北京北大先鋒科技有限公司是國內最早從事變壓吸附技術和成套裝置，以及吸附劑和催化劑的研究開發與生產 銷售的供應商之一，是北京大學直屬的高新技術企業，擁有獨立自主的變壓吸附制氧技術、變壓吸附分離一氧化碳技術、變壓吸附制氫技術，為鋼鐵、化工、有色、 玻璃玻纖、造紙等行業建設了上百套大中型變壓吸附設備，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，國內規 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秀工程業績，為推動我國變壓吸附氣體分離行業積極創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，建設了電石尾氣、高爐煤氣分離提純一氧化碳工業裝置， 填補了國內工業尾氣高附加值利用的空白，并在工業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在多個工業領域推廣應用，為用戶企業贏得 顯著的經濟效益和環保效益。

    科研成果孕育技術企業

    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，十五年只是企業發展進程的某一階段；但是，對北大先鋒公 司而言，這十五年濃縮了企業從成立到轉型、從技術研發到成果轉化、從站穩腳跟到邁向世界的發展巨變。北大先鋒走過的15年，也正是中國變壓吸附行業迅速發 展的關鍵時期。

    上世紀80年代，北京大學化學院謝有暢教授開發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，但是吸附劑以其優異的性能在世界范圍內引起了極大反響，高效銅系CO吸附劑、制氧吸附劑被業內專家 認為是目前世界上同類產品中性能最好的吸附劑，獲得了國內外發明專利。

    為了將這些具有優異性能的吸附劑產品推廣應用到化工、鋼鐵、有色等工業生產中去，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PU-1、PU-8吸附劑的研發小組作為北大先鋒公司的研發團隊和創業團隊，不斷改進和完善吸附劑產品。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，在產品質量的把控上做到精益求精。即便性能指標處于世界領先水平，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。

    向成套設備供應商的成功轉型

    唐偉總經理介紹，北大先鋒創立之初主要是以研發、生產、銷售高效吸附劑為核心業務。上世紀90年代國內的變壓吸附技術正處于起步階段，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在國內市場上具有明顯的領先優勢，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條件 仍需要一段時間的磨合，技術優勢無法充分顯現。

    我國首次實現變壓吸附氣體分離技術的工業化應用是在1982年，用于H2的分離提純。隨著技術的不斷更新，又逐步實現了變壓吸附提純 CO2、CH4、CO、O2、N2、C2H4等多種氣體，每小時產氣規模從幾立方米到數萬立方米不等，滿足不同場合的需要。變壓吸附技術與市場現有的幾種 氣體分離提純方式相比，具有電耗低、投資小、操作方便靈活等優勢，很快受到企業的青睞，促使我國變壓吸附專家在這個領域逐漸活躍起來，北大先鋒首當其沖地 加入了變壓吸附技術研發的陣地。

    2001年，北大先鋒公司審時度勢，在承接業務方面做出了重大改變，不再以研發和銷售單一的吸附劑產品為主營業務，而是轉向變壓吸附成套工 程技術的研發、制造。北大先鋒瞄準自身優勢，以吸附劑為核心，開發了獨有的變壓吸附氣體分離O2、CO成套工藝，獨立建設完成了第一套變壓吸附空分制氧裝 置并成功投產。同年，江蘇丹化集團經多次考察走訪，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，設計產量為1700 標方/小時。這個項目是北大先鋒建設的第一套分離CO工業裝置，也是當時國內規模最大的變壓吸附分離CO裝置。

    這是北大先鋒調整發展戰略關鍵性的一年，隨后公司變壓吸附氣體分離工程業務進一步打開局面，在冶金、化工等領域積累了一定的業績。

    唐偉回憶說，2005年是北大先鋒公司發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，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技術獲得國家技術發明二等獎，變壓吸附制氧技術獲得 教育部科學技術進步一等獎，這些技術成果為北大先鋒開拓新的應用領域奠定了良好的基礎。

