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項目成果/簡介:市場背景1：根據(jù)中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計，基于石油、化工、電力、冶金、船舶、機(jī)械、食品、制藥等行業(yè)對換熱器穩(wěn)定的需求增長，我國換熱器產(chǎn)業(yè)在未來一段時期內(nèi)將保持穩(wěn)定增長。預(yù)計 2010 年至 2020 年期間，我國換熱器產(chǎn)業(yè)將保持年均 10-15%左右的增長速度，2015 年，我國換熱器產(chǎn)業(yè)規(guī)模已突破 880 億元，到 2020 年我國換熱器產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)到1500億元。 市場背景2：2016年國務(wù)院印發(fā)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，“突破石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用技術(shù)”被寫入規(guī)劃。2017年1月《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》正式公布，石墨烯成為新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。據(jù)前瞻研究院數(shù)據(jù)顯示，2017年我國防腐涂料（常規(guī)防腐涂料和重防腐涂料）全年產(chǎn)量達(dá)到561萬噸，占涂料總產(chǎn)量的27%左右。2013年以來，涂料產(chǎn)量年均增長率在5.5%左右，而我國防腐涂料達(dá)到12%左右，是增長最快的涂料品種之一；2018年防腐涂料總產(chǎn)量或達(dá)到600萬噸以上，2020年總產(chǎn)量可突破700萬噸。應(yīng)用范圍:目前國內(nèi)外水蒸氣空氣預(yù)熱器基本都是翅片管式，節(jié)能效果有待提高； 目前國內(nèi)外成熟的蒸發(fā)式冷凝器基本都是管狀或橢圓狀，緊湊度不高，單位面積熱負(fù)荷有待提高，特別針對化工產(chǎn)品如甲醇汽冷凝，要求系統(tǒng)壓降低和尾氣回收等指標(biāo)，難以達(dá)到； 目前國內(nèi)外煙氣空氣預(yù)熱器基本采用管式，或回轉(zhuǎn)式，管式占地面積達(dá)，換熱系數(shù)不高，回轉(zhuǎn)式漏風(fēng)嚴(yán)重并且維修成本較高； 目前國內(nèi)外解決金屬表面腐蝕問題，基本采用搪瓷涂層，但搪瓷涂層導(dǎo)熱系數(shù)低，不到1 W/（m·k）左右，而且搪瓷由于應(yīng)力及金屬與搪瓷線膨脹系數(shù)不一致，易導(dǎo)致崩瓷現(xiàn)象。項目階段:批量生產(chǎn)效益分析:1）新型板式水蒸氣空氣預(yù)熱器。與翅片管相比，節(jié)約水蒸汽15-30%，該項目目前屬產(chǎn)業(yè)化階段； 2）新型中間排液板式蒸發(fā)式冷凝器。與普通蒸發(fā)式冷凝器相比，節(jié)電節(jié)水30%，系統(tǒng)壓降降低約0.1MPa，該項目目前屬產(chǎn)業(yè)化階段； 3）新型板式空氣預(yù)熱器。燃煤、燃?xì)饧叭加湾仩t空預(yù)器，節(jié)能減排效果明顯，該項目目前屬產(chǎn)業(yè)化階段； 4）耐腐蝕耐磨超導(dǎo)熱疏水性石墨烯復(fù)合涂層。解決各領(lǐng)域換熱設(shè)備表面的腐蝕問題，導(dǎo)熱問題及結(jié)垢問題，節(jié)能減排效果明顯。該項目目前屬產(chǎn)業(yè)化階段。

