2021年度青岛市科学技术奖提名项目公示内容

2021年度青岛市科学技术奖提名项目公示内容一、项目名称聚酯筒子纱超临界CO2流体无水染色工艺与关键部件研究及产业化示范二、推荐单位（专家）及推荐意见推荐单位：青岛市即墨区科学技术局推荐意见：项目以聚酯筒子纱无水染色为目标，重点突破了超临界CO2流体无水染色工艺和关键核心装置等，实现了超临界CO2流体染色技术的工程化应用，染色过程零耗水及零污水排放。项目系统研究了染色温度、压力、时间、比流量等对分散染料染色效果的影响，确定了最优染色工艺；开发多孔均速板，实现了筒子纱均匀染色；研发染料缓释溶解技术，染料利用率达99%以上；研制了大流量无轴封磁力循环泵；开发具有内外独立腔体的全密封磁力阀门；研制了特殊合金材料的磁力密封纱管；设计开发多级分离装置，实现了CO2回收再利用。项目开发了集聚酯筒子纱超临界CO2无水染色研究、试验与产业化一体的创新平台，建成了国际领先水平的聚酯筒子纱超临界CO2无水染色示范线，染色全流程工艺时间缩短至3小时/批次染，较传统以水为介质的染色工艺缩短时间60-70%以上，染色产品一次成功率由水介质的95%提高到100%，产品各项指标均达到同类产品国家标准要求。项目已获国内外授权发明专利5件，实用新型专利4件，制定企业标准1项，总体技术达到国际领先水平。在完成单位应用后获得显著经济效益，近三年累计新增销售额11287.5万元。项目成果是对传统以水为介质染色技术的颠覆性创新，从根本上解决了印染行业高耗水、高污染的难题，项目成果将推动印染行业升级换代，对我国纺织工业的可持续发展和我国生态文明建设具有重要意义。推荐该项目为青岛市科技进步一等奖（颠覆性技术探索类）。三、项目简介染色过程是赋予纺织面料“颜色”这一主导属性、提升纺织产品品质、赋予纺织品时尚特色的关键环节，但传统以水为介质的染色过程产生的废水量占印染全流程的70%以上，能耗占50%以上，严重制约了我国纺织工业的绿色可持续发展。绿色转型与发展已成为构筑产业发展持续竞争力与未来话语权的重要支点，以“30/60碳中和加速计划为先导，纺织行业“十四五”发展指导意见明确提出，要重点突破聚酯织物超临界CO2流体无水染色技术，并实现产业化应用。项目以聚酯筒子纱无水染色为目标，重点突破了超临界CO2流体无水染色工艺和关键核心装置等，实现了超临界CO2流体染色技术的工程化应用，染色过程零耗水及零污水排放。主要成果如下：系统研究了染色温度、压力、时间、比流量等对分散染料染色效果的影响，确定了最优染色工艺。利用计算机仿真，对釜体内CO2流体流场计算，指导设计开发多孔均速板，调控染色釜内CO2流体流场，研发微孔结构整流罩，优化微孔结构、整流罩与染色釜内壁及染液循环进出口间的空隙，调控纱柱间CO2流场的均匀性，实现了筒子纱均匀染色。研发染料缓释溶解技术，解决了粉状染料进入系统问题，染料利用率达99%以上。解决了大功率、大间隙磁路设计问题，高压力下多级泵的轴向力平衡及静密封问题，将磁力传动技术应用于多级离心泵，研制了大流量无轴封磁力循环泵；创新设计工艺液体自冷润滑传动装置，开发磁力传动连轴器温度及轴承失效在线监控装置，研发的循环泵无故障工作运行时间超过2年；掌握了截止阀和调节阀的锥形半角、口径、流量等关键技术指标，成功开发具有内外独立腔体的全密封磁力阀门，泄漏率控制在10-7Pa﹒L/s以下，解决了无水染色设备中密封性、可靠性问题；研制了特殊合金材料的磁力密封纱管，实现了纱管间相对纱线层的相对密封，创新设计了纱管侧壁轴向错位平行的透气腰型孔和径向透气圆孔，方便CO2气体以及染料均匀扩散，纱线染色均匀，质量可靠。设计开发集毫米级多孔分离装置、微米级多孔分离装置和亲油性及亲水性物理吸附装置与一体的多级分离装置，实现降温泄压过程中各类杂质的在线高效分离，各类杂质的分离效率可达100%，避免了杂质对筒纱和设备的污染，实现了CO2回收再利用。项目开发了集聚酯筒子纱超临界CO2无水染色研究、试验与产业化一体的创新平台，建成了国际领先水平的聚酯筒子纱超临界CO2无水染色示范线，染色全流程工艺时间缩短至3小时/批次染，较传统以水为介质的染色工艺缩短时间60-70%以上，染色产品一次成功率由水介质的95%提高到100%，产品各项指标均达到同类产品国家标准要求。