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針對我國低 C/N 比污水現(xiàn)狀和深度脫氮除磷的要求，本項目全面開發(fā)適用于低 C/N 比污水處理的A2/O+BAF（曝氣生物濾池）深度脫氮除磷工藝技術(shù)，以解決我國污水深度脫氮除磷碳源缺乏的問題。本項目基于反硝化除磷技術(shù)和雙污泥理論，構(gòu)建 A2/O+BAF 系統(tǒng)，從工藝設(shè)計上解決傳統(tǒng)工藝中脫氮和除磷污泥齡的矛盾，并建立起強(qiáng)化 A2/O+BAF 工藝反硝化除磷性能的過程控制方法，使污水處理在不外加碳源的條件下能夠達(dá)標(biāo)排放，并且能夠節(jié)省曝氣能耗和降低污泥產(chǎn)量，是一種具有廣泛應(yīng)用價值的新型污水處理技術(shù)。

本發(fā)明公開了一種基于 I/O 流水線的失效節(jié)點數(shù)據(jù)重構(gòu)優(yōu)化方 法 ， 包 括 ： 從 糾 刪 碼 存 儲 集 群 中 的 存 活 節(jié) 點 中 任 選 k 個 節(jié) 點 N1,N2,…,Nk，并初始化計數(shù)器 i＝0，j＝1，節(jié)點 Nj 讀取其自身的分塊 Blocki,j，并將其發(fā)送到 Nj+1，并設(shè)置 j＝j(luò)+1，節(jié)點 Nj 讀取其自身的 分塊 Blocki,j，并與接收自節(jié)點 Nj-1 的分塊 Blocki,j-1 進(jìn)行線性組合計

一、項目進(jìn)展 創(chuàng)意計劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時間 學(xué)號 馮疇境 化學(xué)化工學(xué)院環(huán)境工程 2019-2023 201931043101 李暄 化學(xué)化工學(xué)院環(huán)境工程 2019-2023 201931043116 羅雨欣 化學(xué)化工學(xué)院環(huán)境工程 2019-2023 201931043111 黃品杰 化學(xué)化工學(xué)院環(huán)境工程 2019-2023 201931043110 張一丹 化學(xué)化工學(xué)院環(huán)境工程 2019-2023 201931043105 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 周家斌 化學(xué)化工學(xué)院 教授 環(huán)境材料與污染控制 劉丹 化學(xué)化工學(xué)院 講師 環(huán)境材料與污染控制 四、項目簡介 工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中產(chǎn)生大量的有機(jī)廢水需要凈化處理，對此問題，本課題準(zhǔn)備采用光催化耦合基于硫酸根自由基的快速降解水中有機(jī)污染物。制備出磁性好、易回收且具有良好催化性能的Z型CuFe2O4/MnO2復(fù)合材料來活化PMS。PMS在復(fù)合催化材料表面會迅速反應(yīng)生成硫酸根和羥基的自由基，同時在光照下實現(xiàn)電子空穴的有效分離。通過光催化和高級氧化產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性的活性物種會爭奪有機(jī)物的最外層電子來實現(xiàn)對有機(jī)廢水的高效降解。 因為CuFe2O4具有磁性好、易回收、可重復(fù)使用、低毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、可見光催化活性等優(yōu)點，可減少二次污染，且能夠高效的活化PMS，此外，PMS可作為電子受體快速轉(zhuǎn)移和消耗光生電子，實現(xiàn)電子和空穴的有效分離，提高其光催化活性。同時，通過摻雜MnO2顆粒進(jìn)一步提高CuFe2O4催化劑比表面積，在反應(yīng)體系中能夠進(jìn)一步活化PMS產(chǎn)生氧化自由基，從而有效地降解有機(jī)物。

