成果介绍 成果名称：多元耦合燃料（生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤）发电关键设备防腐蚀感应熔焊与喷射复合涂层技术 成果参与单位：江苏科环新材料有限公司、深圳能源环保股份有限公司、上海康恒环境股份有限公司 成果完成人：曲作鹏 知识产权情况：已申请专利87项，其中已授权发明专利17项，已授权实用新型专利27项 针对我国新能源与环保科技的重大战略，以解决垃圾与生物质发电锅炉高温防腐的实际需求为目标，本项目拟搭建应用于生物质与垃圾电站锅炉腐蚀防护的高频感应熔焊系统技术平台，在多元耦合燃料（生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤）发电关键设备等受热面，开发完成镍基自熔合金高温涂层的技术体系，包括涂层材料与工艺，形成针对各类客户群体的系列解决方案。 随着近年来我国生物质和垃圾电站的迅猛发展，锅炉高温腐蚀问题日益突出，传统热喷涂技术由于易脱落、孔隙率高而应用受限，前期用得较普遍的Inconel625合金堆焊，也逐渐暴露出由稀释率高引起的高温防腐性能受限等问题。因此，开发新型高温防腐涂层技术已迫在眉睫。本项目在国家“十三五”重点研发计划等项目的支持下，经过十余年的集智攻关，于2019年初研发成功了高频感应熔焊高温腐蚀防护涂层技术，取得了系列创新性成果：首次在国内构建了生物质与垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台，开发了在水冷壁管排表面制备耐镍基自熔合金高温薄涂层的技术体系，解决了城市垃圾与生物质电站锅炉高温腐蚀防护的技术瓶颈，打破了发达国家的技术封锁，形成了系列针对城市垃圾与生物质焚烧发电锅炉高温防腐的不同客户群体的解决方案。 我国西部特别是新疆地区的高硫高钠盐等高腐蚀性煤在燃烧过程中产生高浓度硫化物和钠盐等腐蚀性气体，造成水冷壁、过热器受热面的高温腐蚀、尾部烟道空气预热器低温腐蚀和受热面结焦等，特别是对燃烧器区域水冷壁管来说，如果没有防护涂层只能使用1—2年。传统的热喷涂，由于结合强度低孔隙率高，很少应用；普通高频感应熔焊虽然有效，但寿命难以超过5年；目前用得最多的是堆焊高温合金，但一般五年后就逐渐会发生涂层脱落和管壁减薄甚至爆管的现象，非计划停炉维修给企业造成了极大的经济负担。针对我国西北地区高硫高钠盐燃煤发电锅炉受热面对高温防腐的迫切需求，本项目拟开发感应熔焊与超音速喷射复合金属陶瓷涂层技术，从服役寿命、使用性能到性价比等方面都优于堆焊，以期彻底终结困扰我国燃煤行业多年的高腐蚀性气体对锅炉管道造成的严重腐蚀的防护难题。 创新点 1、首次在国内构建垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台，自主开发了在水冷壁管排表面制备耐高温涂层的防腐技术体系，打破了发达国家对核心技术的封锁，突破了垃圾电站锅炉涂层防护系统核心技术瓶颈，形成了整体防腐的焚烧解决方案。 2、首次在国际上成功研发镍基自熔合金与金属陶瓷梯度复合涂层的防护技术，发明了基于重熔与喷射一体化的高温全域防腐全套技术，锅炉的高温腐蚀防护性能与服役寿命显著提升。 3、创新锅炉管道镶嵌陶瓷瓦的长效防护方法，发明了多项陶瓷高效低成本加工技术，填补了国际上硬脆材料特种加工技术的空白，突破了垃圾焚烧发电锅炉高频感应熔焊系统核心技术瓶颈。 市场前景 磨损与腐蚀是工业生产中的共性问题，全世界能源消耗的1/3-1/2在摩擦上，每年各种机械零件失效的一半以上由于磨损，每年因金属磨损、腐蚀造成的直接经济损失约达７万亿美元。垃圾焚烧电站锅炉受热面腐蚀问题，非常普遍，其腐蚀机理主要是所焚烧的垃圾中含有Cl,S以及碱金属等元素，造成Cl，S化合气体腐蚀和低熔点碱金属盐熔融腐蚀。据“十三五”规划，2020年焚烧处理能力占无害化处理比例50%，预计复合增长率不低于20%，垃圾焚烧规模呈快速增长态势，截至2018年，中国已运行的垃圾焚烧厂约为380座，处理能力约为37万吨/日，中国在建的垃圾焚烧厂约为200～250座，处理能力约为20～25万吨/日，中国垃圾处理“起步晚、起点低、发展快”，垃圾焚烧发展极快，2025年行业总规模估计超过100万吨/日，垃圾焚烧发电站超过2000家。余热锅炉高温防腐蚀涂层市场规模100亿以上，年增长率在20%以上，且防腐蚀涂层是消耗品，平均3—5年为一个周期。 另外，该技术不仅可以用于垃圾焚烧电厂，团队在农机刀片耐磨、水泥建材行业耐磨、机械重工表面硬化耐磨处理、钢轨耐磨涂层、高端球阀防腐、燃气轮机热障涂层、海上风电盐雾腐蚀、军工等领域的新产品、新技术也逐步成熟，走向规模化应用市场。 应用案例 深圳能源环保公司宝安老虎坑垃圾焚烧发电厂4号、5号、6号锅炉项目，工程地址：深圳市宝安区松岗镇老虎坑，业主单位：深能环保宝安垃圾焚烧发电厂。 获奖情况 2021年中国商业联合会科学技术奖 一等奖 2021年河北省科技技术奖 二等奖 2019年CCTV中国十大创业榜样 2019年第八届中国创新创业大赛 优秀企业奖 2019年第七届创业江苏科技创业大赛 三等奖 2019年“创客中国”江苏省中小企业创新大赛 优胜奖 2019年 淮安市第四届企业科技创新大赛 一等奖