项目已获国内外授权发明专利5件，实用新型专利4件，制定企业标准1项，总体技术达到国际领先水平。在完成单位应用后获得显著经济效益，近三年累计新增销售额11287.5万元。项目成果是对传统以水为介质染色技术的颠覆性创新，从根本上解决了印染行业高耗水、高污染的难题，项目成果将推动印染行业升级换代，对我国纺织工业的可持续发展和我国生态文明建设具有重要意义。四、客观评价鉴定结论2019年7月31日，中国纺织工业联合会组织专家对即发集团聚酯纤维筒子纱超临界二氧化碳无水染色技术进行了鉴定（纺科鉴字【2019】第73号），鉴定意见如下：（1）项目发明了CO2高效多级分离回收再利用技术，实现了CO2、低聚物、油剂、未上染少量染料的三级分离和CO2的循环利用。研究了染料在超临界CO2中的溶解分散状态，研发了染料溶解缓释系统和流量均匀分配装置，提高了聚酯纤维筒子纱的匀染性。研制了专用的大流量循环泵及全密封阀门，解决了设备的密封性、可靠性和安全性问题。发明了专用纱管，密封性能好、安装便捷。建立了染色工艺数据库，完成了生产工艺流程设计。建设了首条聚酯筒子纱超临界CO2染色中试示范线，实现了连续正常运行。（2）产品各项指标均达到相关国家标准，节能减排效果显著，具有良好的市场前景和社会效益。（3）总体技术达到国际领先水平。2、检测报告完成单位委托上海市质量监督检验技术研究院（国家日用消费品质量监督检验中心）和CNAS认证的青岛纺织服装材料检测中心有限公司对“聚酯纤维筒子纱超临界CO2无水染色技术”相关产品进行了甲醛含量、耐摩擦色牢度、染色均匀度等16项常规指标以及4-氨基联苯等24项禁用偶氮染料进行检测，除纤维本身百米重量偏差外，其余全部符合标准要求。3、科技查新报告完成单位委托教育部科技查新工作站（L16）对项目进行国内外检索查新，共检索并筛选出国内外相关文献47篇。查新意见如下：除本课题成员发表文献外，未见其他和本课题查新点相同的研究文献。（查新报告编号：201936000L160220）4、国内外科技奖励该项目相关科技成果获得2020年山东省纺织服装行业科技技术一等奖；上榜中国科协2020年度“科创中国”先导技术榜单（资源环境领域）；2021年全国颠覆性技术创新大赛优胜项目；2021年度青岛市职工优秀创新成果一等奖和山东省职工优秀创新成果二等奖；核心专利“一种筒纱无水染色设备、染色方法及产品”获得2021年中国纺织工业联合会专利金奖。5、重大项目及科研平台基于项目成果获批新建山东省无水染色技术及装备技术创新中心（鲁科字〔2020〕143号）和青岛市超临界CO2无水染色技术创新中心，获得山东省重大科技创新工程（2019JZZY010406）和山东省自然科学基金重大基础研究项目(ZR2020ZD22)。6、行业专家公开评价中国工程院院士蒋世成在2019年中国纺织工程学会年会报告中指出：超临界CO2无水染色技术（即发集团）是建国以来十大颠覆性技术创新之一。中国纺织工程学会理事长伏广伟在2020年中国纺织工程学会科技成果转化与合作大会上的讲话中指出：“超临界CO2无水染色技术起源于国外，远远早于国内。即发集团经过多年卧薪尝胆的艰苦研究，终于染出了合格的涤纶筒子纱，在超临界CO2染色技术方面处于世界领先水平。即发的成功预示着创新的主体正在由科研单位或高校走向企业，今后企业作为主体可以大大的推进科技成果转化的成功率。”中国纺织工业联合会党委书记高勇在2020年山东省纺织服装协会科技奖励大会上的讲话中指出：即发集团的超临界CO2无水染色技术处于国际领先地位，代表了绿色染色技术的发展。中国纺织工业联合会会长孙瑞哲在2020年中国纺织联合会创新年上的报告中指出：即发集团开展超临界CO2无水染色技术研究与应用，在纺织全产业链的绿色发展中具有重要意义。2021年，新即墨报报道了中国工程院院士、山东省副省长凌文调研即发集团无水染色项目情况，凌文支出：即发集团创新突破的超临界CO2无水染色生产技术s贯彻落实习近平总书记生态文明建设重要战略思想的具体体系，这是一项颠覆性印染技术，对提升纺织行业绿色制造水平，促进生态文明建设和低碳循环经济发展具有重要意义。7、宣传报道2021年8月12日和8月28日，中央新闻联播和山东卫视分别对该技术进行了报道；作为颠覆性技术参加了国家“十三五”科技创新成就展；参加了2021年青岛创新节创新产品发布会。