河北工业大学科技成果推介（第十二期）

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海/卤水电化学吸附低碳提锂技术

成果单位：河北工业大学

项目阶段：试生产

技术领域：环境保护与资源综合利用

合作方式：技术转让、许可使用

项目简介：

随着高品位锂资源的不断开发，实现海水、卤水、油气田采出水等中低品位锂提取/回收对保障锂资源稳定安全供应具有重要意义。海水资源利用与环境保护团队通过前期吸附剂提锂技术积累，结合膜分离提锂技术，创新开发LiMn2O4Lii-sMn2O4"摇椅式"电极体系，充分利用锰酸锂离子筛对锂的高选择性，结合电化学氧化还原过程，实现了电位驱动下的锂资源高选择性提取。明晰了电化学吸附提锂过程中杂质离子的影响规律及作用机制，提出了"选择性浓差极化"模型，分别通过材料结构优化和提锂过程优化提升了电极循环稳定性、提锂效率和锂离子选择性，进一步降低了能耗，为实现高镁锂比、中低品位、复杂溶液体系锂资源稳定高效提取提供了理论依据与技术参考。

市场前景：

该技术可面向中低品位卤水、(浓)海水、油气田开采水等低品位锂资源的高选择性提取。县有选择性高、能耗低的优势，电驱动提锂阶段能耗仅为500kWh/t LiCO3，电极通过简单的涂覆法获得，易于进行放大生产，具有广阔的发展前景。

实施条件:

按照1万吨/年的碳酸锂生产规模计算，所需锰酸锂原料质量约为16t，膜电极面积约为1.6万m2,厂房面

积约为500m2。对于环保和周边环境没有特殊条件要求。

知识产权情况:

该成果获得授权发明专利3项。包括:一种基于LiMn2O4电极材料从含锂溶液中提锂的方法，专利号:ZL201710239306.6;一种基于"摇椅"式结构电极体系的"自驱动"电化学提锂方法，专利号:ZL201911082936.2;一种用于溶存锂资源电化学提取的氮掺杂碳封装锂离子筛膜电极，专利号:ZL202110606294.2。

成果照片：

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选择性电氧化无氯提溴技术

成果单位：河北工业大学

项目阶段：试生产

技术领域：环境保护与资源综合利用

合作方式：合作开发、许可使用

项目简介：

目前提溴技术以传统空气吹出法和水蒸气蒸馏法为主，二者的核心均是以氯气为氧化剂。氯气是极易扩散、有毒有害危险化学品，在项目审批、运输、储藏以及使用方面均有极其严格的管理和监督;同时，传统的空气吹出法以庞大的填料塔作为溴的解吸和吸收设备，虽然操作简单、处理量大，但溴的解吸需高压、高通量的鼓风机，电耗能耗较高，在处理低品位溴资源方面成本偏高。

电氧化法提溴的原理是以电解的方式将溶液中溴离子选择性氧化为溴分子。目前，该工艺已经在浓海水(溴离子约0.12g/L)、地下卤水(0.1-1.7g/L)及页岩气开采返排水与采出水(约1g/L)中溴的选择性提取/回收得到应用，具有绿色安全的特点，其能耗在850-1700kWh/t范围内。在间歇式装置的基础上进一步开发了模块化的连续式电氧化提溴装置，在连续操作下能达到更优的提溴效率和更低的能耗，较间歇式能耗低约36%。

市场前景:

项目可部分或全部替代传统海/卤水提溴中的空气吹出工艺，从低品位溴资源中提取生产溴素，避免危险化学品氯气的使用，具有优异的安全环保性能，同时具有溴提取率高、能耗低等优势，可大大减少我国溴素产业的氯气消耗与能耗，促进其可持续发展，市场前景广阔，可取得较好的经济效益。

实施条件:

以含溴废液为例，项目技术转化达到6万吨/年生产规模(产量)时需6g/L含溴废液160L/h,厂房面积50m2，电氧化装置(含阳极板、阴极板和离子交换膜等)6m2，耐腐蚀转料泵20台，气液分离器6套。

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(浓)海水脱钙和烟道气固碳脱硫的耦合技术

成果单位：河北工业大学

项目阶段：试生产

技术领域：环境保护与资源综合利用

合作方式：双方商定

项目简介：

该技术是由河北工业大学海水资源利用与环保团队研发，有助于解决海水淡化过程中易发生的钙结垢问题，提高浓缩水回收率以及综合利用的生产效率，降低过程成本，其中处理每吨海水的碱源成本可降低1-2元。以烟道气中的二氧化碳为沉淀剂，以碱厂废弃物为碱源，使烟道气中的二氧化碳在一定条件下与海水中钙离子发生选择性连续沉淀反应，经过吸收、反应、过滤等工序后获得低钙(浓)海水，并将烟道气中的碳以碳酸钙形式沉淀析出，99%以上的二氧化硫被脱除。以海水处理量5万m/d的生产规模为基准，则成本会降低5万到10万元/d，可获得1.5万吨/年碳酸钙副产品。

