煙氣脫硫技術(shù)專(zhuān)利現(xiàn)狀分析

陶漢中，徐巖(南京工業(yè)大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 211816)

0 引言

我國(guó)的能源構(gòu)造在不斷地優(yōu)化，但燃煤發(fā)電所造成的污染一直是重要的問(wèn)題之一[1]。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前電煤的消耗量大約占我國(guó)煤炭總產(chǎn)量的50%，煤燃燒所釋放的SO2占據(jù)我國(guó)SO2總排放量的一半左右[2-3]。我國(guó)SO2的排放量很高，長(zhǎng)期無(wú)法得到有效地控制，這造成了硫資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，也直接導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。尤其是針對(duì)火電等行業(yè)，近年來(lái)的排放量在不斷地升高[4-5]。為了進(jìn)一步控制和解決環(huán)境污染問(wèn)題，就必須要嚴(yán)格地控制SO2的排放濃度。要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，減少CO2、SO2、NOx、煙塵和重金屬等對(duì)大氣環(huán)境的污染，就要不斷地開(kāi)發(fā)清潔的煤炭燃燒技術(shù)[6]。

文章以世界煙氣脫硫技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)據(jù)為分析樣本。同時(shí)，隨著國(guó)家相關(guān)加強(qiáng)空氣治理政策措施的實(shí)施，煙氣脫硫脫硝技術(shù)市場(chǎng)將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。因此，研究分析近年來(lái)該領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利布局，掌握國(guó)外重要技術(shù)公司的專(zhuān)利分布和布局策略。而且，比較國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利技術(shù)和專(zhuān)利申請(qǐng)的差異，合理利用專(zhuān)利規(guī)則，規(guī)避外國(guó)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)壁壘。此外，保護(hù)國(guó)內(nèi)創(chuàng)新主體的研究成果對(duì)促進(jìn)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有很大的參考價(jià)值。

1 歷年發(fā)展趨勢(shì)分析

如圖1所示，脫硫?qū)＠麖?012年到2015年一直保持著平穩(wěn)增長(zhǎng)，從2018年開(kāi)始逐漸保持平穩(wěn)，但2020年對(duì)比上一年增加了1 000余件。這表明雖然目前脫硫產(chǎn)業(yè)逐漸成熟，但還有一定的探索空間。

圖1 脫硫?qū)＠麣v年申請(qǐng)趨勢(shì)

2 申請(qǐng)區(qū)域分布分析

脫硫的專(zhuān)利申請(qǐng)區(qū)域主要集中在位于華北、華東等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域，北京是全國(guó)重點(diǎn)科研區(qū)域，匯集很多頂尖高校，而江蘇、山東、浙江、遼寧多為沿海沿江區(qū)域，目前我國(guó)大力發(fā)展非固定源例如船舶脫硫項(xiàng)目，這為相關(guān)科研項(xiàng)目帶來(lái)許多便利。

3 專(zhuān)利技術(shù)領(lǐng)域分析

如圖2所示的是脫硫技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，脫硫?qū)＠募夹g(shù)主要分布在B01D(分離)、C10G(烴油裂化；液態(tài)烴混合物的制備，例如用破壞性加氫反應(yīng)、低聚反應(yīng)、聚合反應(yīng))、C02F(水、廢水、污水或污泥的處理)。在B01D小類(lèi)中，申請(qǐng)量最多的是B01D53/00(氣體或蒸氣的分離；從氣體中回收揮發(fā)性溶劑的蒸氣；廢氣例如發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣、煙氣、煙霧、煙道氣或氣溶膠的化學(xué)或生物凈化)、B01D50/00(用于從氣體或蒸氣中分離粒子的組合器械)；在C02F小類(lèi)中，申請(qǐng)量最多的是C02F103/00(待處理水、廢水、污水或污泥的性質(zhì))。

圖2 脫硫?qū)＠夹g(shù)發(fā)展趨勢(shì)

