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北京建筑材料科学研究总院有限公司(下称:北京建材院)成立于1959年,为北京市属重点科研院所,隶属北京金隅集团。北京建材院是北京市经济委员会认定的企业技术中心、北京市科委认定的建筑化学品科研中试基地、北京市工商局认定的守信企业。北京建材院定位为“绿色建材供应商”、“绿色服务供应商”、“建材行业资源循环和危废处置综合解决方案(集成)应用中心”,主要业务围绕建材行业、建筑行业展开,针对建材行业能耗高、资源利用率低的问题,开展建材节能、环保技术服务;针对我国高能耗建筑占比高、建筑能耗大问题,开发低能耗建材施工技术,致力降低城市功耗。

北京建材院拥有国家级实验室证书、国家级资质认定证书,拥有建筑工程质量见证检测实验室、专项检测实验室等检测资质,北京市建委指定的民用建筑能效测评机构、北京市建委指定的绿色建筑评价标识技术依托单位、北京市发改委推荐的节能监测机构、能源审计咨询机构、社会化环境监测机构、进出口商品检验鉴定机构、中国能效标识能源效率检测备案实验室等资质。

我协会多年来致力于推动各行业绿色发展,与北京建材院保持良好的合作关系,目前北京建材院是我协会会员单位。2019年,我协会助力北京建材院成功申报了绿色制造系统解决方案供应商项目,项目的顺利实施推动了行业向绿色、环保、节能方向发展。现将其技术及服务情况介绍如下:

1核心技术及产品

北京建材院以自主创新知识产权为依托,拥有水泥窑协同处置固体废弃物技术、特种涂料、砂浆、系列等核心技术及产品。

1)水泥窑协同处置固体废弃物。北京建材院以自主创新知识产权为依托,建成并运行了具有自主知识产权的国内首条无害化处置工业废弃物示范线、国内首条飞灰工业化处置示范线、国内首条资源化处置城市污水处理厂污泥生产线、国内首条无害化处置城市生活垃圾示范线,解决了城市生活垃圾的处置难题,减少天然矿物使用量>100000吨/年,客观上保护了城市周边的生态环境。在协同处置城市和工业固体废弃物的同时,北京建材院还利用原料耦合特性开发了多种水泥产品,满足市场需求。

2)特种涂料1)水性超薄型钢结构防火涂料:是国内顶尖水平的超薄防火涂料。使用水为分散介质,燃烧时不产生有毒气体,燃烧时产烟量极低,对环境不产生污染,有利于建筑物内人员逃生。产品已大量应用于北京通州副中心、北京二机场、厦门会展中心金砖会场、青岛上合会议场馆等项目。2)室内空气净化涂料。采用纳米TiO2复合光催化材料,能够有效清除室内甲醛、苯系污染物,有害物质限量完全满足《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》标准。3)石墨烯防腐涂料。利用石墨烯纳米级材料分散液,与改性通用环氧漆复配,技术属于国内首创,主要用于海工、石油化工等钢结构重腐蚀环境,较传统重防腐涂料防腐性能提高3~6倍以上,产品指标达到《工信部推荐产品标准》。4)仿花岗岩涂料。解决了使用石材带来的增加建筑重量以及安全隐患,并且代替天然石材。通过采用乳液接枝反应单体开发的室内除醛涂料,具有净味、低VOC、除醛效果达90%以上,在北京城市副中心得到了广泛应用。5)水性环氧地坪漆。主要应用于大型工业厂房、商城、地下车库等地面装饰,环保性能优越,VOC排放为0。

3)岩棉、玻璃棉1)环保绿色岩棉。该产品为绿色、环保、不含甲醛的岩棉制品,可在建筑内装饰、保温等内装领域使用,为用户提供更好的节能材料。2)船舶用保温岩棉。该产品主要用于船体保温,性能达到国际领先水平。3)农用特种岩棉。该产品已应用于现代化农业的无土栽培市场。 4)果糖玻璃棉(巧克力棉)。该产品不含石棉、苯系物,甲醛释放量0,VOC为0,填补了国内市场空白。5)缝制玻璃棉板。该产品是目前国内最高档的外墙外保温系统专用无机纤维保温材料。

