榆林是国家兰炭产业的发源地,年产量5000万吨的兰炭产能持续推动着地区经济发展,但每年近亿吨高毒含酚氨废水的安全处理难题一直制约着兰炭产业技术升级与绿色发展。因此,兰炭废水的无害化处置与资源化利用已然成为该行业技术转型的重要瓶颈之一。随着国家“双碳”战略的提出,各行业加快调整优化产业结构、能源结构,推动煤炭消费尽早达峰,大力发展新能源,早日完成碳中和的技术基础沉淀。以废制废、变废为宝、资源化利用与新能源开发成为国家对兰炭生产等工业发展的基本政策,也成为榆林兰炭产业转型升级的新出路。
西安科技大学张蕾教授团队联合中国矿业大学(北京)科研力量,扎根榆林兰炭产业一线实地攻关,精准锚定兰炭废水治理与氢能开发的产业痛点,以“兰炭废水高值化提氨提氢技术与应用示范”项目为核心,确立“变废为宝、资源梯级利用”的研发方向,全力攻克废水处理、资源回收、氢能制备全链条技术瓶颈,为能源产业绿色转型提供“西科解法”。
依托西安科技大学地质与环境、储能技术等学科优势,团队将技术研发、工程示范与人才培育深度融合,构建“提氨—浓氨—固氨—制氢”全链条技术体系,推动固态储氢、催化制氢、废水资源化等前沿成果落地产业一线,建成工业化示范装置,实现高纯度氨与氢气稳定产出,让高校科研实力转化为产业绿色升级的核心动能。

图1储氨制氢催化材料登上“秦创原”氢能产业链平台展览
团队紧扣行业技术短板与痛点,针对性攻关突破,优化升级热集成高效提氨-浓氨技术,有效压缩能耗、显著降低项目运行成本。同步自主研发锰钛复合改性沸石新材料,可高效截留去除废水中重金属污染物,助力兰炭废水实现资源化循环利用。同时,创新研制双官能化铝基MOF固氨储氢材料,氨气吸附性能领先国内外同类技术水平。最终,依托自研氨裂解制氢催化剂完成转化赋能,成功实现废水污染物向清洁能源的高效提质转化。目前,该系列技术成果已在神木市兰炭特色产业园区实现规模化落地应用,年可处理兰炭废水约400万吨,年产高附加值产品超1万吨,年均为企业新增经济效益2000余万元。同步削减污染物排放,实现三大效益协同统一。

图2工业化示范装置运行现场
张蕾教授团队以兰炭废水资源化项目为实践载体,把高校学科优势与能源产业绿色发展需求精准对接,打造“技术攻关+工程示范+产业赋能”的校地融合新模式,为煤化工行业污染治理、氢能产业链创新提供了可复制、可推广的技术方案,以硬核科技支撑陕北能源基地从“化石能源依赖”向“绿色低碳转型”跨越,书写高校服务地方产业高质量发展的西科答卷。