    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，業主方順利地與北大先鋒簽訂了 第二套同等規模的制氧裝置，并于2013年投產。多年來對產品質量與服務的高標準、嚴要求塑造了北大先鋒細致嚴謹、專注品質的企業文化，事實證明，北大先 鋒以領先技術為核心，以全面服務為保障，穩扎穩打，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，北大先鋒總計建設超過200套大中型變壓吸附工業裝置，用戶涉及冶金、化工、煤化工、水泥、造紙、玻璃玻纖等多個領 域。目前，北大先鋒每年對外承接并實施的項目數逾20個，對內進行的工程技術和產品研發所涉及的方案優化、技術改造和技術創新等項目數達40多個，公司承 接大項目、多項目的能力隨著業務擴張得到持續提升，技術與服務獲得了用戶的高度認可，已成為集產品技術、設計咨詢、方案優化、售后服務于一體的變壓吸附技 術整體解決方案供應商。

    北大先鋒創業團隊將百年北大的精神融入到企業經營當中，帶領著先鋒人開辟市場，兢兢業業。品質專業、誠信務實、客戶為先的經營作風早已深入 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，穩穩地扎根在中國氣體領域這片深厚的土壤里，引領著變壓吸附先進技術前進的方向。

    從無到有：高爐煤氣“變”天然氣

    近幾年來，我國鋼鐵行業產能嚴重過剩，鋼廠盈利水平持續低迷，能源資源的緊缺與約束日漸增強。隨著一系列節能減排政策的發布、標準規范的完 善及實施，鋼鐵企業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。這就決定了鋼鐵企業必須考慮從提高能源利用率的角度出發，形成符 合企業未來發展需要的生產模式，走可持續性發展的新型工業化道路。

    2013年，北大先鋒在工業尾氣提純一氧化碳技術領域取得了重大突破，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難關，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 創造可觀的經濟效益。

    北大先鋒根據高爐煤氣的組分及特點，開發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，是以北大先鋒成熟領先的變壓吸附分離CO技術為核心，早期已奠定了充分的理論基礎，經過這十多年實戰工程的考驗，順利實現了工業化應用。

    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，兩期工程合計從高爐煤氣中提純CO產品17500標方 /小時，將原有的高爐煤氣（CO～25%）提純為含70%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。

    根據衡鋼提供的實際開工數據，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技術并實現工業成果轉化的國家。衡鋼項目負責人透露，高爐煤氣提純CO項目每年可節約標準煤4萬多噸，年直接創收可達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，提高了各工業爐內的輻射換熱效果，節能降耗優勢更為明顯。

    衡鋼副總經理劉光穆介紹，高爐煤氣提純技術具有較高的行業推廣價值，對實現高爐煤氣零排放、大幅提高能源綜合利用率、降低碳排放具有重要意 義，將產生顯著的經濟效益和社會效益。該項目得到了國家、省、市相關部門的支持和肯定，已經獲得了國家新型工業化振興計劃資金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，鋼鐵行業僅完成“十二五”節能目標進度的59%，離目標相去甚遠。專業人士表示，政府或將加大責罰力度，嚴格控制鋼廠 碳排放。環保不達標的企業要限期治理整改，治理后仍不達標的將進入淘汰目錄。我們有理由相信，發展循環經濟，建立綠色鋼鐵廠，不斷發展高新技術，減少排碳 放量，將成為鋼鐵企業的重大課題。

    開創電石尾氣制乙二醇的先河

    電石爐尾氣是我國工業尾氣中利用率較低、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%，是業內人士公認的一種極為寶貴的資源。電石企業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，加重企業經營壓力。

    北大先鋒近幾年對電石行業的發展始終保持密切關注，尤其是在電石尾氣回收利用上，致力于依靠專有技術為電石企業提供、設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，很快便在工業應用中推廣開來。

    2013年初，北大先鋒為新疆天業集團建設的電石爐尾氣提純CO一期工程投產，產品氣CO作為合成乙二醇的原料氣。根據天業集團網站公布的 消息，使用電石爐尾氣提純氣生產的乙二醇產品純度超過國標優等品標準，這一消息對電石行業發展意義重大，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技術實現直接對電石尾氣的回收利用，一來可以節省造氣費用，降低乙二醇的 單位成本，二來將尾氣中的碳源轉化為化工產品，可大幅減少碳排放，有利于電石企業減輕環保壓力。

