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孝感奥华医疗科技有限公司 2025-01-21
铝电解槽输出端节能技术(HORR)
项目成果/简介: 简 介 一、项目背景 自20世纪80年代我国有色金属工业提出“优先发展铝工业”的战略发展方针以来,我国铝工业有了长足的发展,电解铝工业的发展更是突飞猛进。经过近30多年坚持不懈的努力,实现了跨越式发展。从引进“日轻”160kA预焙槽技术到自主开发280kA特大型铝电解槽的开发成功,使电解铝整体技术与装备水平进入世界先进行列。目前,500kA~600kA以上超大型电解槽已实现了工业规模化推广应用。40年来由于技术的进步,电解铝单位能耗下降1000kWh/tAl。 (1)高耗能仍是主要特点。尽管铝工业技术上取得了极大的进步,然而时至今日,铝电解的能量利用率仍然仅仅50%,大约有一半的能量都以热量形式散发在大气中(图1)。作为高耗能产业电解铝工业的节能减排仍将是今后相当一个时期的核心任务。  (2)电解铝是碳排放大户。进入21世纪以后,中国电解铝产量的增长速度明显加快,从2000年的279.41万吨增加至2020年3731.7万吨,连续多年成为世界第一原铝生产大国,同时电解铝的节能减排受到广泛关注。2020年,电解铝行业二氧化碳总排放量约为4.26亿吨,约占全社会二氧化净排放总量的5%。 (3)对供电质量要求高,不利于可再生能源电力发展。作为用电大户的铝冶炼企业,传统技术不具备调峰能力,这是由于其核心装备铝电解槽是在预设的热平衡条件下设计的,任何偏离预设热平衡的电力供给都可能导致严重过热或冻结。由于这一限制,现代铝电解槽的运行对供电质量要求相当苛刻(95%一级负荷),因此,作为用电大户的电解铝行业,基本没有调峰能力,对供电系统的适应性和灵活性小。 国际能源署发布的《电力系统转型现状2018》指出:电力系统灵活性已经成为全球优先发展方向。铝冶炼企业急需增加调峰能力,不仅可以适应未来新能源比例逐渐提升带来的电网供电波动,而且能主动调峰成为电力系统灵活电源点运行。 2020年12月16日,习近平主席在2020年中央经济工作会议上指出,要做好碳达峰、碳中和工作,要抓紧制定2030年前碳达峰行动方案。2021年3月15日,习近平总书记在中央财经委员会第九次会议中强调,“要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设总体布局”,指出“要构建清洁安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。” “双碳目标”的提出,给电解铝行业提出了新的课题。开展大型铝电解槽能量平衡及余热回收技术的工业系列化应用,通过国内外技术的集成创新,形成一整套的生产工艺技术和先进的装备,大幅提高电解铝行业的能源利用率,对于实现电解铝行业“双碳目标”具有重大历史性意义。 二、技术简介及工作基础 郑州轻冶科技股份有限公司与郑州大学在15年研究成果积累的基础上,从2017年开始,在铝电解槽能量流优化及输出端节能(余热回收)领域联合国内外多家企业和科研单位,启动郑州市协同创新重大专项,目前“铝电解槽能量流优化与输出端节能(余热回收)技术及成套工业系统(HORRS系统)”已完成工业化试验,进入工业化示范运行阶段。 开创了电解铝工业输入端与输出端“双端节能”的先河,并为进一步工业应用奠定了基础。 1、主要内容 建立独立的铝电解能量流在线优化调节模型(HORR技术),实现控制变量与控制目标的“解耦”,为进一步实现电解铝“输入端节能”的极限优化工艺生产奠定了基础,进一步降低电能消耗; 成功研制了电解铝专用“高效集热装置”,通过国际合作开发成功国际领先的核心技术,并实现了关键设备的量产。在此基础上,进一步开发了铝冶炼过程散热回收系统(HORRS系统),实现大幅节能;铝电解槽能量利用率可由原来的不到50%提升到60%。 研制铝电解槽多参数传感器与快速检测分析系统,并开发了铝电解槽数字化基础上的能量平衡智能化系统; 采用能量流调节系统,为电解铝柔性生产提供了技术保障,初步实现了利用电解铝厂巨大电能容量协助当地电网实现蓄能调峰运行,调峰能力达到±20%。 