北京北大先鋒科技有限公司是國內(nèi)最早從事變壓吸附技術(shù)和成套裝置，以及吸附劑和催化劑的研究開發(fā)與生產(chǎn) 銷售的供應商之一，是北京大學直屬的高新技術(shù)企業(yè)，擁有獨立自主的變壓吸附制氧技術(shù)、變壓吸附分離一氧化碳技術(shù)、變壓吸附制氫技術(shù)，為鋼鐵、化工、有色、 玻璃玻纖、造紙等行業(yè)建設(shè)了上百套大中型變壓吸附設(shè)備，其中包括世界上第一套電石爐尾氣提純一氧化碳裝置、世界上第一套高爐煤氣提純一氧化碳裝置，國內(nèi)規(guī) 模最大的變壓吸附制氧裝置等代表世界先進變壓吸附水平的優(yōu)秀工程業(yè)績，為推動我國變壓吸附氣體分離行業(yè)積極創(chuàng)新與整體進步做出了尤為突出的貢獻。

    北大先鋒站在我國變壓吸附技術(shù)的制高點，成功解決了一氧化碳與氮氣分離的世界性難題，建設(shè)了電石尾氣、高爐煤氣分離提純一氧化碳工業(yè)裝置， 填補了國內(nèi)工業(yè)尾氣高附加值利用的空白，并在工業(yè)尾氣高效利用的道路上堅持不懈、積極探索，致力于將這項獨有技術(shù)在多個工業(yè)領(lǐng)域推廣應用，為用戶企業(yè)贏得 顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

    科研成果孕育技術(shù)企業(yè)

    2014年10月，北大先鋒公司成立即將滿十五周年。對于根基深厚的世界強企而言，十五年只是企業(yè)發(fā)展進程的某一階段；但是，對北大先鋒公 司而言，這十五年濃縮了企業(yè)從成立到轉(zhuǎn)型、從技術(shù)研發(fā)到成果轉(zhuǎn)化、從站穩(wěn)腳跟到邁向世界的發(fā)展巨變。北大先鋒走過的15年，也正是中國變壓吸附行業(yè)迅速發(fā) 展的關(guān)鍵時期。

    上世紀80年代，北京大學化學院謝有暢教授開發(fā)出對一氧化碳分子有很高吸附容量的高效銅系CO吸附劑——PU-1，以及高效鋰基制氧吸附劑 ——PU-8。盡管在當時，國際間的信息交流不夠暢通，但是吸附劑以其優(yōu)異的性能在世界范圍內(nèi)引起了極大反響，高效銅系CO吸附劑、制氧吸附劑被業(yè)內(nèi)專家 認為是目前世界上同類產(chǎn)品中性能最好的吸附劑，獲得了國內(nèi)外發(fā)明專利。

    為了將這些具有優(yōu)異性能的吸附劑產(chǎn)品推廣應用到化工、鋼鐵、有色等工業(yè)生產(chǎn)中去，1999年北京大學出資組建了北京北大先鋒科技有限公司， 并且吸收了成功開發(fā)PU-1、PU-8吸附劑的研發(fā)小組作為北大先鋒公司的研發(fā)團隊和創(chuàng)業(yè)團隊，不斷改進和完善吸附劑產(chǎn)品。北大先鋒通過反復實驗，提高了 吸附劑性能和機械強度，增強耐硫性、抗腐蝕性，確保吸附劑使用壽命長達10年以上，在產(chǎn)品質(zhì)量的把控上做到精益求精。即便性能指標處于世界領(lǐng)先水平，北大 先鋒的吸附劑價格卻遠比國外進口的吸附劑便宜很多，未來的市場空間可見一斑。

