智拓精文某知名企业环保科学技术可行性报告.docx
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智拓精文某知名企业环保科学技术可行性报告
【智拓精文】某知名企业环保科学技术可行性报告
一、总论
(一)、项目的主要内容及技术原理阐述
17XX年,爱丁堡大学的化学教授XX拉开了人类制冷工业的帷幕。
制冷剂由于其在制冷工业中的特殊地位,两百多年来一直受到人类异乎寻常的重视。
目前,人类对制冷剂的研究逐渐呈现多元化趋势。
随着气候变暖等因素的出现,人们开始将目光投向绿色环保型制冷媒介的研究开发。
本项目针对我国高档轿车产量剧增,而制冷介质仍以水或进口高档冷却介质为主的现象,根据高档轿车冷却系统的结构特点,提出以乙二醇等高热容量化合物为基质,研制开发出冷却效果好,使用温差范围大,污染小,腐蚀性极小的环保型绿色冷媒。
该产品将具备一次性冲填、终生免维护、价格低等优点。
(二)、项目的目的与意义
环境是人类懒以生存的空间,保护环境已成为我国可持续发展的基本国策,将贯彻始终。
和任何事物的发展具有两面性一样,制冷科学技术的发展,一方面给人类社会的进步和生活质量的提高作出很大贡献,同时也给人类生存环境造成灾难。
除了制冷机械设备运行的噪声对人类环境造成伤害以外,一些制冷剂和隔热保温材料中的发泡剂直接排放中的氯原子对大气臭氧层的破坏和产生的温室效应以及制冷设备耗电而由发电厂燃烧矿物燃料间接排放产生的温室效应使大气温度上升给人类带来一系列的灾害。
19XX年,大气中气候变暖气体的成分为:
CFCs(R11,R12)17%;CH4XX%;NO6%;其它CFCs7%;CO255%。
其中在大气中稳定期超过500年的气体(如CO2)影响较大,CO2气体经过500年后仍有20%存在。
19XX年,全球由于气候变暖造成的经济损失就达XX0亿美元。
我国政府本着对人类社会负责,成为蒙特利尔协定和京都议定书的签字国,承担了作为发展中国家和责任义不容辞的国际义务和责任。
随着我国的对外开放和加入WTO,以及我国市场国际化,我国制冷剂和发泡剂替代进程在确保签字国承诺实现的情况下,将有望提前完成。
这将是我国和世界制冷XX工作者在新世纪共同面临的重大挑战。
根据蒙特利尔议定书、伦敦修正案、哥本哈根修正案、美国洁净空气法修正案和欧盟淘汰CFCs的时间表。
所有发达国家到20XX年必须停止生产和消费污染性强的冷却介质。
对发展中国家,要求2016年起将HCFCs生产量和消费量冻结在20XX年的消费水平上,到2040年全部淘汰HCFCs。
目前在世界范围内,无论是发达国家,还是发展中国家,都正在为改善人类生存的大气环境积极努力工作,特别是随着禁用和限量使用的制冷剂限期限量的日益逼近,正加快研究和实施步伐。
仅20XX年下半年,9月国际制冷学会在我国广州召开了天然工质替代研讨会;XX月欧洲压缩机联盟和控制制造商协会在德国纽伦堡召开了工质替代研讨会;12月在日本XX,举行了亚洲工质替代研讨会。
有关CFCs和HCFCs的禁用替代和新的环保工质的研究工作正在世界范围内深入展开,可以说目前正处于百花齐放、百家争鸣的阶段。
事实上,很难找到完全符合要求的制冷剂。
所选的制冷剂是否合适,应根据所使用的地方环境许可、使用要求和条件、装置设备种类及经济性等因素进行综合比较。
然而,为了保护和改善人类生存环境,对于任何所选制冷剂,其臭氧损耗潜能值(ODP)和全球变暖潜能值(GWP)等于零和接近零的条件是必须满足的。
作为一种环保型制冷剂首先满足这两个条件。
我国是发展中国家,在制冷技术的发展上比起发达国家滞后了好几十年,氟利昂制冷剂的大规模使用是上世纪八十年代之后。
由于种种原因,食品冷冻冷藏与加工行业并未像空调等那样得到快速发展,大型制冷装置所用制冷剂至今大部分仍为氨,新建的冷冻冷藏库中有少量的HCFC-22,小型冷藏库在80年代后期有少量的采用R5XX,多数为HCFC-22和CFC-12。