成果描述：我們研發(fā)的低介低損耗LTCC微波介質(zhì)材料主要參數(shù)滿足： 燒結(jié)溫度：900度 介電常數(shù)：5.8~6.5可調(diào) Qf：≥50000市場前景分析：該材料可廣泛應(yīng)用于各種LTCC天線、濾波器等微波集成器件領(lǐng)域和LTCC集成模塊的封裝領(lǐng)域，市場前景非常好。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：目前國內(nèi)還沒有該類型的產(chǎn)品問世，相應(yīng)研究所和企業(yè)主要是購買國外的Ferro公司的A6材料。由于A6材料價格昂貴，且主成分為玻璃體系，限制了其推廣和應(yīng)用。本成果材料主要為陶瓷體系，與LTCC工藝的兼容性很好，且成本低廉，優(yōu)勢明顯。

項目成果/簡介:摘要超音速旋流凈化技術(shù)是濕煙氣經(jīng)超音速分離器絕熱膨脹至超音速，降溫50-100℃后，其中夾帶的水蒸汽、SOx與溶解性鹽、凝膠粉塵、微塵等成分發(fā)生非均質(zhì)凝結(jié)后予以分離的一種新型氣體凈化技術(shù)，脫除效率最高可達(dá)90%，能夠高效地實現(xiàn)煙氣脫白。該技術(shù)同時借助多傳感器融合方法智能診斷和動態(tài)測量流場數(shù)據(jù)，優(yōu)化煙氣“脫白”過程，必要時輔以高壓微霧增強(qiáng)技術(shù)，強(qiáng)化分離凈化效果。相較于傳統(tǒng)的電磁法、煙氣加熱法、煙氣噴淋法等脫白工藝，獨創(chuàng)的基于智能狀態(tài)檢測與診斷控制的分離效率增強(qiáng)技術(shù)能實現(xiàn)煙氣的高效率穩(wěn)定脫白。團(tuán)隊創(chuàng)新成果與技術(shù)應(yīng)用展示本項目團(tuán)隊，近十幾年一直從事超音速旋流分離技術(shù)和多相流流場參數(shù)檢測與電學(xué)成像技術(shù)的研究，已分別構(gòu)建了超音速分離裝置和電阻成像（ERT）、電容成像（ECT）及電磁（EMT）等多套系統(tǒng)。現(xiàn)有成熟技術(shù)已為國內(nèi)多家單位，如上海交通大學(xué)、北京石油化工學(xué)院、北方工業(yè)大學(xué)、太原理工大學(xué)、西門子（北京）研究院等，提供了相應(yīng)的電學(xué)成像系統(tǒng)。本項目中所采用的技術(shù)和提出的方法均為自主設(shè)計和開發(fā)，對于已研制超音速旋流分離技術(shù)和流場參數(shù)檢測系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵技術(shù)已申請了專利，具有完全的知識產(chǎn)權(quán)。同時開發(fā)過程中使用的所有部件和器件沒有限制級產(chǎn)品，可避免不必要的知識產(chǎn)權(quán)爭端，以及國外技術(shù)壁壘的限制。獨創(chuàng)的基于智能狀態(tài)檢測的超音速旋流凈化系統(tǒng)利用靜電（Electrical Tomography，ES）傳感器和電學(xué)層析成像（Electrical Tomography，ET）傳感器，結(jié)合多源信息融合算法，實現(xiàn)管道內(nèi)氣體的非侵入式流場參數(shù)測量和狀態(tài)診斷。系統(tǒng)將檢測到的信息進(jìn)行處理和融合，分析超音速分離器內(nèi)的流場情況和濕氣出口的成分變化，并建立異常狀態(tài)檢測與診斷方法，診斷系統(tǒng)狀態(tài)。可被廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、建材、食品等工業(yè)，如煙氣脫白；石油工業(yè)中油／氣／水混輸過程；冶金、電力工業(yè)中各種氣力物料輸送過程；以及化工、醫(yī)藥、能源等領(lǐng)域中的干燥過程、混合過程、流態(tài)化過程、擴(kuò)散過程、反應(yīng)過程等普遍涉及多相流測量問題。