該技術(shù)2019年獲批山東省農(nóng)業(yè)主推技術(shù)。隨著我國林業(yè)政策的調(diào)整，退耕還林面積 的擴(kuò)大，林下空間資源的合理開發(fā)成為新的研究課題。在林木生長過程中，造成了林地 資源閑置、前期投入大、生長周期長、見效慢、利用率低等問題，為有效彌補(bǔ)林業(yè)見效 慢的缺點，發(fā)展林下大球蓋菇高產(chǎn)高效輕簡化栽培技術(shù)具有較好的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效 益。大球蓋菇的播種季節(jié)依據(jù)林地溫度條件可分為春季和秋季，秋季播種期在8月末或9 月中旬，10-11月開始出菇，在北方地區(qū)在上凍前出1-2茬菇，越冬后次年春天起再出第 3茬菇；春季播種期在4月末或5月中旬，6-7月大量出菇。該技術(shù)適宜推廣應(yīng)用的區(qū)域中 國北方地區(qū)，主要包括東北地區(qū)和華北地區(qū)。

本成果是利用“東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生物菌劑研發(fā)中心”研發(fā)的低溫秸稈酵解專用菌劑，有效分解秸稈中木質(zhì)素和半纖維素，保留纖維素。秸稈經(jīng)過篩選、攪拌、發(fā)酵、熱磨等工序，半個月達(dá)到制漿標(biāo)準(zhǔn)，制漿產(chǎn)生的廢渣和發(fā)酵液營養(yǎng)成分豐富，加工為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，實現(xiàn)零污染。技術(shù)已獲得國家授權(quán)專利5項。 特點和優(yōu)勢： 發(fā)酵溫度范圍寬：4℃以上即可發(fā)酵，四季可生產(chǎn)； 紙漿出率高：平均2.5噸秸稈產(chǎn)1噸紙漿，比化學(xué)制漿節(jié)省60%成本； 紙漿質(zhì)量好：環(huán)壓強(qiáng)度高、抗折裂、環(huán)保性強(qiáng)； 附加值高：2.5-3噸秸稈可以生產(chǎn)1噸優(yōu)質(zhì)紙漿，1.5-2噸固體有機(jī)肥，0.5-1噸液體有機(jī)肥；紙漿市場價1500-1800元/噸，有機(jī)肥市場價500-800元/噸；液體有機(jī)肥市場價為1.5萬元/噸，現(xiàn)階段紙漿和有機(jī)肥都供不應(yīng)求。 技術(shù)分析（創(chuàng)新性、先進(jìn)性、獨占性） 本成果利用“東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生物菌劑研發(fā)中心”分離的多種低溫發(fā)酵菌株，根據(jù)不同種類植物秸稈材料所含組分特點，進(jìn)行多菌株復(fù)配組合，開發(fā)出功能性微生物菌群。詮釋了分解不同農(nóng)作物秸稈中木質(zhì)素、半纖維素、糖分、果膠、蛋白質(zhì)等成分所需要的多種酶種類，明晰了低溫菌株的分離、篩選、代謝產(chǎn)物檢測的方法，創(chuàng)建了多菌株高效組合復(fù)配、復(fù)合培養(yǎng)基篩選、擴(kuò)繁和秸稈低溫啟動發(fā)酵劑的工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備和工藝，為冬季秸稈發(fā)酵利用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。利用功能性菌劑發(fā)酵粉碎的秸稈，分解其中的木質(zhì)素、半纖維素和糖分、果膠、蛋白質(zhì)等成分，保留纖維素，經(jīng)過磨漿，獲得造紙廠的紙漿和填充纖維，首創(chuàng)了高效（發(fā)酵溫度 4-95℃，發(fā)酵快 5-30 天，平均 2.5 噸價格得 1 噸纖維，1 噸纖維出 1 噸 0.5-1噸廢液，用于腐熟秸稈造肥，腐熟 1 噸秸稈需要 3-5 噸廢液，也可培養(yǎng)成生防菌液出售。）、零污染（無廢液）、高附加值秸稈生物發(fā)酵方法提取紙漿的綜合配套技術(shù)體系。