2、当前工作进展 2019年起,在河南中孚实业股份有限公司4台400kA大型铝电解槽上,开展了“铝电解槽能量流优化及智能调控技术开发”协同创新重大专项工业示范应用。2021年3月11日,首台400kA电解槽余热已成功与巩义示城市供热网实现互联,回收利用热量约占电解槽总耗能8~10%,预计到2021年5月底,全部4台电解槽将整体投运。 三、经济及社会效益 (1)技术指标 本项目工业试验完成后,可实现电流效率≧94%;槽电压低于3.9V,折合吨铝节电800~1000kWh以上,电解铝能量利用率提升8~10% 实现电解槽调峰运行 该技术应用后,铝电解槽可实现蓄能调峰20%,有利支持新能源电力负荷的消纳,减小新能源电源增加后带来的峰谷差,为国家构建新型电力系统提供支撑。 实现电解铝厂与区域、城市融合发展 根据电解铝行业(火-电-铝)的特点,将回收余热资源供入城市供热系统用于冬季居民采暖;夏季并入配套发电厂会热系统,用于发电;也可用于根据产业园区布局,可为周边工业用户(如铝加工、氧化铝厂等)提供工业生产用热源或大规模工业制冷,实现余热资源的高效利用。 社会效益 按照未来推广应用2500万吨计算: 年可节电250亿kWh; 年可减排:2492.5万吨二氧化碳; 年可消纳新能源电量:675亿kWh。效益分析: (1)技术指标 本项目工业试验完成后,可实现电流效率≧94%;槽电压低于3.9V,折合吨铝节电800~1000kWh以上,电解铝能量利用率提升8~10% 实现电解槽调峰运行 该技术应用后,铝电解槽可实现蓄能调峰20%,有利支持新能源电力负荷的消纳,减小新能源电源增加后带来的峰谷差,为国家构建新型电力系统提供支撑。 实现电解铝厂与区域、城市融合发展 根据电解铝行业(火-电-铝)的特点,将回收余热资源供入城市供热系统用于冬季居民采暖;夏季并入配套发电厂会热系统,用于发电;也可用于根据产业园区布局,可为周边工业用户(如铝加工、氧化铝厂等)提供工业生产用热源或大规模工业制冷,实现余热资源的高效利用。 社会效益 按照未来推广应用2500万吨计算: 年可节电250亿kWh; 年可减排:2492.5万吨二氧化碳; 年可消纳新能源电量:675亿kWh。知识产权类型:发明专利知识产权编号:202010575520.0 202010575597.8 202021168838.9技术先进程度:达到国际领先水平成果获得方式:与国(境)外合作获得政府支持情况:省级以下计划/专项类别:郑州市协同创新重大专项获得经费:1000.00万元自筹资金:1000.00万元自筹资金来源:企业自筹
郑州大学 2021-04-11
全固态电池正极/电解质界面研究
硫化物固态电解质(LGPS)由于拥有与液态电解质接近的室温离子电导率,因此被视为下一代高能量密度电池的候选体系之一。但是,由于硫化物固态电解质较窄的电化学窗口(如Li10GeP2S12,1.7~2.1 V vs. Li/Li+),在与较高工作电压的LiCoO2氧化物正极(LCO)匹配时会发生一系列副反应,在界面处堆积低电导的氧化副产物(如Li3PS4, S, GeS2),同时LGPS和LCO电化学势的不匹配还将导致界面处产生空间电荷层(SCL),这些因素都将极大地增加固态电池的界面阻抗,进而使得固态电池的性能迅速衰减。目前,解决氧化物正极-硫化物固态电解质界面不匹配问题的主要途径为在氧化物正极表面包覆一层过渡层,用以缓冲正极和电解质界面的电势不匹配问题。 通过简单易行的固相包覆方法,首先将粒径为10 nm二氧化钛纳米颗粒均匀分散在钴酸锂表面,再通过高温烧结处理在钴酸锂表面形成一层约1.5纳米保护层。对照实验,FIB-TEM原位观察和XPS佐证表明通过高温原位反应钴酸锂表面将形成Li2CoTi3O8尖晶石相(LCTO)。具有稳定三维尖晶石结构的LCTO晶体在钴酸锂工作的电压区间依然能保持结构稳定,与钴酸锂基体之间具备较强的键合,同时具有高的锂离子扩散能力(Li+= 8.22×10-7 cm2 s−1),低电子电导(2.5×10-8 S cm-1)。这些性质将有助于在LCO和LGPS之间形成有效的电压降,保持界面稳定性的同时提供快速的离子迁移通道。理论计算表明,相较于LCO/LGPS界面,通过引入LCTO中间层产生的两个替代界面,即LCTO/LCO和LCTO/LGPS具有更强的热力学稳定性和更强的界面亲和力。
