|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
一种温控加热型太阳能燃气联合循环发电系统及其方法
能源与环境密切相关，是社会经济发展的重要战略保障。我国是世界上最大的能源生产消费国，环境污染、温室效应和化石能源短缺三大问题亟待解决。发展先进的供能系统是缓解能源与环境问题、落实我国节能减排战略的重大需求，与能源结构清洁化转型息息相关。太阳能燃气联合循环（ISCC）基于“温度对口，梯度利用”原则，是一种先进可靠的供能系统。ISCC系统中太阳能作为辅助热源加热给水，实现了能源互补，克服了单独太阳能热发电系统负荷变动大、需要大规模蓄热装置的缺陷，大大提升了太阳能的利用效率，减少了污染物排放。
创新点
为了增加变负荷下太阳能集热器出口蒸汽产量，提出从过热蒸汽管道或汽轮机中抽汽加热太阳能集热器进口水的方法，以达到最佳的蒸汽产量，提升联合循环的能量利用率且成本低。根据太阳辐射的强弱和排烟温度自动调整进入太阳能集热器的进水比例和过热蒸汽管道或汽轮机的抽汽量，保证太阳能集热器进口水温度达到其设计接近点温差对应的温度值，实现对能量的梯级互补和综合利用，提高太阳能联合循环系统的运行效率。
市场前景
中国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。根据国家能源局统计，截至2021年底，全国风电装机容量约3.3亿千瓦，太阳能发电装机容量约3.1亿千瓦。到2030年，风电和太阳能发电的总装机容量将达到12亿千瓦以上，且风电与太阳能发电的装机容量占比还要提高。但风电和太阳能发电严重受限于天气、季节、风力等自然气象条件。
太阳能与化石能源互补利用有利于加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系。然而燃煤电站灵活调峰能力尚且不足，现阶段燃气蒸汽联合循环系统以燃气轮机实现化石能向热能的转换，响应速度远快于燃煤锅炉。且集成太阳能集热器构建ISCC系统实现能源互补的技术比较成熟，作为太阳能利用的可靠方式受到了广泛关注。
本团队成果适用于槽式太阳能集热器与燃气蒸汽联合循环集成，可优化机组变负荷与太阳能辐射波动过程中的能量匹配规律，低成本实现多热源梯级利用，允许系统集成更大太阳能面积促进可再生能源利用，逐步推进双碳目标。
获奖情况
2021年12月大学生创新创业训练计划项目：基于温控的复杂热力系统优化北京市优秀。
华北电力大学
2023-07-19
非线性抽水蓄能机组调速系统增益启发式自适应 PID 控制方法
本发明公开了一种复杂非线性抽水蓄能机组调速系统的启发式增益自适应PID控制方法。首先以简单实用的并联PID控制结构为基础，建立启发式增益自适应PID控制器；同时构建非线性抽水蓄能机组调速系统精细化模型；接着建立非线性抽水蓄能机组调速系统HGS‑NPID控制参数优化的多目标函数；进一步，运用多目标人工羊群算法对非线性抽水蓄能机组调速系统HGS‑NPID控制参数进行优化。本发明提出的非线性抽水蓄能机组调速系统启发式增益自适应PID控制方法实现简单、实时性强，控制增益能根据工况点变化实现在线自适应调整，既能充分适应抽水蓄能机组调速系统水击与非线性，又能改善常规控制方式在不同水头工况下的动态品质。
华中科技大学
2021-04-14
磷酸氢锡去除养殖海水中重金属离子研 究
重金属污染事故频发，使其成为全社会持续高度关注的环境热点问题之一。吸附法具有投资少、操作简单、选择性好、不产生二次污染等优点，是中低浓度重金属废水处理的常用方法。但在高盐废水中，吸附过程往往受到共存干扰离子的影响，传统吸附剂的吸附容量较低。针对这一矛盾，本论文开展磷酸氢锡系列无机新型高效吸附材料的开发和应用研究。关于磷酸氢锡吸附特性及机理研究，目前开展的很少。关于磷酸氢锡的固定化理论及应用等方面的研究也未见报道。 本论文以模拟水热合成法和液相沉淀法分别合成得到晶体磷酸氢锡、无定形磷酸氢锡，采用平衡吸附法分别研究了单离子、双离子和三离子体系中对水溶液中Pb(II)、Cu(II)和Zn(II)的吸附性能，考察了高盐介质对吸附性能的影响，综合运用XRD、SEM、TEM、FT-IR、TG、比表面积和孔隙率测定、电位滴定等技术手段研究了两种材料的结构和表面化学特征，揭示了磷酸氢锡材料吸附重金属离子的机理。另分别采用三种主要成分均为SiO_2的材料负载无定形磷酸氢锡，考察了这些固定化材料在模拟海水中的吸附性能。
江苏海洋大学
2021-05-06
LNG-柴油双燃料发动机废气重整制氢装置
其他成果/n本发明公开了一种LNG-柴油双燃料发动机废气重整装置，包括外壳、中心隔板、两个端盖和两块螺旋板。所述两个端盖可拆卸地连接在所述外壳的两端，所述端盖与外壳之间设置有密封垫片。所述两个端盖的中心设置有中心换热管口和中心重整管口。所述两块螺旋板位于螺旋中心的一边分别固定在中心隔板的两侧，且同向环绕后形成螺旋形的换热通道和重整通道，所述重整通道的壁面上设置有催化剂层。所述换热通道、重整通道在螺旋中心处分别与中心换热管口、中心重整管口相连；所述换热通道、重整通道在其最外侧缩小形成的管状接口上分别设置有外侧换热管口、外侧重整管口。该装置占用空间小、催化效果好，有效提高了燃料利用率。