4)砂浆系列1)空气净化砂浆。主要用于室内装修,可吸附、分解甲醛,笨等有害物质,调节室内湿度,吸附分解甲醛、苯毒性有机物超过99%,价格为市场类似(硅藻泥)的30%。2)电磁波吸附砂浆。该产品可吸收室内电磁波,主要应用于政府机关等保密场合。3)防腐砂浆。主要用于市政雨污管线,污水处理厂,自来水厂的防腐,施工简便,可使雨污管线使用寿命延长20年以上。4)雕塑砂浆,或直塑砂浆。产品已应用于万达主题公园,环球影城,迪士尼等项目。5)地下工程加固用喷锚砂浆。主要用于市政轨道工程,管廊工程加固,初衬支护,可极大改善现场操作环境,降低粉尘排放,早期强度高,防水防渗效果好。6)自密实石膏自流平砂浆。主要用于室内厚质地面找平,施工效率可提高5倍以上,节约能源,减少碳排放。7)超大尺寸瓷板粘结砂浆。适应范围广,瓷板(砖)吸水率低,粘结强度高。8)外保温专用砂浆。适用于从50mm~150mm厚不同保温板及岩棉条薄抹灰外墙保温系统,适用于各典型气候区。

(5)尾矿综合利用。北京建材院以尾矿砂替代天然砂配料制备加气混凝土,形成一套完善的铁尾矿加气混凝土技术工艺,开发了年产200000立方加气混凝土工业生产线;开发铁尾矿加气混凝土配套材料,形成铁尾矿加气混凝土自保温体系;以尾矿代替硅砂等硅质原料,降低天然资源的消耗量,提高了尾矿的综合利用率,解决生态环境破坏严重的现状,对废气及生产过程固废循环利用。

6)热工标定。北京建材院自主研究开发了一套工业窑炉热工诊断分析工具,可与热工计算反求系统参数相结合,诊断分析准确性高。北京建材院对北京市及周边地区的20多条水泥生产线进行了热工标定与节能诊断工作,先后完成了相关热工标定报告,同时根据各个企业存在的共性和个性问题,分别提出了技术改造方案并组织实施。

7)新型节能建材。1)新型节能门窗开发。北京建材院与合作方共同开发了78式铝包木被动耐火窗。该产品已纳入住建部康居认证,并入选住建部超低能建筑联盟的产品目录,整体性价比处于同行业的前列,培育了公司新的经济增长点。试产的产品已应用于超低能耗建筑样板间。2)水性木器漆技术。北京建材院与合作者共同研发了实木家具用水性木器漆,具有优异的漆膜硬度、耐划伤、耐沸水及耐黄变性,良好的装饰效果,成本低于同类产品5-10%。

(8)超低能耗示范建筑集成技术。北京建材院联合多家企业共同开发了超低能耗建筑系统构造、节点做法、热桥处理以及被动窗接口处理等技术,目前正在海淀西砂西区12#楼的建设过程中实施,该项目是北京第一批超低能耗示范建筑。通过该项目的实施,使被动式超低能耗建筑设计、施工、绿色低碳材料部品研发等一整套技术得到了完善和熟练掌握,为下一步推广建设超低能耗建筑奠定基础。

9)楼宇配电室智能监控技术。北京建材院联合清华大学共同开发了楼宇配电室智能监控技术,应用该技术可实现运行现场数据采集、环境预报警、电能分析等功能,降低了故障响应时间,提高了安全可靠性。

2创新能力

北京建材院始终坚持科技创新支撑核心主业发展,持续加大研发投入力度,开发出水泥窑协同处置固体废弃物技术、特种涂料生产技术、尾矿综合利用技术、超低能耗示范建筑集成技术等成套技术和装备,以新技术、新产品、新服务为产业升级提供技术支持和服务保障。