厦门大学 2021-02-01
全固态电池正极/电解质界面研究
项目成果/简介:硫化物固态电解质(LGPS)由于拥有与液态电解质接近的室温离子电导率,因此被视为下一代高能量密度电池的候选体系之一。但是,由于硫化物固态电解质较窄的电化学窗口(如Li10GeP2S12,1.7~2.1 V vs. Li/Li+),在与较高工作电压的LiCoO2氧化物正极(LCO)匹配时会发生一系列副反应,在界面处堆积低电导的氧化副产物(如Li3PS4, S, GeS2),同时LGPS和LCO电化学势的不匹配还将导致界面处产生空间电荷层(SCL),这些因素都将极大地增加固态电池的界面阻抗,进而使得固态电池的性能迅速衰减。目前,解决氧化物正极-硫化物固态电解质界面不匹配问题的主要途径为在氧化物正极表面包覆一层过渡层,用以缓冲正极和电解质界面的电势不匹配问题。 通过简单易行的固相包覆方法,首先将粒径为10 nm二氧化钛纳米颗粒均匀分散在钴酸锂表面,再通过高温烧结处理在钴酸锂表面形成一层约1.5纳米保护层。对照实验,FIB-TEM原位观察和XPS佐证表明通过高温原位反应钴酸锂表面将形成Li2CoTi3O8尖晶石相(LCTO)。具有稳定三维尖晶石结构的LCTO晶体在钴酸锂工作的电压区间依然能保持结构稳定,与钴酸锂基体之间具备较强的键合,同时具有高的锂离子扩散能力(Li+= 8.22×10-7 cm2 s−1),低电子电导(2.5×10-8 S cm-1)。这些性质将有助于在LCO和LGPS之间形成有效的电压降,保持界面稳定性的同时提供快速的离子迁移通道。理论计算表明,相较于LCO/LGPS界面,通过引入LCTO中间层产生的两个替代界面,即LCTO/LCO和LCTO/LGPS具有更强的热力学稳定性和更强的界面亲和力。
厦门大学 2021-04-10
铝电解槽输出端节能技术(HORR)
简  介 一、项目背景 自20世纪80年代我国有色金属工业提出“优先发展铝工业”的战略发展方针以来,我国铝工业有了长足的发展,电解铝工业的发展更是突飞猛进。经过近30多年坚持不懈的努力,实现了跨越式发展。从引进“日轻”160kA预焙槽技术到自主开发280kA特大型铝电解槽的开发成功,使电解铝整体技术与装备水平进入世界先进行列。目前,500kA~600kA以上超大型电解槽已实现了工业规模化推广应用。40年来由于技术的进步,电解铝单位能耗下降1000kWh/tAl。 (1)高耗能仍是主要特点。尽管铝工业技术上取得了极大的进步,然而时至今日,铝电解的能量利用率仍然仅仅50%,大约有一半的能量都以热量形式散发在大气中(图1)。作为高耗能产业电解铝工业的节能减排仍将是今后相当一个时期的核心任务。   (2)电解铝是碳排放大户。进入21世纪以后,中国电解铝产量的增长速度明显加快,从2000年的279.41万吨增加至2020年3731.7万吨,连续多年成为世界第一原铝生产大国,同时电解铝的节能减排受到广泛关注。2020年,电解铝行业二氧化碳总排放量约为4.26亿吨,约占全社会二氧化净排放总量的5%。 (3)对供电质量要求高,不利于可再生能源电力发展。作为用电大户的铝冶炼企业,传统技术不具备调峰能力,这是由于其核心装备铝电解槽是在预设的热平衡条件下设计的,任何偏离预设热平衡的电力供给都可能导致严重过热或冻结。由于这一限制,现代铝电解槽的运行对供电质量要求相当苛刻(95%一级负荷),因此,作为用电大户的电解铝行业,基本没有调峰能力,对供电系统的适应性和灵活性小。 国际能源署发布的《电力系统转型现状2018》指出:电力系统灵活性已经成为全球优先发展方向。铝冶炼企业急需增加调峰能力,不仅可以适应未来新能源比例逐渐提升带来的电网供电波动,而且能主动调峰成为电力系统灵活电源点运行。 2020年12月16日,习近平主席在2020年中央经济工作会议上指出,要做好碳达峰、碳中和工作,要抓紧制定2030年前碳达峰行动方案。