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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
挥发性有机气体处理新技术-等离子体除臭技术
等离子体被称为是除固、液、气三态以外的第 4 种物形态，它是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的呈电中性的导电性流体，一般分为热等离子体（平衡等离子体）和低温等离子体（非平衡等离子体），低温等离子体技术在半导体工业、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体煤化工、等离子体三废处理等领域被广泛应用，通常是采用加热或放电的手段产生. 自然界中等离体产生的方式主要包括：电晕放电、介质阻挡放电、火花放电、辉光放电、汤生放电和弧光放电。其中，电晕放电和介质阻挡放电在常温常压环境下就可操作，因而被广泛应用。
北京交通大学
2021-02-01
建筑物内去除VOCs等有害气体的新技术及设备
随着建筑物内特别是分布广泛的化学实验室、有机溶剂仓库和一些涉及有机溶剂化工生产车间内挥发 近年来化工园区在我国得到迅速的发展，成为推动地方经济发展、优化产业布局、吸引投资的重要手 性VOCs等污染问题的日益突出，对其相应的控制与治理越来越受到人们的重视。本技术成果针对目前室 段，同时其作为一种新型发展模式也是国家发展规划的要求。目前我国化工园区存在布点不足，已有的园 内空气污染净化方法存在净化效果不理想、对设备要求高、作用时间长、能耗较大以及二次污染等问题， 区产业项目大多没有特色，产业链布局规划和配套服务跟不上园区的发展等诸多问题。 通过短程有序，形貌规整的类整体式催化剂的设计，充分利用类整体式催化剂在结构上的优势，金属和载 本技术成果拥有丰富的专家库资源，专长于为各类化工园区提供技术策划咨询服务，具体内容涵盖园 体之间的相互作用以及贵金属优异的催化性能，实现了温和条件下对室内甲醛等VOCs的完全催化氧化脱 区的战略规划、产业链布局规划、化工项目可研等方面；同时延伸开展招商策划、目标企业招商资源整合 除。利用所开发的高效催化剂，已研制了空气催化净化系统和通风催化净化装置等相关设备。
中山大学
2021-04-10
微型集成式固体电解质环境监测气体传感器
一、项目简介随着工业化进程的加速推进，人类社会各方面的发展对化石燃料的消耗与日俱增，而由此产生的大气环境污染问题也愈发严重，对人类的生存和健康、自然生态环境造成极大的损害。基于固体电解质的气体传感器，结合先进的 MEMS 和镀膜技术，对于 CO 、SO 等污染性气体浓度的实时监测、防治十分重要。22项目以 Li3PO 、Li3PO -Li SiO 薄膜固体电解质薄膜作为导电介质，研制 CO 、34422SO 等环境监测气体传感器。通过固体电解质薄膜的 CO 、SO 气体传感器的响应222原理分析，设计了集成式环境监测气体传感器，选择了合适的反应电极材料，结合 MEMS 薄厚膜工艺，采用热阻蒸发镀膜工艺沉积 Li PO 固体电解质薄膜，丝网34印刷厚膜技术制备反应电极和加热电极，完成了集成式微型 CO 、SO 气体传感器22的研制、封装、测试，为工业应用奠定了基础。微型气体传感器可实现 CO 和 SO22气体的高精度监测，并具有体积小、功耗低、成本低的特点。西安交通大学国家技术转移中心二、技术指标（性能参数）芯片尺寸封装方式1.6mm x 1.8mmTO 封装检测范围测量误差工作电压传感
西安交通大学
2021-04-10
挥发性有机物(VOCs)及恶臭气体生物处理技术
近年来，挥发性有机物(VOCs)与恶臭气体污染越来越引起人们的重视。VOCs 与恶臭气体的处理技术包括催化氧化、吸附、生物处理、低温等离子等。其中，废气生物处理的 原理是利用微生物的代谢作用将废气中含有的烃类、硫化氢或氨等有毒有害物质转化为无害 的水、二氧化碳、硫酸盐或硝酸盐等物质，从而实现废气净化的目的。废气生物处理技术在 国外已经有 50 多年的研究和应用历史，在美国、欧洲各国、日本和韩国均得到广泛应用。 国内从 20 世纪 90 年代开始研究废气生物处理技术，目前已广泛应用于不同行业(尤其是污 水处理行业)恶臭和 VOCs 气体处理。国内外的研究与应用成果表明:与其他技术相比，生 物处理技术具有效率高、投资运行费用低、工艺运行维护方便、二次污染小等突出优点，尤 其适用于低浓度 VOCs 和恶臭气体处理。本研究所是国内较早开展废气生物控制技术研究的单位之一。多年来，针对废气生物处 理技术领域的核心关键技术和科学问题，开展了系统研究和开发，在新工艺开发(紫外光氧 化+生物过滤)和反应器结构优化、新型填料开发、高效菌种筛选和培育、营养盐配方和填 料层堵塞控制等方面取得了大量创新性的研究成果，并已成功应用于污水厂恶臭气体、喷涂 废气和炼胶废气处理。目前，我们在该领域已获得省部级奖 2 项(华夏建设科学技术奖一等 奖、二等奖)，获得国家发明专利 4 项，发表论文 60 余篇。
清华大学
2021-04-11
微型集成式固体电解质环境监测气体传感器
