一、专业实践训练整体情况

实践单位

名称

杭州快凯高效节能新技术有限公司

实践单位

地点

杭州市滨江区江陵路567号

实践岗位

名称

2018年09月30日开始至 2019年06月30 日结束

专业实践训练时间分段进行

专业实践训练累计 273 天（单位考核前），其中项目

研究天数 130 天（单位考核前）

（1）基本概况（含实践单位简介、实习实践内容等）

杭州快凯高效节能新技术有限公司，是一家集技术研发、工程设计、设备制作、成套装备提供及技术改造服务为一体的高新技术企业，掌握着新一代二氧化碳化学吸收碳捕集与精制技术。公司拥有一批多年从事相关领域工作的教授和行业专家，技术力量雄厚；与国内多家著名高校、科研院所建立产学研合作关系，拥有市级研发中心，坚持创新，不断研发新技术、新产品。前后获得国家授权的发明专利8项、实用新型专利20余项，承担国家科技部创新基金项目2项，荣获省市级各类荣誉10余项。公司与浙江大学合作开发新一代二氧化碳化学吸收碳捕集与精制技术，从电厂锅炉烟道气、钢铁厂冶炼尾气、石灰窑和水泥厂等低浓度二氧化碳尾气中捕集精制二氧化碳，为大力推广国际碳捕集、利用与封存（CCUS）项目提供了坚实的技术基础。该单

位与本人所在课题组在浙江大学玉泉校区热能所搭建了200Nm3/h烟气CO2捕集测试

平台，为相关项目开展与科学研究提供一个中试平台，本人由此进入杭州快凯高效节能新技术有限公司进行专业实践，主要工作如下：1.在快凯工程师及相关技术人员的指导下，参与并完成了200Nm3/h烟气CO2捕集测试平台的搭建与调试工作；2.根据

课题组相关项目要求，与杭州快凯合作，参与中试平台上的一系列实验测试，推进项目进行。3.以中试平台上的化学吸收塔中的填料为主要研究对象进行相关研究工作，开发一种新型高效聚丙烯规整填料。

（2）项目研究概述（含项目名称、项目来源、项目经费、主要研究目标和技术难点等）

项目名称：用于CO2 捕集的高性能吸收剂/吸附材料及技术项目编号

2017YFB0603300 所属专项：煤炭清洁高效利用和新型节能技术指南方向：4.1 用于CO2 捕集的高性能吸收剂/吸附材料及技术（共性关键技术类）推荐单位：教育部专业机构（项目来源）：科学技术部高技术研究发展中心项目牵头承担单位：浙江大学项目负责人：王勤辉执行期限：2017 年07 月至2021 年06 月项目经费：总预算 14874.00 万元，其中中央财政专项经费 2874.00 万元主要研究目标和技术难点：气候变化是当今世界面临的严峻挑战，作为CO2 第一排放大国，燃煤电站和工业锅炉烟气CO2 捕集是实现我国低碳发展的重要选择。在众多CO2 捕集技术中，化学吸收和固体吸附技术因其捕集效率高和适应性好，是目前最具大规模捕集CO2潜力的技术路

线之一。本项目将开发满足CO2 捕集工业应用的新一代低能耗吸收剂和高效吸附材料，并开发过程强化技术和关键反应设备，完成捕集工艺集成优化与工业示范，形成低成

本低能耗的CO2 捕集新技术。本项目的研究内容包括：低能耗相变有机胺、功

能化离子液体和非水基胺等少水吸收剂和新型钙基、钠基和固体胺基等高性能吸附材

料的研发及其规模化制备；新型低成本塑料填料塔、超重力CO2 捕集反应器等关键设备和蒸汽直接抽提再生等过程强化技术及工程放大规律，适合大规模烟气CO2 分离的鼓泡床-输运床装置多级吸附和再生技术及工程放大规律；结合分布式换热、级间换热、热泵等节能技术的全系统能量匹配优化的新型CO2 吸收工艺开发，基于新型吸附材料、双流化床反应器及能量梯级利用技术的CO2 吸附工艺开发；12 万吨/年燃煤烟气和15 万吨/年燃气烟气CO2 化学吸收示范装置的优化运行及千吨级/年烟气CO2吸

