项目的简单概述 通过自行研制开发的轻金属半固态制备与流变成形设备及工艺控制技术，将熔融的镁合金、铝合金液体制备成半固态浆料并直接进行流变压铸成形。采用半固态制备与直接成形技术可使成形件的组织得到改善，明显降低成形件的表面及内部缺陷，并提高成形件的强度和塑性。 项目来源 本项目来源于国家973项目“先进镁合金半固态制备与成形基础研究”和国家863项目“半固态轻合金设计、制备与成形技术开发与应用”项目。 项目的最新进展、所达到的水平 该技术的特点：半固态浆料制备与直接成形一体化；效率高；浆料制备体积及成形件尺寸范围宽；适合于镁合金、铝合金及其复合材料半固态制备及直接成形。 项目的关键数据，如性能、各项指标等该设备及技术包括：轻金属合金（镁合金、铝合金等）熔炼炉、半固态浆料制备系统；浆料流量控制装置以及电控系统、压铸机和相关工艺控制软件等。半固态制备的剪切速率最高可达10000/s；可以连续制备镁合金、铝合金即其复合材料的半固态浆料，同压铸机连接可直接将半固态浆料进行压铸成形；成形件的重量在几十g～1000g左右；配备压铸机的能力在180～600吨

成果与项目的背景及主要用途： 6-氨基青霉烷酸（6APA）是重要的半合成青霉素的“母核”，在 6-氨基青霉烷酸 的氨基上引入不同的侧链，可制备成各种的高效、稳定、抗菌广谱、服用方便的 多种半合成青霉素。天津大学通过多年攻关，成功开发出了 6APA 精制结晶新技 术与设备，生产出的 6APA 产品纯度高，稳定性好，晶形完美，粒度分布均匀， 产品收率达到 93％以上。 技术原理与工艺流程简介： 青霉素 G（V）钾盐或钠盐经固定化酶裂解后，通过蒸发浓缩，有机溶剂萃 取后，原料液进入新型结晶器，通过计算机辅助控制的反应结晶工艺，生产出高 质量的 6APA 晶体产品。 技术水平及专利与获奖情况： 工艺开发成熟，天津大学国家工业结晶中心多年成功的工艺和设备设计经验 为产业化打下坚实的基础。 应用前景分析及效益预测： 通过自主开发的 6APA 生产技术和设备，生产出的 6APA 产品完全可以达到 国际先进水平，为后续半合成青霉素的生产提供优质的药用中间体原料。本技术 15天津大学科技成果选编 不仅适用于 6APA 的结晶生产，而且适用于其他两性电解质（包括氨基酸等）的 生产，另外，也适用于固定化酶裂解反应工业开发和设备设计。应用前景广阔， 经济效益显著。 应用领域：药用中间体的制备和结晶提纯（包括固定化酶催化裂解、真空升膜和 降膜浓缩、有机溶剂萃取和等电点反应结晶等多种工艺流程集成）。 

近年来，原油的重质化和劣质化特别是乳化问题，造成电脱盐-蒸馏装置操作难度越来越 大，尤其是电脱盐排水带油问题更为突出。国内几乎所有的炼油企业都出现了电脱盐装置脱盐 水严重带油问题，所带来的直接后果就是大大增加了炼油厂重污油量和污水污油处理难度，污 油回炼导致炼油装置操作不稳，同时相应的环保问题也日益凸现。电脱盐排水带油问题已成为 国内炼油企业急待解决的一大难题，电脱盐装置脱盐水已成为炼油企业污水、污油的主要来源 之一。 目前，国内炼油企业污水处理仍普遍采用老技术。电脱盐装置脱盐水进入污水处理厂后与 其它装置的污水一起，经过沉降、隔油、浮选、生化等技术处理，分离出的污油直接送入污油 罐，经过脱水后送至焦化装置或注入原料油管线进行回炼；含盐污水则进入后续装置进一步处 理。该装置占地面积大，经济效益较差，处理能力有限，抗冲击能力弱。当来水含油较多时， 就会对装置造成很大的冲击，对罐区存储也会造成很大压力。此外，该技术油水分离效果差， 难以对电脱盐装置脱盐水进行有效分离。随着重质、劣质原油掺炼比例不断提高，含油污水乳 化程度加剧，该装置已不能满足清洁生产要求。 华东理工大学和中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司合作，进行了电脱盐污水治理的工 业侧线实验研究。实验结果表明：采用离心萃取分离的方法对电脱盐污水进行处理是可行的， 处理后污水含油量达标，分离出来的污油返回到初馏塔入口回炼，彻底解决重质污油问题。本 技术可提高电脱盐污水排放达标率，减少对污水处理场的冲击；能减少大量污油的产生，消除 污油的存储压力，降低原油加工损失率及综合加工成本。

