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刘会洲
刘会洲,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所学位委员会主任,绿 详细>>


张锁江
张锁江,博士,博士、研究员。绿色过程与工程院重点实验室副主任,现任中科 详细>>


齐涛
齐涛,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所,所长助理。湿法冶金 详细>>


杨超
杨超,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所、中科院绿色过程与工 详细>>


杨传芳
杨传芳,研究员,博士,博士生导师,课题组长,千人计划专家。纳米工程污染 详细>>


李志宝
李志宝,研究员,博士生导师,中科院过程所“百人计划&rdq 详细>>


张光晋
张光晋,研究员,博士生导师,中科院过程所“百人计划&rdq 详细>>


李会泉
李会泉,研究员,博士生导师。现任中国可持续发展研究会理事,中国生态学会 详细>>


曹宏斌
曹宏斌,研究员,博士生导师,过程污染控制环境工程研究中心主任,重点从事 详细>>


郑诗礼
郑诗礼,研究员,博士生导师,现任湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室副主 详细>>


张香平
张香平,研究员,博士生导师、中国化工学会信息技术应用专业委员会委员、中 详细>>


朱廷钰
朱廷钰,研究员,博士生导师,现任中科院过程污染控制环境工程研究中心副主 详细>>


张亦飞
中国科学院过程工程研究所研究员,博士生导师,复杂资源利用先进技术课题组 详细>>


郭晨
郭晨研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所研究员,发表SCI期刊 详细>>


刘庆芬
刘庆芬,研究员,在中国科学院过程工程研究所获博士学位,中国科学院过程工 详细>>


吕兴梅
吕兴梅,研究员,硕士生导师,主要研究方向:基于离子液体的生物质利用与高 详细>>


张海涛
张海涛,研究员,博士,2011年入选中国科学院过程工程研究所&ldqu 详细>>


段东平
段东平,研究员,中国科学院绿色过程与工程重点实验室资源利用及装备优化集 详细>>


阮仁满
阮仁满,研究员,2011年获得中南大学生物工程专业博士学位,在北京有色 详细>>


张广积
张广积,博士,研究员,硕士生导师,博士生期间参与完成国家自然科学基金重 详细>>
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李会泉组

课题组名称:                清洁催化与循环经济技术课题组
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课题组简介(包括研究背景和研究方向等)
 

    中科院过程工程研究所清洁催化与循环经济技术课题组(CC&CET)主要从事非传统资源清洁循环利用的原子经济性反应新过程绿色催化与过程强化,循环经济与工业生态优化集成等领域研究工作。具体包括CO2资源化利用原子经济性反应新过程与绿色催化、化工冶金工业生态/循环经济系统集成与方法、大宗固体废弃物的高值化利用与产品工程、生物质化学品的高效清洁合成与过程强化等。

课题组现有研究人员共31人,其中研究员1人,副研究员/高级工程师3人,其他工作人员8人,博士后1人,研究生18人,形成了梯度合理、分工明确的研究团队。

课题组目前承担/参与国家与企业项目十余项,包括国家支撑课题3项,中科院知识创新重要方向行性项目2项,863项目1项,973项目1项,国家自然科学基金4项,参与企业合作项目9项。

课题组在过程所本部拥有300平米的实验室,实验设备包括气相色谱仪、物理化学吸附仪、液相色谱、原位红外光谱、旋转蒸发仪、长短程精馏塔、二氧化碳催化转化低碳烷烃装置、冶金烟气(CO2)催化重整反应装置、钢渣碳酸化装置、旋转蒸发器等,形成了CO2、工业固废等非传统资源清洁循环利用研发平台。课题组将在过程所廊坊中试基地建设工程转化扩大装置。

研究背景与方向:

面向国家大规模发展循环经济与节能减排的重大科技需求,开展非传统资源高效清洁循环利用的新原理、新过程科学基础研究,突破CO2工业废气温和活化与绿色催化、工业固废资源梯级提取与协同利用等关键共性技术,形成典型工业园区/产业集聚区的工业生态-循环经济优化集成,实现工程示范,为化工、冶金过程工业清洁生产技术升级和资源循环利用战略性新兴产业发展提供科学引领与技术支撑。