項目研究的背景及用途:本項目的出發(fā)點是將我國大量的生物質(zhì)及城市有 機(jī)廢物資源(如農(nóng)作物廢棄物、林業(yè)廢棄物、城市垃圾中豐富的有機(jī)物、造紙造 漿中的廢物、酒精生產(chǎn)廠的廢液廢渣、動物糞便、食品加工中的廢棄物、家庭中 有機(jī)垃圾、草類廢棄物，產(chǎn)量約每年 30 億噸)高效轉(zhuǎn)化為清潔的電力。我國當(dāng)前 的生物質(zhì)及城市有機(jī)廢物資源沒有得到合理的利用。 利用生物質(zhì)作為能源，不僅僅是解決了長期的能源供給問題，更重要的是 大大緩解了環(huán)境保護(hù)的壓力。本項目的技術(shù)路線所排放的其他污染物如硫化物、 粉塵粒子的濃度也大大低于現(xiàn)有的燃煤發(fā)電廠。此外，高效、清潔的氣化發(fā)電技 術(shù)可以克服現(xiàn)有的城市垃圾處理處置方式的缺點。與現(xiàn)有垃圾焚燒爐技術(shù)相比， 本項目的技術(shù)路線具有以下優(yōu)點:(1)發(fā)電效率高;(2)炭轉(zhuǎn)化率高、能量利用率高;(3) 排放的二次污染物少;(4)初投資和遠(yuǎn)行費用低。 本項目的目的是有效地利用生物質(zhì)及城市有機(jī)廢物，通過流化床氣化的方式 將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Α４_保生產(chǎn)電力的成本可以與現(xiàn)有的燃煤電廠競爭，同時確保生 產(chǎn)過程符合環(huán)境友好性要求，沒有明顯的二次污染。 成果水平及主要技術(shù)指標(biāo):本技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先水平,在國際上也是領(lǐng)先 的。目前正在申報發(fā)明專利 2 項。天津大學(xué)科技成果選編 所需廠房占地面積:需要穩(wěn)定的生物質(zhì)或生活垃圾原料供應(yīng)(年需要量為 8000 噸左右);設(shè)備相對比較簡單，但需要由相關(guān)的廠家定制生廠;廠房面積約為 15000～20000 平方米;投資規(guī)模在 500 萬左右。 市場分析及效益預(yù)測:本項目的市場前景很大。以天津市為例，天津市 每年約有 600 萬噸生物質(zhì)資源，可發(fā)出功率為 90～100 萬千瓦的電。若考慮大量 種植能源作物，則可以發(fā)出更多的電，而且隨著發(fā)電規(guī)模的擴(kuò)大，可以顯著降低 成本。如果單座發(fā)電廠的規(guī)模在 2000～4000 kW，該發(fā)電成本與燃煤電廠相當(dāng)。 為天津市大量的生物質(zhì)廢物找到一條合理的利用途徑，同時解決了因城市有機(jī)垃 圾堆置而帶來的環(huán)境污染問題。 以 2000 千瓦的發(fā)電能力為例，投資回收期為 2.2 年，年盈利為 220 萬 左右。 6 海洋生物質(zhì)能源技術(shù)與裝備 7 生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制備生物燃料及高值化學(xué)品檢測平臺

成果簡介：二十二碳六烯酸（DHA）是人體所必需的一種多不飽和脂肪酸，是大 腦細(xì)胞膜的重要構(gòu)成成分，可輔助腦細(xì)胞發(fā)育，對治療高血脂癥、動脈粥樣硬化 178天津大學(xué)科技成果選編 等能起到有效作用。本課題組通過開發(fā)破囊壺菌高密度異養(yǎng)發(fā)酵生產(chǎn)二十二碳六 烯酸（DHA）關(guān)鍵工程化技術(shù)，篩選出高產(chǎn) DHA 的破囊壺菌工業(yè)菌株 2 株。同 時優(yōu)化獲得了破囊壺菌生產(chǎn) DHA 的工藝條件，批量發(fā)酵培養(yǎng)破囊壺菌，獲得 DHA 的提取技術(shù)，在分離純化 DHA 的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)一步優(yōu)化中式技術(shù)，獲得高純 度（90%）DHA，實現(xiàn)商業(yè)價值。 