    向成套設(shè)備供應商的成功轉(zhuǎn)型

    唐偉總經(jīng)理介紹，北大先鋒創(chuàng)立之初主要是以研發(fā)、生產(chǎn)、銷售高效吸附劑為核心業(yè)務。上世紀90年代國內(nèi)的變壓吸附技術(shù)正處于起步階段，工藝 流程還不夠成熟與完備，盡管北大先鋒的吸附劑性能參數(shù)在國內(nèi)市場上具有明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢，北大先鋒的鋰基制氧吸附劑、高效CO吸附劑與當時變壓吸附技術(shù)條件 仍需要一段時間的磨合，技術(shù)優(yōu)勢無法充分顯現(xiàn)。

    我國首次實現(xiàn)變壓吸附氣體分離技術(shù)的工業(yè)化應用是在1982年，用于H2的分離提純。隨著技術(shù)的不斷更新，又逐步實現(xiàn)了變壓吸附提純 CO2、CH4、CO、O2、N2、C2H4等多種氣體，每小時產(chǎn)氣規(guī)模從幾立方米到數(shù)萬立方米不等，滿足不同場合的需要。變壓吸附技術(shù)與市場現(xiàn)有的幾種 氣體分離提純方式相比，具有電耗低、投資小、操作方便靈活等優(yōu)勢，很快受到企業(yè)的青睞，促使我國變壓吸附專家在這個領(lǐng)域逐漸活躍起來，北大先鋒首當其沖地 加入了變壓吸附技術(shù)研發(fā)的陣地。

    2001年，北大先鋒公司審時度勢，在承接業(yè)務方面做出了重大改變，不再以研發(fā)和銷售單一的吸附劑產(chǎn)品為主營業(yè)務，而是轉(zhuǎn)向變壓吸附成套工 程技術(shù)的研發(fā)、制造。北大先鋒瞄準自身優(yōu)勢，以吸附劑為核心，開發(fā)了獨有的變壓吸附氣體分離O2、CO成套工藝，獨立建設(shè)完成了第一套變壓吸附空分制氧裝 置并成功投產(chǎn)。同年，江蘇丹化集團經(jīng)多次考察走訪，研究對比多種工藝后，最終選擇了與北大先鋒簽訂半水煤氣PSA-CO裝置供貨合同，設(shè)計產(chǎn)量為1700 標方/小時。這個項目是北大先鋒建設(shè)的第一套分離CO工業(yè)裝置，也是當時國內(nèi)規(guī)模最大的變壓吸附分離CO裝置。

    這是北大先鋒調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略關(guān)鍵性的一年，隨后公司變壓吸附氣體分離工程業(yè)務進一步打開局面，在冶金、化工等領(lǐng)域積累了一定的業(yè)績。

    唐偉回憶說，2005年是北大先鋒公司發(fā)展史上的重要分水嶺，北大先鋒完成了第一個“五年計劃”的挑戰(zhàn)，同時也獲得了全新的市場機遇。這一 年，公司扭虧為盈，承接項目總數(shù)達15個，簽訂合同總額突破1億元。2006年，公司變壓吸附提純CO技術(shù)獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎，變壓吸附制氧技術(shù)獲得 教育部科學技術(shù)進步一等獎，這些技術(shù)成果為北大先鋒開拓新的應用領(lǐng)域奠定了良好的基礎(chǔ)。

    2010年，北大先鋒出口到非洲贊比亞的8000標方/小時的VPSA制氧裝置是我國出口規(guī)模最大的變壓吸附制氧裝置，用于富氧煉銅。由于 裝置運行情況良好，氧收率、純氧電耗等各項指標均達到用戶預期，售前、售中、售后服務體系完備，受到用戶的頻頻贊許，隨后，業(yè)主方順利地與北大先鋒簽訂了 第二套同等規(guī)模的制氧裝置，并于2013年投產(chǎn)。多年來對產(chǎn)品質(zhì)量與服務的高標準、嚴要求塑造了北大先鋒細致嚴謹、專注品質(zhì)的企業(yè)文化，事實證明，北大先 鋒以領(lǐng)先技術(shù)為核心，以全面服務為保障，穩(wěn)扎穩(wěn)打，建立了持久的客戶忠誠度——與贊比亞項目一樣，很多客戶在開展二期、三期項目時選擇了與北大先鋒再度合 作。

