多個建材及相關科技成果獲國家科學技術獎

2020年度國家科學技術獎於11月3日在北京舉行的國家科學技術獎勵大會上揭曉，中國航空工業集團有限公司顧誦芬院士和清華大學王大中院士獲國家最高科學技術獎。在獲獎名單中，有多個建材及相關科技成果榜上有名。

“工業煙氣多汙染物協同深度治理技術及應用”獲國家科技進步一等獎

由清華大學、中建材環保研究院（江蘇）有限公司等單位聯合研發的“工業煙氣多汙染物協同深度治理技術及應用”專案成果榮獲國家科學技術進步獎一等獎。

中建材環保研究院承建的國內玻璃廠環保工程。

該技術成果已在鋼鐵燒結、水泥、玻璃等多個行業進行工程示範及推廣應用，遍及全國32個省（自治區、直轄市）並出口到“一帶一路”沿線等23個國家，引領了工業煙氣深度治理技術與產業進步，推動我國多行業煙氣汙染物邁入超低排放的新階段，為我國大氣汙染物總量減排和區域空氣質量改善作出了突出貢獻。

我國自上世紀80年代以來，工業化、城市化程序飛速推進，基礎建設如火如荼，各類企業迅猛發展，隨之而來的是能源消耗量急劇增長。鋼鐵、水泥、玻璃等行業工業爐窯量大面廣，由於工藝、爐型和燃料不同，導致煙氣排放溫度範圍寬、工況波動大，煙氣成分極其複雜，各種大氣汙染物排放量居高難下，酸雨、霧霾等災害頻發。傳統的煙氣治理方案是獨立除塵、脫硫、脫硝裝置串聯，流程長、能耗大、投資高、裝置間的匹配複雜繁瑣。

圍繞硫、硝、塵常規汙染物及二 英、汞等非常規汙染物協同深度治理難題，專案團隊提出了複雜煙氣多汙染物協同吸附催化淨化機理，發明了系列多功能吸附/催化/過濾材料，突破了多汙染物協同控制技術瓶頸，建立了鋼鐵燒結、水泥、玻璃、焦化等行業煙氣深度治理示範工程，形成了“基礎理論—技術方法—決策支撐—產業引領”的全鏈條完整技術創新體系，取得了工業煙氣多汙染物治理的技術裝備創新和規模化應用的顯著成績。

專案團隊圍繞煙氣常規汙染物硫、硝、塵及非常規汙染物汞、二 英等協同深度治理難題，在核心功能材料、關鍵裝備、先進工藝等方面取得了重要創新和突破：

一是基於工業煙氣多汙染物協同控制策略，發明了中高溫煙氣淨化雙功能催化劑、低溫煙氣高活性和高強度碳基功能材料、耐酸耐磨型覆膜梯度濾料，實現了核心功能材料的產業化。

二是開發了“逆向雙氣旋增效脫硫”耦合“同向多氣旋除霧除塵”一體化技術裝置，實現了煙氣脫硫協同淨化細顆粒物。研製了分級噴氨的串聯吸附催化塔和整體流排料的深度再生塔，裝備執行能耗顯著降低。

三是研發了全過程脫硝協同高效除塵脫硫工藝、碳基多功能材料吸附/催化—再生硫資源化一體式多汙染物深度治理工藝，實現了重點行業工業爐窯煙氣多汙染物協同深度治理，支撐了我國重點區域鋼鐵、水泥、玻璃等行業煙氣深度減排。

據瞭解，該專案授權發明專利110項、實用新型及軟體著作權等135項，形成標準和技術規範25項。

“深水大斷面盾構隧道結構/功能材料製備與工程應用成套技術”獲國家科技進步二等獎

由中國建築材料聯合會提名、武漢理工大學胡曙光教授主持完成的“深水大斷面盾構隧道結構/功能材料製備與工程應用成套技術”榮獲國家科技進步獎二等獎。

該技術成果已成功應用於世界首座超大直徑（Ф15.2m）武漢三陽路公鐵長江隧道、世界首條水下高速鐵路廣深獅子洋隧道等數十座深水大管徑隧道工程，取得了顯著的社會經濟效益，推進了我國隧道工程建設和建築材料的科技進步。