相关专利提出了一种用于实验动物固定及实验动物图像融合于一体的辅助设备，用于实验动物的固定及 PET、CT 及 MR 图像融合。该系统在保障了实验动物和工作人员的安全的同时，为图像融合方式方法的研究提供依据，为科研及其临床转化提供更有效、精确、直观的帮助

相关专利提出了一种用于实验动物固定及实验动物图像融合于一体的辅助设备，用于实验动物的固定及 PET、CT 及 MR 图像融合。该系统在保障了实验动物和工作人员的安全的同时，为图像融合方式方法的研究提供依据，为科研及其临床转化提供更有效、精确、直观的帮助应用范围:这种图像融合、固定装置可应用于小动物疾病模型研究、肿瘤生成机制、肿瘤早期成像等实验研究中，在此基础上，判断所制动物模型是否符合临床需要、所移植肿瘤状态是否符合实验需要。同时，还可以为临床找到最优的图像融合方法提供依据，具有非常重要的应用价值。效益分析:基于相关专利开发的实验动物固定及图像融合设备，具有操作简便、成本合理、可重复使用等优点，其主要技术优势和性能指标如下： 一、主要技术优势 （1）可对在实验过程中的实验动物进行固定，有利于保障实验动物和工作人员的安全； （2）可实现两种或三种成像检查图像的精确融合，从而结合各成像技术的优势，为动物活体实验提供更多无创的图像信息。 二、主要性能指标 （1）对实验动物（如鼠、兔等）进行固定； （2）为小动物 PET、CT 及 MR 图像提供固定识别位点，实现两种或三种成像检查图像的精确融合。

相关专利提出了一种用于实验动物固定及实验动物图像融合于一体的辅助设备，用于实验动物的固定及 PET、CT 及 MR 图像融合。该系统在保障了实验动物和工作人员的安全的同时，为图像融合方式方法的研究提供依据，为科研及其临床转化提供更有效、精确、直观的帮助应用范围:这种图像融合、固定装置可应用于小动物疾病模型研究、肿瘤生成机制、肿瘤早期成像等实验研究中，在此基础上，判断所制动物模型是否符合临床需要、所移植肿瘤状态是否符合实验需要。同时，还可以为临床找到最优的图像融合方法提供依据，具有非常重要的应用价值。效益分析:基于相关专利开发的实验动物固定及图像融合设备，具有操作简便、成本合理、可重复使用等优点，其主要技术优势和性能指标如下： 一、主要技术优势 （1）可对在实验过程中的实验动物进行固定，有利于保障实验动物和工作人员的安全； （2）可实现两种或三种成像检查图像的精确融合，从而结合各成像技术的优势，为动物活体实验提供更多无创的图像信息。 二、主要性能指标 （1）对实验动物（如鼠、兔等）进行固定； （2）为小动物 PET、CT 及 MR 图像提供固定识别位点，实现两种或三种成像检查图像的精确融合。

本发明公开了一种不含粘结剂的生物有机无机"全元"复合微生物肥料及其制备方法和应用,属于农业高新技术.所用肥料原料为粉粹过筛的生物有机肥和粉粹后的无机化肥;生物有机肥所用菌株为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens SQR‐9;所用化肥为硫酸铵,过磷酸钙和氯化钾.工艺流程为将原料根据养分需求配比混匀,加入圆盘造粒机,间歇性喷雾造粒,分筛,最终在温度≤50℃条件下烘干至含水质量比低于20%,包装即为商品生物有机无机"全元"复合微生物肥料.此工艺大大降低了生物有机无机肥的生产成本,操作简单,肥料成粒率好,造粒效率高 。