    截止2014年二季度，北大先鋒總計建設(shè)超過200套大中型變壓吸附工業(yè)裝置，用戶涉及冶金、化工、煤化工、水泥、造紙、玻璃玻纖等多個領(lǐng) 域。目前，北大先鋒每年對外承接并實施的項目數(shù)逾20個，對內(nèi)進行的工程技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)所涉及的方案優(yōu)化、技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新等項目數(shù)達40多個，公司承 接大項目、多項目的能力隨著業(yè)務擴張得到持續(xù)提升，技術(shù)與服務獲得了用戶的高度認可，已成為集產(chǎn)品技術(shù)、設(shè)計咨詢、方案優(yōu)化、售后服務于一體的變壓吸附技 術(shù)整體解決方案供應商。

    北大先鋒創(chuàng)業(yè)團隊將百年北大的精神融入到企業(yè)經(jīng)營當中，帶領(lǐng)著先鋒人開辟市場，兢兢業(yè)業(yè)。品質(zhì)專業(yè)、誠信務實、客戶為先的經(jīng)營作風早已深入 人心。短短幾年時間，北大先鋒品牌猶如一面色彩鮮明的旗幟，穩(wěn)穩(wěn)地扎根在中國氣體領(lǐng)域這片深厚的土壤里，引領(lǐng)著變壓吸附先進技術(shù)前進的方向。

    從無到有：高爐煤氣“變”天然氣

    近幾年來，我國鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能嚴重過剩，鋼廠盈利水平持續(xù)低迷，能源資源的緊缺與約束日漸增強。隨著一系列節(jié)能減排政策的發(fā)布、標準規(guī)范的完 善及實施，鋼鐵企業(yè)將面臨能源消費強度、能源消費總量以及更嚴格能效標準多重考核的挑戰(zhàn)。這就決定了鋼鐵企業(yè)必須考慮從提高能源利用率的角度出發(fā)，形成符 合企業(yè)未來發(fā)展需要的生產(chǎn)模式，走可持續(xù)性發(fā)展的新型工業(yè)化道路。

    2013年，北大先鋒在工業(yè)尾氣提純一氧化碳技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破，其中之一就是高爐煤氣提純項目的成功運行。

    鋼鐵廠“三氣”（高爐氣、轉(zhuǎn)爐氣、焦爐氣）中，以高爐煤氣量最大，但進行有效利用的難度也最大。這主要是因為高爐煤氣中N2含量高達50% 以上，而CO和N2沸點相近，從高爐煤氣中有效分離CO是一個世界性難題。只要攻克了這一技術(shù)難關(guān)，鋼鐵廠對高爐氣利用的局限性就能徹底打破。例如，鋼鐵 廠可將富集的CO氣體用來高效率燃燒，或者用作高爐煉鐵的還原氣，可大幅度減少碳排放。此外，還可將CO富集到99%以上，作為化工合成的原料氣，為企業(yè) 創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。

    北大先鋒根據(jù)高爐煤氣的組分及特點，開發(fā)了具有針對性的高爐煤氣提純工藝。這項世界唯一的高爐氣分離CO技術(shù)，是以北大先鋒成熟領(lǐng)先的變壓吸附分離CO技術(shù)為核心，早期已奠定了充分的理論基礎(chǔ)，經(jīng)過這十多年實戰(zhàn)工程的考驗，順利實現(xiàn)了工業(yè)化應用。

