脱硝催化剂常识

独家| 普林斯顿博士获投500万 他研发高性价比脱硝设备 累计收入500万

2018年10月15日 热度:673 ℃

文| 铅笔道 记者 程用杰

近年来,很多城市的天气都受到雾霾困扰。燃煤产生的废气是雾霾形成最大的来源。治理燃煤企业的废气排放,脱硝是一项必不可少的工艺流程。在这个过程中,还原剂氨气的含量直接影响着脱硝工艺的成本和效率,需要高精度氨气检测仪器才能完成。 

“之前,国内的施工方是直接把国外的仪器原封不动地搬到国内来,但是国外的发电机组以燃气为主,国内以燃煤为主,粉尘太重,导致90%的进口氨气检测仪器无法正常运行。”王胤说。 

王胤是普林斯顿大学的博士。在学校期间,他研发了一款检测人体呼出微量氮氧化物含量的仪器,可以用来诊断呼吸道疾病。2014年,他回国创立“海尔欣”。一年后,看到氨气检测仪在工业领域的应用前景,于是他将研发领域从医疗用途转向工业脱硝工艺。 

经过3年的技术积累,“海尔欣”已经形成了自己的产品体系。包括两个方面:一是氨系列产品及脱硝优化方案,二是智能电厂脱硝大数据云平台。“海尔欣”氨逃逸分析仪的精度可达到其他同类产品的10倍以上,已经开始10~20台小批量生产,单价约25万,介于国产和进口仪器价格中间。团队已经累计获得约500万收入,主要来自于为工业及科研客户提供高精度氨分析解决方案。 

当前,王胤正在寻求2000万A轮融资,估值1.6亿~1.8亿元,资金主要用于产品研发和市场推广。去年3月,他曾获投500万天使资金,投资方是启迪之星和宁波天使投资引导基金。

注:王胤承诺文中数据无误,为内容真实性负责。铅笔道作客观真实记录,已备份速记录音。

从医疗转战工业控制

2014年年初,王胤拿到普林斯顿大学博士学位,回国创业。经过大半年时间,当年9月,他正式创立“海尔欣”,想要做一家医疗仪器研发公司。

在学校期间,王胤曾以核心研究员的身份研发出一款人体呼出气体分析仪,他想要将之带回国内。该仪器可以无创检测人体呼出气体的氮氧化物含量,从而对患有哮喘、肺动脉高压等呼吸道疾病的人群进行辅助诊断及愈后管理。这套仪器已经在美国克利夫兰医院完成样机测试,获得专利授权。

因为人体呼出气体分析仪的研发工作,王胤也曾以第一作者的身份,在Nature子刊《Scientific Reports》上发表了关于量子级联激光器的高精度氮氧化物传感器的论文。

项目进行一年之后,王胤发现,国内医疗器械领域“水很深”。即便是技术上有优势,想要突破市场也是一件很困难的事。他解释,“以许可证为例,医疗器械的注册备案就需要两年左右的时间,作为创业公司耗不起。”

不得已,王胤只能将医疗器械领域的推进暂时搁置,为技术寻找新的应用领域。他表示,“说到底,我们的核心技术是一套气体传感器或者光谱分析仪。除医疗外,还有很多的用途。”

很快,在朋友的建议下,王胤选择了工业过程控制作为新的发展方向,将为热电厂完善脱硝工艺作为突破点。

在市场调研中,王胤发现,这个领域对气体检测仪的市场需求很强烈。全国火力发电机组约3300台,每一台需要智能化脱硝技术升级改造的机组需要10台左右氨分析仪,总需求在3万台左右,这是一个百亿级别的细分市场。

同时,他看到,国内现有的脱硝工程大多由于喷氨不均导致设备堵塞,催化剂耗损等问题,痛点很明显。“国内火力电厂锅炉的燃料以燃煤为主,含硫量及粉尘较重,工况很差;国外的氨分析设备都是在较为洁净的燃气锅炉上使用的,这导致90%的进口仪器在国内“水土不服”,无法精确反馈脱硝出口处烟气中的氨逃逸含量,从而精确控制调整工艺前段的喷氨量”。