在世界瞩目的环境问题突出后,回过头来思考低污染材料作为制冷剂的问题是十分有益的。
例如,氨的臭氧层损耗潜能值(ODP)和全球变暖潜能值(GWP)均为零。
氨是一种天然工质,能用工业方法制取。
氨的价格低廉,是HCFC-22的30%,且氨机组能效较高,运行费用比HCFC-22、HFC-134a低。
氨的主要缺点是其毒性及可然性。
近些年,用氨、乙二醇等为冷媒的制冷系统用于高温冷藏和加工间的空调的工程实践已屡见不鲜。
个别大型场合用氨、乙二醇做冷媒的空调工程也已有实践。
例如,位于红塔体育中心内的红塔冰上运动中心是目前我国南方城市唯一的标准室内冰上运动场地。
冰场长60米,宽30米,占地面积3600平方米,能够容纳600多名观众,可以进行国际正式的短道速滑、花样滑冰和冰球比赛。
红塔冰上运动中心去年曾举办过全国花样滑冰冠军赛、国际短道速滑挑战赛,来自加拿大、韩国和中国的年轻选手在这里同场竞技,均对这里的场地设施和条件相当满意,也给国家体育总局冰上运动管理中心留下深刻印象。
该运动中心的主要设备在国内、甚至国际上都是一流的。
这里的制冷设备使用的是国际上最先进、最环保的设备,制冰系统来自美国YORK国际集团,该设备所采用无污染的环保制冷剂就是乙二醇类,浇冰车是出自法国DUPON公司的世界顶尖品牌。
据介绍,这套设备与美国盐湖城冬奥委会场地所使用的设备相同,是目前国际上最先进的冰上制冷设备。
多元醇类化合物以其高热容量、低污染而备受人们关注。
采用这种类化合物所制备的制冷介质不仅在空调、等离子体彩电等领域获得了应用,而且是新一代高档小轿车发动机冷却箱的优良冷却介质。
这种冷却介质不仅热容量大,而且对金属、塑料等材料的腐蚀性极小,使用过程中无有害产物排放。
同时还具有防冻、耐酷暑高温等天气。
本项目的目的就在于采用多元醇类化合物作基质,研制一种汽车专用环保型终身免维护冷却媒介。
近年来,随着人民生活水平的提高,我国高档轿车市场不断扩大。
据中国汽车工业协会6月8日发布的最新统计,今年前5月我国乘用车销量达到211万辆,同比增长44%,其中基本型乘用车(轿车)销量突破XX0万辆,同比增长超过55%。
按这种销售速度计算,平均每辆车发动机冷却箱容量按XX升计算,每月仅新增小轿车一项的潜在使用量将超过3000吨。
其市场潜力和经济价值由此可见一斑,大量采用这种冷却介质替换其他介质所带来的社会效益也是及其突出的。
(三)、该领域国内外发展状况和趋势
17XX年,爱丁堡大学的化学教授XX利用乙醚在真空下蒸发成功地使水结冰,从此拉开了人类制冷工业的帷幕。
制冷研究的发展、技术进步,促使制冷产业的普及和发展。
进入二十世纪XX年代,人类制冷工业已经进入百家争鸣,百花齐放的境界,制冷已经成为人类生活中不可或缺的全球性产业。
制冷剂由于其在制冷工业中的特殊地位,两百多年来一直受到人类异乎寻常的重视。
特别是从上世纪五十年代开始,人类对制冷剂的研究逐渐呈现多元化趋势。
仅吸收式制冷工质对中所采用的制冷剂就可分为四大类:
水系、氨系、乙醇系和氟里昂系。
水系工质对是九十年代末期才发展起来的制冷材料。
但这类制冷材料(如LiBr)存在易结晶,腐蚀性强和蒸发温度只能在零度以上等缺陷。
氨系工质对中包括了最为古老的氨水工质对和近期开始受重视的以甲氨为制冷剂的工质对。
这类工质对存在工作压力高,具有危险性,有毒,氨和水之间沸点不够大,需要精馏等缺点。
乙醇系工质对中,低级醇组成的工质对存在易燃、有毒等不足;高级醇则低毒、不燃。
氟里昂系工质对作为制冷材料则以其独特的优点受到了人类的尊重。
80年代以前,一直是人类制冷工业的支柱,广泛应用于各类制冷设备。
由于氟里昂系列化合物对臭氧层的破坏作用和温室效应的产生,替代这类化合物已成为制冷工业的重要课题。
替代氟利昂类制冷工质,目前国际上有两条路线。
