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2016重大儀器專項(xiàng)之“工業(yè)過程在線分析儀器”項(xiàng)
作者:人氣:發(fā)表時(shí)間:2022/2/8
2016年11月7日,國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)“工業(yè)過程在線分析檢測(cè)儀器開發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)在北京鐵道大廈順利召開。中國鋼鐵科技集團(tuán)有限公司王海舟院士、科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心先進(jìn)制造處劉進(jìn)長(zhǎng)處長(zhǎng)、國家科技風(fēng)險(xiǎn)開發(fā)事業(yè)中心溫強(qiáng)處長(zhǎng)以及責(zé)任專家機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所歐陽勁松所長(zhǎng)、鋼鐵研究總院沈?qū)W靜主任、中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)史文方主任、機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所石鎮(zhèn)山副所長(zhǎng)、北京科技大學(xué)科研處劉杰民處長(zhǎng)、中科院生態(tài)中心蔡亞岐研究員、中國分析測(cè)試協(xié)會(huì)汪正范研究員、北京華京會(huì)計(jì)事務(wù)所責(zé)任公司吳丙智主任會(huì)計(jì)師、中科院沈陽自動(dòng)化研究所于海斌所長(zhǎng)、北京礦冶研究總院戰(zhàn)凱副院長(zhǎng)等專家以及此專項(xiàng)各參與單位代表參加了此次啟動(dòng)會(huì)。
劉進(jìn)長(zhǎng)處長(zhǎng)在講話中指出:“工業(yè)過程在線儀器研發(fā)是此批重大儀器專項(xiàng)中唯一同時(shí)支持兩個(gè)項(xiàng)目的方向,并且此方向與國家倡導(dǎo)的‘中國制造2025’政策相符合。與十二五相比,十三五重大儀器專項(xiàng)的一大特點(diǎn)是,專用儀器將成為重點(diǎn)支持方向。希望各參與單位積極發(fā)揮創(chuàng)造力,做好產(chǎn)業(yè)化工作,真正將儀器做成商業(yè)化產(chǎn)品。而且十三五重大儀器專項(xiàng)與十二五相比,有一個(gè)明顯的區(qū)別,即在中期檢查之前,國撥經(jīng)費(fèi)只會(huì)下發(fā)20%,并且要求自籌經(jīng)費(fèi)使用比例達(dá)到75%以上,希望各參與單位積極發(fā)揮企業(yè)自身的力量,真正將國撥資金用到實(shí)處!
此重大儀器開發(fā)專項(xiàng)的牽頭單位為北京礦冶研究總院,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為于海斌研究員,參加單位包括中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所、天津大學(xué)、北京化工大學(xué)、上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司、聚光科技(杭州)股份有限公司、云南磷化集團(tuán)有限公司、遼寧忠旺集團(tuán)有限公司。
于海斌所長(zhǎng)對(duì)此專項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹:“工業(yè)過程在線分析檢測(cè)技術(shù)是流程工業(yè)節(jié)能減排、提高產(chǎn)品質(zhì)量的迫切所需。目前中國在線分析儀器的市場(chǎng)規(guī)模以超過15%的比例增長(zhǎng),2015年估計(jì)可達(dá)82億,但進(jìn)口設(shè)備占領(lǐng)了中高端市場(chǎng),國外產(chǎn)品處于壟斷地位。目前工業(yè)過程產(chǎn)物在線分析技術(shù)主要包括氣相色譜、近紅外、核磁、拉曼、質(zhì)譜、激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)等,分別適合于不同的領(lǐng)域和范圍。本項(xiàng)目選取了近紅外、質(zhì)譜、LIBS這三類分析儀器,幾乎可以覆蓋石油、化工、制藥、能源、冶金、礦產(chǎn)、有色等流程工業(yè),具有廣泛的產(chǎn)業(yè)化前景。”
