一件“绿色专利”,通过专利创造和转化的过程,能够实现多大的价值?位于河北省石家庄市的国网河北省电力有限公司电力科学研究院(下称国网河北电科院)给出的答案是间接经济效益超4亿元。
凭借2016年获权的“一种火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法”专利及相关专利布局,近年来,该单位自主研发的城市污水与火电厂反渗透浓水交互处理技术在中国大唐集团有限公司、中国华电集团有限公司等旗下17家电厂获得应用,年利用城市污水7900万吨、减排次生废水1600余万吨。因此,在2019年的第二十一届中国专利奖评选中,该专利获得了银奖的好成绩。既实现了节能减排的环保目标,又不为火电厂增加额外的经济负担,无论从经济价值或社会价值考量,该专利都称得上是不折不扣的高价值专利。这一看似并非国家电网系统主流业务的发明是如何从知识产权角度“精耕细作”,从而发挥出巨大价值?在发明人、企业权利人、政府相关部门的共同关注下,深挖一件专利价值,将知识产权创造、保护和运用深度嵌入企业运营,成为企业创新驱动发展的“刚需”。
关注难题 创新研发做“减”法
中国未来很长一段时期仍将以燃煤发电为主。目前,我国拥有超过3000座大型火力发电厂,普通人往往关注火力发电燃煤造成的空气污染,而忽视了火电厂需要用大量的水冷却机组,是取水及工业废水排放大户。随着我国水资源短缺、水污染严重、水生态恶化问题日益突出,火电厂面临的节水减排压力与日俱增,开展城市污水替代清洁水源及工业废水减排研究成为许多火电厂必然选择。此前,一些电厂已经将城市污水经过石灰处理后回用至循环冷却水,并使用反渗透技术处理废水。但废水处理后仍有25%的高盐、高有机物反渗透浓水直接排入大自然中,具有极强的结垢及腐蚀倾向,长期排入将引发严重环境问题。
这是一项在世界范围内都没有很好尊龙官方平台的解决方案的难题。国网河北电科院工程师刘克成组建研发团队,开始为实现火电厂废水“零排放”的目标而努力创新。
“如果借鉴国外相近的热法蒸干技术,仅年运行费用便已达到万亿元规模,企业根本无法承受。”刘克成介绍,这也是火电厂在废水零排放技术改造方面,长期观望徘徊、无实质性进展的根本原因。
创新从思考怎样做减法,尽量减少企业投入入手,刘克成带领课题组经过5年的试验研究,以电厂水网多元重构为思路,将城市污水处理、反渗透浓水资源化等系统之间深度耦合,实现城市污水消纳、次生废水治理和运行经济性3大难题同时解决。这其中,首创的低成本下反渗透浓水零排放技术,极大推动了火电厂从高耗水、高排水企业向城市污水“净化器”的革命性转变。
在提交专利申请时,一个典型的应用案例被写入专利文本:该技术应用于某火电厂机组容量为2×600兆瓦湿冷机组,不增加浓硫酸消耗量及其他运行成本,该厂实现了每年可减少60多万吨高污染性反渗透浓水排放,通过反渗透浓水中氯化钠提纯及再利用,8台钠离子交换器再生盐耗年减少1200多吨,实现了反渗透浓水的资源化利用。
“简而言之,这项技术就是‘以废治废’,让城市污水在火电厂实现循环利用。”刘克成介绍,“在人们的印象中一直是高耗水、高排水的火电厂,运用这件专利及相关技术后,用城市污水冷却发电机,实现了零排放,火电厂变身城市污水的‘净化器’。”
聚焦转化 保护运用做“加”法
在国网河北电科院,坚实有力的知识产权管理为专利成功转化应用打下良好基础。以“一种火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法”为核心专利,国网河北电科院在火电循环水回收处理、水网组成系统管理技术、脱硫废水零排放、终端零价值废水零排放等方面实施多层次组合性布局,部署了紧密相关的7件发明专利和2件实用新型专利,拓展了核心专利的应用范围,并形成了严密的专利保护网。
在严密的知识产权保护策略下,相关专利得到迅速实施。国网河北电科院相继承接城市污水回用系统改造调试及技术服务24项,包括工程设计、工程调试等多种服务类型,出具城市污水回用系统诊断评价报告12份,客户遍布中国华能集团等5大发电集团下属的17家电厂。同时,国网河北电科院还进一步针对专利实施开发应用软件系统,实现该专利应用自动化。
深挖专利的价值,国网河北电科院下属河北省火力发电节能环保工程技术研究中心依托该专利建成国内首个火力发电水网系统全流程动态模拟研究平台,持续开展电厂水资源整体管理技术研究,并进一步拓展多种类型的污水回收利用,在缓解水资源危机、推动污水资源化进程、改善区域水环境等领域发挥作用。
再次深挖该专利的价值,国网河北电科院与武汉大学联合,深化反渗透浓水的后续处理研究,形成高污染性终端废水蒸发结晶处理工艺和指标控制体系,相关成果在河北华电石家庄裕华热电有限公司、河北国华定州发电有限责任公司完成了城市污水深度处理系统工艺改造、中水系统经济性运行优化、反渗透浓水回收利用等多项工程及技术改造项目,显著提高了电厂污废水的资源化利用能力。
“企业高价值专利培育和运用是近年来石家庄市知识产权工作的重点。‘一种火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法’专利的创造、保护和运用,是石家庄市加强知识产权运用助力高质量发展的一个缩影。”石家庄市知识产权局有关负责人表示,下一步,石家庄市知识产权局将以建设全国知识产权运营服务体系重点城市为契机,不断提升知识产权运用能力,通过实施专利产业化、 高价值专利组合培育项目,激发创新主体发明创造积极性,提高专利申请质量和水平,助推石家庄经济高质量发展(本报记者 杨 柳 通讯员 牛聚伟 董金国)
(编辑:汪诚)
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