附工业验证。重点解决如下关键科学技术难题：低能耗少水吸收剂功能基团设计及其

与复杂烟气组分作用机理；高容量耐磨损吸附材料的优化构效机制及规模化可控制备；CO2 吸收/吸附过程强化技术、关键设备及其工程放大；CO2 吸收/吸附全系统能量梯

级利用及优化匹配。本项目技术路线为，首先在实验室开发新一代吸收剂/吸附材料

及规模化制备技术，研发吸收/吸附过程的强化技术、关键设备及工程放大规律；然

后通过系统集成优化，形成高效低能耗CO2 吸收/吸附工艺；最后进行CO2 吸收工艺

的工业示范和吸附工艺的工业验证。申报团队由我国长期从事CO2 吸收和吸附

技术研发的主要单位组成，包括能源清洁利用国家重点实验室、多相复杂系统国家重

点实验室、煤燃烧国家工程中心、国家能源煤炭清洁转换利用技术研发中心、教育部

超重力工程研究中心、中石化CO2 捕集与资源化利用重点实验室等。申报团队已完成了50 多个该方向的国家自然科学基金、国家973、863、支撑计划和国际合作等项目，开展了各种新型吸收剂和吸附材料的研究，并研发相应的关键设备和系统，完成了胜

利油田4 万吨/年燃煤烟气复合胺吸收剂CO2 捕集示范工程。为配合本项目实施，神

华国华已确定在锦界电厂600MW 燃煤发电机组上建设12 万吨/年CO2 吸收示范装置和千吨级/年CO2 吸附验证装置，敦华石油已确定在中石油塔河建设15 万吨/年燃气烟CO2 吸收示范装置，为本项目工程示范提供了坚实的保障。本项目预期成果是：开发

满足工业应用的相变有机胺、功能化离子液体和非水基胺等新型吸收剂及规模化制备

技术，形成基于改性塑料填料塔、超重力反应器、蒸汽直接抽提再生、热泵节能技术等的CO2 吸收新工艺，建成10 万吨级/年烟气CO2 吸收工业示范装置，实现CO2 捕集率>90%，CO2 浓度>99%，再生能耗<2.4GJ/tCO2，投资及捕集成本较传统MEA 工艺降低30%。开发满足工业应用的高效钙基、钠基和固体胺基等新型吸附材料及其规模化制

备技术，构建基于新型双流化床反应器的CO2 吸附新工艺，开展千吨级/年烟气CO2 吸附工业验证，实现CO2 捕集率>90%，CO2 浓度>95%，综合能耗<2.2GJ/tCO2，吸附材料磨损率<0.35wt.%/h，投资及捕集成本较传统MEA 工艺降低40%。申请或授权发明专利30件以上，发表高水平论文80 篇以上，培养专业技术人才及硕博士40 名以上。研究成果可应用于电力、煤化工、钢铁和油气等高排放行业的CO2 大规模捕集，为我国实现巴黎协定框架下国家自主贡献的碳减排目标提供技术支撑，具有显著的环境效益和社会效益。

（3）项目开展情况（含项目研究内容、研究方案及技术路线，研究团队分工、本人

承担任务及完成情况，存在问题与改进建议等）

本项目的研究内容包括：低能耗相变有机胺、功能化离子液体和非水基胺等少水吸收剂和新型钙基、钠基和固体胺基等高性能吸附材料的研发及其规模化制备；新型低成本塑料填料塔、超重力CO2 捕集反应器等关键设备和蒸汽直接抽提再生等过程强化技术及工程放大规律，适合大规模烟气CO2 分离的鼓泡床-输运床装置多级吸附和

再生技术及工程放大规律；结合分布式换热、级间换热、热泵等节能技术的全系统能量匹配优化的新型CO2 吸收工艺开发，基于新型吸附材料、双流化床反应器及能量梯级利用技术的CO2 吸附工艺开发；12 万吨/年燃煤烟气和15 万吨/年燃气烟气CO2 化学吸收示范装置的优化运行及千吨级/年烟气CO2吸附工业验证。重点解决如下关键