研究内容:

1.      原子经济反应新材料、新介质分子设计与创制

利用分子模拟手段,对涉及催化剂的绿色化学反应过程进行计算化学研究,并对新型气体吸附材料进行分子设计。

2.      CO2工业废气高效分离与绿色催化

  l         CO2非光气清洁生产异氰酸酯集成技术

CO2工业废气深度净化与高值转化为目标,通过开发原子经济新工艺、高活性催化剂、专属反应器,实现尿素、碳酸酯等CO2载体化学品的大规模、高值化利用,形成了CO2替代光气清洁制备异氰酸酯集成技术,建立CO2-尿素-碳酸二甲酯-异氰酸酯-聚氨酯产业链。

  l         CO2低能耗催化转化低碳烷烃脱氢制烯烃及重整制合成气技术

基于煤化工、石油化工及冶金工业过程副产气碳氢资源与余热余能资源的高值协同利用,通过高效分离/净化新材料的设计,实现CO2的低成本分离;以高比表面积、高热稳定性的介孔分子筛为载体,开发CO2氧化低碳烃(乙烷、丙烷、丁烷)制烯烃、CO2与甲烷三重整反应的高活性介孔分子筛催化剂,建立CO2温和氧化剂的高效催化转化集成新技术,为低碳烯烃、合成气的绿色化生产提供新途径。

 3.      大宗工业固废和低品位矿产资源清洁高值利用

  l         冶金渣碳酸化固定CO2联产高附加值碳酸钙产品工艺研究

我国冶金行业产生大量难处理冶金固体废渣富含钙、镁、铁等有价元素资源,基于碳酸化技术,研发冶金渣钙、镁高效选择性浸出与强化碳酸化转化制备新型环保材料技术,形成冶金渣固碳多联产技术平台。

l         粉煤灰多资源协同提取与高值利用多联产技术

内蒙、新疆、甘肃等大型能源基地粉煤灰产生量巨大,富含铝、硅、铁、镓、锗多种资源,拓展亚熔盐清洁冶金技术,研发粉煤灰硅铝温和分离-镓锗深度提取-产品高值利用等核心技术,形成能源-有色-环保-太阳能循环经济新产业链.

 4.      典型工业园区/产业集聚园区—循环经济优化集成

l         化工冶金产业集聚区循环经济模式构建与示范

针对能源-冶金-化工等多产业集聚园区,以资源高效清洁循环利用产业链构建为目标,采用微观物质流分析、生态产业优化设计等方法,建立循环经济评价指标体系、优化设计方法,进而在典型产业集聚区开展实证研究与综合示范。河南义马、湖南清水塘工业区等列入国家级循环经济试点建设。

l         大型钢铁联合企业工业园区循环经济模式构建与示范

以大型钢铁联合企业为依托,开展钢铁企业微观物质与能量流代谢分析,铁资源高效利用、能量/水梯级利用、废弃物资源化利用生态产业链优化设计研究,构建我国钢铁行业生态工业型循环经济发展模式,并示范推广。已在济南钢铁有限公司建成循环经济济钢模式,成为国家试点,年产生经济效益超过10亿元。

 

课题组长简介

                               李会泉
                         研究员  博士生导师
中国科学院过程工程研究所 湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室  副主任
197012月生。1993年毕业于大连理工大学化学工程系,1999年获博士学位。1999年~2001年在中科院过程工程研究所张懿院士课题组进行博士后研究工作,2001年留所工作至今。现任中国可持续发展研究会理事,中国生态学会工业生态经济与技术委员会常务理事,湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室副主任,中科院过程工程研究所循环经济技术中心主任。李会泉研究员长期从事清洁生产与循环经济领域的应用基础与关键技术研究,是国家循环经济技术创新领域的重要专家,研究方向涵盖CO2工业废气资源化转化的绿色催化与过程强化,化工/冶金/能源大宗废弃物的高值化利用与污染控制、化工冶金密集区域生态工业与循环经济系统集成与优化设计等。目前承当国家科技支撑、973”863”、自然基金、以及地方政府、企业合作课题多项;在J.Phys.Chem.BGreen Chemistry等国内外高水平期刊上发表SCI索引论文43多篇,合作出版译作一部,申请发明专利35项,其中国际专利2项;2005年获国家技术发明二等奖1项,2010年获中国科学院十大杰出青年称号和第一届中央国家机关五四青年奖章荣誉。