北京建材院累计获得专利授权400余项,其中2017年-2018年授权与绿色制造相关的专利37项,在绿色设计、绿色工艺、绿色装备、绿色材料等积累了独特的技术优势,计算机软件著作权近150项,具备集成优化和工程化应用的能力。2017年-2018年北京建材院获得国家、省市和行业奖励9项。

3资源整合能力

北京建材院具有很强的绿色制造相关资源整合能力,围绕绿色制造方案咨询、研发设计、集成应用、运营管理、公共服务等方面开展了众多的客户服务产品。

1)方案咨询。作为建材行业全方位解决专家,北京建材院凭借雄厚的工程经验积累,具备在绿色发展战略、技术升级路线、可行性、投资效益、风险管控等方面有进行全生命周期咨询服务的能力。北京建材院可根据建材企业的需求和行业特点开展各类现场诊断,针对绿色物料选择、绿色生产工艺提升、生产流程改造、绿色装备、安全与社会效益分析、投资概算、过程管理等问题提供系统解决方案。

2)研发设计。在我国建材行业发展的各个时期里,北京建材院先后承担了代表国内最高水平的标志性成果。北京建材院始终坚持技术创新,发挥多专业系统集成优势,在水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰、水泥窑协同处置生活垃圾、绿色环保建材、特种建筑施工技术等方面进行研发设计。北京建材院不断创新、研究跟踪最新绿色技术的成熟应用,显著提升了建材行业和城市的整体能量消耗。

3)集成应用。北京建材院作为建材行业资源循环解决方案综合服务专家,在固体废弃物资源化利用,尤其是在建材行业综合利用方面具备了高附加值服务能力,积累了众多服务成果,包括改性玻璃棉高效阻燃保温材料研究开发及示范应用、泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰工程化技术与应用、新型干法水泥生产线分质处置生活垃圾产业化等多个集成应用成果。

4)公共服务。发展循环经济、提高全行业的绿色化发展水平已经成为建材行业主动升级和实现全面协调发展的捷径。北京建材院通过走访调研建材企业,了解企业普遍面对高排放、长流程、大规模的生产模式与国家的经济社会绿色发展需求之间的矛盾,以多种途径提供特色、免费的公益性服务,助力行业健康发展。

4.实施效果

北京建材院致力于固废资源化利用技术及建筑节能技术和产品的研发、检测、推广和科技成果转化工作,多年来取得了多项重要创新成果,并实现了成果的产业化应用。将相关技术成果积极应用于行业企业的服务工作中,取得了良好节能减排效果、显著的经济效益和社会效益。

1)水泥窑协同处置技术。北京建材院开发的水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰技术、水泥窑协同处置生活垃圾技术、水泥窑协同处置污泥技术、水泥窑协同处置污染土壤技术等一系列利用水泥窑协同处置固体废弃物技术均在企业实现了成果产业化,为解决城市“垃圾围城”难题提供了有力技术支撑。①水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰技术。该技术具有扬尘点少、产生的废水零排放、尾气不含二噁英的特点。依托该技术,建成的国内首条飞灰工业化处置示范线,将处置成本降至1000元/吨,应用此技术生产出的水泥产品达到国家标准,将飞灰处置与水泥生产有机的结合起来,实现了废弃物的无害化、减量化和资源化处置,且飞灰处置、清洁生产和资源利用融为一体。②水泥窑协同处置生活垃圾技术。针对城市生活垃圾的处置难题,提出了水泥窑分质处理生活垃圾的思路,将高低热值不同的垃圾以气化入窑和直接入窑燃烧的不同方式进入水泥窑,属于世界首创,可适应不同特性的垃圾原料,年可处置生活垃圾256000吨,折合66吨垃圾/千吨熟料。可年节煤22500000吨,可大量减少由于煤燃烧引起的二氧化硫、粉尘和氮氧化物排放,实现了能源的有效替代。③水泥窑协同处置污染土壤技术。该技术适用于处置有机污染土或者有机重金属复合污染土,处置后的污染土可作为水泥生产的替代原料,污染土热解析产生的废气回转窑内彻底焚烧后进入水泥生产尾气处理系统,实现达标排放。④水泥窑协同处置污泥技术。该技术具有投资小、占地小、工艺简单,因而项目建设期短,技术可靠性高的特点,该技术工业应用后得到的最终熟料质量合格,产量稳定,处置指标已达到国内先进水平。

