研发出多项业内领先的技术产品:与“神华宁夏煤”公司合作,开发出新型有机硫转化工艺及催化剂,克服了传统水解剂在高水气条件下失活相变的难题,避免了流程的“冷热病”,节能效果显著;该技术于2016年11月在神华宁煤年产400万吨煤制油装置中成功应用,并于2018年3月通过中石化联合会组织的工业鉴定,鉴定结论为国际领先;与鹤壁宝发能源科技股份有限公司合作开发的等温甲烷化工艺技术,于2017年11月开车成功并于2018年10月通过中石化联合会组织的工业鉴定,鉴定结论为国际先进。针对目前煤化工原料气CO含量和硫化氢含量高,变换工段出现新的硫化副产物的难题,与中国石油大学合作,开发出新的催化剂,提高催化剂对氧硫碳和甲硫醇等硫化物的转化功能;在变换工艺条件下,使氧硫碳转化率>99%,噻吩转化率>90%,甲硫醇生成量0%,目前已经完成工业侧线实验并即将工业应用。

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贺阳 普尔利斯(中国)环保分离设备制造有限公司

  普尔利斯(中国)是美国普尔利斯公司在中国的全资子公司。公司成立于2008年,运营总部位于江苏省镇江市,销售和工艺技术部门位于上海市。

  普尔利斯公司的过滤分离系统业务部门主要提供各类精密高效的过滤分离设备以脱除工业气体中所夹带的液体和固体杂质,提高产品纯度,降低生产装置的投资和操作维护费用,并延长生产设施的使用寿命。典型应用领域包括:天然气、油田气、页岩气、煤层气和燃料气的开采净化处理;天然气管输系统和储气库;炼油、石化、化工及煤化工装置的气-液和气-固工艺分离过程;压缩机的级间分液罐和润滑油回收处理;饱和蒸汽的干燥脱水;近海站点、海上平台和远洋船舶的除盐除湿系统等。

  普尔利斯(中国)在国内已签署约500个商务合同,共计超过3000台气-液和气-固分离设备的开车运行使用业绩。典型应用案例包括:四川罗家寨天然气项目、宁夏哈纳斯LNG项目、西气东输天然气长输管线项目、中缅天然气长输管线项目、上海石化加氢裂化项目、四川石化渣油加氢项目、福建联合石化乙烯扩能改造项目、浙江乍浦卫星丙烷脱氢项目、神华包头MTO项目、延长靖边MTO项目、宁夏神华MTP项目、宁夏神华煤制油项目、陕西兖矿未来煤制油项目、内蒙伊泰杭锦旗煤制油项目、内蒙新杭能源煤制乙二醇项目、山西阳煤深州煤制乙二醇项目、新疆华锦合成氨项目、辽宁沈鼓压缩机配套项目、山东冰轮螺杆压缩机润滑油回收项目、杭州锅炉集团余热回收锅炉项目、哈尔滨锅炉集团余热回收锅炉项目、三门及海阳AP1000核电项目等。

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张林 江苏格纳特连接系统有限公司总经理

  江苏格纳特连接系统有限公司研制的顶推螺母组件专利产品,是一种新型的螺栓紧固技术。该公司是国内唯一通过“国家锅容标委”技术评审和国家质量技术监督总局备案满足在锅炉压力容器等特种设备上使用符合“固容规”要求。

  从小规格到巨大规格的螺栓紧固,GNT顶推螺母组件技术都是最佳的,可行的解决方案。顶推螺母组件由圆螺母、顶推螺钉、硬质平垫三部分组成。顶推螺母就位后,通过手动扭矩扳手拧紧主螺栓四周的顶推螺钉即可。而且主螺栓承受绳拉力。

  顶推螺母组件新型螺栓紧固技术主要特点如下:

  ——顶推螺栓摩擦直径小,使用较小的扭矩即可产生巨大的夹紧力。

  ——圆螺母可有效降低主螺栓螺纹应力而且可以直径替代标准螺母。

  ——硬质垫片具有传递力及保护法兰面及本体的作用。

  ——多个顶推螺栓的推力与主螺栓帽的反作用力在法兰上产生巨大的夹紧力。

  ——顶推螺栓的推力在主螺栓帽上产生同等的反作用力。

  2015年起,该技术在石油化工、煤化工等行业的高温高压法兰上使用,均取得了很好的效果。应用表明,可广泛适合于常装常拆、难装难拆、操作空间狭小、泄露难治的部位。可一次性预紧到位,无需热紧且无泄漏;无需动火动电作业,避免了相关安全风险。未发生螺纹咬死,提高了螺栓使用寿命;有效掌控安装拆卸时间,对于设备抢修可极大提高装拆速度。

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  阿伐流体控制有限公司、中北大学等单位的代表,也作了精彩的报告。


关键字:净化
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