    隨著一期工程的順利開展，北大先鋒與新疆天業現階段正在著手建設電石爐尾氣合成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。為了保證向下游化工產品供給高純度的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CO產品24000標方/小時，純度 達99.5%以上；H2產品86000標方/小時，純度達99.9%以上。

    這套電石爐尾氣提純CO裝置將刷新國內變壓吸附提純CO裝置的最大規模記錄，也將成為目前全世界規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域內國內規模最大的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和 CO分離技術的成熟、可靠。

    現場供氣為業績增長續航

    全面開展現場供氣業務是北大先鋒近年來調整戰略部署的一項重點內容。現場供氣是通過在用戶場地投資建設變壓吸附裝置，向使用單位提供氣體產 品的生產和供應模式。與傳統的采購設備模式相比，現場供氣可減少用戶企業一次性投入，將設備投資轉化為對氣體產品的消費；而采購設備則能最大限度地保障企 業長期利益，從長遠看，設備投資成本將小于購氣成本。這就需要企業根據自身條件與長期規劃，選擇相應的模式，從而實現利潤最大化。

    自供氣業務開啟以來，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個現場供氣項 目，氣體產品應用于多個基礎工業領域。在工業增長受到環境制約的條件下，成套設備與供氣業務齊頭并進，促進服務形式多樣化，廣泛開拓市場，提供不同用戶類 型的技術解決方案，形成強有力的市場競爭力。隨著供氣業務量的穩定增長，北大先鋒將持續完善供氣模式下的技術創新與服務，力求進一步降低單位產品的成本， 擴大市場領先優勢，確保為用戶提供穩定、廉價的工業氣體。

    未來，將創新進行到底

    回顧歷史，北大先鋒從科技創新的成果中應運而生，因此，技術創新是公司的立業之本。在這十多年的快速發展時期，公司核心業務已占據了絕大部 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，還取決于北大先鋒通過堅持創新，在工業尾氣利用領域不 懈鉆研，為我國節能減排事業不斷嘗試新方法，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 并實現了產業化發展的氣體分離設備供應商。

    不僅如此，北大先鋒正在積極研發黃磷尾氣提純CO工藝，近期已取得了實質性進展。我國黃磷產量、出口量位居世界第一，而每生產1噸黃磷就副 產尾氣2500-3000標方。黃磷尾氣中CO含量高達85～95%，具有很高的工業應用價值，但尾氣中同時存在硫、磷、氟及其氫化物等雜質組分，導致凈 化難度大，絕大多數黃磷企業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，又造成了嚴重的環境污染。

    黃磷尾氣凈化的主要技術難點在于脫除硫和磷，找到一種經濟可行、技術可靠的凈化技術是解決黃磷尾氣利用難題的關鍵。北大先鋒很早就開始關注 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，成功開發新型的連續脫磷催化劑，形成專有的黃磷尾氣連續脫磷技術，并結合已有的變壓吸附分離 CO技術，最終實現了黃磷尾氣提純CO成套技術，使得提純后的氣體總磷含量小于1毫克/立方米。CO產品可用于燃燒發電，還可用于合成化工產品，資源化利 用程度大大提高。目前，北大先鋒運用該項技術在黃磷廠建設的中試裝置，運行平穩，各項指標均達到設計要求，取得了積極成果。

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

    技術創新成就了北大先鋒在我國氣體分離領域的領航者地位。隨著市場經濟體制改革的不斷深化，市場環境日趨復雜，新產品和新技術、新的經營理 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展的需要而導致的必然結果，只有通過思維創新、技術創新、體制創新才能保障企業在殘酷的市場競爭中 生存與發展，才能在發展中充滿活力與生機。因此，在中國經濟增速明顯放緩，工業品需求整體下滑的市場環境下，穩定可靠、工藝先進的氣體分離技術在鋼鐵、有 色、化工等應用領域已經顯現出巨大的優勢，不符合市場需求的落后裝備和技術將逐漸被淘汰。

    未來，北大先鋒不僅重視技術的研發創新，還將創新活力貫穿落實到企業經營的各個環節，不斷向全體員工強化創新意識，培養創新能力，增強企業綜合實力。帶動我國變壓吸附行業整體技術水平的提升，保持國內領先水平和國際先進水平的同時，逐步邁向國際領先水平。