    華菱衡陽鋼管有限公司（以下稱“衡鋼”）高爐煤氣提純CO項目一期裝置自2013年6月正式投產(chǎn)以來，運行狀況良好，取得了超預期的成效。 2014年2月，項目二期裝置也相繼完工并成功投用。該項目采用了北大先鋒的變壓吸附分離CO技術(shù)，兩期工程合計從高爐煤氣中提純CO產(chǎn)品17500標方 /小時，將原有的高爐煤氣（CO～25%）提純?yōu)楹?0%CO的提純氣，高爐煤氣的熱值從原來的750千卡/立方米直接提升至2100千卡/立方米，用于 替代天然氣燃燒。

    根據(jù)衡鋼提供的實際開工數(shù)據(jù)，CO的收率達到了96%以上，在同等電耗條件下，這一指標達已到了國際領(lǐng)先水平。這標志著我國成為國際上少有 的完全掌握高爐煤氣提純CO技術(shù)并實現(xiàn)工業(yè)成果轉(zhuǎn)化的國家。衡鋼項目負責人透露，高爐煤氣提純CO項目每年可節(jié)約標準煤4萬多噸，年直接創(chuàng)收可達4500 萬元以上。

    此外，由于CO提純氣中N2含量減少，采用提純氣燃燒后的煙氣與原來高爐煤氣和天然氣的混合氣燃燒后的煙氣相比，煙氣量大幅度減少，提高了各工業(yè)爐內(nèi)的輻射換熱效果，節(jié)能降耗優(yōu)勢更為明顯。

    衡鋼副總經(jīng)理劉光穆介紹，高爐煤氣提純技術(shù)具有較高的行業(yè)推廣價值，對實現(xiàn)高爐煤氣零排放、大幅提高能源綜合利用率、降低碳排放具有重要意 義，將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。該項目得到了國家、省、市相關(guān)部門的支持和肯定，已經(jīng)獲得了國家新型工業(yè)化振興計劃資金942萬元的獎勵，同時獲批 國家清潔能源基金給予的3000萬元低息貸款。

    截止2014年4月，鋼鐵行業(yè)僅完成“十二五”節(jié)能目標進度的59%，離目標相去甚遠。專業(yè)人士表示，政府或?qū)⒓哟筘熈P力度，嚴格控制鋼廠 碳排放。環(huán)保不達標的企業(yè)要限期治理整改，治理后仍不達標的將進入淘汰目錄。我們有理由相信，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，建立綠色鋼鐵廠，不斷發(fā)展高新技術(shù)，減少排碳 放量，將成為鋼鐵企業(yè)的重大課題。

    開創(chuàng)電石尾氣制乙二醇的先河

    電石爐尾氣是我國工業(yè)尾氣中利用率較低、排放量較大的一類排放氣，而本身卻含有豐富的CO資源，與高爐煤氣一樣具有相當大的挖掘潛力。電石 爐尾氣中含CO約70%-90%，是業(yè)內(nèi)人士公認的一種極為寶貴的資源。電石企業(yè)之所以遲遲沒有找到合理的利用方式，是由于其組份復雜，凈化提純難度很 大，導致凈化成本過高，壓縮了利潤空間，加重企業(yè)經(jīng)營壓力。

    北大先鋒近幾年對電石行業(yè)的發(fā)展始終保持密切關(guān)注，尤其是在電石尾氣回收利用上，致力于依靠專有技術(shù)為電石企業(yè)提供、設(shè)計電石尾氣綜合利用 整體解決方案。北大先鋒利用同樣的原理，即變壓吸附分離CO技術(shù)能高效分離N2和CO，針對電石尾氣的組分和特征，形成了獨有的電石爐尾氣分離提純CO工 藝，很快便在工業(yè)應用中推廣開來。