相較于傳統(tǒng)的處理工藝，超音速旋流凈化技術(shù)中的設(shè)備可靠，工藝過程簡單，投資成本和維護(hù)成本很低。核心傳感器和技術(shù)包括靜電（Electrical Tomography，ES）傳感器、電學(xué)層析成像（Electrical Tomography，ET）傳感器和超音速旋流分離技術(shù)。靜電傳感器靜電傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高，可以非侵入測量等特點，近幾十年來發(fā)展迅速，英國貿(mào)工部認(rèn)為在煤粉的流速、濃度或質(zhì)量流量測量手段中，靜電法是最有前途的方法之一。在檢測機(jī)理方面，目前靜電法氣固兩相流檢測可分為接觸電荷轉(zhuǎn)移法與靜電感應(yīng)法兩條路線，對于應(yīng)用最廣泛的內(nèi)壁嵌裝電極式傳感器結(jié)構(gòu)，本團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移電荷和感應(yīng)電荷經(jīng)電荷放大電路后，不僅體現(xiàn)出不同的信號波形特征，而且從頻域來看，轉(zhuǎn)移電荷形成的信號在整體信號中也占有重要比重。以此為基礎(chǔ)，提出了一系列的感應(yīng)電荷信息和轉(zhuǎn)移電荷信息的解耦方法，提高了顆粒流動參數(shù)測量精度。本團(tuán)隊建立了帶式靜電感應(yīng)實驗裝置與氣固兩相流計量實驗裝置。帶式靜電感應(yīng)實驗裝置用來模擬帶靜電顆粒流動情況以及相關(guān)測速方法標(biāo)定。氣固兩相流計量裝置為參數(shù)可調(diào)的氣力輸送系統(tǒng)，用于氣固兩相流研究以及顆粒質(zhì)量流量計量標(biāo)定。兩套裝置計量精度均經(jīng)過了天津市計量監(jiān)督檢測科學(xué)研究院的測試。圖1 靜電法技術(shù)成果展示電學(xué)層析成像傳感器電學(xué)層析成像技術(shù)類似醫(yī)學(xué)的CT技術(shù)，通過外圍測量，重構(gòu)截面電學(xué)參數(shù)（電導(dǎo)率/磁導(dǎo)率/介電常數(shù)）分布信息。電學(xué)層析成像技術(shù)根據(jù)測量模態(tài)的不同，主要分為電容層析成像技術(shù)（Electrical Capacitance Tomography，簡稱ECT）、電阻層析成像技術(shù)（Electrical Resistance Tomography，簡稱ERT）和電磁層析成像技術(shù)（Electromagnetic Tomography，簡稱EMT）。系統(tǒng)具備高速測量、多電極組合、多測量模態(tài)切換、可視化、高信噪比和可定制化等特點。本團(tuán)隊針對重質(zhì)劣質(zhì)油的加工轉(zhuǎn)化的核心設(shè)備——三相流化床，轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)量還存在難以突破設(shè)計瓶頸的問題，在首次提出基于TMR的磁導(dǎo)率EMT方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合ECT 和ERT 等多種模態(tài)的電學(xué)層析成像系統(tǒng)，設(shè)計了基于電/磁雙模層析成像的高固含率氣液固三相流態(tài)化實驗裝置，可實現(xiàn)高固含率條件下，氣液固三相的識別和分相分布參數(shù)的實時測量。圖2 電學(xué)層析成像技術(shù)成果展示圖3 ERT/ECT/EMT系統(tǒng)展示圖4 ECT對油氣潤滑系統(tǒng)中油膜厚度檢測 超音速旋流分離技術(shù)超音速旋流分離技術(shù)是結(jié)合旋流分離技術(shù)和冷凝分離技術(shù)的多組分氣體冷凝分離法，具有工藝流程簡單、穩(wěn)定性好、效率高、能耗低等特點，成為近二十年來非常有應(yīng)用價值和商業(yè)前景的新分離技術(shù)。