课题组成员简介

侯新娟:副研究员,博士1976年生, 20037月在中国科学院研究生院获博士学位。20043月至20076月作为优秀青年科研人才获得比利时政府科学研究基金资助在鲁汶大学化学系从事博士后研究工作。2008年进入中国科学院过程工程研究所工作,主要从事绿色化学反应过程的计算化学研究和新型材料的分子设计。目前主持国家自然科学基金青年基金、教育部留学回国人员科研启动基金、 973子课题及国家科技支撑课题各1项,参与多项国家自然科学基金和科技支撑项目。在国内外期刊发表论文21篇,其中在国际期刊发表第一作者SCI文章12篇,他人引用次数200多次。

柳海涛:副研究员,博士。197610月生 。 2007年毕业于中国科学院兰州化学物理研究所获博士学位,2007年~2009年在中科院过程工程研究所张懿院士指导下进行博士后研究工作,2009年留所工作至今。研究工作主要集中于CO2绿色合成碳酸酯清洁工艺、CO2催化转化利用、低碳烷烃的高效催化转化利用等,先后承担国家自然科学青年基金、博士后基金、企业委托项目多项,并参加十一五国家科技支撑计划课题、十五国家863”课题、973”课题,国际合作以及地方政府、企业合作课题十余项。在国内外期刊、会议上发表论文40余篇,申请发明专利9项。
  

曹妍:副研究员,博士。19818月生。2003年毕业于北京化工大学化学工程学院,同年进入中科院过程所进行硕博连读,专业为化学工艺,导师为张懿院士。2008年顺利毕士获得博士学位并留所工作至今。研究方向为绿色化工与清洁催化。工作主要集中于生物质合成高附加值材料以及CO2温和清洁转化制备异氰酸酯的清洁工艺与过程强化。先后承担国家自然科学基金,国家“973”子课题,中科院绿色室青年基金,企业委托项目等,并参加了“十一五”国家科技支撑计划课题,“十一五”院方向性课题,国际合作以及地方政府、企业合作课题多项。在国内外学术期刊、会议上发表论文40余篇,累计影响因子21.8,申请发明专利11项,协助撰写专著1部。

  

包炜军助理研究员,博士2004年毕业于北京化工大学化学工程系,同年进入中国科学院过程工程研究所硕博连读,师从张懿院士和李会泉研究员,2009年获博士学位后留所工作至今。攻读博士学位期间,在张懿院士和李会泉研究员的指导下,针对我国钢铁冶金行业温室气体CO2减排及大宗工业固废资源化的迫切科技需求,系统开展了利用冶金渣碳酸化固定CO2联产高附加值碳酸盐产品新工艺基础研究,现参与完成国家十一五科技支撑计划重点项目课题、国家“863重大项目课题、企业合作课题等项目多项。在国内外学术期刊、会议上发表论文6篇,申请中国发明专利5项,获得授权2项。

  

陈波:助理研究员,博士。浙江诸暨人。2011年毕业于中国科学院生态环境研究中,获理学博士学位。20113月进入中国科学院过程工程研究所,主要从事资源综合利用技术、园区/产业聚居区层面产业链接物质流分析、园区/城市循环经济规划等相关研究。参与国家科技支撑计划课题能源冶金共生园区产业链风险控制与集成示范,任技术负责人;做为技术骨干,累计参加国家973”计划课题2项,科技支撑计划课题2项,中科院战略先导性项目1项,环保公益性专项1项,地方技术咨询、规划性项目3项,企业技术咨询项目2项。目前已发表文章10余篇,其中SCI收录3篇。

  