具體來說,此專項(xiàng)的主要任務(wù)包括LIBS儀器研發(fā)及其在磷礦浮選和鋁合金熔煉行業(yè)的示范應(yīng)用、在線質(zhì)譜儀器的開發(fā)及其在甲醇生產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用、在線液晶近紅外分析儀和在線質(zhì)譜儀研發(fā)及其在乙烯生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。此專項(xiàng)的一大亮點(diǎn)為重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)業(yè)化,研發(fā)的不僅僅是一臺(tái)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良的儀器,重要的是一臺(tái)能與工業(yè)自動(dòng)化控制相融合的儀器,能幫助企業(yè)節(jié)能減排、提高生產(chǎn)效率的儀器,能長(zhǎng)期穩(wěn)定在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境運(yùn)行的儀器,為實(shí)現(xiàn)中國制造2025添磚加瓦。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,此專項(xiàng)將進(jìn)行以下創(chuàng)新:一、以LCTF做為色散元件的液晶在線近紅外分析儀為國際首創(chuàng);提出儀器間光差異校正方法,解決近紅外分析技術(shù)模型不能共享的科學(xué)難題;二、采用離子過濾自適應(yīng)技術(shù),解決過程質(zhì)譜分析儀長(zhǎng)期運(yùn)行信噪比降低的關(guān)鍵問題;三、提出基于等離子體圖像反饋的光譜強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化方法,突破LIBS在線分析信號(hào)穩(wěn)定性差的應(yīng)用瓶頸問題;四、在甲醇生產(chǎn)、磷礦浮選等多個(gè)領(lǐng)域突破在線監(jiān)測(cè)的應(yīng)用空白。
王海舟院士在點(diǎn)評(píng)中強(qiáng)調(diào),要實(shí)現(xiàn)流程工業(yè)的精準(zhǔn)制造,就要實(shí)現(xiàn)全流程、無盲點(diǎn)、全閉環(huán)監(jiān)控,以達(dá)到物質(zhì)流、能量流、信息流的三流合一。在十二五重大儀器專項(xiàng)中,我們重點(diǎn)關(guān)注的是通用儀器,認(rèn)為專用儀器不是開發(fā)重點(diǎn),開發(fā)難度也相對(duì)較小。但現(xiàn)在,國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要大量在線的、過程的、工業(yè)用儀器,并且由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性,專用儀器的開發(fā)難度并不比通用儀器小。不同的工業(yè)流程對(duì)儀器的需求不一樣,要到生產(chǎn)第一線去了解用戶需求,根據(jù)特定流程進(jìn)行研發(fā),同時(shí)也要多考察幾個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),考慮不同流程之間的通用性。
歐陽勁松所長(zhǎng)強(qiáng)調(diào),此專項(xiàng)面向的是應(yīng)用,所以一定要使項(xiàng)目落地。面向應(yīng)用的儀器都需要有環(huán)境適應(yīng)性要求,儀器指標(biāo)絕對(duì)不是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下可達(dá)到的指標(biāo),而應(yīng)該是在實(shí)際條件下,如一定的溫度濕度范圍、電磁場(chǎng)環(huán)境下可達(dá)到的指標(biāo)。另外,儀器指標(biāo)的鑒定、檢測(cè)方法也很重要,在儀器開發(fā)之前,就要調(diào)研好現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)體系,看是否有相關(guān)的儀器標(biāo)準(zhǔn),無論是行業(yè)、國家或者是國際標(biāo)準(zhǔn),或者需要制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),以保證儀器的可復(fù)制、可驗(yàn)證。
劉進(jìn)長(zhǎng)處長(zhǎng)在講話中指出:“工業(yè)過程在線儀器研發(fā)是此批重大儀器專項(xiàng)中唯一同時(shí)支持兩個(gè)項(xiàng)目的方向,并且此方向與國家倡導(dǎo)的‘中國制造2025’政策相符合。與十二五相比,十三五重大儀器專項(xiàng)的一大特點(diǎn)是,專用儀器將成為重點(diǎn)支持方向。希望各參與單位積極發(fā)揮創(chuàng)造力,做好產(chǎn)業(yè)化工作,真正將儀器做成商業(yè)化產(chǎn)品。而且十三五重大儀器專項(xiàng)與十二五相比,有一個(gè)明顯的區(qū)別,即在中期檢查之前,國撥經(jīng)費(fèi)只會(huì)下發(fā)20%,并且要求自籌經(jīng)費(fèi)使用比例達(dá)到75%以上,希望各參與單位積極發(fā)揮企業(yè)自身的力量,真正將國撥資金用到實(shí)處!