該技術(shù)集膨脹機(jī)、氣液分離器和壓縮機(jī)于一體，主要由旋流發(fā)生器、超音速噴嘴、分離段和擴(kuò)壓管組成。其工作原理如下：經(jīng)過前級處理后的含濕氣體導(dǎo)入到超音速分離器內(nèi)，經(jīng)過旋流發(fā)生器，產(chǎn)生加速度為106m/s2的旋轉(zhuǎn)流場；旋轉(zhuǎn)的氣體通過拉伐爾噴管時，會絕熱膨脹至超音速，同時降溫降壓，溫度最大可降低50-100℃，低溫的流場環(huán)境能夠使氣體中的水蒸氣開始凝結(jié)產(chǎn)生相變，出現(xiàn)小液滴；在旋轉(zhuǎn)流場中，凝結(jié)產(chǎn)生的小液滴不斷碰撞、聚并，在強(qiáng)離心力的作用下，被甩至壁面，并在氣體的帶動下，從濕氣出口排出；經(jīng)過處理的干氣在管道中心流動，經(jīng)過擴(kuò)壓器內(nèi)降速升壓，進(jìn)行排放。本團(tuán)隊首次采用Young經(jīng)典成核理論和C-C相平衡方程推導(dǎo)獲得了水蒸汽自發(fā)凝結(jié)Wilson位置解析式，在此基礎(chǔ)上，提出了基于液滴成核和生長模型的非均質(zhì)凝結(jié)模型和跨聲速濕空氣凝結(jié)SST湍流模型，揭示了跨音速兩相凝結(jié)現(xiàn)象“非穩(wěn)態(tài)”不同振蕩模式的流動特性，獲得了使分離效率最大化的最優(yōu)外界核心半徑，深入研究了超音速分離器的流場特性、處理效率和分離特性。圖5 超音速旋流分離器流場測量系統(tǒng)圖6 凝結(jié)液滴參數(shù)測量圖7 中國計量測試學(xué)會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎圖8 超音速分離器液相分布仿真預(yù)測 針對煙氣的智能狀態(tài)檢測與診斷控制的超音速旋流凈化工藝濕法脫硫后的濕煙氣直接排放會產(chǎn)生“白色煙羽”，由于在脫硫過程中，脫硫漿液與高溫?zé)煔庵苯咏佑|，發(fā)生傳熱傳質(zhì)；一方面水分蒸發(fā)，增加煙氣的含濕量；另一方面，煙氣溫度降低，煙氣攜帶水蒸汽的能力降低。煙氣達(dá)到飽和狀態(tài)后，會攜帶部分小液滴，這些攜帶小液滴的飽和濕煙氣經(jīng)除霧器除去絕大部分液滴后，直接經(jīng)煙囪排入大氣，由于環(huán)境溫度比煙氣溫度低，飽和濕煙氣中的水分就會凝結(jié)成小液滴形成“白色煙羽”。白煙中含有較多的溶解性鹽、SO3、凝膠粉塵和微塵等成分，會造成環(huán)境污染。針對上述問題，本團(tuán)隊首創(chuàng)的基于智能檢測與診斷的超音速旋流凈化工藝解決了傳統(tǒng)煙氣脫白技術(shù)（如煙氣加熱方法、煙氣冷凝再加熱技術(shù)和電磁脫白技術(shù)等）成本高，工藝流程復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)勁的問題，具有設(shè)備可靠，工藝過程簡單，投資成本和維護(hù)成本很低的特點。該技術(shù)主要是利用超音速旋流分離器的增速降溫原理，將煙氣中的水蒸氣進(jìn)行凝結(jié)并旋轉(zhuǎn)分離，通過引射器將液滴引至超音速分離器入口，輔以高壓微霧增強(qiáng)技術(shù)，強(qiáng)化脫白效果。在超音速分離器分離段和濕氣出口處安裝本團(tuán)隊自主研發(fā)的多相流可視化及參數(shù)測量系統(tǒng)（靜電層析成像系統(tǒng)和電學(xué)層析成像系統(tǒng)），結(jié)合智能化成像算法和多元信息融合算法，對管道內(nèi)煙氣的流場參數(shù)進(jìn)行非侵入式智能測量。