2021年3月15日,习近平总书记在中央财经委员会第九次会议中强调,“要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设总体布局”,指出“要构建清洁安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。” “双碳目标”的提出,给电解铝行业提出了新的课题。开展大型铝电解槽能量平衡及余热回收技术的工业系列化应用,通过国内外技术的集成创新,形成一整套的生产工艺技术和先进的装备,大幅提高电解铝行业的能源利用率,对于实现电解铝行业“双碳目标”具有重大历史性意义。 二、技术简介及工作基础 郑州轻冶科技股份有限公司与郑州大学在15年研究成果积累的基础上,从2017年开始,在铝电解槽能量流优化及输出端节能(余热回收)领域联合国内外多家企业和科研单位,启动郑州市协同创新重大专项,目前“铝电解槽能量流优化与输出端节能(余热回收)技术及成套工业系统(HORRS系统)”已完成工业化试验,进入工业化示范运行阶段。 开创了电解铝工业输入端与输出端“双端节能”的先河,并为进一步工业应用奠定了基础。 1、主要内容 建立独立的铝电解能量流在线优化调节模型(HORR技术),实现控制变量与控制目标的“解耦”,为进一步实现电解铝“输入端节能”的极限优化工艺生产奠定了基础,进一步降低电能消耗; 成功研制了电解铝专用“高效集热装置”,通过国际合作开发成功国际领先的核心技术,并实现了关键设备的量产。在此基础上,进一步开发了铝冶炼过程散热回收系统(HORRS系统),实现大幅节能;铝电解槽能量利用率可由原来的不到50%提升到60%。 研制铝电解槽多参数传感器与快速检测分析系统,并开发了铝电解槽数字化基础上的能量平衡智能化系统; 采用能量流调节系统,为电解铝柔性生产提供了技术保障,初步实现了利用电解铝厂巨大电能容量协助当地电网实现蓄能调峰运行,调峰能力达到±20%。 2、当前工作进展 2019年起,在河南中孚实业股份有限公司4台400kA大型铝电解槽上,开展了“铝电解槽能量流优化及智能调控技术开发”协同创新重大专项工业示范应用。2021年3月11日,首台400kA电解槽余热已成功与巩义示城市供热网实现互联,回收利用热量约占电解槽总耗能8~10%,预计到2021年5月底,全部4台电解槽将整体投运。 三、经济及社会效益 (1)技术指标 本项目工业试验完成后,可实现电流效率≧94%;槽电压低于3.9V,折合吨铝节电800~1000kWh以上,电解铝能量利用率提升8~10% 实现电解槽调峰运行 该技术应用后,铝电解槽可实现蓄能调峰20%,有利支持新能源电力负荷的消纳,减小新能源电源增加后带来的峰谷差,为国家构建新型电力系统提供支撑。 实现电解铝厂与区域、城市融合发展 根据电解铝行业(火-电-铝)的特点,将回收余热资源供入城市供热系统用于冬季居民采暖;夏季并入配套发电厂会热系统,用于发电;也可用于根据产业园区布局,可为周边工业用户(如铝加工、氧化铝厂等)提供工业生产用热源或大规模工业制冷,实现余热资源的高效利用。 社会效益 按照未来推广应用2500万吨计算: 年可节电250亿kWh; 年可减排:2492.5万吨二氧化碳; 年可消纳新能源电量:675亿kWh。
郑州大学 2021-05-10
连续铁碳微电解流化床设备
此连续铁碳微电解流化床设备的主要原理是将铁屑和碳粒等填充料,填装在主要包括一筒体的特定装置中,制成所谓的电解床。当污水通过时,铁成为阳极,碳成为阴极,产生各种微电化学反应,从而实现废水处理目的。
南京工业大学 2021-04-14
一种电解水技术及设备