2)玻璃棉。北京建材院开发出改性玻璃棉高效阻燃保温材料,该服务产品创新玻璃棉高效阻燃保温材料的制备工艺和施工方法,将改性玻璃棉板用于外墙外保温,可将建筑能耗降低65%以上,每平方米每年可节约10.1千克标准煤,按1亿平方米建筑计算,每年可节约采暖能耗1010000吨标准煤,减少CO2排放2650000吨,减少碳粉尘排放690000吨,减少SO2排放8600吨,减少NOx排放7500吨,大幅减少PM2.5的排放,降低环境污染。

3)水泥窑氮氧化物减排技术。以前景公司水泥窑氮氧化物超低排放的产业化示范线为例,该示范线采用气化炉处置废弃物进行替代燃料、分级燃烧与SNCR+SCR的组合技术,在窑尾布袋除尘器后180℃以上温度范围内实现90%脱硝效率,与传统SNCR技术相比,可节约氨水用量20%,年可降低脱硝成本100万元,折合吨熟料成本降低1.05元/t。

4)水泥窑节能型旁路除盐技术。已在多条生产线上应用,显著降低了窑系统由于处置废弃物氯离子富集引起的预热器结皮堵塞、窑内结球、结圈等工艺问题;同时保证了熟料中氯离子含量小于0.06%。该技术的开发成功,为水泥窑处置废弃物的稳定运行和提产改造奠定了基础。

5)尾矿综合利用技术。北京建材院以尾矿砂替代天然砂、以尾矿代替硅砂等原料制备混凝土,降低天然资源的消耗量,实现了尾矿大宗高值利用,提高了尾矿的综合利用率,对解决生态环境破坏严重的现状、建设资源节约型、环境友好型社会和创新型城市奠定良好的基础。

6)砂浆。北京建材院在预拌砂浆专业领域近30年的科技成果孵化出了规模化高科技产业——“金隅砂浆”。现拥有六条现代化的干混砂浆生产线,年生产能力260万吨,可生产9大类、近百种砂浆产品,产品种类、生产规模、产销量位居全国前列,已连续九年位居北京市行业排名第一。通过开发抹灰砂浆增塑剂、机喷抹灰砂浆、初衬砂浆、盾构注浆料等新产品,产生经济效益约7000余万元;通过开展生产线改造、平谷线建设、散装干混砂浆防离析筒仓改造等技术落地及改造工作,实现经济效益约12000余万元。

7)热工标定。北京建材院对北京市及周边地区的20多条水泥生产线进行了热工标定与节能诊断工作、提出技术改造方案并组织实施,熟料热耗从标准煤耗101.23kg标煤/t熟料(709kcal/kg熟料)降低至标准煤耗98.40kg标煤/t熟料(689kcal/kg熟料),年节约燃煤6500吨/年。年节约标煤1.750000t,年节约用电22400000kW·h;年减排CO2 66000万t、NOX减排992t、SO2减排1985t。

未来,北京建材院继续结合公司的技术创新优势,围绕绿色环保行业需求和行业特点开展服务,针对方案咨询、研发设计、基础应用、公共服务等方面提供绿色系统解决方案,推动行业向绿色、节能、环保方向发展,促进循环经济。

(新闻来源:本站原创)