    2013年初，北大先鋒為新疆天業(yè)集團建設(shè)的電石爐尾氣提純CO一期工程投產(chǎn)，產(chǎn)品氣CO作為合成乙二醇的原料氣。根據(jù)天業(yè)集團網(wǎng)站公布的 消息，使用電石爐尾氣提純氣生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品純度超過國標優(yōu)等品標準，這一消息對電石行業(yè)發(fā)展意義重大，極大程度上開拓了電石尾氣高附加值利用的途徑。高 純度的CO是煤制甲醇、煤制乙二醇等新型煤化工的重要原料，采用變壓吸附分離CO技術(shù)實現(xiàn)直接對電石尾氣的回收利用，一來可以節(jié)省造氣費用，降低乙二醇的 單位成本，二來將尾氣中的碳源轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品，可大幅減少碳排放，有利于電石企業(yè)減輕環(huán)保壓力。

    隨著一期工程的順利開展，北大先鋒與新疆天業(yè)現(xiàn)階段正在著手建設(shè)電石爐尾氣合成20萬噸/年乙二醇、17萬噸/年1,4丁二醇項目，預計將 于今年底投產(chǎn)。為了保證向下游化工產(chǎn)品供給高純度的CO、H2原料，北大先鋒承建的電石爐尾氣提純CO裝置每小時生產(chǎn)CO產(chǎn)品24000標方/小時，純度 達99.5%以上；H2產(chǎn)品86000標方/小時，純度達99.9%以上。

    這套電石爐尾氣提純CO裝置將刷新國內(nèi)變壓吸附提純CO裝置的最大規(guī)模記錄，也將成為目前全世界規(guī)模最大的變壓吸附提純CO裝置；此外，該 項目中電石爐尾氣、甲醇弛放氣制氫裝置分別是相應領(lǐng)域內(nèi)國內(nèi)規(guī)模最大的PSA-H2裝置之一。項目的成功簽約再次有力證明了北大先鋒變壓吸附制氫技術(shù)和 CO分離技術(shù)的成熟、可靠。

    現(xiàn)場供氣為業(yè)績增長續(xù)航

    全面開展現(xiàn)場供氣業(yè)務是北大先鋒近年來調(diào)整戰(zhàn)略部署的一項重點內(nèi)容?，F(xiàn)場供氣是通過在用戶場地投資建設(shè)變壓吸附裝置，向使用單位提供氣體產(chǎn) 品的生產(chǎn)和供應模式。與傳統(tǒng)的采購設(shè)備模式相比，現(xiàn)場供氣可減少用戶企業(yè)一次性投入，將設(shè)備投資轉(zhuǎn)化為對氣體產(chǎn)品的消費；而采購設(shè)備則能最大限度地保障企 業(yè)長期利益，從長遠看，設(shè)備投資成本將小于購氣成本。這就需要企業(yè)根據(jù)自身條件與長期規(guī)劃，選擇相應的模式，從而實現(xiàn)利潤最大化。

    自供氣業(yè)務開啟以來，北大先鋒取得了一系列成績。截止2014年，北大先鋒已承接了四川玻纖集團、江蘇九鼎、福州耀隆化工等5個現(xiàn)場供氣項 目，氣體產(chǎn)品應用于多個基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域。在工業(yè)增長受到環(huán)境制約的條件下，成套設(shè)備與供氣業(yè)務齊頭并進，促進服務形式多樣化，廣泛開拓市場，提供不同用戶類 型的技術(shù)解決方案，形成強有力的市場競爭力。隨著供氣業(yè)務量的穩(wěn)定增長，北大先鋒將持續(xù)完善供氣模式下的技術(shù)創(chuàng)新與服務，力求進一步降低單位產(chǎn)品的成本， 擴大市場領(lǐng)先優(yōu)勢，確保為用戶提供穩(wěn)定、廉價的工業(yè)氣體。