隨著城市建設的地下空間大規模開發利用和國家海洋戰略實施，各種大型穿江越海隧道工程在我國相繼規劃建設。與以往相比，這些工程規模超大、環境條件嚴酷、技術要求和難度更高，既有工程建造技術和材料方面面臨巨大挑戰。

“以2004年開工建設的萬里長江第一隧——武漢長江隧道為例，這是首條穿越長江的深水大斷面泥水平衡盾構隧道，工程具有高水壓（0.6MPa級）、大直徑（11.2m）、長距離（一次掘進2540m）、地質軟硬不均、河床衝淤水位變化大（年最大20m）等特點。可以說難度彙集，世界隧道工程前所未有。”胡曙光在會後接受記者採訪時介紹，在深水、大斷面、長距離、嚴酷條件下，隧道工程建設和運營最重要的是安全保障技術，既有建造技術和材料無法滿足要求，亟需相關技術與材料的創新突破支撐。

為解決上述問題，胡曙光創造性地提出了建造材料結構功能一體化設計與製備創新思路。在多項國家、部委與工程業主方科研專案的支援下，武漢理工大學聯合多家材料研究、建築結構、工程設計與施工建設單位開展協作攻關，共同研發形成了支撐保障隧道工程結構安全、施工安全、運營安全的三大關鍵材料及其製備與施工技術，為武漢長江隧道工程建設提供了關鍵技術支撐，並推廣應用於其他隧道工程。

據胡曙光介紹，該專案具有以下創新特點：一是提出了深水大斷面盾構隧道主體結構分層設計的總體思路，探明瞭溼熱養護環境下管片微結構演變規律與加速損傷機制，開發了其微結構最佳化調控方法和表面強化及高精度製備技術，創新管片通用等分大環寬設計和半封閉內襯疊合結構新型式，為深水大斷面隧道的高抗滲、高耐久和結構安全提供技術支撐。

二是透過揭示有機—無機複合功能組分對同步注漿材料效能的調控作用機理，發明了高抗水分散、高抗水溶蝕、凝結時間易調控的同步注漿材料設計製備方法，開發了盾構廢棄泥砂原位資源化利用技術，為深水複雜工況下大斷面隧道盾構施工安全和結構穩定提供保障。

三是提出了瀝青路面孔隙結構阻燃與無機材料阻燃相結合的多重阻燃設計思路，發明無機阻燃材料和兼具阻燃功能的高粘高彈瀝青材料，開發了阻燃抗滑降噪多功能瀝青路面結構設計與鋪裝技術，在提升瀝青路面質量與功能的同時，保障了深水長隧道的運營安全。

據瞭解，該專案已獲授權發明專利38項，發表論文180餘篇，主編系列施工標準與工法，形成了具有完整自主智慧財產權的成套技術。

“浮法線上氧化物系列功能薄膜高效製備成套技術及應用”專案獲國家技術發明二等獎

由中國玻璃控股有限公司（以下簡稱中玻控股）研發中心——威海中玻新材料技術研發公司與浙江大學合作研發的“浮法線上氧化物系列功能薄膜高效製備成套技術及應用”專案榮獲國家技術發明獎二等獎。

我國是世界能源消耗大國，總建築能耗佔比全社會總能耗近25%，建築執行能耗有一半透過窗玻璃散失，建築節能成為國家迫在眉睫的戰略任務。透過在玻璃表面製備功能薄膜，獲得低輻射、陽光控制等節能鍍膜玻璃是降低建築能耗的有效途徑，是降低碳排放、實現碳中和的必由之路。

專案組長期穩定從事浮法線上鍍膜玻璃的研發工作，針對世界三大浮法玻璃生產技術之一的中國“洛陽浮法”工藝特點，原創性地提出在退火窯內製備氧化物功能薄膜的技術路線，歷經十餘年攻關，一舉解決錫槽內製備鍍膜玻璃干擾成形工藝、現有生產線技改難度大、投資高、受國外專利限制等問題，打破國際上對浮法退火窯不適合作為鍍膜工藝區間的論斷，形成了擁有自主智慧財產權的成套技術體系，實現了中國特色功能鍍膜玻璃產業化技術和關鍵裝備的重大突破，是中國“洛陽浮法”工藝技術的一次重要提升和超越。