系統(tǒng)可根據(jù)測量結(jié)果，分析超音速旋流分離器內(nèi)的流場情況和濕氣出口的成分變化，建立異常狀態(tài)檢測與診斷方法，診斷脫白系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，同時，指導(dǎo)引射器對液滴量引入的精確控制，進(jìn)而實現(xiàn)高效穩(wěn)定的煙氣脫白。圖9 針對白煙氣的智能檢測與診斷控制超音速旋流凈化工藝流程知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利知識產(chǎn)權(quán)編號:2018114554307，2020102445880，ZL2016106973850技術(shù)成熟度:已有樣品技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:國家級計劃/專項類別:國家自然科學(xué)基金獲得經(jīng)費(fèi):61.00萬元

摘要 超音速旋流凈化技術(shù)是濕煙氣經(jīng)超音速分離器絕熱膨脹至超音速，降溫50-100℃后，其中夾帶的水蒸汽、SOx與溶解性鹽、凝膠粉塵、微塵等成分發(fā)生非均質(zhì)凝結(jié)后予以分離的一種新型氣體凈化技術(shù)，脫除效率最高可達(dá)90%，能夠高效地實現(xiàn)煙氣脫白。該技術(shù)同時借助多傳感器融合方法智能診斷和動態(tài)測量流場數(shù)據(jù)，優(yōu)化煙氣“脫白”過程，必要時輔以高壓微霧增強(qiáng)技術(shù)，強(qiáng)化分離凈化效果。相較于傳統(tǒng)的電磁法、煙氣加熱法、煙氣噴淋法等脫白工藝，獨創(chuàng)的基于智能狀態(tài)檢測與診斷控制的分離效率增強(qiáng)技術(shù)能實現(xiàn)煙氣的高效率穩(wěn)定脫白。 團(tuán)隊創(chuàng)新成果與技術(shù)應(yīng)用展示 本項目團(tuán)隊，近十幾年一直從事超音速旋流分離技術(shù)和多相流流場參數(shù)檢測與電學(xué)成像技術(shù)的研究，已分別構(gòu)建了超音速分離裝置和電阻成像（ERT）、電容成像（ECT）及電磁（EMT）等多套系統(tǒng)。現(xiàn)有成熟技術(shù)已為國內(nèi)多家單位，如上海交通大學(xué)、北京石油化工學(xué)院、北方工業(yè)大學(xué)、太原理工大學(xué)、西門子（北京）研究院等，提供了相應(yīng)的電學(xué)成像系統(tǒng)。本項目中所采用的技術(shù)和提出的方法均為自主設(shè)計和開發(fā)，對于已研制超音速旋流分離技術(shù)和流場參數(shù)檢測系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵技術(shù)已申請了專利，具有完全的知識產(chǎn)權(quán)。同時開發(fā)過程中使用的所有部件和器件沒有限制級產(chǎn)品，可避免不必要的知識產(chǎn)權(quán)爭端，以及國外技術(shù)壁壘的限制。 獨創(chuàng)的基于智能狀態(tài)檢測的超音速旋流凈化系統(tǒng)利用靜電（Electrical Tomography，ES）傳感器和電學(xué)層析成像（Electrical Tomography，ET）傳感器，結(jié)合多源信息融合算法，實現(xiàn)管道內(nèi)氣體的非侵入式流場參數(shù)測量和狀態(tài)診斷。系統(tǒng)將檢測到的信息進(jìn)行處理和融合，分析超音速分離器內(nèi)的流場情況和濕氣出口的成分變化，并建立異常狀態(tài)檢測與診斷方法，診斷系統(tǒng)狀態(tài)。可被廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、建材、食品等工業(yè)，如煙氣脫白；石油工業(yè)中油／氣／水混輸過程；冶金、電力工業(yè)中各種氣力物料輸送過程；以及化工、醫(yī)藥、能源等領(lǐng)域中的干燥過程、混合過程、流態(tài)化過程、擴(kuò)散過程、反應(yīng)過程等普遍涉及多相流測量問題。