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研發(fā)階段/n從深海研究中對溫度、鹽度和溶氧參數(shù)的測量需求出發(fā)，針對現(xiàn)有高精度CTD 傳感器產(chǎn)品主要被國外產(chǎn)品壟斷，并且在溫度變化劇烈時，容易因為溫度和電導率 傳感器響應速度不一致造成較大動態(tài)測量誤差，難以在深海熱液冷泉周邊環(huán)境中進 行高精度測量的問題，以及現(xiàn)有溶解氧傳感器響應速度較慢的問題，攻克快速響應 的電導率和溶解氧參數(shù)測量技術(shù)，研究實現(xiàn)支持深?？焖僖苿訙y量的溫鹽-溶氧傳 感器。

本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運行關(guān)鍵技術(shù)與其對應示范裝置。著眼于發(fā)展經(jīng)濟、安全和可靠的富氧燃燒技術(shù)需求，本成果重點圍繞兩個關(guān)鍵科學技術(shù)問題： (1)基于氧/燃料雙向分級的富氧燃燒火焰組織、傳熱調(diào)控與污染抑制原理； (2)基于靜/動態(tài)仿真的富氧燃燒系統(tǒng)集成優(yōu)化和控制技術(shù)，組織共性技術(shù)研發(fā)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(fā)了常壓富氧燃燒的分級燃燒系統(tǒng)，研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關(guān)鍵裝備，突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關(guān)鍵技術(shù)，掌握了常壓富氧燃燒的系統(tǒng)集成、優(yōu)化與控制方法，并提升富氧燃燒大型化設(shè)計能力。 其中，運用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術(shù)，SO?/NOx/Hg脫除率分別達到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業(yè)示范連續(xù)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1 應城35MWth富氧燃燒工業(yè)示范裝置平面圖 圖2 應城35MWth富氧燃燒工業(yè)示范系統(tǒng)及現(xiàn)場實時運行 【技術(shù)優(yōu)勢】 與現(xiàn)有的其它碳捕集技術(shù)，包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術(shù)，富氧燃燒碳捕集技術(shù)的改造成本更低，系統(tǒng)效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。

本發(fā)明公開了一種富氧燃燒鍋爐熱力性能獲取方法，包括步驟：燃料的燃燒計算、煙氣和送風模擬、熱平衡計算、爐膛熱力計算和對流受熱面熱力計算，其中爐膛熱力計算中的計算火焰黑度和爐膛黑度步驟，以及對流受熱面熱力計算中計算煙氣黑度并確定煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)步驟，其采用的三原子氣體輻射減弱系數(shù) ky 按照<imgfile=""DDA0000508403760000011.GIF"" wi=""356"" he=""108"" /> 計

【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(nèi)充當托底角色，燃煤發(fā)電過程中產(chǎn)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(xiàn)實約束。開發(fā)具有大規(guī)模CO?捕集功能的新型低碳燃燒技術(shù)是實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵。其中，富氧燃燒技術(shù)采用空分系統(tǒng)所產(chǎn)生的氧氣(純度>95%)代替助燃空氣，同時采用煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)的介質(zhì)溫度和傳熱特性，實現(xiàn)煙氣中CO?高濃度富集，便于CO?的分離與捕集，是最具發(fā)展前景的規(guī)?；疾都夹g(shù)。 【成果介紹】 本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運行關(guān)鍵技術(shù)與其對應示范裝置。著眼于發(fā)展經(jīng)濟、安全和可靠的富氧燃燒技術(shù)需求，本成果重點圍繞兩個關(guān)鍵科學技術(shù)問題： (1)基于氧/燃料雙向分級的富氧燃燒火焰組織、傳熱調(diào)控與污染抑制原理； (2)基于靜/動態(tài)仿真的富氧燃燒系統(tǒng)集成優(yōu)化和控制技術(shù)，組織共性技術(shù)研發(fā)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(fā)了常壓富氧燃燒的分級燃燒系統(tǒng)，研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關(guān)鍵裝備，突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關(guān)鍵技術(shù)，掌握了常壓富氧燃燒的系統(tǒng)集成、優(yōu)化與控制方法，并提升富氧燃燒大型化設(shè)計能力。 其中，運用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術(shù)，SO?/NOx/Hg脫除率分別達到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業(yè)示范連續(xù)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(yè)示范系統(tǒng)及現(xiàn)場實時運行 【技術(shù)優(yōu)勢】 與現(xiàn)有的其它碳捕集技術(shù)，包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術(shù)，富氧燃燒碳捕集技術(shù)的改造成本更低，系統(tǒng)效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。 【技術(shù)指標】 【資質(zhì)榮譽】 獲日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎(2017)、國際自動化學會電力工業(yè)設(shè)施獎(2017)、湖北省技術(shù)發(fā)明一等獎(2018)。

