工业领域长期以来是我国二氧化碳排放的第一大户。在众多工业生产过程中，冶炼炉产生的气体以燃烧的形式排放，不仅污染大气，还造成资源浪费。为减少冶炼炉气对大气造成的污染，昆明理工大学教授李凯带领团队，长期致力于冶炼炉气多污染物协同净化研究的创新突破，以及净化材料和配套技术研究，实现对冶炼炉气的高效净化和资源利用，减少二氧化碳排放，为实现“双碳”目标提供了技术支撑。今年6月，李凯荣获“云南省青年科技奖”。

投身环保

从2005年就读于昆明理工大学环境科学与工程学院环境工程专业至今，李凯已在云南学习和工作近20年。在本科学习期间，李凯跟随老师走访企业时，发现很多冶炼企业受困于炉气治理。“那时，冶炼废气排放导致的环境污染问题日趋严重，国家对冶炼炉气排放要求越来越严，我希望通过专业学习，为企业减排和环保事业作贡献。”2009年本科毕业后，李凯顺利考取本校本专业研究生，并于2010年申请硕博连读。其间，李凯将矿热炉气中多污染物协同净化材料研制和技术开发等问题定为研究方向，并以优异成绩提前一年完成博士论文顺利毕业且留校工作。

2014年，在学校支持下，李凯牵头成立了由12人组成的团队并担任负责人，主要研究冶金行业多介质污染物协同控制及资源化利用。李凯认为，只有针对多介质污染物开展协同控制，才能有效解决冶金行业的环境污染问题。

为解决诸多冶炼企业面临的多介质污染问题，李凯和团队坚持不懈努力探索。5年多时间里，团队经历无数次理论假设及实验失败，终于在创新性开展矿热炉气资源化利用基础理论研究上取得突破，为矿热炉气催化净化及资源化利用奠定了理论基础。2020年，该理论成果荣获云南省自然科学奖一等奖。在此基础上，李凯主编出版了4部学术专著，制定企业标准3项。

变废为宝

“把含硫的气体污染物转化为具有附加值的硫黄产品，可以有效降低企业治污成本，实现行业和企业可持续发展。”在致力于基础理论探索的同时，李凯和团队将更多精力放到污染物资源化利用上，开展了系列技术攻关。

为筛选出优质净化材料，团队经多方实验对比，最终结合云南实际，以核桃壳、烟杆等为原材料，研制出可同时有效脱除硫化氢和二硫化碳等复杂杂质的系列生物炭催化剂，解决了困扰企业多年的黄磷尾气净化难题。“将理论转化为实践，才能真正解决企业面临的难题，这也是我们研究的价值所在。”李凯说，在应用技术开发和推广中，虽然很多小实验成功了，但在企业生产环境中难以直接使用，仍需根据企业的情况重新设计实验、反复尝试。

“在技术推广中，我们长期驻扎企业，短则一两周，长则几个月，不断优化调整方案。”李凯说。功夫不负有心人，2015年3月，团队研制的首个矿热炉气多污染物协同治理关键装备在山西一家煤焦生产企业正式投产运行。如今，该设备已在云南、山西、内蒙古等多个省区的化工、冶金和电力行业广泛推广，实现磷、硫、砷、汞、氰、氨等深度净化，提高了工业副产煤气资源化品质。同时，相关技术填补了我国矿热冶炼废气高效资源化利用技术空白，其中“碳热还原炉尾气资源化利用关键技术”等成果达到国际领先水平。

经过多年持续耕耘，李凯成长为国家级“重大人才工程”青年学者、云南省中青年学术和技术带头人。面对云南省青年科技奖这一荣誉，李凯说：“这是对我们团队前期工作的一个认可，更是对我们的鞭策和激励。我国环保事业任重道远，还有不少技术难题亟待我们去破解。”

本刊记者 谭宗慧 本刊通讯员 陈 庆

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