相較于傳統(tǒng)的處理工藝，超音速旋流凈化技術(shù)中的設(shè)備可靠，工藝過程簡單，投資成本和維護(hù)成本很低。核心傳感器和技術(shù)包括靜電（Electrical Tomography，ES）傳感器、電學(xué)層析成像（Electrical Tomography，ET）傳感器和超音速旋流分離技術(shù)。 靜電傳感器 靜電傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高，可以非侵入測量等特點，近幾十年來發(fā)展迅速，英國貿(mào)工部認(rèn)為在煤粉的流速、濃度或質(zhì)量流量測量手段中，靜電法是最有前途的方法之一。 在檢測機(jī)理方面，目前靜電法氣固兩相流檢測可分為接觸電荷轉(zhuǎn)移法與靜電感應(yīng)法兩條路線，對于應(yīng)用最廣泛的內(nèi)壁嵌裝電極式傳感器結(jié)構(gòu)，本團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移電荷和感應(yīng)電荷經(jīng)電荷放大電路后，不僅體現(xiàn)出不同的信號波形特征，而且從頻域來看，轉(zhuǎn)移電荷形成的信號在整體信號中也占有重要比重。以此為基礎(chǔ)，提出了一系列的感應(yīng)電荷信息和轉(zhuǎn)移電荷信息的解耦方法，提高了顆粒流動參數(shù)測量精度。 本團(tuán)隊建立了帶式靜電感應(yīng)實驗裝置與氣固兩相流計量實驗裝置。帶式靜電感應(yīng)實驗裝置用來模擬帶靜電顆粒流動情況以及相關(guān)測速方法標(biāo)定。氣固兩相流計量裝置為參數(shù)可調(diào)的氣力輸送系統(tǒng)，用于氣固兩相流研究以及顆粒質(zhì)量流量計量標(biāo)定。兩套裝置計量精度均經(jīng)過了天津市計量監(jiān)督檢測科學(xué)研究院的測試。 圖1 靜電法技術(shù)成果展示 電學(xué)層析成像傳感器 電學(xué)層析成像技術(shù)類似醫(yī)學(xué)的CT技術(shù)，通過外圍測量，重構(gòu)截面電學(xué)參數(shù)（電導(dǎo)率/磁導(dǎo)率/介電常數(shù)）分布信息。電學(xué)層析成像技術(shù)根據(jù)測量模態(tài)的不同，主要分為電容層析成像技術(shù)（Electrical Capacitance Tomography，簡稱ECT）、電阻層析成像技術(shù)（Electrical Resistance Tomography，簡稱ERT）和電磁層析成像技術(shù)（Electromagnetic Tomography，簡稱EMT）。系統(tǒng)具備高速測量、多電極組合、多測量模態(tài)切換、可視化、高信噪比和可定制化等特點。 本團(tuán)隊針對重質(zhì)劣質(zhì)油的加工轉(zhuǎn)化的核心設(shè)備——三相流化床，轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)量還存在難以突破設(shè)計瓶頸的問題，在首次提出基于TMR的磁導(dǎo)率EMT方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合ECT 和ERT 等多種模態(tài)的電學(xué)層析成像系統(tǒng)，設(shè)計了基于電/磁雙模層析成像的高固含率氣液固三相流態(tài)化實驗裝置，可實現(xiàn)高固含率條件下，氣液固三相的識別和分相分布參數(shù)的實時測量。 圖2 電學(xué)層析成像技術(shù)成果展示 圖3 ERT/ECT/EMT系統(tǒng)展示 圖4 ECT對油氣潤滑系統(tǒng)中油膜厚度檢測  超音速旋流分離技術(shù) 超音速旋流分離技術(shù)是結(jié)合旋流分離技術(shù)和冷凝分離技術(shù)的多組分氣體冷凝分離法，具有工藝流程簡單、穩(wěn)定性好、效率高、能耗低等特點，成為近二十年來非常有應(yīng)用價值和商業(yè)前景的新分離技術(shù)。