一、项目简介随着工业化进程的加速推进，人类社会各方面的发展对化石燃料的消耗与日俱增，而由此产生的大气环境污染问题也愈发严重，对人类的生存和健康、自然生态环境造成极大的损害。基于固体电解质的气体传感器，结合先进的 MEMS 和镀膜技术，对于 CO 、SO 等污染性气体浓度的实时监测、防治十分重要。22项目以 Li3PO 、Li3PO -Li SiO 薄膜固体电解质薄膜作为导电介质，研制 CO 、34422SO 等环境监测气体传感器。通过固体电解质薄膜的 CO 、SO 气体传感器的响应222原理分析，设计了集成式环境监测气体传感器，选择了合适的反应电极材料，结合 MEMS 薄厚膜工艺，采用热阻蒸发镀膜工艺沉积 Li PO 固体电解质薄膜，丝网34印刷厚膜技术制备反应电极和加热电极，完成了集成式微型 CO 、SO 气体传感器22的研制、封装、测试，为工业应用奠定了基础。微型气体传感器可实现 CO 和 SO22气体的高精度监测，并具有体积小、功耗低、成本低的特点。西安交通大学国家技术转移中心二、技术指标（性能参数）芯片尺寸封装方式1.6mm x 1.8mmTO 封装检测范围测量误差工作电压传感
西安交通大学
2021-04-10
一种用于方形填料塔的辐射导流式气体分布器
本发明涉及一种用于方形填料塔的辐射导流式气体分布器，包括气体进口管、蝶形底板、蝶形封板和若干辐射导流板；所述蝶形底板与气体进口管的出口连通；所述辐射导流板沿着气体进口管的出口径向设置于蝶形底板和蝶形封板之间。该辐射导流式气体分布器使气体在方形填料塔内均匀分布，解决了方形塔中存在的塔壁面及边角区域气体偏流、涡旋和阻力损失较大等技术问题。
浙江大学
2021-04-13
气体燃料发动机高能点火及燃料喷射电控系统
“气体燃料发动机高能点火及燃料喷射电控系统”是气体燃料发动机电控系统的核心部分。本项目主要应用于稀燃天然气发动机，ECU系统采用基于宽域氧传感器的空然比稀燃闭环反馈及自学习控制技术，精确控制空然比使发动机在稀薄燃烧状态，减小发动机热负荷，减小发动机燃料消耗量；此外，采用高能点火装置并使用各缸独立顺序点火控制技术，提高点火能量，使稀燃混合气燃烧完全，排放污染物减少，发动机工作稳定；采用柔性功率调节装置——电子节气门，用以调节发动机稳态功率以及瞬态动力性和排放性能，减少瞬态过程排放。 为了保证气体发动机点火正常，其点火所需的能量比汽油机更高，应采用高能点火系统。本系统采用高能直接顺序点火控制系统，通过晶体管的开关作用代替传统点火系统的断电器触点，使初级电流不经过触点，这样便可增大初级电流的断开值，减少点火线圈低压绕组的匝数和低压电路电阻，从而提高点火电压。另外，取消传统点火系统中常用的分电器，采用每个火花塞单独控制方式，直接进行控制，不会因产生火花而消耗部分电磁能量，直接点火方式使得电磁能量得到充分的利用。目前，该系统的功能及性能指标已达国际同类产品水平，发动机的动力性和经济性指标优良，排放限值达国IV标准。 系统构成：传感器有转速及曲轴位置传感器、进气压力传感器、宽域氧传感器等，执行器有喷嘴、点火线圈以及火花塞、电子节气门、增压压力控制阀等，控制器为高性能16单片机。系统的基本功能是通过发动机的转速信号、曲轴位置信号等来进行判缸信号的识别、转速的计算，并通过发动机的运行工况计算各缸点火的时刻以及各缸初级点火线圈的通电时间、喷射时刻及喷射脉宽等，并实现空燃比稀燃闭环精确控制等。 主要应用范围： “气体燃料发动机高能点火及燃料喷射电控系统”主要用于以各种气体为燃料的内燃机，目前国内多采用单点燃料喷射系统及理论空燃比控制方式，相对而言控制简单，点火能量较低。为了满足发动机更严格的排放和节能要求，国内各大中城市的公交车辆普遍采用天然气发动机，气体发动机只有采用稀燃方式方能达到要求，稀燃气体燃料发动机需要较高的点火能量和燃料喷射要求，因此，“气体燃料发动机高能点火及燃料喷射电控系统”具有较广泛的市场。
北京交通大学
2021-04-13
基于特征吸收光谱的气体体吸热太阳能发电装置
本实用新型公开了一种基于特征吸收光谱的气体体吸热太阳能发电装置。光能转换器件一侧吸收聚焦太阳光转换为热能，热能传递到光能转换器件另一侧，转换为气体工质的特征吸收峰邻近的辐射能，并向吸热腔内辐射换热。回热器出口的气体工质进入吸热腔，立体吸收辐射能，温度迅速升高。加热后的高温工质进入透平机膨胀做功，膨胀之后的工质流经回热器换热，温度降低后依次进入冷却器、压缩机和回热器，回热器出口的工质再进入吸热腔内立体加热，完成一个热功转换循环。本实用新型采用光能转换器件，将太阳能转换为气体工质的特征吸收峰邻近的辐射能，工质直接立体吸收辐射能，大幅减少了吸热表面积，吸热器结构简单，效率高，成本低。
浙江大学
2021-04-13
石墨电极气体开关的充气配比控制装置、充气装置及方法
本发明公开了一种石墨电极气体开关的充气配比控制装置、充 气装置及方法；充气配比控制装置包括第一可控压力阀、第二可控压 力阀、第三可控压力阀、第四可控压力阀、第一气压传感器、第二气 压传感器、第一机电控制器、第二机电控制器、控制终端，第一缓冲 气室、第二缓冲气室和混合气室。按照一定的惰性气体设置方案，通 过一定充气配比方法，控制终端控制机电传感器，使可控压力阀动作， 通过气压传感器监控压力值，使缓冲气室中的充入的气体达到设定的 气压值，最终在混合气室中得到所需的完成配比的混合气体，并完成 对气体开关的
华中科技大学
2021-04-14