一条开发HFC类制冷剂;一条是采用天然制冷剂(如烃类、氨类、二氧化碳等)。
但究竟哪一种制冷剂更合适,则需要根据不同的场合和制冷对象进行选择。
特别是采用HFC类制冷剂,更需要经过长时间的检验和考察。
因为这类制冷剂到底会不会与氟利昂一样带来同样的环境问题,目前尚无法预测。
(四)、项目申请单位和项目负责人基本情况
XX省科院XXXX有限责任公司是一家由XX省科学院科研人员兴办的XX型企业,有一支长期从事精细化工产品生产和开发的专业团队,其生产的石油催化裂化金属钝化剂深受用户称赞。
公司注重密切与省内外高等院所开展技术合作和技术攻关,具有良好的研究开发和生产能力,同时培养了一批研发、生产、销售人才,创建了化工助剂生产和科研条件,积累了化工方面的知识、经验,添置了有关化工生产设备、科研仪器,建立了相应的检测手段和分析方法,为开展本项目研究和该成果直接转化为生产力提供了技术、物质基础。
项目负责人情况:
XX,男,现年38岁,博士学历,副教授,有机化学专业,连续从事精细化工研究和生产开发工作已十多年,先后参加了省级以上项目多项。
本项目组成员长期从事精细化工生产和研究开发工作,是一支富有朝气的精细化工专业研究队伍。
(五)、申请的项目现有的工作基础
本项目实施过程中主要以省科学院和高等学校为技术支撑,课题组成员具有高级职称人员6人,博士学位人员3人,人员搭配知识结构合理,互补性强。
部分成员主持承担过国家课题的研究工作,具有较丰富的科研工作和产品开发经验。
本项目实施的资金来源主要分两部分:
即政府三项经费与企业自筹经费。
其中申请政府三项经费30万元,企业自筹经费为60万元(已到位)。
本课题实施所需的主要技术条件已基本具备,复杂的分析测试可依托XX省科学院和省内高校进行。
另外,本单位管理规范,经济状况好,具备本项目正常实施所需的管理水平和经济条件。
XX省科院XXXX有限责任公司具有较好的中型试验条件,能给予水电、燃料、环保等方面的物质保障。
该项目将由XX省科院XXXX有限责任公司进行产品开发与生产,已做过的前期工作是文献资料的调研。
二、项目实施方案
(一)、项目达到的目标及项目考核的主要的技术指标
本项目预期达到的主要技术指标如下:
(1)对汽车冷却箱腐蚀性小。
(2)行驶50万公里免维护。
(3)适用温度范围为-40∽120℃。
(4)XX0℃,挥发分含量≤5%。
(5)挥发份无毒。
(二)、项目主要的研究内容
(1)基质化合物的筛选。
根据汽车的各种可能使用条件下的温差、传热、散热速度等数据,选择合适的化合物作为基本物质。
同时,根据传热、传质速度及不同温度条件下的黏度要求,选择辅助介质。
(2)配方设计与优化。
根据各种基本物质与辅助介质的物理化学性能指标和各种可能的使用条件,合理设计配方,进行试验、筛选及优化。
(3)加工工艺技术条件的选择与优化。
配方进行筛选后,还要对加工条件进行选择和优化,使得工艺条件具备科学、简单、高效等特点,为工业化生产打基础。
(4)性能检测与控制。
技术性能指标是产品的关键,产品除了要满足有足够的热容量和传热系数外,还要腐蚀性小,低温不冻,高温不沸,正常使用条件下损失率低,能达到终身免维护的目的。
(5)新车试用。
为了验证产品的可靠性,还要进行新车试用。
(三)、试验规模和地点
小试完善研究在XX省科学院应用化学研究所试验室进行,中型试验在XX省科院XXXX有限责任公司精细化工车间进行。
小试先完成XX公斤级生产试验,中试规模为XX0公斤。
(四)、主要技术关键及创新点
技术关键:
(1)基质及辅助化合物的筛选;
(2)配方设计与优化;
(3)工艺路线选择与优化。
创新点:
(1)采用多元醇进行低度缩合,并以其缩合物作为制冷介质,可有效避免大量小分子挥发所造成的环境污染。
(2)通过基质与辅助材料之间的分子结构匹配和调节基质、辅助材料的相对比例,拓展使用温度范围。
