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富氧燃燒高效低成本運行關鍵技術與示范
【研究背景】
我國以煤為主的能源稟賦決定了煤電將會在未來一段時間內充當托底角色，燃煤發電過程中產生的CO?作為主要碳排放源，成為了“2030碳達峰、2060碳中和”愿景目標的現實約束。開發具有大規模CO?捕集功能的新型低碳燃燒技術是實現“雙碳”目標的關鍵。其中，富氧燃燒技術采用空分系統所產生的氧氣(純度>95%)代替助燃空氣，同時采用煙氣再循環調節爐膛內的介質溫度和傳熱特性，實現煙氣中CO?高濃度富集，便于CO?的分離與捕集，是最具發展前景的規模化碳捕集技術。
【成果介紹】
本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運行關鍵技術與其對應示范裝置。著眼于發展經濟、安全和可靠的富氧燃燒技術需求，本成果重點圍繞兩個關鍵科學技術問題：
(1)基于氧/燃料雙向分級的富氧燃燒火焰組織、傳熱調控與污染抑制原理；
(2)基于靜/動態仿真的富氧燃燒系統集成優化和控制技術，組織共性技術研發和工程示范。
本成果建立了常壓與加壓富氧燃燒條件下的分級燃燒、傳熱和污染物控制理論，開發了常壓富氧燃燒的分級燃燒系統，研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關鍵裝備，突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關鍵技術，掌握了常壓富氧燃燒的系統集成、優化與控制方法，并提升富氧燃燒大型化設計能力。
其中，運用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術，SO?/NOx/Hg脫除率分別達到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業示范連續運行168h，鍋爐燃燒效率90.68%，煙氣中CO?濃度71-82%，NOx濃度（等效空氣燃燒）110mg/Nm³。相比空氣工況，富氧工況下脫汞效率（以ESP前為基準）和ESP除塵效率進一步提升。
圖2 應城35MWth富氧燃燒工業示范系統及現場實時運行
【技術優勢】
與現有的其它碳捕集技術，包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術，富氧燃燒碳捕集技術的改造成本更低，系統效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。
【技術指標】
【資質榮譽】
獲日內瓦國際發明展金獎(2017)、國際自動化學會電力工業設施獎(2017)、湖北省技術發明一等獎(2018)。
華中科技大學
2023-07-19
泵+管道輸送系統的優化運行軟件與高效節能技術
1 成果簡介國民經濟各生產部門廣泛采用管道輸送系統。為保證輸送系統正常運行，需要按照流量和揚程配置若干臺泵按一定的組合作為流體的動力源。泵與泵之間首尾相接為泵的串聯模式，各泵的進口管、出口管分別連接在一起時稱為并聯模式。在大多數工業流程中，為了達到較好的動力配置常采用多臺泵串聯與并聯混合使用的方式，這些泵構成復雜的泵串并聯輸送系統。 泵串并聯輸送系統的運行調節比較復雜，在我國目前多采用常規優化法。常規優化法通過改變泵的轉速、改變泵的運行臺數或增加新泵等手段達到改變系統運行狀態的目的，屬于一種半經驗半理論的方法。常規優化法實施得當時可提高運行效率，但一般難以達到最佳節能狀態。當調節不當時，泵系統中的某些設備將處于非穩定運行工況，不僅影響設備本身的使用壽命，也使得系統的安全性受到影響。 清華大學在長期的研究中積累了豐富的泵及其系統優化運行技術，并形成一套軟件。該軟件采用遺傳算法進行泵串并聯輸送系統的最優化運行控制，可針對泵系統的實際串并聯情況開發優化運行軟件，確保系統高效節能。2 應用說明泵串并聯系統主要可分成流量基本穩定和流量經常變化的系統。對于流量基本穩定的供水系統，泵的優化選型主要通過確定系統中各泵的轉速使得整個系統在最佳節能工況下運行；而對流量經常變化的供水系統，如自來水供水系統、熱電廠鍋爐給水系統和供熱系統、高層建筑生活供水系統、油田高壓注水泵系統、中央空調的循環水系統和各種泵站輸水系統等系統，這些系統是按照所需要的最大流量來選擇水泵的，應根據所需流量的變化進行泵的優化調節。 無論哪種泵串并聯系統，均可以通過軟件的設置自動判別，并進行相應的優化計算，給出系統運行調節的參數。