主要完成人情况姓名王健排名1工作单位青岛即发集团股份有限公司行政职务副总工程师完成单位青岛即发集团股份有限公司技术职称工程师对本项目技术创造性贡献：项目技术负责人，负责项目技术的总体研究开发和方案设计工作。提出了项目的研究方法、设计方案、标准要求等关键指标。解决了工艺、装备、关键部件等关键技术难题，实现了工艺技术和装备系统的稳定运行，对项目中的创新点1、2、3项均作出创造性贡献。姓名杨为东排名2工作单位青岛即发集团股份有限公司行政职务董事长完成单位青岛即发集团股份有限公司技术职称高级工程师对本项目技术创造性贡献：项目总负责人、主要技术发明人，对项目中的创新点1、2、3项均作出创造性贡献。姓名万刚排名3工作单位青岛即发集团股份有限公司行政职务副总经理完成单位青岛即发集团股份有限公司技术职称高级工程师对本项目技术创造性贡献：主要技术骨干，对项目中的创新点1、2、3项均作出创造性贡献。姓名郭堃排名4工作单位青岛即发集团股份有限公司行政职务班长完成单位青岛即发集团股份有限公司技术职称工程师对本项目技术创造性贡献：主要技术骨干，对项目中的创新点1作出突出贡献。姓名林大鹏排名5工作单位青岛即发集团股份有限公司行政职务无完成单位青岛即发集团股份有限公司技术职称工程师对本项目技术创造性贡献：主要技术骨干，对项目中的创新点1、2、3项均作出突出贡献。姓名王大伟排名6工作单位青岛即发集团股份有限公司行政职务科长完成单位青岛即发集团股份有限公司技术职称工程师对本项目技术创造性贡献：主要技术骨干，对项目中的创新点1、2项均作出突出贡献。姓名刘崇波排名7工作单位青岛即发集团股份有限公司行政职务主任完成单位青岛即发集团股份有限公司技术职称其他对本项目技术创造性贡献：主要技术骨干，对项目中的创新点1、2、3项均作出突出贡献。姓名刘绍冰排名8工作单位青岛即发集团股份有限公司行政职务副主任完成单位青岛即发集团股份有限公司技术职称其他对本项目技术创造性贡献：主要技术骨干，对项目中的创新点1、2、3项均作出突出贡献。姓名杜吉浩排名9工作单位青岛即发集团股份有限公司行政职务无完成单位青岛即发集团股份有限公司技术职称其他对本项目技术创造性贡献：主要技术骨干，对项目中的创新点1作出突出贡献。姓名戴志敬排名10工作单位青岛即发集团股份有限公司行政职务无完成单位青岛即发集团股份有限公司技术职称其他对本项目技术创造性贡献：主要技术骨干，对项目中的创新点1作出突出贡献。姓名王超排名11工作单位青岛即发集团股份有限公司行政职务无完成单位青岛即发集团股份有限公司技术职称其他对本项目技术创造性贡献：主要技术骨干，对项目中的创新点1作出突出贡献。完成人合作关系说明染色过程作为纺织印染加工过程重要组成部分，是提升品质、功能和价值的重要环节，是高附加值产品的重要技术支撑。传统染色耗水量大、污水排放量大且难以处理再利用的历史性难题，严重制约着我国生态文明建设、双碳目标的实现以及纺织工业的可持续发展。2014年，青岛遭遇二十年一遇的严重干旱天气，公司的染色车间受用水量的限制间歇生产，严重影响了公司的正常运行。公司第一时间作出重要决策，开发绿色环保染色技术，公司董事长亲自作为项目总负责人组建研发团队，本人作为技术带头人，带领团队开展技术攻关。杨为东作为项目总负责人，在组建团队、关键技术研究、市场推广等方面做出突出贡献；万刚在项目具体实施、关键技术研发等方面做出突出贡献；郭堃、林大鹏、王大伟、刘崇波、刘绍冰、杜吉浩、戴志敬、王超是项目团队的核心人员，在工艺路线研发、关键部件研制及装备系统建设中分别做出重要贡献；我作为技术带头人负责项目总体技术方案的设计、攻关及论证等工作。在团队全体人员夜以继日的攻关以及5000余次周期性研究试验的基础上，我们打通了超临界CO2无水染色产业化工艺路线，研制了无轴封磁力循环泵、全密封磁力阀门等关键装置，发明了CO2分离回收再利用技术等，建设了拥有自主知识产权的小试、中试和产业化示范线，经中国纺织工业联合会组织专家鉴定：总体技术达到国际领先水平。项目完成人都尽心尽责，投入了大量时间和精力，各成员分工明确、紧密协作，为项目的顺利进行作出了很大的贡献。应用情况完成单位自2014年11月，开始该技术的研究与应用，2018年12月，建设了产业化示范线，实现了产业化应用。