高職生研發(fā)柴油車(chē)環(huán)保添加劑獲四項(xiàng)專(zhuān)利
http://www.39388b.com2021年01月05日 14:26教育裝備網(wǎng)
今年7月,針對(duì)柴油車(chē)的國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)將全面實(shí)施,與現(xiàn)行的國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)相比,柴油車(chē)顆粒物的排放限值將降低67%。開(kāi)了20多年柴油車(chē)的姚師傅曾憂(yōu)心忡忡:“這還不算停運(yùn)帶來(lái)的誤工費(fèi),這樣的損失太大了!彼,當(dāng)南京科技職業(yè)學(xué)院的黃靖妍帶著他們研發(fā)、改良的鈰基添加劑找到他時(shí),姚師傅做了“第一個(gè)吃螃蟹的人”。經(jīng)過(guò)柴油車(chē)實(shí)車(chē)驗(yàn)證,該添加劑可有效降低柴油車(chē)顆粒排放30%。
姚師傅是江蘇省南京市六合區(qū)通高物流公司的貨運(yùn)司機(jī),十分注重環(huán)保,柴油貨車(chē)的尾氣曾經(jīng)是讓他最頭疼的難題。最早的柴油車(chē)都是一邊行駛一邊“冒黑煙”,當(dāng)有了用于過(guò)濾顆粒物的顆粒物捕集器,姚師傅就主動(dòng)給車(chē)加裝上。裝上這種顆粒物捕集器,就像給尾氣管戴上了“口罩”,但這個(gè)“口罩”經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)堵塞、失靈的情況。每次出狀況只能將車(chē)輛送去維修點(diǎn)進(jìn)行液壓清洗,一次就要花費(fèi)400余元。
21歲的黃靖妍是南京科技職業(yè)學(xué)院2018級(jí)輕化工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生,她也關(guān)注到了這一問(wèn)題。她查閱相關(guān)資料后發(fā)現(xiàn),近年來(lái),城市機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染問(wèn)題中移動(dòng)顆粒物的主要來(lái)源是使用柴油的道路機(jī)械及交通工具。帶著問(wèn)題與思考,黃靖妍找到了班主任高強(qiáng)。80后高強(qiáng)2005年博士畢業(yè),到南京科技職業(yè)學(xué)院任教前曾在多家上市公司負(fù)責(zé)研發(fā)工作。在高強(qiáng)的指導(dǎo)下,黃靖妍大量收集相關(guān)資料,尋求捕捉顆粒物的其他方法。黃靖妍發(fā)現(xiàn),國(guó)外公司普遍采用向柴油中添加鈰基添加劑的方式控制顆粒物排放,甚至在柴油車(chē)上專(zhuān)門(mén)配置鈰基添加劑的專(zhuān)用儲(chǔ)罐。
反復(fù)實(shí)驗(yàn)后,他們最終測(cè)定鈰基添加劑可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣顆粒物排放,清理尾氣管管路堵塞,節(jié)約燃油消耗大約5%!拔覀兪紫纫绹(guó)外的公司是如何制成該添加劑的”,但與其相關(guān)的許多專(zhuān)業(yè)知識(shí),黃靖妍此前從未接觸過(guò)。圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)室、教室……黃靖妍過(guò)起了“三點(diǎn)一線”的生活。
精細(xì)化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生吳靚怡和黃靖妍組成了研發(fā)團(tuán)隊(duì),吳靚怡用課堂上所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)為黃靖妍答疑解惑,兩位不同專(zhuān)業(yè)的“小發(fā)明家”在不斷的交流中互相學(xué)習(xí)、完善方案。
經(jīng)過(guò)半年研究,他們還原了鈰基添加劑的工藝制作流程。通過(guò)沉淀、過(guò)濾、球磨等六道工序,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)第一次制成了質(zhì)量合格的添加劑。為此,他們已進(jìn)行了近百次實(shí)驗(yàn)。隨后,黃靖妍團(tuán)隊(duì)帶著研究成果前往學(xué)校附近的加油站、物流公司等地進(jìn)行實(shí)地調(diào)研。但讓他們沒(méi)想到的是,使用柴油機(jī)的貨運(yùn)車(chē)車(chē)主,竟無(wú)一人愿意使用鈰基添加劑。姚師傅就是其中之一。
原來(lái),姚師傅他們對(duì)于該添加劑早就有所了解,已經(jīng)被國(guó)外公司產(chǎn)品高昂的價(jià)格“嚇怕了”。使用該添加劑,價(jià)格比修理經(jīng)常堵塞的顆粒物捕集器還貴出不少,成本問(wèn)題成為推廣該添加劑的關(guān)鍵問(wèn)題。
研究項(xiàng)目陷入了僵局。此時(shí),班主任高強(qiáng)為團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了“強(qiáng)心劑”。原來(lái),具有多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的高強(qiáng)了解到一種新型設(shè)備對(duì)于該工藝的優(yōu)化革新可以起到較大幫助。團(tuán)隊(duì)成員采用了這種微通道反應(yīng)器,成功實(shí)現(xiàn)了鈰基添加劑連續(xù)流生產(chǎn)。對(duì)于產(chǎn)品粒徑較大的問(wèn)題,團(tuán)隊(duì)也采取了相對(duì)應(yīng)的措施,在高分子復(fù)合分散劑的幫助下,產(chǎn)品粒徑已成功縮小到6納米。
經(jīng)過(guò)技術(shù)優(yōu)化后,他們只需通過(guò)計(jì)量、連續(xù)流反應(yīng)、分液等三個(gè)步驟就可以將工業(yè)原材料鈰鹽制成供柴油車(chē)主使用的鈰基添加劑。運(yùn)用常規(guī)工藝制作該添加劑需要15個(gè)小時(shí)的操作時(shí)間、500攝氏度的操作條件,經(jīng)過(guò)技術(shù)革新后,制作該添加劑只需要70攝氏度,持續(xù)1分鐘即可,大大縮短了添加劑制備的時(shí)間與工序。
讓黃靖妍感到欣喜的是,技術(shù)的革新也降低了成本。從前,生產(chǎn)一噸鈰基添加劑的成本為6萬(wàn)元,現(xiàn)在,成本已降低至3萬(wàn)元,且產(chǎn)量可提升至每年100噸。
姚師傅做了“第一個(gè)吃螃蟹的人”,他率先采用黃靖妍發(fā)明的添加劑。結(jié)果讓姚師傅十分滿(mǎn)意:“這樣不僅環(huán)保,也降低了貨車(chē)的能耗,真是一舉兩得!
目前,該產(chǎn)品已稀釋添加至60余噸柴油內(nèi),在100多輛柴油車(chē)中使用,累計(jì)行駛里程超20萬(wàn)公里。
據(jù)介紹,該項(xiàng)目技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,團(tuán)隊(duì)已成功申報(bào)發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng),先后榮獲“第七屆中國(guó)大學(xué)生高分子材料創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”一等獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。
在2020年12月9日的第十二屆“挑戰(zhàn)杯”中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽中,該項(xiàng)目在全國(guó)2786所學(xué)校的17.9萬(wàn)個(gè)項(xiàng)目中脫穎而出斬獲金獎(jiǎng)。
責(zé)任編輯:董曉娟
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