清華大學
2021-04-13
大型海藻生物質高效熱解生物油機理的研究
項目簡介 本項目針對大型海藻這類潛力巨大的可再生能源采用熱解制取生物油的機理問題， 分析海藻水溶性多糖熱裂解產油、產氣和產炭的特征，并通過多種測試手段相結合具體 分析所制得生物油成分，由生物油成分探索水溶性多糖的熱解反應機理。研究熱解溫度、 停留時間等過程參數對海藻熱解制油產率和品質的影響規律，利用灰色關聯法分析其影 響程度序列，獲得產油率和油品協同最佳所對應的熱解工況。最終評價海藻熱解生成液248 體油的價值，并提出優化調整策略。
江蘇大學
2021-04-14
高效高可靠性智能化光伏水泵系統
項目簡介 1、光伏水泵系統主要由光伏陣列、控制器、逆變器、電動機、水泵和蓄能裝置等組 成，是光-機-電-控一體化設備；具有使用壽命長、與農作物的水蒸發量適配性好、節約 能源、維護運行成本低，環保等優點。 2、在申請 3 項；已授權 2 項，專利號：ZL201320591542.1、ZL201320609459.2 技術指標 本項目技術開的光伏離心泵產品日出水量比現有產品多約 20%，且供水可靠性高。 （1）啟動功率小；（2）多工況設計；（3）出水量大；（4
江蘇大學
2021-04-14
綠色高效鱗翅目殺蟲劑創制品種-NKXU2014
項目簡介：
綠色高效鱗翅目殺蟲劑具有全新的作用機理，對小菜蛾等鱗翅目害蟲具有較高的防效，且不易與已有殺蟲劑產生交互抗性，對魚、蜂、水生生物及哺乳動物毒性較低，對環境十分友好。
對其殺蟲的廣譜性田間效果進行試驗（在越南田間對稻縱卷葉螟、玉米螟、黏蟲和斜紋夜蛾進行了殺蟲試驗），結果表明對于供試害蟲建議使用劑量是每畝 4-6 克有效成分，效正有效殺蟲率比氯蟲苯甲酰胺高 10%左右，效果明顯。
市場應用前景：
此類產品是氯蟲苯甲酰胺的替代品種，屬于自主創制，可以解決農業界關鍵問題，打破國際大公司專利壟斷，如能產業化可以為中國農業界做出重大貢獻，給企業帶來巨大的經濟效益和社會效益。
南開大學
2021-04-13
動物源食品中主要獸藥殘留高效檢測關鍵技術
該項目2016年獲得國家技術發明二等獎。屬獸醫藥理與毒理學研究領域。為保障動物源食品安全，成果發明獸用抗菌藥和違禁化合物殘留高效檢測核心試劑及產品、多組分殘留物痕量加速溶劑萃取和恒溫萃取技術，解決了獸藥殘留高效、快速、高通量檢測的一系列關鍵技術問題。共獲授權發明專利39件，制訂國家標準19項，備案產品17個，保藏物種41種，專家鑒定為國際領先水平成果8項，國際先進水平成果4項；獲省部級技術發明和科技進步獎一等獎4項，其他獎3項；培養博士生11人、碩士生59人，各類技術人員2000余人次。
該項目在農業、衛生、質檢和貿易系統使用面達40-50%，在全國500多家大中型養殖企業的使用率達60%-70%，全國獸藥殘留超標率由使用前5-10%下降到現在1%以內，為養殖業年均挽回經濟損失159.23億元(據中國農科院農業經濟研究所測算)。項目完善了國家獸藥殘留檢測技術體系，提升了獸醫科技自主創新能力，對保障食品安全、應付重大突發事件、打破國際技術壁壘、維護經濟社會穩定等做出了貢獻。
成果完成時間：2012年
華中農業大學
2021-04-11
作物秸稈高效降解生產乙二醇與丙二醇