該技術(shù)集膨脹機(jī)、氣液分離器和壓縮機(jī)于一體，主要由旋流發(fā)生器、超音速噴嘴、分離段和擴(kuò)壓管組成。其工作原理如下： 經(jīng)過前級處理后的含濕氣體導(dǎo)入到超音速分離器內(nèi)，經(jīng)過旋流發(fā)生器，產(chǎn)生加速度為106m/s2的旋轉(zhuǎn)流場； 旋轉(zhuǎn)的氣體通過拉伐爾噴管時，會絕熱膨脹至超音速，同時降溫降壓，溫度最大可降低50-100℃，低溫的流場環(huán)境能夠使氣體中的水蒸氣開始凝結(jié)產(chǎn)生相變，出現(xiàn)小液滴； 在旋轉(zhuǎn)流場中，凝結(jié)產(chǎn)生的小液滴不斷碰撞、聚并，在強(qiáng)離心力的作用下，被甩至壁面，并在氣體的帶動下，從濕氣出口排出； 經(jīng)過處理的干氣在管道中心流動，經(jīng)過擴(kuò)壓器內(nèi)降速升壓，進(jìn)行排放。 本團(tuán)隊首次采用Young經(jīng)典成核理論和C-C相平衡方程推導(dǎo)獲得了水蒸汽自發(fā)凝結(jié)Wilson位置解析式，在此基礎(chǔ)上，提出了基于液滴成核和生長模型的非均質(zhì)凝結(jié)模型和跨聲速濕空氣凝結(jié)SST湍流模型，揭示了跨音速兩相凝結(jié)現(xiàn)象“非穩(wěn)態(tài)”不同振蕩模式的流動特性，獲得了使分離效率最大化的最優(yōu)外界核心半徑，深入研究了超音速分離器的流場特性、處理效率和分離特性。 圖5 超音速旋流分離器流場測量系統(tǒng) 圖6 凝結(jié)液滴參數(shù)測量 圖7 中國計量測試學(xué)會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎 圖8 超音速分離器液相分布仿真預(yù)測  針對煙氣的智能狀態(tài)檢測與診斷控制的超音速旋流凈化工藝 濕法脫硫后的濕煙氣直接排放會產(chǎn)生“白色煙羽”，由于在脫硫過程中，脫硫漿液與高溫?zé)煔庵苯咏佑|，發(fā)生傳熱傳質(zhì)；一方面水分蒸發(fā)，增加煙氣的含濕量；另一方面，煙氣溫度降低，煙氣攜帶水蒸汽的能力降低。煙氣達(dá)到飽和狀態(tài)后，會攜帶部分小液滴，這些攜帶小液滴的飽和濕煙氣經(jīng)除霧器除去絕大部分液滴后，直接經(jīng)煙囪排入大氣，由于環(huán)境溫度比煙氣溫度低，飽和濕煙氣中的水分就會凝結(jié)成小液滴形成“白色煙羽”。白煙中含有較多的溶解性鹽、SO3、凝膠粉塵和微塵等成分，會造成環(huán)境污染。 針對上述問題，本團(tuán)隊首創(chuàng)的基于智能檢測與診斷的超音速旋流凈化工藝解決了傳統(tǒng)煙氣脫白技術(shù)（如煙氣加熱方法、煙氣冷凝再加熱技術(shù)和電磁脫白技術(shù)等）成本高，工藝流程復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)勁的問題，具有設(shè)備可靠，工藝過程簡單，投資成本和維護(hù)成本很低的特點。 該技術(shù)主要是利用超音速旋流分離器的增速降溫原理，將煙氣中的水蒸氣進(jìn)行凝結(jié)并旋轉(zhuǎn)分離，通過引射器將液滴引至超音速分離器入口，輔以高壓微霧增強(qiáng)技術(shù)，強(qiáng)化脫白效果。在超音速分離器分離段和濕氣出口處安裝本團(tuán)隊自主研發(fā)的多相流可視化及參數(shù)測量系統(tǒng)（靜電層析成像系統(tǒng)和電學(xué)層析成像系統(tǒng)），結(jié)合智能化成像算法和多元信息融合算法，對管道內(nèi)煙氣的流場參數(shù)進(jìn)行非侵入式智能測量。系統(tǒng)可根據(jù)測量結(jié)果，分析超音速旋流分離器內(nèi)的流場情況和濕氣出口的成分變化，建立異常狀態(tài)檢測與診斷方法，診斷脫白系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，同時，指導(dǎo)引射器對液滴量引入的精確控制，進(jìn)而實現(xiàn)高效穩(wěn)定的煙氣脫白。 圖9 針對白煙氣的智能檢測與診斷控制超音速旋流凈化工藝流程