(3)通过控制基质及辅助材料的分子量,调节产物沸点,减少使用时小分子的挥发。
技术路线:
本项目研究拟采用如下工艺路线。
预期技术水平:
本项目研究工作通过对国内外文献进行检索以及对现有产品的论证,预期研究成果将达到国内领先或国际先进水平。
(五)、实施方案
根据以上工艺路线图,本项目在具体实施过程中,基质和辅助材料的筛选很关键。
基质的选择原则是,选择羟基比例高,130-180℃之间即可发生缩合反应的多元醇。
辅助材料则要充分考虑分子间作用力和使用温度的需要,低温区段需要用冰点低,分子量小,难以与多元醇形成分子间氢键的化合物来调节。
高温区段则要通过控制多元醇的聚合温度、时间及产物分子量来控制。
此外,辅料的选择也要充分考虑工作温度下挥发的问题,尽量减少高温范围的小分子挥发。
原料选择适当后,要根据分子间作用力、缩合反应及工作温度范围来设计配方和反应时间、温度。
初产品可通过测不同温度下挥发份的含量及液氮、冰盐冷却下的凝固点来判断是否合格。
成品则需通过新车试验来进行检验。
产品小试主要在玻璃器皿中进行,中试则用XX0公斤级不锈钢反应釜,反应温度控制在130-180℃,反应时间通常为2-5小时,边反应边搅拌。
(六)技术风险分析
XX省科院XXXX有限责任公司长期以来一直从事精细化工生产和研究开发工作,涉及多个产品和研究方向,取得了不少科研成果,积累了许多经验,添置了有关生产设备、试验仪器,为开展本项目提供了技术和物资保证。
从理论上分析,环保型绿色冷媒的研究路线清晰明了,方向目的明确。
(七)分年度的工作内容、目标
20XX.11-20XX.1 文献调研、基质化合物筛选等。
20XX.2-20XX.9 配方设计、加工工艺条件优化
20XX.10-20XX.4 性能检测、汽车使用检测。
20XX、5-20XX.11 总结、鉴定
(八)申请单位、合作申请单位及主要人员的分工
本申请项目XX省科院XXXX有限责任公司独立承担,主要研究人员及其分工如下表所示。
项目主要研究人员及其分工
姓名
性别
年龄
技术
职务
业务专业
为本课题工作时间
在课题中分担的任务
所在单位
XX
男
38
副教授
有机化学
80%
主持
XX省科院XXXX有限责任公司
XX
男
48
工程师
应用化学
80%
项目管理
工艺设计
XX省科院XXXX有限责任公司
XX
男
35
教授
应用化学
50%
工艺设计
实验负责
XX省科院XXXX有限责任公司
XX
男
38
教授
有机化学
50%
化学分析
与实验
XX省科院XXXX有限责任公司
XX
男
43
副研
有机化学
80%
实验
XX省科院XXXX有限责任公司
XX
女
40
助研
应用化学
80%
实验
资料收集
XX省科院XXXX有限责任公司
XX
男
41
助研
分析化学
80%
化学分析
XX省科院XXXX有限责任公司
XX
女
41
工程师
应用化学
60%
化学分析
XX省科院XXXX有限责任公司
XX
男
41
助研
有机化学
50%
实验
XX省科院XXXX有限责任公司
XX
女
43
会计师
财务
60%
成本核算
市场分析
XX省科院XXXX有限责任公司
(九)组织及管理的运行机制
XX省科院XXXX有限责任公司隶属XX省科学院,是一家具有独立法人资格的科,工,贸技术型企业。
公司是产权明晰的股份制企业,公司实行的是股东大会下的执行董事负责制。
(十)相关依托工程(含技术)的落实情况
小试完善研究在XX省科学院应用化学研究所试验室进行,中型试验在XX省科院XXXX有限责任公司精细化工车间进行。
(十一)有关本项目的国内外知识产权状况分析
环保型绿色冷媒项目将是我公司独立开发的新产品,中试研究成功后将申报XX省重点XX新产品计划、申报国家重点新产品和国家专利。
三、市场分析
(一)市场预测(含同类项目的国内外市场情况)
目前,该产品主要用作等离子体彩电的制冷冷媒,在空调和制冰设备中的使用还有待于进一步开发。