在國內外首次采用了特殊的秸稈降解工藝，將秸稈中的纖維素和半纖維素在水體系中被特種催化劑降解為相應的五碳糖和六碳糖，該混合糖液在一定的溫度和壓力下被催化加氫裂解為乙二醇和丙二醇等大宗化工原料；秸稈中被溶解下來的礦物質可以制備成無機肥料；未降解的秸稈渣中可以提純制備木質素。秸稈有效成份降解率高（≥75%）、生產成本低、過程綠色環保無污染，秸稈成份獲得充分利用。經可行性研究，項目實施后可取得很好的經濟和社會效益，不僅解決了秸稈的環境污染問題，而且變廢為寶，可替代部分石油資源產品，具有十分重要的戰略意義。
南京工業大學
2021-01-12
高效節能的新型緊湊式換熱器及工業化應用
該項目提出了連續擴縮變截面流道、跨尺度結構等復雜表面的緊湊傳熱結構，揭示其熱力特性與強化傳熱機理，解決了傳統傳熱節能裝備傳熱效率低的重大技術難題。
相關技術成果獲發明專利授權30余件。
南京工業大學
2021-01-12
高效能驅動系統共性關鍵技術及其應用
項目獲得國家自然科學基金、江蘇省高技術研究計劃等支持，獲教育部科技進步一等獎 1 項、中國輕工業聯合會科技進步二等獎 1 項。
1、項目簡介
開發先進的驅動系統，實現梳理齒條加工的數字化控制，解決其剛性機械耦合連接和熱處理耗能問題，是紡織器材行業發展急需解決的關鍵難題。本項目以此為背景，對高效能驅動系統共性關鍵技術進行了詳細的研究與開發。主要研究內容包括高效能驅動控制器的研究、功率變換器的拓撲結構、智能化調制策略與控制方法研究、電機的數字化設計和控制平臺研究。
2、創新要點
（1）提出了等價輸入干擾估計器的優化控制策略。
（2）提出了正弦波電流幅值調制的概念。
（3）構建了虛物實化、實物虛化的電機數字化設計平臺。
3、效益分析
本項目在 30 余家企業應用，累計新增產值約 36630 萬元人民幣，直接經濟效益可達 11560 萬元，出口創匯 3800 余萬美元，節約用水近 100 萬噸，節電 1340余萬千瓦時，節約蒸汽 40870 萬噸。
4、推廣情況
本項目在蘇浙豫等省的 30 余家企業，尤其是紡織器材企業得到推廣應用。主要有常州藍箭集團有限公司、河南光山白鯊針布有限公司、南通惠通紡織器材有限公司、無錫市貓頭鷹紡織器材有限公司、無錫市威華焊接設備制造有限公司、江蘇省無錫市亨達電機有限公司、浙江錦峰紡織機械有限公司、無錫圣馬科技有限公司。
授權專利：
正弦波電流幅值調制逆變器200510095195.3
數字鉛酸蓄電池容量測試修復儀 200710191362.3
數字式脈沖固定超前時間移相電路 200710190512.9
一種智能型摩托車限速點火器 200710020254.X341
智能移動撿球機器人 200710190398.X
感應加熱快速熱水器 20071019511.4
基于 FPGA 的空間矢量脈寬調制方法200810025527.4
三相數字式分時平衡大功率交流焊接電源 200810195517.5
一種基于 FPGA 的風電系統最大功率跟蹤控制器 200910184672.1
便拆裝攜帶式風、光發電一體裝置 200920258809.9
江南大學
2021-04-13
樹狀兩親體結構化高效水處理劑
水中微量痕量污染物的清除仍是科技界的嚴重挑戰技術。微量污染物的累積作用和毒害作用正在引起人們的重視。當前缺乏的是低成本、低投入、高效和易推廣的技術。常規吸附劑如活性炭雖然易從水體分離，但由于表面缺乏精細電子和拓撲結構，難以捕捉微量痕量污染物。本項目致力于開發一種表面精細結構化的、能大規模生產的高效水處理劑。最近我們發現用樹狀兩親體可以調控濃乳液聚合，提供了一種直接大規模獲得表面結構化材料的方法。由于樹狀兩親體不僅能在界面組裝，自身還能提供各種期望的電子環境和拓撲環境，從而高效地與各種客體分子互補，使捕捉微量客體分子成為可能。另一方面，隨著大量樹狀體被報道，有數種已經商業化，由此衍生的樹狀兩親體容易實現規模化生產。理論上講，各種樹狀兩親體可同時參與穩定濃乳液，形成類似斑豹的表面結構，這進一步為同時清除廣譜微量水污染物提供了可能。初步研究表明，這類吸附劑能創紀錄地將水中典型致癌芳烴降低到十億分之一以下；典型有機離子的濃度降低到千萬分之一以下。該材料不會向水中帶來任何新污染物，能保證優質飲用水的獲得。
同濟大學
2021-04-11