1. 痛点问题 水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。在目前已有的技术中,由于电化学反应产生一定的热量,会导致电极和电解液温度升高。目前工业上主要通过调节电解液流速进行对流换热,电解槽端板上存在乳突状结构增强扰动,加强传热传质过程,从而使电解槽温度维持在一定范围内。即便如此,电解液出口和入口温度依然存在较大差距,出口的电解液温度需要进一步冷却才能重新被利用。 2. 解决方案 本发明的目的是提供一种电解槽流场板结构,解决了电解槽内部温度不均匀性,提高了能量转换效率。将扁平管状热管嵌入电解槽内部,与电解槽端板结合为一体,解决了电解槽端板温度分布不均、出口易发生电解液沸腾的问题,电解槽运行效率增加,并保证一定的安全性。 合作需求 (1)资源对接:有较小规模电解制氢需求的场景(如发电厂) (2)孵化资源:本技术可实现低能耗电极板结构设计,逐步将扩展到电解水制氢流程设计。目前在加工方面,需寻求可进行热管材料设计并同时掌握精密机械加工的团队。
清华大学 2022-01-04
新型高性能离子电解质的研究
谷猛课题组和斯坦福戴宏杰教授课题组设计并开发了一种基于氯化铝/1-甲基-3-乙基咪唑/氯化钠离子液体组成的氯铝酸盐离子液体电解质。以这种离子液体电解质为基础制得的可充电钠金属电池具有良好的性能,电池电压高达~ 4v,库仑效率高达99.9%,能量和功率密度分别为~ 420 Wh kg
南方科技大学 2021-04-14
一种延长鸡蛋清液保质期同时改善其功能性的方法
其他成果/n蛋制品加工技术领域,具体涉及一种延长鸡蛋清液保质期同时改善其功能性的方法及鸡蛋清。该方法包括以下步骤:1)取蛋清液,并对蛋清液脱糖;2)向蛋清液中同时添加ε‑聚赖氨酸和甘氨酸;3)将蛋清液巴氏杀菌;4)将蛋清液充氮包装。通过本发明所提供的延长鸡蛋清液保质期同时改善其功能性的方法,可以在延长蛋清液的保质期的同时,改善蛋清液的功能性,并且,不影响产品的色泽或风味。
武汉轻工大学 2021-04-11
高级多功能急救训练模拟人
1.★模拟人与控制器无线WiFi连接。2.★液晶彩显控制器,8英寸彩屏。3.★模拟生命体征:.瞳孔液晶彩色显示。.初始状态时,模拟人瞳孔散大,颈动脉无搏动。.按压过程中,模拟人颈动脉被动搏动,搏动频率与按压频率一致。.抢救成功后,模拟人瞳孔恢复正常,颈动脉自主搏动。4.★气管插管操作:切换到气管插管操作页面,操作正确与否,有相应报警,和动画显示。5.心肺复苏操作:可进行人工呼吸和心外按压。可进行标准气道开放,气道指示灯变亮。三种操作方式:可进行CPR训练、模式考核和实战考核。(1)方式一:CPR训练,可进行按压和吹气训练。(2)方式二:模式考核,在设定的时间内,根据2020国际心肺复苏标准,正确按压和吹气数30:2的比例,完成5个循环操作。(3)方式三:实战考核,老师可自行设定操作时间范围、操作标准、循环次数、操作频率、按压和吹气的比例。6.控制器显示屏功能:■ 电子监测:电子指示灯显示监测气道开放和按压部位。人工呼吸和胸外按压的正确次数计数和错误次数计数。■ 语音提示:训练和考核中全程中文语音提示,可开启和关闭语音,调节音量。■ 文字提示:训练和考核中全程中文文字提示。■ 条形码显示吹气量:正确的吹气量为500~600ml-1000ml:(1)吹气量过少时,条形码为黄色。(2)吹气量合适时,条形码为绿色。(3)吹气量过大时,条形码为红色。(4)吹入的潮气量过快或超大,造成气体进入胃部指示灯显示;数码计数显示;错误语言提示;■ 条形码显示按压深度,正确的按压深度5-6cm:1.按压深度过少时,条形码为黄色。2.按压深度合适时,条形码为绿色。3.按压深度过大时,条形码为红色。■ 可自行设定操作时间,以秒为单位。■ 操作频率:标准为至少100~120次/分7.★电源:人体和控制器内置高容量锂电池,支持边充边用。8. 股外侧肌肉注射操作训练:1) 可真实注入药物。2) 模块可拿出把注入药物挤出。3) 同一部位可经受几百次穿刺。4) 模块可更换。9.手臂静脉注射操作训练:1) 静脉分布与真实人体相同。2) 进针有明显落空感,可加入模拟血液产生回血。3) 静脉血管和皮肤同一穿刺部位可经受几百次穿刺渗漏。4) 皮肤和血管可更换。★ 模拟人踝关节可左右旋转:与真实人体大小基本相同,可进行脚步护理操作。★ 模拟人可互换男女外生殖器,可进行导尿操作训练:模拟人体内有模拟膀胱,可注入模拟尿,操作成功有模拟尿液流出。 
上海珊迦医学模型设备制造有限公司 2025-06-20
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