乡村工厂完成的“清华答卷”

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乡村工厂完成的“清华答卷”

发布时间:2024-06-28 11:44:26

一种在环保产业需要使用的高硅疏水Y分子筛,原材料成本每吨只有几万元,因被日本长期垄断,中国企业购买时需按每吨100万元左右的昂贵价格支付。而在贸易保护主义的背景下,日本还对我国限制出口。面对这样的“卡脖子”痛点,以清华大学博士魏小波为首的一群清华学子,于2021年来到扬州市江都区真武镇创办了扬州金博威科技有限公司,立志将这一原材料进行国产化研发、生产。经过两年多的科技攻关,目前,超高硅疏水Y分子筛已经在金博威科技有限公司大规模生产,魏小波等莘莘学子在乡村工厂完成了一份完美的“清华答卷”。

魏小波是河南人,2009年从清华大学化工系毕业后,先后在正大能源化工有限公司等大企业工作,主要从事煤化工和石油化工方面的反应器设计和研发工作,并且取得了骄人的业绩,获得22项专利授权,其中以魏小波作为第一或第二发明人的就有15项。2015年,魏小波参与的“新型流化床强化复杂催化反应的工艺基础研究”还获得中国石油和化学工业联合会“科技进步奖一等奖”。

按理说,魏小波应该在石化领域继续耕耘,然而,更想做一些挑战性的工作的魏小波越发觉得国内在高性能材料的研发和工业应用上的需求和市场越来越大,自己也想在材料和环保产业领域多做一些工作。经过研究世界前沿科技成果和广泛市场调研,魏小波发现:我国在环保产业方面,有分子筛转轮这样一个技术,主要应用于VOCs(可挥发性有机物)的吸附浓缩处理过程。在这个过程中,有一种原材料——高硅疏水Y分子筛,每吨产品成本费只有几万元,由于技术长期被日本垄断,我国企业进口时需花费100万元左右才能买到一吨,目前国内市场大约使用规模在1000吨。

创新创业的方向确定后,魏小波迅速组建了一支清华毕业生团队,展开艰辛的科技攻关。经过近三年的不懈努力,魏小波项目团队通过对高硅疏水Y分子筛材料的过程和机理进行长时间的研究,取得重大突破——可制备硅铝比高于100、吸水率小于3%、结晶度超过90%的超高硅疏水Y分子筛产品及制备工艺,产品性能优于国内外同类材料的相关指标,且拥有自己的核心技术和知识产权。

研发成功的喜悦在魏小波他们的心头只有短短一瞬,他们迫切需要一个中试基地,进行大批量的工程试验以及产品的批量制备。就在这时,在扬州市江都区担任科技镇长的清华大学副教授刘马林给魏小波传递了这样一个信息:江都区环保企业多,上下游产业链紧密,政府服务企业举措实在。经过一番调研,魏小波将目光投向了扬州。2021年9月,魏小波等清华学子在扬州市江都区真武镇注册成立了扬州金博威科技有限公司。

真武镇不仅将一个1400平方米的空置厂房给魏小波团队免费使用,还帮助安排他们的食宿等问题。镇上的领导一次次带着魏小波团队,到区里办理企业经营的各种证照手续。在创业最困难的时候,江都区帮助魏小波申请到了绿扬金凤和龙川人才项目,使他们获得了135万元的人才政策资金。有了各方支持,魏小波团队踏上了艰辛但充满希望的创业之路。

“中试从工艺到反应器都是自己研发,没有任何借鉴。我们常常在车间里一干就是20多个小时,不停调试,查看设备情况,及时发现和解决出现的问题。凌晨,也是最难熬的时刻,我们只能喝点开水来取暖。实在困了,就在设备旁轮流打一会儿盹。”从实验室到工厂,从科研到生产销售,魏小波和他的团队遇到了一个又一个的挑战和困难。作为清华大学派驻地方的科技镇长,刘马林副教授总是在企业最困难的时候出现在车间,与这群年轻的科学家共渡难关,在江都区的乡村工厂里完成“清华答卷”。

在两年的中试过程中,魏小波带领团队比照国际最先进的技术和产品,不断完善自己的工艺和设备。为了解决设备的密封问题,他们先采用了石墨材料,发现不能达到要求,又改成橡胶材料密封,依然不行。他们当即决定,改变设计思路,变原先的盘根密封为机械密封,对反应器进行优化设计:将需要密封部位的直径从600毫米缩减为100毫米,同时对进出料的设计进行相应更改,成功解决了技术难题。

除此之外,他们还对反应器的内部结构进行技术改进。通过工艺优化,取消了单台价格20多万元的进口风机。通过采用“内陶瓷工艺”,在金属内部直接生长陶瓷材料,让设备更耐腐蚀,更经久耐用,与金属材质的反应器相比,使用寿命延长了两倍。经过4次大规模的技术改造和10多次的小研改,先后攻克了近百个技术难关。2023年8月,中试取得圆满成功,今年开始投入大批量生产,清华学子用具有自主知识产权的高新产品为我国的“绿水青山”添“绿”。