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城市污泥超临界水氧化处理及资源化利用
根据有关内部统计数据，中国目前有近17％的城镇污水处理厂产生的污泥去向不明，同时大约67％的污泥以简单填埋为最终出路。针对目前城市污泥难处理及市场巨大的特点，采用超临界水氧化技术处理城市污泥，实现城市污泥的无害化处理。超临界水氧化技术（Supercritical Water Oxidation，简称SCWO）是利用水在超临界状态下所具有的特殊性质，使氧化剂和有机物完全溶解在超临界水中并发生均相氧化反应，迅速、彻底地将有机物转化成无害化的CO2、N2、H2O和无机盐等小分子化合物。相比传统的城市污泥处理方案，SCWO具有突出的优势，能取得巨大的经济、环境和社会效益。 该系统集有机物去除、脱盐除渣、余热利用/制取富氢气体、防堵塞、防腐蚀多项功能于一体，能够同时实现城市污泥等有机废物/废水的无害化处理与资源化利用过程。城市污泥经过示范装置处理后出水的COD为25mg/L，氨氮为2mg/L及色度可以与洁净水媲美，完全能实现达标排放。该装置实现了城市污泥化学需氧量(COD)减排和脱盐处理的一体化过程；最大程度地利用反应后液体的热量，降低了装置运行成本；在装置中实现脱盐处理和泥渣分离；反应后的清洁液体作为装置的蒸发壁水进行循环利用；采用撬装式结构形式，方便安装和运输；可实现城市污泥超临界水部分氧化/气化的产氢过程。
西安交通大学
2021-04-11
超临界二氧化碳发电系统技术
成果完成人瞄准1000MW超临界二氧化碳燃煤（sCO2）发电系统，主持了国家重点研发计划项目“超高参数高效二氧化碳燃煤发电基础理论与关键技术研究”。
本成果从系统和部件两个层面进行研究，被推荐为2020年度国家重点研发计划重点科技成果，并在2021年1月27日科技日报上做了报导。具体成果如下：
1、sCO2锅炉模块化设计：sCO2循环流量是水蒸气机组的6-8倍，导致S-CO2锅炉严重堵塞，发现机组效率惩罚效应。首次提出1/8分流减阻原理，在保持吸热量及循环流量不变条件下，将压降降低为传统设计的1/8，由此提出模块化锅炉设计，将锅炉压降减小到与水蒸气锅炉相当或更低水平，彻底解决大压降难题。
2、烟气热量全温区吸收：针对sCO2循环适合中高温热源，单个sCO2循环无法吸收烟气全温区热量，提出顶低复合循环，实现热量全温区吸收。提出能量复叠利用原理及设备共享，完全消除顶底循环效率差并简化系统。1000MWe级燃煤sCO2发电效率达到～50%，比水蒸气机组高3-4个百分点。
3、锅侧和炉侧综合调温方法：针对sCO2进入锅炉温度较高，抬高受热面温度，提出锅侧和炉侧综合调温方法，发明“冷热匹配、层级降温”原理，提出“上大下小+双炉膛+烟气再循环”的创新型锅炉设计。建成压力达26MPa的超高参数sCO2传热系统，提出超临界传热类沸腾理论，结合实验数据，给出了锅炉管发生传热恶化的临界判据。诞生第一台超临界二氧化碳燃煤锅炉原理样机。
本成果阐明了能量复叠利用原理，是能量梯级利用的继承和发展，消除了复合循环中顶循环和低循环的效率差，最大限度挖掘了sCO2燃煤发电系统的效率优势。并首次阐明超临界流体分子尺度下的非均匀物质结构，颠覆了人类对超临界流体物质结构的认知，首次将亚临界压力下的多相流体理论体系引入到超临界传热中，初步实现了亚临界和超临界压力下能量传递与转换理论的统一，达到国际领先水平。
华北电力大学
2022-07-06
超临界流体发泡制备高性能聚合物泡沫材料
相较于传统聚合物发泡所用化学发泡剂和氟利昂类、烷烃类等物理发泡剂，采用超临界CO 2 或N 2 作为发泡剂，不仅气体原料来源丰富，价格便宜和环境友好，符合日益严格的环保要求，而且所得到的泡孔尺寸更小，孔密度更大且泡孔形态更容易控制，生产过程安全性也大大提高。