李少鹏:助理研究员,博士。19818月生,中科院过程工程研究所博士后,合作导师李会泉研究员。20105月毕业于华东理工大学,获博士学位。主要从事化工冶金过程清洁工艺与资源循环利用的基础与应用研究,包括高铝粉煤灰大规模消纳与高值化利用技术、资源高效吸附分离技术等。作为技术骨干参与科技支撑项目高铝粉煤灰提取氧化铝多联产工艺技术优化集成与产业示范,和863计划大宗工业固废综合处理与资源化关键技术;参与企业合作课题多项。在国内外期刊、会议上发表论文20余篇,申请专利7项。

  

王利国:助理研究员,博士198111月生。 2012年毕业于中国科学院兰州化学物理研究所,获博士学位,同年进入中科院过程工程研究所工作。研究工作主要集中于环境友好催化新材料的研究,绿色过程和清洁工艺的基础和应用研究。参与了多项国家自然科学基金、国际国内企业合作项目。在国内外期刊、会议上发表论文20余篇,申请发明专利十余项。

  

关雪:助理工程师,硕士19837月生。2009年毕业于北京化工大学化学工程系,获得硕士学位。2009年至今在中国科学院过程工程研究所。攻读硕士期间,主要针对非光气反应耦合法合成MDI的清洁工艺开展工艺试验研究;研究所工作期间,主要从事循环经济与工业生态优化集成等领域研究,重点开展循环经济技术综合评价体系研究、技术名录编制工作、循环经济平台优化集成研究以及园区/城市循环经济规划等工作。参与完成多项国家科技支撑计划、863计划等课题。

近年来的研究成果
尿素反应耦合法合成异氰酸酯(MDI)清洁工艺集成技术 
中国科学院过程工程研究所自2003年开展了非光气法合成异氰酸酯(MDI)清洁工艺研究,提出尿素反应耦合法经碳酸二甲酯合成苯氨基甲酸甲酯,苯氨基甲酸甲酯与甲醛聚合生成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯,后经直接热解生产异氰酸酯新工艺路线,该反应过程无其它副产物生成,大大地提高了碳酸二甲酯和二苯基脲的利用率,减少了分离难度,增加了设备的利用率,降低了生产成本,实现了原子经济性,无任何污染物排放。现已经进入千吨级/万吨级工程示范阶段,为建立CO2-尿素-碳酸二甲酯-异氰酸酯-聚氨酯绿色产业链接提供了新途径。

高铝粉煤灰生产氧化铝联产硅基材料技术

针对我国铝资源对外依存度高达50%,年进口铝土矿几千万吨。同时,我国特色高铝粉煤灰资源量大(150亿吨),铝含量高(>40%),但综合利用率低(不足20%),以低端建工建材利用为主,资源浪费严重,市场效益不显著,环境污染严重等问题,课题组经多年探索研究,形成了具有自主知识产权的高铝粉煤灰低温液相法生产氧化铝联产莫来石和硅酸钙工艺,将高铝粉煤灰经碱溶脱硅、低温溶出、深度脱硅、两段结晶、高效分解、介质循环等关键工艺单元操作后,将粉煤灰中的铝、硅资源转化为市场需求巨大的氧化铝、莫来石和硅酸钙产品,大幅度减少过程能耗和废渣排放量,符合国家对资源综合利用的产业政策,为高铝粉煤灰的利用开辟了新途径。
工业园区/重点区域循环经济-低碳经济构建技术平台与示范
本项目运用工业生态学原理,研究资源循环与物质代谢的内涵和本质,重点针对钢铁、铝冶炼等行业,以钒铁磁铁矿、低品位铝土矿、高铝粉煤灰等多金属低品位伴生资源综合利用为重点,发展面向过程工业的循环经济理论方法。目前在过程物质流分析、能量流分析、元素流分析方面形成了具有特色的研究框架和方法,突破产业生态链接的理论依据与资源循环利用的技术方法,初步构建典型化工、冶金园区循环经济技术集成方法与优化设计服务平台,形成传统化工冶金工业园区循环经济发展模式示范。现已在济南钢铁有限公司建成循环经济济钢模式,成为国家试点,年产生经济效益超过10亿元。

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