該專案主要發明了薄流層爆發形核快速沉積方法，實現微納結構氧化物功能薄膜的高效製備；發明了浮法線上原位摻雜和異質多層複合調控技術，開發出高透低輻射、遮陽低輻射等系列節能玻璃新產品；發明了晶面擇優取向、霧度調控和夾層複合技術，開發出高穩定氟摻雜氧化錫（FTO）透明導電玻璃新產品；發明了浮法玻璃線上鍍膜裝置和鍍膜環境成套調節裝置，形成成套技術和裝備。

該專案相關技術在中國玻璃控股有限公司旗下多個基地實施，包括威海中玻鍍膜玻璃股份有限公司、中玻科技有限公司、東臺中玻特種玻璃有限公司、中玻（臨沂）玻璃有限公司、中玻（陝西）新技術有限公司等，先後研發出線上Low-E鍍膜玻璃、線上Sun-E 節能鍍膜玻璃（水晶灰VP70系列/VP60系列）、線上Sun-E 節能鍍膜玻璃（水晶藍）、線上Sun-R節能鍍膜玻璃等特色產品，累計生產功能鍍膜玻璃超過2億平方米，累計新增銷售額30億元，國內同類鍍膜玻璃產品市場佔有率超60%。節能鍍膜玻璃產品在上百個重點工程、上萬項建築中得到應用，為建築節能政策的實施提供了重要材料支撐。以鍍膜玻璃平均節能30%進行計算，產品應用可節約標煤約320萬噸/年，減排CO2約880萬噸/年，促進了我國建築節能重大戰略的實施，對低碳經濟作出了重要貢獻。

應用鍍膜玻璃的北京農業科學院。

該專案相關成果已獲授權中國發明專利24項，國外發明專利3項，其中美國發明專利1項；牽頭和參與制定國家、行業標準9項，發表高水平學術論文35篇，編寫專著2部。

“煤矸石煤泥清潔高效利用關鍵技術及應用”專案獲國家科技進步二等獎

由山西大學副校長、資源與環境工程研究所所長程芳琴教授領銜的“煤矸石煤泥清潔高效利用關鍵技術及應用”專案榮獲2020年度國家科學技術進步獎二等獎。

該專案成果研究範圍屬於資源與環境領域，開發出煤基固廢“分質資源化利用-分類無害化填充”技術：煤矸石分質及爐內SO2和NOx協同控制技術，實現了煤矸石和煤泥清潔燃燒發電；煤泥基生物質型煤技術和配套燃燒裝置，實現了煤泥清潔安全資源化利用；雙重防滲和隔氧阻燃耦合的煤矸石生態填充技術，實現了煤矸石和粉煤灰大宗利用和無害化處置。

專案授權發明專利27項，獲山西省科技進步一等獎2項、二等獎1項，形成地方標準4項。整體技術應用後共消納固廢2.2億噸，生態充填約6000畝，減排SO2約230萬噸、NOx約5萬噸，新增銷售收入110億元，利稅38.6億元，推動了劣質煤發電行業技術進步，改善了京津冀環境空氣質量，促進了煤基固廢的清潔高效全利用。此成果廣泛推廣應用，將會對資源型地區經濟社會可持續發展和“美麗中國”建設產生重大作用，對實現碳達峰、碳中和具有積極作用。

該專案主要完成人為程芳琴、張鍇、郭彥霞、張培華、宋慧平、楊鳳玲、張纏保、武建芳、傅垣洪、高利生。主要完成單位包括：山西大學、華北電力大學、山西平朔煤矸石發電有限責任公司、山西華仁通電力科技有限公司、山西大地民基生態環境股份有限公司、山西天宇環保技術有限公司。

又訊 由天津市提名，陳冠益、李秀金、侯立安、王黎、鄭朝暉、程佔軍、馮濤、高偉、徐顥聞、旦增為主要完成人，天津大學、北京化工大學、中國人民解放軍火箭軍工程大學、武漢科技大學、中國環境保護集團有限公司、無錫湖光工業爐有限公司、西藏大學為主要完成單位的“基於3S維度的生物質固廢清潔高效燃氣能源化關鍵技術及應用”獲國家科技進步二等獎。

中國建材報記者： 韓鳳鳳 劉秀枝 張運科

責編：張文齋

校對：張健

監審：陶璐璐