針對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項技術(shù)，有效的實現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價存儲的問題。經(jīng)第三方檢測認定：材料儲氫密度可達4wt%以上，系統(tǒng)儲能效率大于40%，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。

項目研究的背景及用途:在工業(yè)循環(huán)水中需要使用大量的阻垢分散劑。 主要目的是阻止結(jié)垢。目前，工業(yè)上主要使用有機酸聚合物(聚丙烯酸、聚馬來 146天津大學科技成果選編 147 酸、二元或三元共聚物等)。實踐證明，現(xiàn)在使用的有機酸聚合物的降解率很低， 這些化合物最終將作為廢物排放，對環(huán)境造成污染。 聚環(huán)氧琥珀酸(PESA) 是一種綠色阻垢分散劑，無磷無氮、生物降解性 能好并適用于高堿、高金屬含量水系。美國 90 年代初就開發(fā)了這種藥劑。日本 及其他發(fā)達國家也相繼對 PESA 及其衍生物進行了研究。在我國，該項目作為國 家“十五”科技攻關(guān)項目于 2002 年立項。聚環(huán)氧琥珀酸是我國國家經(jīng)濟貿(mào)易委 員會制定的當前國家鼓勵發(fā)展的節(jié)水設(shè)備(產(chǎn)品)之一。 技術(shù)原理及流程:天津大學自 1998 年開始進行該項目的研究。目前，已 經(jīng)具備了進行工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)。合成的工藝條件溫和(<100℃，1 大氣壓)，工 藝路線短。整個生產(chǎn)工藝中無任何污染物產(chǎn)生。該產(chǎn)品可以取代工業(yè)循環(huán)水領(lǐng)域 正在使用的聚丙烯酸、聚馬來酸、二元或三元共聚物等。特別適合于需要同膦酸 酯、有機磷酸等含磷緩蝕劑進行復配。例如，海上石油、天然氣開采，工業(yè)循環(huán) 水等。 成果水平及主要技術(shù)指標:國際先進水平，已經(jīng)申請了國家發(fā)明專利。 主要設(shè)備:搪瓷釜、加料罐、儲罐、泵等。建設(shè) 1200 噸(30%固含量)的 生產(chǎn)裝置，主要設(shè)備投資 40 萬元。此外，還需要蒸汽(4 kg 壓力)、循環(huán)冷卻水。 市場分析及效益預測:按每噸(30%固含量)產(chǎn)品計，原料成本:2150 元/噸。 綜合成本:3400 元/噸。預計售價 7000 元/噸，利稅:3600 元/噸。 

針對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項技術(shù)，有效的實現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價存儲的問題。經(jīng)第三方檢測認定：材料儲氫密度可達4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。 針對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項技術(shù)，有效的實現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價存儲的問題。經(jīng)第三方檢測認定：材料儲氫密度可達4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。 針對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項技術(shù)，有效的實現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價存儲的問題。經(jīng)第三方檢測認定：材料儲氫密度可達4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。 針對可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項技術(shù)，有效的實現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價存儲的問題。經(jīng)第三方檢測認定：材料儲氫密度可達4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。