成果水平： 國內(nèi)領(lǐng)先，團(tuán)隊專有技術(shù) 應(yīng)用范圍：海洋生物能源與生物資源可持續(xù)發(fā)展利用技術(shù)，利用海洋微生物進(jìn)行 高附加值、高產(chǎn)能的海洋生物能源開發(fā)（提取 DHA），主要可應(yīng)用于海洋微藻產(chǎn) 氫產(chǎn)脂、生物醫(yī)藥、生物食品、保健等領(lǐng)域。 市場分析及前景：據(jù)統(tǒng)計目前市售食品級低濃度（22％-25％）DHA 價格在 26.9-36.5 萬元/噸；食品級高濃度 DHA（27％-30％）為 73-109.5 萬元/噸，而純 度為99.9％的DHA售價高達(dá)16.8萬美元/公斤。當(dāng)前DHA的生產(chǎn)主要來自魚油， 普遍存在分離成本高、具有魚腥味、有污染物等問題。海洋微生物的不飽和脂肪 酸成分簡單，易于分離純化，用于發(fā)酵生產(chǎn) DHA 可以有效解決利用魚油生產(chǎn) DHA 的問題，降低 DHA 的生產(chǎn)成本，產(chǎn)業(yè)過程污染少，隨著國內(nèi)消費者健康意 識的不斷提升以及購買力的提高，國內(nèi) DHA 的需求必將進(jìn)一步增加，其開發(fā)應(yīng) 用前景廣闊。 主要技術(shù)指標(biāo)：分離得到 200 多株可培養(yǎng)的破囊壺菌菌株，獲得高產(chǎn) DHA 和類胡蘿卜素的破囊壺菌工程菌株，如 Aurantiochytrium sp. PKU#SW7 和 Thraustochytriidae sp. PKU#Mn16，其 DHA 占細(xì)胞干重達(dá) 20%；另已獲得 4 株破 囊壺菌基因組二代測序結(jié)果；申請發(fā)表專利（破囊壺菌的分離純化培養(yǎng)，破囊壺 菌快速測定方法等）；獲得粗制 DHA 工藝技術(shù)。 投資規(guī)模：包括設(shè)備、資金、場地、人員等。 合作方式：技術(shù)轉(zhuǎn)讓等

紡織機(jī)械吸塵系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響到紡織產(chǎn)品的質(zhì)量，紡織廠普遍反映以往吸塵系統(tǒng)吸風(fēng)量不足，吸塵效果欠佳，根據(jù)紡織行業(yè)要求為紡織機(jī)械吸塵系統(tǒng)研制新型高效葉輪。 設(shè)計的新型高效葉輪與原葉輪比較主要特點如下： 1．在安全可靠的條件下，采用閉式葉輪比原半開式葉輪減少間隙損失，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性。 2．采用機(jī)翼型葉片，比板式葉片流動效率高，氣動噪聲低。 3．采用無功率過載葉片出口角，該葉輪在性能曲線的最高效率點附近達(dá)到電機(jī)最大輸出功率，進(jìn)一步提高靜壓效率，減少葉輪出口動壓損失。 4．葉輪進(jìn)口采用圓弧形集流器，使葉片進(jìn)口流場均勻，降低噪聲，提高葉輪效率。通過新舊葉輪現(xiàn)場對比測試及試驗臺試驗表明，新型葉輪的靜壓效率（有效部分）是原使用葉輪靜壓效率的1.5～2.0倍，在相同流量下，噪聲降低2～3 dB（A）。 經(jīng)初步調(diào)查，國內(nèi)紡織行業(yè)中正在運轉(zhuǎn)的粗紗機(jī)、并條機(jī)、細(xì)紗機(jī)等，可配換這種新型葉輪的數(shù)量不少于10萬臺（目前已配用3000臺），推廣應(yīng)用節(jié)能效果可觀，對進(jìn)一步提高紡織品質(zhì)量，具有廣闊的市場前景。