科学技术难题：低能耗少水吸收剂功能基团设计及其与复杂烟气组分作用机理；高容量耐磨损吸附材料的优化构效机制及规模化可控制备；CO2 吸收/吸附过程强化技术、关键设备及其工程放大；CO2 吸收/吸附全系统能量梯级利用及优化匹配。本项目技术路线为，首先在实验室开发新一代吸收剂/吸附材料及规模化制备技术，研发

吸收/吸附过程的强化技术、关键设备及工程放大规律；然后通过系统集成优化，形

成高效低能耗CO2 吸收/吸附工艺；最后进行CO2 吸收工艺的工业示范和吸附工艺的工业验证。申报团队由我国长期从事CO2 吸收和吸附技术研发的主要单位组成，包括能源清洁利用国家重点实验室、多相复杂系统国家重点实验室、煤燃烧国家工程中心、国家能源煤炭清洁转换利用技术研发中心、教育部超重力工程研究中心、中石化CO2 捕集与资源化利用重点实验室等。申报团队已完成了50 多个该方向的国家自然科学基金、国家973、863、支撑计划和国际合作等项目，开展了各种新型吸收剂和吸附材料的研究，并研发相应的关键设备和系统，完成了胜利油田4 万吨/年燃煤烟

气复合胺吸收剂CO2 捕集示范工程。为配合本项目实施，神华国华已确定在锦界电厂600MW 燃煤发电机组上建设12 万吨/年CO2 吸收示范装置和千吨级/年CO2 吸附验证装置，敦华石油已确定在中石油塔河建设15 万吨/年燃气烟CO2 吸收示范装置，为本项目工程示范提供了坚实的保障。本项目预期成果是：开发满足工业应用的相变有机胺、

功能化离子液体和非水基胺等新型吸收剂及规模化制备技术，形成基于改性塑料填料塔、超重力反应器、蒸汽直接抽提再生、热泵节能技术等的CO2 吸收新工艺，建成10 万吨级/年烟气CO2 吸收工业示范装置，实现CO2 捕集率>90%，CO2 浓度>99%，再生能耗<2.4GJ/tCO2，投资及捕集成本较传统MEA 工艺降低30%。开发满足工业应用的高效钙基、钠基和固体胺基等新型吸附材料及其规模化制备技术，构建基于新型双流化床

反应器的CO2 吸附新工艺，开展千吨级/年烟气CO2 吸附工业验证，实现CO2 捕集率> 90%，CO2 浓度>95%，综合能耗<2.2GJ/tCO2，吸附材料磨损率<0.35wt.%/h，投资及捕集成本较传统MEA 工艺降低40%。申请或授权发明专利30件以上，发表高水平论文

80 篇以上，培养专业技术人才及硕博士40 名以上。研究成果可应用于电力、煤化工、钢铁和油气等高排放行业的CO2 大规模捕集，为我国实现巴黎协定框架下国家自主贡献的碳减排目标提供技术支撑，具有显著的环境效益和社会效益。项目分解为5个

课题，共19个参加单位，本人主要参与项目的课题三中的子课题：低成本塑料填料塔、蒸汽直接抽提再生工艺开发及放大规律研究。一方面，主要负责浙江大学

200Nm3/h烟气CO2捕集测试平台的搭建、调试、改造工作以并参与平台上的中试实验，另一方面负责低成本塑料填料的相关研究与开发，针对现有不锈钢填料成本高昂、常

规塑料填料润湿性能不佳等主要问题，进行了相关调研，并提出了在聚丙烯中熔融共

混马来酸酐聚丙烯的亲水改性方法，在实验室完成了相关研究，并提出了一个最佳的

填料材料亲水改性配方；为进一步提高填料润湿性能，提出在填料表面构建微尺寸结

构的方法，在实验室通过丝网结构在填料表面成功构建具有超亲水特性的微表面结构，能使得材料接触角降低到10度以下；为了将实验结果推广到实际工业中，与相关单

位合作，初步生产了一批改性填料样品，同时，为了专门测试、比较与验证填料性能，在浙江大学能源工程学院搭建了DN300填料性能测试平台，对填料进行了水力学与传

质性能实验测试。进一步的，仍需对实际填料的生产线进行调整与改造，将实验室成

果合理的推进到实际工业生产中。问题与改进建议：项目时间周期较短，因而相关开发工作的进行较为紧张，为保证项目的顺利推进，新型填料的改性手段选择的比较保守，仍存在很大开发空间；国外一些先进工业产品的开发会投入大量的人力物力，其