4 申請(qǐng)人技術(shù)領(lǐng)域分析

圖3所示的是脫硫?qū)＠暾?qǐng)人的技術(shù)領(lǐng)域。從圖中可看出各個(gè)公司的研發(fā)側(cè)重點(diǎn)各有不同，中國(guó)石油化工股份有限公司及其子公司和中國(guó)石油大學(xué)側(cè)重于C10G(烴油裂化；液態(tài)烴混合物的制備，例如用破壞性加氫反應(yīng)、低聚反應(yīng)、聚合反應(yīng))、B01J(化學(xué)或物理方法，例如，催化作用或膠體化學(xué)；其有關(guān)設(shè)備)；武漢鋼鐵和鞍鋼更側(cè)重于C21C(生鐵的加工處理，例如精煉、熟鐵或鋼的冶煉；熔融態(tài)下鐵類(lèi)合金的處理)，特別地，武漢鋼鐵在C22C(合金)、C21D(合金的處理)的研發(fā)更側(cè)重，這兩個(gè)方面很少有其他公司申請(qǐng)。

圖3 申請(qǐng)人技術(shù)領(lǐng)域分析

5 申請(qǐng)人合作關(guān)系分析

圖4所示的是脫硫?qū)＠暾?qǐng)人的合作關(guān)系。其中兩大巨頭公司國(guó)家電網(wǎng)有限公司、中國(guó)石油化工股份有限公司輻射了多個(gè)子公司和其他機(jī)構(gòu)的合作。除公司內(nèi)的子公司外，中石化和華東理工大學(xué)、大連理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所都有合作。國(guó)家電網(wǎng)與華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司、江蘇方天電力技術(shù)有限公司、湖北工程學(xué)院合作關(guān)系密切。中國(guó)神華能源股份有限公司與國(guó)能粵電臺(tái)山發(fā)電有限公司、三河發(fā)電有限責(zé)任公司、內(nèi)蒙古國(guó)華準(zhǔn)格爾發(fā)電有限責(zé)任公司、華中科技大學(xué)、杭州快凱高效節(jié)能新技術(shù)有限公司等合作尤為密切。

圖4 脫硫?qū)＠暾?qǐng)人合作關(guān)系

6 專(zhuān)利技術(shù)生命周期分析

圖5所示的是脫硫?qū)＠芷?。在?zhuān)利技術(shù)發(fā)展的不同階段，專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量和專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)量一般呈現(xiàn)周期性規(guī)律。生命周期分析評(píng)估技術(shù)是否還有投資價(jià)值，有助于了解關(guān)鍵技術(shù)是否被市場(chǎng)淘汰，有助于確定技術(shù)是否需要投入任何進(jìn)一步的成本。主要分為三個(gè)階段，首先是2012年之前的萌芽階段。重要的基礎(chǔ)發(fā)明就是在這個(gè)階段誕生的。在這個(gè)階段，研發(fā)主要集中在少數(shù)公司。專(zhuān)利申請(qǐng)和專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)不多，集中度高。更何況隨著基礎(chǔ)發(fā)明的縱橫發(fā)展和應(yīng)用發(fā)明專(zhuān)利的逐漸出現(xiàn)，2013年—2017年的統(tǒng)計(jì)是一個(gè)增長(zhǎng)期?，F(xiàn)階段技術(shù)有所突破，市場(chǎng)有所拓展。涉案企業(yè)數(shù)量增加，專(zhuān)利申請(qǐng)和專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)大幅上升。2018年后逐漸平穩(wěn)，說(shuō)明技術(shù)已經(jīng)成熟。

圖5 脫硫?qū)＠芷?/p>

7 結(jié)語(yǔ)

目前煙氣脫硫年度專(zhuān)利申請(qǐng)量基本穩(wěn)定，核心專(zhuān)利比例逐年下降。表明濕法煙氣脫硫技術(shù)處于成熟階段，氧化硫的分離方法是該技術(shù)的主要方面，我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)已走在世界前列。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，濕法脫硫技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了多年，世界范圍內(nèi)該領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量不斷增加。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人在該領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量也大幅增加，但國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人大多集中在科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)。專(zhuān)利技術(shù)水平相對(duì)較低，產(chǎn)業(yè)化程度也有待提高，缺乏專(zhuān)利優(yōu)化布局。然而，國(guó)外相關(guān)企業(yè)已經(jīng)將中國(guó)作為該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的重點(diǎn)領(lǐng)域。雖然外國(guó)企業(yè)在申請(qǐng)量上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，但經(jīng)過(guò)多年的專(zhuān)利布局，已經(jīng)形成了相對(duì)完善的專(zhuān)利保護(hù)體系。