市场前景:

本项目的研究保障了海水资源的综合利用，助力于节能减排及烟道气净化，进而带动形成高效固碳耦合

海洋精细化工的新兴产业，获得高附加值产品。

实施条件:

本项目要求用稳定的浓盐水/海水、烟道气以及碱源供给，主要设备是课题组设计的脱钙塔、控制系统及配套输送和动力设备，以及正常的水、电等生产条件。

知识产权情况:

该成果授权发明专利2项，实用新型专利1项。包括:用烟道气进行海水脱钙的方法，专利号:201210199641.5;一种烟道气固碳海水脱钙的新方法，专利号:201410306491.2;等等。

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双极膜电渗析法海水利用与烟气处理的设计与应用

成果单位：河北工业大学

项目阶段：研制

技术领域：环境保护与资源综合利用

合作方式：双方商定

项目简介

该技术是由河北工业大学海水资源利用与环保团队研发，利用双极膜电渗析装置解离海水产生氢氧根促进二氧化碳的吸收水解，在电场作用下阴阳离子发生定向迁移，利用气液固三相联动的碳酸盐体系，通过调节电流密度促使气相中的CO2向CO:-转化。与结晶装置集成，实现碳酸根离子的连续生成及与钙镁离子的沉淀反应结品，达到海水脱钙/提镁与矿化固碳耦合的目的，并制备出微纳米级的球霰石产品或三水碳酸镁产品。使矿化固碳过程无需外加化学碱源，同时通过诱导结晶避免了海水钙镁离子引发的膜污染瓶颈。子的资源化利用。

市场前景:

本项目的研究保障了海洋、盐湖产业的可持续发展及资源的综合利用，助力于节能减排及"双碳"目标的实现，进而带动形成高效固碳耦合海洋精细化工的新兴产业，提高固碳效率及浓海水资源的综合利用率。

实施条件:

本项目要求用稳定的浓盐水/海水、烟道气，主要设备是电渗析设备、控制系统及配套输送和动力设备，

以及正常的水、电等生产条件。

知识产权情况:

该成果获得授权发明专利2项，实用新型专利1项(CN202022934425.3)。其中包括:一种制备球霰石型碳酸钙的方法，专利号:CN202011096534.0;一种用于海水脱钙的双极膜电渗析装置及方法，专利号:CN201910465633.2。

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智慧城乡固废综合处理系统

成果单位：河北工业大学

项目阶段：小批量生产

技术领域：环境保护与资源综合利用

合作方式：双方商定

项目简介:

智慧城乡固废综合处理系统是具有完全知识产权的一套集成式、智能化、全方位的固废综合处理解决方案，主要包括智能分类管理系统、智慧监管系统、车-车对接系统等三部分。该系统通过"互联网+大数据+云计算"技术对固废处理过程中所涉及到的人、车、物、事进行全过程实时管理，合理设计规划管理模式,提升作业质量，降低运营成本，用科技手段及智慧管理推动固废资源的综合处理及循环利用。智能分类管理系统运用"互联网十分类回收"思维，对垃圾分类提出了一整套详细解决方案。，智慧监管系统采用互联网、智能硬件、云计算、大数据等技术，利用物联网技术，把智能传感设备等应用到各种环卫设备中，实现城乡固废处理业务的信息化、流程化、精细化、智能化管理。

市场前景:

本项目主要目标是成为一家面向中小企业的智慧系统服务商及智能设备提供商，据估计，智慧环卫管理系统市场规模不低于10亿元/年，市场前景良好。现阶段，国内该行业正处在发展前期，未来市场容量及市场利润率均会有较好的表现。

实施条件:

该项目具备完全的知识产权及所有的技术资料，可立即实施。项目由两部分组成，其一为环卫车辆生产，项目技术转化时，需要有较好的加工能力，厂房面积不低于5000平，配套4大工艺(切割、焊接、涂装、总装)，并获得二类底盘改装生产资质。因为有涂装，必须通过环评和环保审核。需人员40人以上，总投资不低于3000万。其二为软件和电子设备部分，这部分以技术人员为主，需引进软件工程师，电子工程师，嵌入式软硬件工程师等不低于10人。需办公面积、研发面积等不低于500平。

知识产权情况:

该成果已申请发明专利10项，授权发明专利1项，实用新型专利14项，外观设计专利1项，软件著作权4项等。

成果照片：

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