主要对加热炉、换热器、再沸器、冷却器等用能现状进行热力学计算分析与评价，诊断出能量利用薄弱环节及用能瓶颈，确定歧化装置各换热单元设备用能效率及系统薄弱环节。 编制了换热网络夹点技术优化设计软件，以及基于VB与Matlab混合编程的夹点技术软件，获得国家软件著作权。采用夹点技术对化工生产装置换热网络进行用能合理性分析，考虑换热网络变动的复杂程度和经济性，并提出切实可行的优化改造方案，包括采用高效换热器进行换热网络调优与热回收，可明显的减少公用工程的使用量，节能效果显著。对化工系统工艺流程存在的用能不完善环节，通过研究对反应器出料系统、塔进料系统和塔顶气与塔底液系统进行用能分析，提出流程再造方案，并进行可行性分析研究。可应用于炼油、化工、石油化工、制药、生工等行业。

本技术成果针对传统污泥堆肥需要添加大量辅料的难题，筛选、培养和生产了专门用于污泥发酵与除 臭兼备的复合菌种，用复合菌种代替辅料，无需添加辅料，节省了辅料成本和辅料占地，缩短了发酵周期（15-20天）30%以上，提高堆肥效率约50%，抑制了恶臭的产生，实现了堆肥过程自动监测和控制。在污泥堆肥领域中，本研究开发的无辅料、高效发酵、无恶臭和自动测控的污泥堆肥技术，取得了重大突破。 本技术成果建立了处理量为30 吨/日的生活污泥堆肥示范工程，整个堆肥生产过程运行成熟稳定，已经稳 定运行一年多时间。

　无机陶瓷超滤膜是固态膜的一种，主要是Al2O3，ZrO2，TiO2和SiO2等无机材料制备的多孔膜，孔径2~50nm。具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂；机械强度大，可反向冲洗；抗微生物能力强；耐高温；孔径分布窄，分离效率高等特点，在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金行业等重要行业有着极其广泛的应用前景。无机陶瓷超滤膜的

6-氨基青霉烷酸（6APA）是重要的半合成青霉素的“母核”，在6-氨基青霉烷酸的氨基上引入不同的侧链，可制备成各种的高效、稳定、抗菌广谱、服用方便的多种半合成青霉素。天津大学通过多年攻关，成功开发出了6APA精制结晶新技术与设备，生产出的6APA产品纯度高，稳定性好，晶形完美，粒度分布均匀，产品收率达到93％以上。青霉素G（V）钾盐或钠盐经固定化酶裂解后，通过蒸发浓缩，有机溶剂萃取后，原料液进入新型结晶器，通过计算机辅助控制的反应结晶工艺，生产出高质量的6APA晶体产品。

成果提供了智能动力装备全寿命周期监测与性能优化服务支持的系统解决方案，实现了动力装备全寿命周期的有效监测与性能优化维护服务支持。 动力装备全寿命周期监测诊断方面：实现了支持物联网的智能信息采集与管理、全生命周期动态自适应监测、早期非线性故障特征提取。优化重构出综合体现装备运行工况及表现的新参数，提高异常状态辨识的适应性与可靠性，基于运行过程信息反映装备劣化趋势与故障发展规律，来提高故障早期辨识能力。动力装备全生命周期性能优化服务方面：提供了转子全息动平衡快速响应与服务支持、以全息谱为核心的失衡故障确诊、动力装备转子和轴系平衡配重方案优化。 基于物联网和网络化监测诊断将产品监测诊断与运行服务支持有机集成一体，在应用中实现动力装备常见故障诊断准确率达80％以上。