2015年年中,王胤带领团队开始做氨逃逸分析仪。最初,他认为原位对穿式氨逃逸分析仪之所以无法工作,是因为这种技术还不够“极致”。他解释,这种分析仪的产品形态是将分析器安装在一个烟道的两侧,一侧是激光发射头,另外一侧是接收头。让激光束穿过整个烟道,从而分析烟道截面上的氨气浓度。

于是,他原以为将现有近红外激光光源改为中红外激光源即可,试图使用氨分子对中红外激光的更强吸收达到高精度检测的效果。

经过一年的研发,王胤发现,新的产品在实验室表现良好,但在实地测试中,还是表现不佳。“这也是企业和大学研究所不一样之处,如果是在普林斯顿大学做研究,原理验证到这一步其实就可以了。然而,作为企业,要把技术转化为产品,要考虑恶劣的工况现场,产品的成本、工艺和可靠性。”

从实验室走向应用

为了解决应用中的问题,王胤带领团队采用一种新的产品形态,用一个管道将氨气抽取出来进行分析。因为采用了中红外激光,团队将抽取式分析仪从电冰箱大小缩小至电脑机箱大小,体积缩小为原来的1/10。

体积缩小后,“海尔欣”的氨气分析仪可以近距离固定在烟道外侧,尽可能缩短采样管线。这种分析仪介于抽取式和原位式分析仪之间,王胤将其称之为“准原位”。该产品既克服了原位式分析仪对光不稳定,维护困难的缺点,又解决了抽取式分析仪管道太长,伴热不均导致铵盐凝结,易造成堵塞的问题。

王胤介绍,产品研发中最大的技术难点之一是,当分析气体池加热在250℃以上高温中,如何保证其他近距离工作的电子元件不受高温影响,能够正常工作。同时,在实际复杂的工况环境中,该产品还需要接受一系列高低温、抗震、防水防尘的考验。他认为,产品之所以能够攻克掉这些技术难点,在于团队在中红外光谱分析技术上以及现场应用的经验积累。此前,这项技术在国内还处于实验室阶段。

最终,经过团队一年半的研发,今年上半年,“海尔欣”最新一代氨逃逸分析仪产品定型,王胤将其型号命名为“蜂鸟”,以示其轻巧,灵敏。现在已经进行10~20台小批量样机试产。

当前,“海尔欣”氨逃逸分析仪有三款产品:

第一类是针对电力设计院,电力科学院等高端用户的便携式氨逃逸分析仪,单价约40万,比国外产品便宜10%~20%;

另外一类是针对广大脱硝工程实施用户的在线式氨逃逸分析仪,单价约25万,介于进口和国产产品价格之间;

最后一类是基于“蜂鸟”系列氨分析仪的脱硝优化解决方案,价格由机组容量及数量决定。比如,为电厂提供脱硝出口实时智能氨逃逸监测网系统,帮助其设计精准喷氨参数,优化脱硝技术方案,节约停机维护,设备疏通,催化剂损耗等运营成本,投运后2~3年即可收回投资。

王胤坦言,在发电行业,客户对陌生品牌设备的使用比较谨慎,打开市场需要一定的时间。在市场推广方面,他目前主要依靠与头部客户的合作以及口碑宣传,与电科院、电力研究院等客户合作提供解决方案。

“海尔欣”团队成员合影。

目前,“海尔欣”团队已经有近20人,核心成员来自普林斯顿、清华、中科大、浙大等知名院校。

燃煤机组的氨逃逸测量,设备堵塞痛点其实是一个全球性的问题。王胤表示,现在也正在积极对接美国的系统集成商,促成战略合作,同时也希望在环保行业有资源的人民币或美元基金加盟。

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