武汉理工大学
2021-04-11
甲醇水液相重整制氢与燃料电池的联用
针对水和甲醇液相制氢反应的特点，采用 铂-碳化钼双功能催化剂 （其中铂以原子水平分散于立方相碳化钼纳米颗粒表面），在 低温下（150~190 ℃）无需强碱即可实现对水和甲醇的高效活化和催化重整 。在190 °C时，催化速率高达18,046 mol H2 /(mol Pt *h)，活性较传统铂基催化剂提升了两个数量级。首先比较了立方相碳化钼（α-MoC）和六方相碳化钼（β-Mo 2 C）在载体碳化钼中的不同比例对负载金属铂的结构和甲醇水液相重整制氢活性的影响。实验发现随着载体中立方相结构α-MoC比例的增长，甲醇重整活性急剧增加，Pt负载于纯α-MoC上（Pt/α-MoC）表现出了最高的甲醇重整活性。利用X-射线吸收精细结构谱和单原子分辨率的球差校正电镜对催化剂进行系统研究表征，证明在2 wt% Pt/α-MoC催化剂上存在着高密度原子级分散的铂。将Pt负载量降至0.2 wt%时，可实现所有负载金属铂呈原子级分散，极大提高了贵金属铂的原子利用率，TOF达到了18,046 mol H2 /(mol Pt *h) 。据估算，仅需含有6克金属铂的催化剂即可使产氢速率达到1 kg H2 /h，已基本达到商用车载燃料电池组的需求。而且，Pt/α-MoC具有较高的催化稳定性，经历了11次模拟类真实情况的“启动-停止-启动”循环反应仍维持原子级分散形貌和较高的催化活性。
北京大学
2021-04-11
抗血栓药物硫酸氢氯吡格雷绿色关键技术
与原工艺技术相比，本项目创新关键技术缩短生产周期1/3，单位产品能耗节约40%，物耗降低22%，“三废”减排30%。技术产品“泰嘉”，近三年累计销售收入71.30亿元，新增利润24.65亿元，新增税收8.42亿元，创收外汇236.99万美元；目前已进入全国1万余家医院，或者患者和专家的一致认可，以年均65%的国内销量市场占有率打破原研进口药在我国的垄断。
天津大学
2023-05-12
四氢嘧啶等化学中间体的生物法合成技术
1.痛点问题
本技术聚焦于利用生物法合成化妆品领域里的一些功效活性成分。化妆品中的小分子功效活性分子如四氢嘧啶、小分子透明质酸、唾液酸等在化妆品行业具有重要的应用。
四氢嘧啶作为一种化妆品领域的一种新型功效分子具有平衡细胞的渗透压，在高温、干燥和辐射等逆境下，对酶、DNA、细胞膜和整个细胞提供保护作用，因此近年来在化妆品中被用于保湿、抗氧化、防止紫外线伤害。
透明质酸主要作为一种高效的保湿剂广泛应用于化妆品行业，尤其小分子量透明质酸具有更好的透皮性能，目前刚刚进入市场，作为一种潜在的新产品在化妆品和保健品领域具有一定的应用潜力。
唾液酸是人体中一种重要的生理活性物质，是大脑神经节苷脂和糖蛋白的主要组成部分，2021年刚刚被批准作为化妆品添加原料，主要作为活性氧清除剂，刺激皮肤细胞新陈代谢，减缓衰老，预防色斑等作用。
2.解决方案
本项技术是针对四氢嘧啶、唾液酸、透明质酸等三种目标分子通过合成生物学技术设计代谢途径和细胞工厂，所构建的菌株与现有工业化技术相比具有更好的生物安全性，产品的最终发酵浓度较上述企业工业使用菌株相比产量提高了15%以上。
合作需求
寻找应用场景：
透明质酸、四氢嘧啶、燕窝酸这几项产品，目前存在市场杂乱的情况，需要针对具体的应用场景设计产品的应用化开发。在后续的产业化过程中，本项目希望能够对接到在医药、化妆品、食品领域中的资源，针对具体需求，进行应用化开发。
清华大学
2022-06-10
生物质大规模气化生产高品质富氢燃气技术
针对性地解决了生物质气化转化效率低、焦油、粉尘污染等问题。开发了较空气气化、氧气气化等技术具有明显优势的生物质氧气—水蒸气联合气化装置及工艺， 大幅促进了氢气、碳氢化合物的生成。整个系统实现了高品质富氢燃气大规模生产、余热利用、基于焦油完全转化利用的污染物零排放。特点优势：燃气热值与城市煤气基本相当。焦油完全转化为可燃气体利用，零排放。生物质处理能力可放大至几百至上万吨日处理量。
扬州大学
2021-04-14
中国科大团队通过调控局域反应环境实现高效析氢
中国科学技术大学国家同步辐射实验室闫文盛教授研究组与孙治湖副研究员合作，提出了通过调控催化剂的反应环境来优化催化剂催化性能的技术策略。
中国科学技术大学
2022-06-02
循环流化床气化联合吸附强化水汽变换制氢
围绕是否能从源头创新重大装备的设计与制造技术，实现不同原料、不同规 模劣质粉煤气化制氢，使之更低成本、更高效率、更加清洁已是国内外能源领域 面临的主要问题。粉煤、生物质气化制氢流程包括:原料气化、脱硫、CO 水汽 变换、变压吸附及余热回收等，由于流化床气化燃料适应性广，能实现炉内高效 脱硫，也尤其适合不同颗粒气化处理，国际温克勒炉和恩德炉是大量使用的流化 床气化技术，国内在流化床气化方面也有较好的探索和应用，但总体上，流化床 气化由于炉内停留时间较短，排渣和飞灰碳含量较高，不同形式的颗粒或聚团流 态
上海理工大学
2021-01-12