一、 項目簡介并流濕式脫硫除塵一體化技術(shù)及設(shè)備是針對鍋爐煙氣處理、化工、制藥、食品、廢氣處理等領(lǐng)域的含塵、含硫氣體進(jìn)行凈化處理開發(fā)的一種運(yùn)行費(fèi)用低、脫硫、除塵效率高的環(huán)保技術(shù)與設(shè)備。設(shè)備內(nèi)安裝有自主研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的旋風(fēng)式氣液接觸元件，含塵、含硫氣體與清洗液體同時從設(shè)備頂部并流進(jìn)入，在高速通過旋風(fēng)式高效接觸元件時對產(chǎn)生強(qiáng)烈的破碎、攪拌、沖擊作用，增強(qiáng)除塵效果，氣體得到凈化。并流濕式脫硫除塵流程如下圖所示。二、 項目技術(shù)成熟程度已應(yīng)用在實際工業(yè)生產(chǎn)中。應(yīng)用實例包括：1. 在河北邢臺英都化工廠含單質(zhì)硫氣體的凈化工藝中，成功地解決了原有氣體凈化系統(tǒng)中氣體單質(zhì)硫含量不達(dá)標(biāo)的問題，除塵效率達(dá)到99.8%；設(shè)備由原來的直徑3米、高32米下降為直徑1.6米，高14.64米，設(shè)備投資大大降低；運(yùn)行可靠、操作簡單；經(jīng)河北省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院檢測，總濕板壓降120Pa。 2. 本技術(shù)和設(shè)備在山東得克公司脫硫工程中應(yīng)用，氣量10000Nm3/h，設(shè)備直徑φ1000，高6100mm，脫硫率達(dá)99.5%。三、 技術(shù)指標(biāo)采用氣液并流，空塔氣速可達(dá)到5~15m/s，液氣比達(dá)到5 L/m3；全塔總壓降＜150Pa，脫硫率≥99.5%，總除塵效率可達(dá)到99%；對0~5μm粒徑的微細(xì)粉塵分級效率達(dá)到85%；與氣液逆流相比，處理相同氣量和粉塵濃度時，能耗可降低25%，設(shè)備尺寸減小50%～60%，操作費(fèi)用和設(shè)備投資可減少40%以上；操作時不會出現(xiàn)液泛、霧沫夾帶或帶水現(xiàn)象，塔板上無結(jié)垢；操作時不會產(chǎn)生粉塵的再飛揚(yáng)問題。四、 市場前景并流濕式脫硫除塵一體化技術(shù)及設(shè)備是針對鍋爐煙氣處理、化工、制藥、食品、廢氣處理等領(lǐng)域的含塵、含硫氣體進(jìn)行凈化處理開發(fā)的一種運(yùn)行費(fèi)用低、脫硫、除塵效率高的環(huán)保技術(shù)與設(shè)備。氨法、雙堿法、鎂法、石灰石—石膏法等各種方法鍋爐煙氣脫硫除塵；鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣的脫硫除塵；化工、制藥、食品、建材等行業(yè)的工業(yè)除塵；煙氣脫硫脫硝除塵一體化操作；有害氣體的凈化、冷卻和增濕；處理高溫、高濕和有爆炸危險的氣體；H2S、HCl、NH3、HF等氣體的吸收；惡臭氣體的脫臭。五、 規(guī)模與投資需求根據(jù)不同需求可對應(yīng)多種解決方案。六、 合作方式技術(shù)入股，技術(shù)轉(zhuǎn)讓等形式。七、 項目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式項目負(fù)責(zé)人及聯(lián)系人：張少峰電話： 022-60204596 13132081566 郵箱： shfzhang@hebut.edu.cn八、 附件：成果圖片