水是生命是源泉，是人類生存和發(fā)展的條件之一。我國是一個貧水國家，水的供需矛盾就成為我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的制約因素之一，保護水資源、合理使用水資源和節(jié)約水資源成為我國水法的主要目的，也是關(guān)系到我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。在我國2000年工業(yè)用水占總用水量的18.6%，而在工業(yè)用水中80%是循環(huán)冷卻水，因此節(jié)約工業(yè)循環(huán)冷卻水是合理利用水資源的關(guān)鍵之一。各國逐漸認識到提高工業(yè)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)是降低工業(yè)用水量和污染排放的最好途徑，要解決有關(guān)問題就是開發(fā)和使用水處理藥劑，也就是水質(zhì)穩(wěn)定劑。我國七十年代后期開始較大規(guī)模研究和使用水質(zhì)穩(wěn)定劑，逐步在石化、化工、冶金、電力等工業(yè)得到了廣泛的使用。 我國水處理技術(shù)起步較晚，雖然經(jīng)過“八五”、“九五”攻關(guān)在水處理藥劑，在水處理劑開發(fā)方面達到了較高水平，但是目前在阻垢分散劑方面較好的品種主要有有機膦酸、聚丙烯酸及含膦酸基、磺酸基的二元、多元共聚物等，這些含膦酸基的水處理劑在使用和排放中會產(chǎn)生正磷酸鹽影響水體，隨著環(huán)保和節(jié)水意識的加強，“綠色阻垢劑”的概念已經(jīng)被提出，并成為21世紀水處理劑的發(fā)展方向，但是真正“綠色阻垢劑”還在開發(fā)之中。因此，在水處理藥劑的低磷化、無磷化、環(huán)保化方面，在水處理藥劑生產(chǎn)的連續(xù)化、自動化、標準化方面，水處理藥劑生產(chǎn)過程中的監(jiān)測和控制技術(shù)方面相對滯后，影響了我國水處理技術(shù)的整體水平，與國際水平存在一定差距，難以適應工業(yè)生產(chǎn)和保護水資源日益提高的要求。本專題以我們自主開發(fā)的新型無磷水處理劑聚環(huán)氧磺羧酸 (PECS)的工業(yè)化生產(chǎn)為目標，產(chǎn)品無磷，含有羧酸基、磺酸基和聚醚等多種官能團，產(chǎn)品的阻垢、分散性能優(yōu)良，所研究建立一套1000T/a的示范工程裝置及相應的軟件包，可操作性強，對水處理藥劑的生產(chǎn)有示范作用，能夠提供成套生產(chǎn)技術(shù)對國內(nèi)外進行技術(shù)轉(zhuǎn)讓。本專題的成功開發(fā)，可大大縮短在水處理劑的研究開發(fā)、生產(chǎn)方面我國與國外先進水平的差距，極大地提高我國水處理技術(shù)的技術(shù)水平和技術(shù)含量，為保護水資源、節(jié)約水資源方面作出一定的貢獻。因此本專題具有較大的經(jīng)濟效益和社會效益。4. 設(shè)備或產(chǎn)品的應用范圍新型無磷水處理劑聚環(huán)氧磺羧酸 (PECS)是一新型的水處理藥劑，該化合物分子中同時含有磺酸基、羧酸基和醚鍵等官能團，這些官能團是目前一般水處理劑的活性官能團，該化合物將這些官能團集于一體，利用它們之間的協(xié)同作用，使得它具有更好的阻垢、分散性能；同時該產(chǎn)品的無磷和氮，對保護環(huán)境有利；并且本產(chǎn)品原材料簡單易得，生產(chǎn)成本少，價格低，易被客戶接受，容易推廣。因此，本產(chǎn)品是一新型的水處理劑，是目前使用的有機膦酸、磺酸等水處理劑的更新?lián)Q代產(chǎn)品，可在在石化、化工、冶金、電力等行業(yè)的工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中廣泛使用，具有非常好的推廣應用前景。

近日，南方科技大學材料科學與工程系副教授谷猛課題組、物理系副教授徐虎課題組聯(lián)合俄勒岡大學教授馮振興團隊在單原子催化領(lǐng)域取得重要進展，相關(guān)研究成果在國際頂級學術(shù)期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上在線發(fā)表，并被選為封面論文。論文題目為“高銥單原子負載氧化鎳用于高效電催化析氧（Ultrahigh-loading of Ir single atoms on NiO matrix to dramatically enhance oxygen evolution reaction）”。谷猛介紹，負載量難以提高是目前單原子催化劑發(fā)展的主要瓶頸之一，而這項研究不僅將單原子負載質(zhì)量分數(shù)提高至18%，獲得了目前同類材料報道中的最高負載量，還能使催化劑維持較高的活性和穩(wěn)定性。另外，谷猛課題組博士后王琦通過這種方法，進一步獲得了高負載量的Mn、Fe、Co、Ru、Ir、Pt等單原子摻雜NiO，驗證了該制備方法的普適性，為單原子催化劑的研究提供了更實用且可靠的研究思路。

所謂厭氧消化是指在無氧氣條件下，利用厭氧微生物的作用，有控制地使廢物中可生物降解的有機物分解，轉(zhuǎn)化為二氧化碳、甲烷和許多穩(wěn)定物質(zhì)的生物化學過程。該領(lǐng)域最常見的就是CSTR工藝，即連續(xù)攪拌反應器系統(tǒng)（Continuous stirred tank reactor），其原理是在一個密閉罐體內(nèi)完成料液的發(fā)酵、沼氣產(chǎn)生的過程。反應器內(nèi)安裝有攪拌裝置，使發(fā)酵原料和微生物處于完全混合狀態(tài)。投料方式采用恒溫連續(xù)投料或半連續(xù)投料運行。新進入的原料由于攪拌作用很快與反應器內(nèi)的全部發(fā)酵液菌種混合，使發(fā)酵底物濃度始終保持相對較低狀態(tài)。