    未來，將創(chuàng)新進行到底

    回顧歷史，北大先鋒從科技創(chuàng)新的成果中應運而生，因此，技術(shù)創(chuàng)新是公司的立業(yè)之本。在這十多年的快速發(fā)展時期，公司核心業(yè)務已占據(jù)了絕大部 分市場份額，這不僅得益于北大先鋒具有世界先進水平的變壓吸附制氧、分離一氧化碳和制氫等核心技術(shù)，還取決于北大先鋒通過堅持創(chuàng)新，在工業(yè)尾氣利用領(lǐng)域不 懈鉆研，為我國節(jié)能減排事業(yè)不斷嘗試新方法，最終為高爐煤氣、電石爐尾氣的高效利用交出了滿意的答卷，成為世界上唯一掌握高爐煤氣、電石尾氣提純CO技術(shù) 并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的氣體分離設(shè)備供應商。

    不僅如此，北大先鋒正在積極研發(fā)黃磷尾氣提純CO工藝，近期已取得了實質(zhì)性進展。我國黃磷產(chǎn)量、出口量位居世界第一，而每生產(chǎn)1噸黃磷就副 產(chǎn)尾氣2500-3000標方。黃磷尾氣中CO含量高達85～95%，具有很高的工業(yè)應用價值，但尾氣中同時存在硫、磷、氟及其氫化物等雜質(zhì)組分，導致凈 化難度大，絕大多數(shù)黃磷企業(yè)目前僅限于對尾氣的初級利用，甚至直接放空，既浪費了寶貴資源，又造成了嚴重的環(huán)境污染。

    黃磷尾氣凈化的主要技術(shù)難點在于脫除硫和磷，找到一種經(jīng)濟可行、技術(shù)可靠的凈化技術(shù)是解決黃磷尾氣利用難題的關(guān)鍵。北大先鋒很早就開始關(guān)注 我國黃磷尾氣利用問題，成立了專門的黃磷尾氣提純科研項目組，成功開發(fā)新型的連續(xù)脫磷催化劑，形成專有的黃磷尾氣連續(xù)脫磷技術(shù)，并結(jié)合已有的變壓吸附分離 CO技術(shù)，最終實現(xiàn)了黃磷尾氣提純CO成套技術(shù)，使得提純后的氣體總磷含量小于1毫克/立方米。CO產(chǎn)品可用于燃燒發(fā)電，還可用于合成化工產(chǎn)品，資源化利 用程度大大提高。目前，北大先鋒運用該項技術(shù)在黃磷廠建設(shè)的中試裝置，運行平穩(wěn)，各項指標均達到設(shè)計要求，取得了積極成果。

    北大先鋒再一次用事實證明了企業(yè)價值觀引導下的創(chuàng)新精神并非空喊，而是不斷推動北大先鋒攻克難關(guān)，完成技術(shù)革命的強大動力。

    技術(shù)創(chuàng)新成就了北大先鋒在我國氣體分離領(lǐng)域的領(lǐng)航者地位。隨著市場經(jīng)濟體制改革的不斷深化，市場環(huán)境日趨復雜，新產(chǎn)品和新技術(shù)、新的經(jīng)營理 念和管理思想層出不窮，這是基于競爭和生存的壓力以及發(fā)展的需要而導致的必然結(jié)果，只有通過思維創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、體制創(chuàng)新才能保障企業(yè)在殘酷的市場競爭中 生存與發(fā)展，才能在發(fā)展中充滿活力與生機。因此，在中國經(jīng)濟增速明顯放緩，工業(yè)品需求整體下滑的市場環(huán)境下，穩(wěn)定可靠、工藝先進的氣體分離技術(shù)在鋼鐵、有 色、化工等應用領(lǐng)域已經(jīng)顯現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，不符合市場需求的落后裝備和技術(shù)將逐漸被淘汰。

    未來，北大先鋒不僅重視技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新，還將創(chuàng)新活力貫穿落實到企業(yè)經(jīng)營的各個環(huán)節(jié)，不斷向全體員工強化創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，增強企業(yè)綜合實力。帶動我國變壓吸附行業(yè)整體技術(shù)水平的提升，保持國內(nèi)領(lǐng)先水平和國際先進水平的同時，逐步邁向國際領(lǐng)先水平。