此重大儀器開發(fā)專項(xiàng)的牽頭單位為北京礦冶研究總院,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為于海斌研究員,參加單位包括中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所、天津大學(xué)、北京化工大學(xué)、上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司、聚光科技(杭州)股份有限公司、云南磷化集團(tuán)有限公司、遼寧忠旺集團(tuán)有限公司。
于海斌所長(zhǎng)對(duì)此專項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹:“工業(yè)過程在線分析檢測(cè)技術(shù)是流程工業(yè)節(jié)能減排、提高產(chǎn)品質(zhì)量的迫切所需。目前中國在線分析儀器的市場(chǎng)規(guī)模以超過15%的比例增長(zhǎng),2015年估計(jì)可達(dá)82億,但進(jìn)口設(shè)備占領(lǐng)了中高端市場(chǎng),國外產(chǎn)品處于壟斷地位。目前工業(yè)過程產(chǎn)物在線分析技術(shù)主要包括氣相色譜、近紅外、核磁、拉曼、質(zhì)譜、激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)等,分別適合于不同的領(lǐng)域和范圍。本項(xiàng)目選取了近紅外、質(zhì)譜、LIBS這三類分析儀器,幾乎可以覆蓋石油、化工、制藥、能源、冶金、礦產(chǎn)、有色等流程工業(yè),具有廣泛的產(chǎn)業(yè)化前景。”
具體來說,此專項(xiàng)的主要任務(wù)包括LIBS儀器研發(fā)及其在磷礦浮選和鋁合金熔煉行業(yè)的示范應(yīng)用、在線質(zhì)譜儀器的開發(fā)及其在甲醇生產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用、在線液晶近紅外分析儀和在線質(zhì)譜儀研發(fā)及其在乙烯生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。此專項(xiàng)的一大亮點(diǎn)為重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)業(yè)化,研發(fā)的不僅僅是一臺(tái)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良的儀器,重要的是一臺(tái)能與工業(yè)自動(dòng)化控制相融合的儀器,能幫助企業(yè)節(jié)能減排、提高生產(chǎn)效率的儀器,能長(zhǎng)期穩(wěn)定在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境運(yùn)行的儀器,為實(shí)現(xiàn)中國制造2025添磚加瓦。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,此專項(xiàng)將進(jìn)行以下創(chuàng)新:一、以LCTF做為色散元件的液晶在線近紅外分析儀為國際首創(chuàng);提出儀器間光差異校正方法,解決近紅外分析技術(shù)模型不能共享的科學(xué)難題;二、采用離子過濾自適應(yīng)技術(shù),解決過程質(zhì)譜分析儀長(zhǎng)期運(yùn)行信噪比降低的關(guān)鍵問題;三、提出基于等離子體圖像反饋的光譜強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化方法,突破LIBS在線分析信號(hào)穩(wěn)定性差的應(yīng)用瓶頸問題;四、在甲醇生產(chǎn)、磷礦浮選等多個(gè)領(lǐng)域突破在線監(jiān)測(cè)的應(yīng)用空白。
王海舟院士在點(diǎn)評(píng)中強(qiáng)調(diào),要實(shí)現(xiàn)流程工業(yè)的精準(zhǔn)制造,就要實(shí)現(xiàn)全流程、無盲點(diǎn)、全閉環(huán)監(jiān)控,以達(dá)到物質(zhì)流、能量流、信息流的三流合一。在十二五重大儀器專項(xiàng)中,我們重點(diǎn)關(guān)注的是通用儀器,認(rèn)為專用儀器不是開發(fā)重點(diǎn),開發(fā)難度也相對(duì)較小。但現(xiàn)在,國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要大量在線的、過程的、工業(yè)用儀器,并且由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性,專用儀器的開發(fā)難度并不比通用儀器小。不同的工業(yè)流程對(duì)儀器的需求不一樣,要到生產(chǎn)第一線去了解用戶需求,根據(jù)特定流程進(jìn)行研發(fā),同時(shí)也要多考察幾個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),考慮不同流程之間的通用性。
歐陽勁松所長(zhǎng)強(qiáng)調(diào),此專項(xiàng)面向的是應(yīng)用,所以一定要使項(xiàng)目落地。面向應(yīng)用的儀器都需要有環(huán)境適應(yīng)性要求,儀器指標(biāo)絕對(duì)不是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下可達(dá)到的指標(biāo),而應(yīng)該是在實(shí)際條件下,如一定的溫度濕度范圍、電磁場(chǎng)環(huán)境下可達(dá)到的指標(biāo)。另外,儀器指標(biāo)的鑒定、檢測(cè)方法也很重要,在儀器開發(fā)之前,就要調(diào)研好現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)體系,看是否有相關(guān)的儀器標(biāo)準(zhǔn),無論是行業(yè)、國家或者是國際標(biāo)準(zhǔn),或者需要制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),以保證儀器的可復(fù)制、可驗(yàn)證。