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鲁尔工业区赢创创新中心聚酰亚胺提纯膜令人印象深刻
凤凰新闻客户端 唐驳虎 / 时间:2017-10-30 15:59:00

  据凤凰网商业2017年10月26日讯 10月10~13日,受全球化工巨头赢创工业集团的邀请,我和美丽科学创始人梁琰博士,赢创-凤凰网联合主办的“发现化学之美”创意摄影大赛冠军杨智浩同学等,共赴了一场短暂但收获颇丰的赢创德国发现之旅——准确说是鲁尔区之旅。
  略懂一点世界历史地理的人都知道,鲁尔工业区,因其自然资源禀赋,自十九世纪初期就开始成为普鲁士的煤炭钢铁基地和工业中心,也正是德国这个欧洲大国崛起的源动力。
  抵达鲁尔区中心城市埃森后,我们一行人参观了赢创工业集团总部,并有幸与赢创品牌传播负责人进行了深入交流,了解了赢创的历史。随后,我们驱车前往大名鼎鼎的红点工业设计博物馆。
  红点博物馆所在的文化创意产业园区,曾是鲁尔煤矿集团下属的世界上最大的煤矿及焦化厂。在1986年停工之后,因其修建于三十年代的包豪斯风格厂房的建筑文化价值,以及其作为鲁尔区煤钢化工复合产业的工业历史价值,被保留了下来。并在整修后于2001年入选世界文化遗产,并成为鲁尔区的地标建筑。
  这是一个坑口焦化厂,坑口就是指它直接坐落在煤矿矿井口。这里的12号矿井,曾是世界上最大的单一矿井,每天大型举升机举升出近一万吨煤。而焦化厂,则是将煤炭变成化工产品的生产场所。
  这里出井的煤炭,直接输送到边上的大型加工车间,经过筛选、洗煤、分离和高温干熘工艺后,留下来用于炼钢的焦炭,提取出用于煤化工的煤气,还留下了氨,粗苯和焦油等副产品。煤气再经过一系列的化工工艺流程,可生产出数百种重要化工产品。
  这就是煤炭-钢铁-化工复合产业,也是德国崛起时第二次工业革命的重要组成部分。
  但今天,前两者在赫赫有名的鲁尔区已经烟消云散。随着煤炭资源枯竭,开采成本越来越高,德国将在明年关闭鲁尔区最后的两个矿井,彻底结束采煤时代。
  因为领先激越的零排放环保主张,德国更是计划2030或者2035年,彻底关停煤电厂,全部转用清洁和可再生能源,告别烧煤时代。
  唯有德国一直领先的化工产业,经过复杂的升级转型留了下来,并且发扬光大,成为今天鲁尔区的第一大产业。
  世界顶尖的特种化工企业赢创工业集团,就是其中的主力骨干。
  作为一家主要面向工业体系的特种化工公司,赢创对多数人来说是一个陌生的名字,而且毕竟启用这个名字的历史只有短短十年(2007年9月起)。
  若提起其主要前身公司,历史长达150年的德固赛,可能了解化工领域的人就不会陌生。而作为德国煤钢化工复合产业密不可分的传统,赢创的创立,实际上又是一统德国煤矿开采的鲁尔煤矿集团(RAG)转型的一部分。
  德固赛、赫斯、罗姆、斯卡维、高施密特等数家历史悠久的专业化学品公司在新世纪之交先后合并,成为全球最大的特种化工集团德固赛。在政府的推动和参与下,德固赛最后并入逐渐停止煤炭开采的RAG,目的是用化工为主的“白色”业务的利润来支付煤炭业“黑色”业务关停善后的费用。 随后,RAG一分为二, “白色”业务以赢创为新品牌, 并于2013年成功上市。
  轰鸣的井架、烟囱和高炉沉默了,但安静的化工反应塔、贮罐、管架依然在清洁、环保、高效地生产,支撑着鲁尔区的现代经济。高环保要求,使得这里本身就是一片宁静的花园式工厂,更遑论对周边环境的压力了。
  就在化工园区和森林的包围当中,坐落着我们此行的主要目的地——赢创Creavis创新中心。


鲁尔工业区赢创创新中心聚酰亚胺提纯膜令人印象深刻


  赢创聚焦于高价值的特种化学品,业务研发以直接市场和生产技术为导向,用于现有业务的维护和扩展;而赢创的技术与创新部门Creavis负责战略性研发,以开展集团现有产品之外的创新探索活动,拓展全新的业务增长领域。
  据悉,Creavis创新中心拥有150~200名科学家,一般由20~30名不同业务专长的科学家们,组成若干个跨学科项目组,集中起来进行中长期的集体研究。如果获得突破性的成果,再转交相关的业务部门对项目组的成果进行生产化研究。
  他们是优秀的科学家,同时具备商业头脑、项目管理能力和跨学科的思维方式,但更重要的在于创意培植。
  令笔者印象深刻的,就是Creavis中心展出的明星专利产品聚酰亚胺沼气提纯膜,这套膜及设备看起来和已经普及到家庭的RO膜净水器非常像,工作机理类似但实则不同。


鲁尔工业区赢创创新中心聚酰亚胺提纯膜令人印象深刻


  常见的RO膜实际就是纳米级别孔径的精细分子筛,水分子的直径是0.4纳米,因此可以通过,其他大于1纳米的杂质、微粒乃至病毒都不能通过。这样就制备出了净水。
  而生物沼气中除了甲烷,还有多达四成的杂质二氧化碳,用于民用燃料生火做饭可以,但用于工业发电,热值是不行的。
  而甲烷和二氧化碳的分子直径分别是0.38和0.33纳米,非常相似,无法通过简单的分子筛予以分离。
  传统的沼气提纯方法有加压水洗、变压吸附法和氨洗法,这些技术需要依附于较多的外在能源和辅助化学品材料;随之产生的废物和废水必须及时处理。
  而Creavis中心研发出的聚酰亚胺提纯膜,具有更加精细的多层变孔径控制,以及纳米尺度的分子间作用力效果,可以实现甲烷分子的迟滞和阻纳,二氧化碳分子的选择性渗透,从而几乎可以完全分离。
  其实这种材料较早就作为纯技术探索被Creavis中心的科学家研发出来了,但因造价较贵未找到应用方向。后来经过创意搜索,发现了沼气的选择性分离需求,因而一举成为明星新产品。
  现在,采用赢创膜技术的设备已经进驻了山东的大型肉鸡养殖场。大规模收集的鸡粪发酵生成沼气,再经过膜提纯,得到纯度99%以上,符合一类天然气标准的生物甲烷,用于生物发电,也可直接进入天然气管网用作工业用途,成为大规模生物污染废物清洁利用的典范。
  虽然这种复杂提纯膜价格较贵,但是耐高温高压,寿命长达10年之久,业主使用2~3年后即可回本,因而具备很高的商业价值。
  这就是胜出一筹的产品力。赢创对自己的要求是每个产品都要做到世界前3,如此,他们会持续集中精力和资源做好核心业务。
  赢创公司的口号就是Power to Create,创新原动力。若想取得长久的竞争优势,创新就得更上一层楼。
  在这里,我们还看到了各种3D打印材料、新型建筑隔热材料、耐清洁塑料光泽涂层、特殊清洁剂、保护剂、高性能运动材料、LED透镜材料、改性沥青薄膜、天然植物萃取等等不同方向的高科技研发。
  还有赢创对未来至关重要的氢能源,在水解分离、储氢、氢燃料电池等三个核心流程的探索理念,真是大开眼界。穿行于敞亮的现代建筑当中,纵论科学风云,也是一件快事。