自主研发了超临界CO 2 挤出和模压发泡技术，包括超临界流体恒流进气系统和装备，以及适于超临界CO 2 发泡过程的双阶、单阶挤出发泡和模压发泡系统和装备，并可基于CO2 和聚合物的相互作用快速确定优化的发泡工艺。采用超临界CO2 挤出发泡技术制备了泡孔尺寸0.5～1 mm，发泡倍率5～20倍的聚酯PET、聚苯乙烯PS、聚丙烯PP、聚乳酸PLA和聚乙烯PE等发泡棒材。采用超临界CO 2 模压发泡技术制备了泡孔尺寸1～50 μm，发泡倍率5～20倍的发泡片材。另外采用Mucell超临界流体注塑成型制备了泡孔尺寸1～100 μm、较实体材料减重5～30%而力学性能不损失的多种聚合物的微孔发泡材料，包括聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、聚酯PET、聚醚砜PES、聚砜PSF以及复合材料等。
华东理工大学
2021-04-13
在拓扑材料ZrTe5中观察到的spin zero现象
通过研究三维狄拉克半金属材料ZrTe5中量子振荡随磁场倾角的演化，发现在特定角度电阻的量子振荡会突然消失，并伴随出现振荡相位的反转。分析表明这是所谓的spin zero现象，这也是第一次在拓扑材料中观察到该现象。更重要的是，这一现象带来的振荡相位反转，表明广泛使用的确定贝里相的实验方法，在某些条件下会得出错误结论。 拓扑材料在强磁场下由于轨道作用和自旋塞曼劈裂，可能演化出不同的拓扑态，从而为研究这些态之间的转化，即拓扑相变，提供了理想的平台。Spin zero现象是由于朗道能级发生塞曼劈裂，两套劈裂的朗道能级的量子振荡相互叠加干涉引起的，因此可以提取出自旋相关的信息。ZrTe5中spin zero现象的出现，暗示当磁场沿a轴或c轴附近时，ZrTe5的狄拉克能带磁场作用下变成线节点拓扑半金属，而非外尔半金属。所以，spin zero的出现，也可以用于帮助判定拓扑态的类别。图表1：ZrTe5中量子振荡的振幅和相位随磁场角度的变化。
北京大学
2021-04-11
一种用于抑制激光器脉冲过冲现象的激励电源
本发明公开了一种用于抑制激光器脉冲过冲现象的激励电源。 该激励电源包括控制模块，开关电源模块及谐振模块。控制模块输出 频率变化的驱动脉冲信号，经过开关电源模块处理后输出交流方波信 号，交流方波信号经谐振模块调幅后变为在每个周期内先为低电平后 为高电平的周期性的激励信号。该激励电源输出的激励信号能够在抑 制过冲现象的同时使激光脉冲的上升沿更加陡峭，满足激光加工对激 光脉冲输出波形的要求，对于提高激光脉冲加工的质量和效率
华中科技大学
2021-04-14
大板坯连铸机力能参数和力学强度研究技术
为了成功地研制板坯连铸机，首先必须完成铸机力能参数和力学强度研究。力能参数方面的研究主要包括：结晶器振动模态参数动力学研究、拉矫机矫直力及拉坯阻力的研究等；力学强度方面的研究主要包括钢包回转台、中间罐车、振动机构框架、拉矫机机架等重要部件的强度、刚度及动力学研究等。同时，为了考核连铸机实际装备水平，还应对板坯连铸机的力能参数和力学强度进行现场实测，我校在这些方面都进行了深入研究，并取得了丰硕成果。 在消化移植武钢的大型弧型板坯连铸机的工作中，我校承担了板坯连铸机力能参数和力学强度的研究工作，在研究中应用了三维有限元法、最优化设计、模态分析、频谱分析等先进设计分析方法，取得了精确的计算结果。并在大规模系统测试的基础上，运用了系统仿真等现代手段，使我国的铸机分析研究达到新的水平。 武钢连铸机经过三年的研究和制造，于1989年投产一次成功，月产量超过原设计指标，铸坯合格率达到了99.78%，该项目荣获国家科技进步一等奖和冶金部科技进步一等奖