周期远长与此，要掌握真正的核心技术，必须放弃一些短期利益，必须目光长远。

二、专业实践训练收获

（一）围绕考核评价指标体系，举例说明以下收获（不少于800字）

通过此次专业实践训练，与杭州快凯的工程师、技术人员等共同参与了浙江大学200Nm3/h烟气CO2捕集测试平台的搭建、调试与实际中试实验；同时就本人的课题方向，与杭州快凯合作，做了相关的新型塑料填料开发工作，并初步生产了一批样品；两方面工作共同推进了课题组目前进行的项目，整个实践过程收获颇丰，具体如下：知识掌握：在理论方面，学习了许多化工分离方面的知识，如亨利定律、双膜理论等化学吸收中常用的理论知识及各种CO2捕集和封存技术，并就目前工业上最具潜力的电厂烟气后胺法CO2捕集系统进行了深入研究，同时对这个系统中各种主流吸收剂的优点与缺陷进行了了解与学习，并就最为常规的乙醇胺吸收剂，对其吸收效率、解吸能耗、腐蚀性等方面参加了相关中试实验考察；在设备仪器方面，对电厂后烟气碳捕集系统有了一个全面的了解，学习了实际相关工程中塔体塔器的设计、换热器的设计与调试、级间冷却与分级流等降能耗工艺；就塑料填料开发方面，对工业上各种填料的情况进行了调研，分析了常规聚丙烯填料存在的主要问题，并对聚丙烯改性进行了相关调研，就材料本体改性而言，学习了共混改性、熔融接枝改性、溶液接枝改性等改性手段；就材料表面改性而言，学习了表面粗糙法、等离子处理法、火焰处理法、物理法、表面接枝聚合法等改性方法，并考虑到实际填料生产、工业应用等主要问题，选择并尝试了相关改性方法，成功对现有聚丙烯填料进行了亲水改性。能力提升与素质养成：在浙江大学200Nm3/h烟气CO2捕集测试平台以及DN300填料性能测试实验

塔的搭建、调试工作中，实际参与到实验平台的设计之中，学习到了相关的工业系统的设计方法，视野与格局也从实验室的小型实验装置放大到更接近实际工业运行的中试平台装置；参与了实际设备的选型、购置、安装与调试等过程，对单位采购工作、学校及单位的财务运作、工业上的基层工作等有了一些了解，也学习到一些采购经验。就新型塑料填料开发工作，实际参与到了产品开发工作之中，首先在实验室进行了相关研究工作，进了文献调研、实验设计与开展、实验数据处理分析、实验进一步改进与优化等，并将实验室结果推进到实际工业生产，整个过程下来对高校科研工作的开展有了亲身体会，并初步培养了独立自主进行科研的能力。

（二）取得成效

通过此次专业实践训练，本人与杭州快凯的工程师、技术人员等共同参与了浙江大学200Nm3/h烟气CO2捕集测试平台的搭建、调试与实际中试实验；同时就本人的

课题方向，与杭州快凯合作，做了相关的新型塑料填料开发工作，并初步生产了一批样品；两方面工作共同推进了课题组牵头、杭州快凯参与的项目，取得的主要成效如下： 1. 参与建立浙江大学200Nm3/h烟气CO2捕集中试平台，为项目的开展提供了大量实验与技术支持，如在中试平台上使用南化院MA-1吸收剂、大连理工自主开发的AEEA复合吸收剂、常规的20-30wt% MEA吸收剂等常吸收剂进行了碳捕集中试实验，