在此基础上，完成单位持续规模化放大，在山东省重大科技创新工程的支持下，于2021年6月建设了集模块化集成功能于一体的产业化示范线。超临界CO2无水染色涤纶筒子纱系列产品已经在青岛颐和针织有限公司、青岛华山针织有限公司、青岛华诺针织有限公司和青岛华和针织有限公司等单位应用。完成单位近三年取得直接经济效益11287.5万元。项目符合国家生态文明建设整体战略规划，属于国家高新技术重点支持领域（七、资源与环境中清洁生产技术无水（少水）纺织印染技术），被工信部列入列入《印染行业绿色发展技术指南（2019版）》中的科技攻关技术，被中国纺织联合会列入“十四五”科技发展方向绿色加工重点任务。项目开发的聚酯纤维筒子纱超临界CO2无水染色产业化技术达到国际领先水平，彻底实现了染色的零耗水、零污水排放，从源头解决了传统水染高耗水、高污水排放的历史性难题，对生态文明建设和纺织工业综合竞争力的提升具有重要意义。主要应用单位情况表序号单位名称应用的技术应用对象及规模应用起止时间单位联系人/电话1青岛即发集团股份有限公司整体技术应用于聚酯纤维染色，近三年实现新增销售11287.5万元，新增利润2259.3万元。2018.12--至今冯兆启***********2青岛颐和针织有限公司无水染色筒子纱应用无水染色筒子纱织布，近三年实现新增销售1128.9万元，新增利润203.2万元。2019.1--至今姚保忠***********3青岛华山针织有限公司无水染色针织面料应用无水染色针织面料制作成衣，近三年实现新增销售1029.2万元，新增利润205.8万元。2019.1--至今辛喜凤***********4青岛华诺针织有限公司无水染色针织面料应用无水染色针织面料制作成衣，近三年实现新增销售758.3万元，新增利润151.6万元。2019.1--至今江晓琳***********5青岛华和针织有限公司无水染色针织面料应用无水染色针织面料制作成衣，近三年实现新增销售1311.8万元，新增利润262.4万元。2019.3--至今江伟强***********主要知识产权和标准规范等目录知识产权（标准）类别知识产权（标准）具体名称国家（地区）授权号（标准编号）授权（标准发布）日期证书编号（标准批准发布部门）权利人（标准起草单位）发明人（标准起草人）发明专利（标准）有效状态发明专利一种筒纱无水染色设备、染色方法及产品日本JP66778562020.36677856青岛即发集团股份有限公司王健、杨为东、万刚、刘崇波、刘绍冰、林大鹏有效发明专利一种筒纱无水染色设备、染色方法及产品欧洲EP3530792B12020.113530792B1青岛即发集团股份有限公司王健、杨为东、万刚、刘崇波、刘绍冰、林大鹏有效发明专利一种筒纱无水染色设备、染色方法及产品美国US11，168，424，B22021.1111，168，424，B2青岛即发集团股份有限公司王健、杨为东、万刚、刘崇波、刘绍冰、林大鹏有效发明专利一种筒纱无水染色设备、染色方法及产品中国ZL201611094511.X2019.33308193青岛即发集团股份有限公司王健、杨为东、万刚、刘崇波、刘绍冰、林大鹏有效发明专利超临界CO2无水染色气固分离的回收分离釜和回收分离方法中国ZL201610287790.52018.103117003青岛即发集团股份有限公司王健、杨为东、万刚、刘崇波、刘绍冰、林大鹏有效实用新型专利超临界CO2无水染色均流染料釜中国ZL201821883027.X2019.89206175青岛即发集团股份有限公司王健、杨为东、万刚、刘崇波、刘绍冰、林大鹏、王大伟、戴志敬、杜吉浩、王超、郭堃有效实用新型专利一种多功能二氧化碳超临界无水染色染料釜中国ZL202021055987.42021.513128476青岛即发集团股份有限公司王健、杨为东、万刚、刘崇波、刘绍冰、王大伟、林大鹏、戴志敬、杜吉浩、王超、郭堃有效实用新型专利智能型磁力静密封针型截止阀中国ZL201820793003.92019.18296528青岛即发集团股份有限公司、甘肃省科学院磁性器件研究所王健、李成军龙、杨为东、闫雪兰、万刚、韩爱国、刘崇波、张生贵、刘绍冰、王大伟有效实用新型专利用于超临界CO2无