等离子体彩电是世界彩电行业发展的重要方向,我国彩电业中目前只有长虹集团解决了该类彩电的制冷问题。
据称,这项技术是目前长虹集团准备在商场上战胜其他竞争对手的关键技术,其市场前景由此可见一斑。
作为发动机长效冷液国外已有报道,但价格昂贵,主要用于高档车安装;而我公司开发的环保型绿色冷媒较国外产品成本低价格便宜,不到国外产品的一半,该产品作为发动机长效冷液必将受到市场的认可;因为长效冷却液不仅环保,且使用寿命达50万公里(普通冷却液2年需更换),它能提高发动机和水箱的使用寿命,提高发动机性能和动力,降低污染排放等。
(二)本项目的市场竞争优势、风险及市场策略
本项目起点较高,产品水平可达国际先进水平。
我公司将首先运用在发动机冷却上,因为该产品自身毒性很低,且一次加入终身受用,有利于环保,该产品沸点高(大于120度)冰点低(零下60度),对恶劣环境下行进的车辆和军用装甲车、坦克车尤其受用。
对于城市车辆同样也有优越性,如可提高发动机和水箱的使用寿命,增强发动机动力,减少维修降低成本。
人工和原材料成本相对国外要低,产品价格也会大大的低于国外同类产品价格,具有较强的竞争力。
(三)经济社会效益分析
该产品因自身无污染,故用途很广,如用于汽车发动机冷却剂,对汽车冷却箱腐蚀性极小,可大大降低了冷却箱的维护和更换频次,提高发动机的性能和使用寿命,并可以有效减少汽车故障率,在一定程度上提高了车辆的档次和水准,其社会效益非常显著。
另外,采用这类产品替代水冷或其他介质时,可以大大减少冷却箱腐蚀后废液排放(一般冷却液两年必须更换,我公司生产的冷却剂可达50万公里不换)所造成的环境污染及腐蚀本身对冷却箱的破坏。
(四)推广应用及产业化分析
我公司计划该项目中试完成后即可产业化,产业化一期为建设XX00T规模,首先推广目标—我省两家汽车厂,提供与其配套,力争提高我省汽车水平;其次,为高档汽车用户提供优质长效发动机冷却掖,降低腐蚀,提高其发动机使用寿命,减少维修,增强汽车动力和性能。
绿色冷媒产品立足于本省,逐渐辐射全国。
分期建设,以市场为导向,以销定产,逐渐扩大,形成规摸。
四、经费预算及筹措方案
(一)经费预算(总投资)
经费预算:
90万元
其中申请项目经费:
30万元
公司自筹:
60万元
(二)新增投资
1、固定资产
反应釜、灌装机、高压泵等,必要的检验设备。
2、技术开发(引进):
自主开发、
(三)筹措方案及相关证明
1、从公司自有资金中投入60万元作为项目投资;
2、向XX市XX局申请30万元课题金费作为项目投资。
(四)申请经费的主要用途
向XX市XX局申请XX攻关课题经费30万元,主要用于:
费用名称
申报经费
审批经费
备注
设备、仪器购置费
XX、5
反应釜、过滤设备、测试仪器、高压泵等。
材料、样品加工费
5、0
原材料、配件加工
土建安装费
2、5
生产试验场地改建
资料、调研费
1、0
会议、调研等
实验、检测费
3、0
性能分析、质量监测
鉴定费
0、5
技术合作费
2、0
分析测试
其它费用
0、5
低值易耗品等
合计
30
(五)分年度用款计划(含申请经费)
20XX年64万元;
20XX年 26万元。
五、技术经济可行性的综合评价
(1)对汽车冷却箱腐蚀性小。
(2)行驶50万公里免维护。
(3)适用温度范围为-50∽120℃。
(4)XX0℃,挥发分含量≤5%。
(5)挥发分无毒。
2、经济指标
(1)成本≤3万元/吨。
(2)每台车一次性充填不少于冷却箱容量的80%。
(3)50万公里使用成本不超过2000元/台。
六、附件
申请立项前的工作进展和工作基础的有关材料(有关鉴定报告、检测报告、用户使用报告等)。
1、XX公司法人执照
2、XX公司股东会议决议
3、《查新报告》
4、《水平查新报告》
- 配套讲稿:
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