北京师范大学环境学院梁赛教授课题组研究成果在国际刊物Nature Communications以研究论文（Research Article）形式在线发表。该研究分析了中国储蓄率变化对全球CO2排放的影响，研究表明中国储蓄率下降所导致的最终需求结构变化会减少全球CO2排放。 近年来，中国经济增长模式发生转变，经济转入高质量发展，投资驱动型的经济增长模式正在发生变化。由于资本收益率下降、居民消费习惯的变化、以及政府主导的投资增速下降等原因，中国的储蓄率有所下降，导致最终需求中投资品的比例下降、消费品的比例上升。由于中国是世界上最大的CO2排放国，同时也是世界第二大经济体，中国储蓄率变化所导致的最终需求结构变化最终会引致全球CO2排放总量和结构的变化。研究这一问题有助于更加清晰地理解中国的CO2排放达峰路径和制定更为精准的减排政策。 基于历史数据的结构分解分析结果显示，从2007年到2012年，中国储蓄率的变化解释了1.89亿吨全球生产活动CO2排放。基于中国储蓄率会持续下降的预测，进一步的情景分析显示，若中国的储蓄率下降15个百分点，全球CO2排放会减少1.86亿吨，占全球生产活动CO2排放的0.7%。中国储蓄率降低会对全球各国的CO2排放产生不同影响。主要位于中国资本品生产供应链上的国家的CO2排放将有所减少，例如美国、日本、韩国等国家。而主要位于中国消费品生产供应链上的国家的CO2排放则会有所增加，例如巴西等国家。此外，在中国极限绿色消费的情景下，因储蓄率变化所导致的全球生产活动CO2排放可进一步降低14%。 中国各区域储蓄率下降的效果也有所差异，主要是由于各区域不同的资本形成结构、最终消费结构、以及各部门的累计CO2排放强度（含直接和间接CO2排放强度）。例如，山东省储蓄率下降导致全球CO2排放减少的量最大，主要由于山东省在资本形成中占比比较高的部门（如建筑和机械制造）的累计CO2排放强度高于其在最终消费中占比比较高的部门（如其他服务业和食品制造业）。与之相反，内蒙古自治区储蓄率下降会导致全球CO2排放的增加，尤其表现在内蒙古电力行业累计CO2排放强度较高、且电力行业在最终消费中占比较高。 这项研究认为，中国的增长方式转变通过降低储蓄率的方式对全球CO2减排做出积极贡献。同时，在消费率上升的大背景下，为早日实现CO2排放达峰目标，中国应进一步促进绿色消费和消费品全产业链的节能减排。

近年来，具有许多特定功能的涂层和镀层在工程技术中的应用日益广泛，在材料进行表面改性与强化处理等方面显示出不可替代的重要作用。制取涂层和镀层的方法有多种，其中以利用化学或电化学方法沉积为基础的复合镀层在工程技术中得到广泛应用。复合镀层是指在镀液中加入一种或数种不溶性固体颗粒，使固体颗粒与金属离子共沉积而获得各种不同物理化学性质的镀层。早期添加的固体微粒尺寸多为微米级，复合镀层中颗粒粒度大多在1～5 范围，有些达8～10 ，而工业应用的复合镀层厚度一般为几十 左右，在这有限的厚度内只能复合几层固体颗粒，所以镀层的粒子复合量难以提高，其性能不能满足科技飞速发展的要求，应用范围受到了一定的限制。纳米材料的出现为传统复合镀技术带来了新的机遇。由于纳米颗粒具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等性质，可以使复合镀层的性能更加优异。将纳米技术引入传统的复合镀而形成的纳米复合镀新技术不仅可以使产品质量产生质的飞跃，减少镀层孔隙尺寸、隔离腐蚀介质、阻止点蚀坑的长大、促进镀层的钝化过程，因而复合镀层的耐腐蚀性和耐磨损性能更好。纳米材料的高比表面积，使得表面镀层与基材的结合力更高；纳米镀层的组成颗粒极小，使得涂层表面更加均匀，有利于传热。另外，纳米技术的发展使得材料表面可进行多层膜的涂覆，实现表面的复合化。SiO 2颗粒硬度高、耐磨性好、抗腐蚀能力强，同时在高温下仍具有高强、高韧、稳定性好等特点，而且纳米SiO 2颗粒价格低廉。在镀液中添加纳米SiO 2颗粒后，可以改善镀层的硬度、耐磨性以及耐蚀性能。目前，国内外复合镀层的制备方法均采用将纳米颗粒直接添加到镀液中进行施镀，缺点是纳米颗粒易团聚，必须不停地进行机械搅拌，且效果较差。本成果针对现有技术中的不足，将含有纳米颗粒的溶胶直接加入到镀液中，纳米颗粒悬浮在溶液中，不需要搅拌，并且镀液中颗粒分散性好，不易团聚，得到的复合镀层中颗粒分布均匀，镀层性能良好，可应用于换热器、泵、轴、空冷等耐蚀或者耐磨的场合。