综合比较并了解各种吸收剂的最低能耗、最优工况、腐蚀与挥发等特性，为实际工业

上烟气后胺法化学吸收碳捕集工程中吸收剂的选择、改进与开发、使用工况等提供了指导。同时也为本课题组自主开发自己的吸收剂提供了大量技术支持。在中试平台上进行了级间冷却、解析塔顶部分级流、解析塔底部强制循环再生、超重力床、直接蒸汽再生等先进节能工艺的再生，测试了各种工艺的实际效果，为其在实际工程中的应用与推广提供了中试实验基础与技术指导。 2. 就目前烟气胺法捕集CO2工程系统存在的吸收塔成本过高问题，本人参与了项目中课题三的子课题：低成本塑料填料塔、蒸汽直接抽提再生工艺开发及放大规律研究。主要任务为就目前塑料填料润湿性能差导致传质性能低下的问题进行新型聚丙烯填料的开发，这恰好就是本人学位论文的选题内容，因而这部分主要工作完全契合学位论文的撰写。具体来说，在经过系列调研、实地参观、实验室尝试等系列工作后，提出了在聚丙烯中熔融共混亲水改性剂，并在填料表面构造多孔微结构的方法，成功将疏水的聚丙烯填料表面改性为超亲水表面。一方面，塑料填料改性方面相关研究较少，这为之后塑料填料的开发工作抛砖引玉，另一方面，与杭州快凯的合作使得能够将这部分实验室研究成果推向工业上，目前已经成功生产一批改性聚丙烯填料，目前正在进行测试与优化，且经过相关成本核算，相较于常规不锈钢填料吸收塔，改性塑料填料吸收塔整体投资将至少能下降30%，这

为烟气胺法碳捕集工程的工业推广具提供了有利支持。 3. 两部分工作为杭州快凯与本人所在课题组共同参与的项目提供了有力的技术支持，相关工作完全达到项目中期要求指标，本项目于2019年5月成功通过中期检查。

3.在校期间主要研究成果【含产品与样机、专利（含申请）、著作、软件著作权、论

文、标准、获奖、成果转化等】

成果名称类别 [含产品与

样机、专利（含

申请）、著作、

软件著作权、论

文、标准、获奖、

成果转化等]

发表时间/

授权或申请

时间等

刊物名称/专利授权

或申请号等

本人排

名/总人

数

本人承诺

在专业实践训练及考核报告撰写过程中，如实提供材料，严守学术道德、遵循学术规范。

签字：年月日

三、考核评价

校外合作导师(或现场导师)

评价重点对研究生项目研究开展情况、职业素养、行业知识掌握、环境和岗位适应能力、工程实践能力、团队协作能力，以及通过技术应用创新、成果转化、解决工程实际问题等取得的经济和社会效益等方面的评价：

校外合作导师（或现场导师）签字：年月日

校内导师

评价重点对研究生科学素质、基础及专业知识掌握、技术应用创新能力、取得的研究成果、项目研究与学位论文撰写的相关程度等方面的评价：

校内导师签字：年月日

实践单位过程考核

意见实际实践开始时间：年月日实际实践结束时间：年月日专业实践训练累计天数：其中项目研究天数：

实践单位过程考核结果：□优秀□良好□合格□不合格分管领导签字（公章）：年月日

最终考核结果审核

备案考核总成绩（由现场答辩考核成绩90%+单位过程考核成绩10%组成）：

是否重修：□是□否

教学管理部（或相关分院）负责人签字（公章）：年月日

四、相关支撑材料

在校期间主要研究成果【含产品与样机、专利（含申请）、著作、软件著作权、论文、标准、获奖、成果转化等】证明材料原件

扫描件，具体提交要求如下：

1.产品与样机扫描件包含企业证明材料（含产品与样机功能及

创新性介绍、社会经济效益、个人贡献说明及相关照片等）。

2.授权专利扫描件包含专利证书授权页；未授权专利扫描件包

含专利受理书扫描件和专利请求书扫描件。

3.著作扫描件包含封面、封底和版权页。

4.软件著作权扫描件包含著作权证书和登记申请表。

5.论文扫描件包含封面、封底、目录和论文全文（含收录证明）。

6.标准扫描件包含封面、版权页、发布公告、前言和目次。

7.获奖扫描件包含显示单位和个人排名的获奖证书。

8.成果转化扫描件包含企业证明材料（含成果技术说明、社会

经济效益、个人贡献说明及相关照片等）。