北京科技大学
2021-04-11
模块化作物机械力学特性测量仪
本实用新型涉及力学测定领域，尤其是一种模块化作物机械力学特性测量仪。包括测力系统模块1、支撑模块和推拉件模块，测力系统模块固定在支撑模块上，推拉件模块与测力系统模块的底部连接，测力系统模块和推拉件模块的连接处设置力传感器；所述测力系统模块包括螺杆Ⅰ、固定螺塞、活动螺塞和螺杆Ⅱ，螺杆Ⅰ设置在固定螺塞内，螺杆Ⅰ与固定螺塞之间形成螺旋副，螺杆Ⅰ的中心设有孔，螺杆Ⅱ设置在螺杆Ⅰ的中心孔内，螺杆Ⅰ与螺杆Ⅱ之间形成螺旋副，螺杆Ⅱ的底部连接有活动螺塞，螺杆Ⅱ与活动螺塞之间形成螺旋副，活动螺塞的底部与推拉件模块连接，活动螺塞与推拉件模块的连接处设有力传感器。其模块化设计理念，可装可卸，多用途使用，采用开速进给及精细调整结合，便于人工操作，数据测量准确,结构简单，收方自如，使用方便。
青岛农业大学
2021-04-13
基于热力学法的水泵效率测试系统
泵进出口微小温差的测量是热力学法测试水泵效率的关键所在。高精度的微温差仪价格昂贵。微温差测量问题在一定程度上阻碍了热力学法在水泵效率测量中的推广应用，特别是在常温常压水泵上的应用。本系统通过用水泵进出口压力与压差模拟进出口的温差方法，有效地解决了微温差测试的难题，从而使测试系统更简单、测试结果更可靠。主要特点 采用了一种既不需要测量温差、又有别于常规方法的新的热力学方法来测量水泵效率。 根据“零温差法”设计思想，利用水泵进出口压力与压差模拟进出口的温差，有效地解决了微温差测量的难题。 只要测量水泵进出口压力，而压力又易于测量，迟滞性小、易于实现在线监测。 一般工程测量，特别是在定性了解水泵性能相对变化和预知性维修等情况下，本系统完全能满足精度要求。技术指标 基于热力学法水泵效率测试系统主要有硬件系统与软件系统两部分组成。硬件主要包括计算机、测量仪表、接口电路等。软件主要包括效率计算数学模型、计算处理程序、显示与输出程序等。市场前景 本测试系统用压力及压差模拟温差，具有简单、可靠、成本低的优势，其模型精度仍远远满足工程测量的需要，具有较高工程实际应用价值。
南京工程学院
2021-04-13
纤维丝材料力学性能测试装置
本成果来自有重大应用前景的横向项目，所研发的测试装置测试的对象是细小纤维，有三个特色和三个创新：特色一：装置能试直径在0.05mm~0.5mm范围的细小纤维；特色二：应力，应变测试分辨率高；特色三：相对于MST十几万多着几十上百万的价格，自主研发的装置的成本不到8000元
西南交通大学
2016-06-24
锂离子动力电池正极材料
目前商业化的锂离子电池主要是使用过渡金属氧化物 LiCoO2 作正极和石墨基碳材料做负极。现在电动汽车对锂离子电池的综合性能提出了更高的要求，所以近年来人们对用于锂离子动力电池的新型材料倾注了更多的研发热情。目前广泛认为比较有前景的锂离子动力电池正极材料主要有三元过渡金属氧化物 LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、锰系层状固溶体 xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Mn, Ni, Co 及其混合物)以及LiFePO4和 Li3V2(PO4)3等。本课题组多年来在锂离子电池正极材料的 研究和开发中做了大量的工作，已经获得授权中国专利 3 项。 该方法工艺简单，原材料价格低廉、易得，生产成本低，复合材料特有的核壳结构抑制了活性物质的流失并提高了材料的导电性能，显著改善了电极的电化学性能。
南开大学
2021-02-01