手性氨基酸作為最重要的原料和中間體，市場規(guī)模也越來越大。本項目研發(fā)的手性氨基酸包含 L-2-氨基丁酸、D-蘇氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。2-氨基丁酸是一種非天然的氨基酸，是一種重要的化工原料，被用作為多種手性藥物合成中的重要中間體，包括抗結(jié)核藥物乙胺丁醇、布瓦西坦和抗癲癇 藥物左乙拉西坦。D-蘇氨酸是天然氨基酸 L-蘇氨酸的光學(xué)異構(gòu)體，是一種非天然氨基酸。主要應(yīng)用于手性藥物、手性添加劑和手性助劑等領(lǐng)域，在制藥行業(yè)作為手性合成的手性源，主要用于生產(chǎn)新型光譜抗生素、D-蘇氨醇和多肽合成過程的蘇氨酸保護(hù)劑。L-天冬酰胺是常見的 20 種氨基酸之一，在食品、醫(yī)藥、化工合成、微生物培養(yǎng)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。L-天冬酰胺可以作為添加劑用于清涼飲料,同時在腫瘤治療及蛋白質(zhì)糖基化中扮演重要角色。L-天冬酰胺常用于氨基酸輸液，以及具有降壓、平喘、抗消化性潰瘍、胃功能障礙等功能，并可用于治療心肌梗死、心肌代謝障礙、心力衰竭、心臟傳導(dǎo)阻滯、疲勞癥等。此外，L-天冬酰胺也是微生物培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)重要的添加劑。L-叔亮氨酸是一種非蛋白原的手性氨基酸, 由于叔丁基的空間位阻大, 叔亮氨酸的衍生物可在不對稱合成中作為誘導(dǎo)不對稱的模板。隨著不對稱合成的發(fā)展, 叔亮氨酸的應(yīng)用也非常廣泛。又由于占空間大的叔丁基鏈及其疏水性, 它在多肽的合成中能夠很好地控制分子構(gòu)象, 增加多肽的疏水性和受酶降解的穩(wěn)定性, 因此在藥物和生物應(yīng)用中正迅速地發(fā)展, 用于抗癌、抗艾滋病等藥物和生物抑制劑及肽等。

我國資源量超過 40% 的優(yōu)質(zhì)西北侏羅紀(jì)煤惰質(zhì)組分含量高，造成此類煤的粘結(jié)性、成漿性能、液化性能整體下降，極大地增加了煤的高效潔凈利用難度。本成果的核心是進(jìn)行煤炭的分質(zhì)加工利用，一方面開發(fā)了新型煤巖分選技術(shù)實現(xiàn)煤巖組分的高效分離，另一方面針對不同煤巖組分開發(fā)了多聯(lián)產(chǎn)高效轉(zhuǎn)化技術(shù)。成果來源于陜西省科技攻關(guān)項目，前期獲得了陜西省教育廳專項基金和中國博士后科學(xué)基金的支持，已有一部分工作申請國家發(fā)明專利，摸索出煤炭分質(zhì)利用的新技術(shù)，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會效益。

L-甲硫氨酸廣泛應(yīng)用于飼料業(yè)，是家禽飼料中首選的限制性氨基酸。L-甲硫氨酸是強(qiáng)肝解毒劑、促進(jìn)發(fā)育劑，當(dāng)缺乏時會引起食欲減退。甲硫氨酸廣泛應(yīng)用于營養(yǎng)補(bǔ)充與畜產(chǎn)飼料，由于甲硫氨酸容易被雞吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)殡u肉蛋白，在雞飼料中添加甲硫氨酸，可少耗飼料，并使雞肉生長健全。L-甲硫氨酸合成方法主要為化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法兩種。因化學(xué)合成法會產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)甲硫氨酸越來越受到關(guān)注。本實驗室以谷氨酸棒狀桿菌為出發(fā)菌株，通過代謝工程技術(shù)手段進(jìn)行基因敲除和敲入，以達(dá) 到“開源節(jié)流”，即增強(qiáng) L-甲硫氨酸合成路徑代謝流，抑制或阻斷旁路途徑代謝流，最終提高 L-甲硫氨酸產(chǎn)率，目前中間菌株產(chǎn)率已達(dá) 21 mmol/L，具有重要的應(yīng)用前景。