复旦大学光子晶体课题组长期聚焦光子晶体等微纳光子材料的光场调控研究和针对微纳材料和器件的先进光学量检测技术的开发和应用，与上海复享光学股份有限公司合作在基础创新、技术突破和产学研转化方面取得了一系列成果。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 当今，光，作为几乎所有远程探测的手段和信息传播的媒介，对光的多维度测量分析和自由调控，既直接关系到未来信息收集、处理和传输的灵敏度和速率，也与先进微纳制造的精度、效率和能耗等诸多国家核心技术的竞争力息息相关。 复旦大学光子晶体课题组长期聚焦光子晶体等微纳光子材料的光场调控研究和针对微纳材料和器件的先进光学量检测技术的开发和应用，与上海复享光学股份有限公司合作在基础创新、技术突破和产学研转化方面取得了一系列成果。 在基础创新方面： ①动量空间光学测量思想：光与微纳结构的相互作用遵循频率-动量色散关系，也被称为光子能带。在原理上，类似于半导体利用其电子能带操控电子，光子晶体等微纳光子材料也可以通过光子能带操控光。而光子能带的本质存在于动量空间。相比于已经商业化的可探测固体材料动量空间中复杂电子能带的多维度角分辨光电子能谱设备，针对光子晶体等光子材料动量空间中光子能带的多维度光谱测量技术和设备在全世界尚属空白，亟需发展。团队突破了传统光谱测量思路，提出了从动量空间视角量检测微纳光子器件光学性能的思想。 ②适合微纳尺寸器件的动量空间成像技术：微纳尺寸的测量依赖显微镜。但显微技术在追求实空间分辨率的同时丧失了动量空间的分辨能力。此成果将傅里叶光学技术与显微技术相融合，解决了动量空间成像的像差和色差问题，实现了实空间和动量空间的双高分辨率。 ③多维度光学信息提取：相位和偏振态是可供光子器件信息调制的新自由度。团队将时域外差干涉技术延拓到具有显微分辨能力的动量空间外插干涉技术，单次成像实现了在光波长尺寸内40毫弧度的相位测量精度。同时，建立了适合于动量空间成像测量技术的耦合模理论，实现了在非相干的白光照明下任意椭圆偏振态的测量。 ④光学量测中国解决方案：处于芯片产业上游的微纳制程光学量测环节，是芯片良品率控制的关键。在此关键领域，我国远远落后于国际先进水平。动量空间成像光谱技术所采集的多维度光谱信息富含微纳结构的三维形貌信息。团队提出并实现了基于动量空间成像光谱技术的全新光学微纳制程量测新原理和新技术。该原理利用深度神经网络构筑了微纳米尺度结构与动量空间色散的构效关系和映射。同时，由于在所测量的色散关系中包含了冗余的结构信息，因此在实际技术应用中极大优化了量测逆问题中测量噪音带来的病态问题。 ⑤相关成果：团队以通讯作者发表1篇Nat.Photon.，1篇Nat.Commun.，3篇PRL，4篇Light：Sci.&Appl.，1篇Sci.Bull.，1篇Light:Advanced Manufacturing等国内外高水平期刊论文。动量空间成像光谱技术使动量空间得以被直接实验观测，并成为发现新光场调控机制的眼睛。团队利用此技术首次实验揭示了动量空间中存在具有拓扑奇点的偏振场，提出了动量空间中光场调控的新思路，开辟了光子晶体在全偏振态、涡旋光束生成和光束位移操控方面的新应用。由于周期性光子晶体无几何中心，因此不需光学对准，具有应用价值，成果被评为2020年度中国光学十大进展，入选ISI高被引论文。日本NTT首席科学家Notomi在Nat.Photon.上以"动量空间中的拓扑成真"为题对团队工作进行专题报道，给予高度评价。 在技术突破方面： ①在国际上首次实现了广谱符合阿贝正弦关系的动量空间成像光谱设备。其中动量分辨率小于1.7毫弧度，实空间分辨率小于600纳米，相位分辨率小于40毫弧度，最大偏振度误差小于1%，波长分辨率小于0.1纳米。 ②结合产业需求和动量空间成像光谱技术的优势，提供了一系列产业问题的分析解决方案，包括利用动量空间偏振依赖的辐射分布量测发光分子三维取向分布和利用动量空间光子色散关系逆向量测微纳结构纳米精度的三维形貌等。实测结果达到亚纳米分辨稳定性和98%以上的置信度，测量膜厚与计量认证厚度差异小于5埃。 ③相关成果授权发明专利9项，在申请PCT国际专利2项。

该项目重点研制了VXI/CPCI监测单元、基于LabVIEW的监测诊断平台和融网络诊断工具和故障数据于一体的专家会诊环境，构建了包含基于Intranet的监测诊断平台和基于Internet的虚拟诊断中心两个层面的监测诊断网络，不仅可以全面在线监测诊断企业关键设备的运行状态和故障，并可以对疑难故障实现异地多专家的网上多媒体会诊。