垃圾焚烧飞灰处理达标后在卫生填埋场分区处置是今后我国发达地区飞灰处置的主流途径，这类填埋场的污染形成途径、强度与控制方法均与传统原生垃圾填埋场不同，现有填埋场污染控制技术从环境和经济角度均不适用，亟需高效的控制技术。本项目依据处理后焚烧飞灰填埋的污染衍生途径，发展控制处理飞灰填埋作业中黏附作业机械、风吹飘散的飞灰颗粒化技术；同步集成飞灰溶解性盐分缓释技术；发展雨水近零渗入的处理飞灰填埋作业技术。依据所集成的飞灰填埋前处理和作业技术，进行现场运行验证及条件优化试验。项目旨在发展既能够提高填埋场污染控制的效果，也能改善污染控制的经济条件的集成技术；而且同步开展现场应用验证试验，使成果具备推广应用的条件。通过推广应用可以为焚烧飞灰填埋场的运行提供支撑条件。 同济大学固体废物处理与资源化研究所，近5年来已主持承担和完成国家973计划课题、863计划课题、国家自然科学基金面上/青年项目、国家863和科技支撑计划、国家重大科技专项子课题项目等20余项；相关成果分别获国家级科技奖励二等奖和省部级科技奖励一等奖、二等奖和三等奖多项；拥有授权中国发明专利40项。在长期的固体废物处理与资源化利用技术研究发展中，已积累了扎实的研究基础，特别是在生活垃圾填埋和焚烧方向，分别承担了国家973计划课题（可燃固体废弃物热转化过程中重金属的排放控制及关键污染物的协同脱除（编号2011CB201504），城市固废物-化-生相变及污染物产生（编号2012CB719801）），完成了国家863计划：城市生活垃圾生态填埋成套技术与设备（编号2001AA644010）、城市生活垃圾生态填埋成套技术及示范（编号2003AA644020），国家科技支撑计划：低成本可控制生活垃圾填埋关键技术（编号2006BAJ04A06-05）等10余项课题（子课题）的研究。 常州市生活废弃物处理中心是国内较早开展处理后达标焚烧飞灰在卫生填埋场处置的单位；在数年的实际运行中，面临了渗滤液收集管道阻塞等问题，也通过与同济大学的合作，探索了解决问题的方法，积累了一系列实用技术。目前，该中心二期续建工程已施工完毕，即将投入运行，正是集成各项新技术，开展试验研究的有利时机。为利用有利条件，发展行业共性技术，同济大学将联合该中心开展项目研究。

该项目应用领域：可替代现有各种管壳式换热器方案，尤其对贵重材料应用的经济性更好，如铜管干式蒸发器、钛管闭式冷却器等。

管壳式换热器在现代工业中占有十分重要的地位，特别是在动力、能源、化工、空调制冷、石油、冶金、核能等工业领域中应用极为广泛，它是工艺流程中的一种主要设备。传统的弓形折流板换热器存在流动死区，易结垢，无法充分利用传热面积从而导致传热系数低，压降大，管束易产生流体诱导振动等缺点。高效的管壳式换热设备能从多方面节省能源的消耗：一方面可以节省驱使换热器中冷热两种流体的运动所需的功耗，同时换热面积的缩小可以减少生产换热设备所需的能耗以及原材料，有效的结构形式还可以减少换热面结垢的可能性，延长运行周期。因此换热设备的高效强化是实现我国过程工业节能的关键因素之一。据统计，管壳式换热器大约占世界换热器市场总份额的35–40%，且在石油、化工领域管壳式换热器能占到高达70％的份额。因此对螺旋折流板管壳式换热器进行推广应用对于节能具有重要的意义，可以创造巨大的社会效益和经济效益。 上世纪末提出使用螺螺旋折流板支撑结构代替传统的弓形折流板支撑结构可以显著降低壳侧压降，也有利于强化换热，具有良好的综合性能，虽然近十余年中国内外对于螺旋折流板管壳式换热器开展了较多的研究，但现有的公开发表的资料中未见到有关螺旋折流板换热器的完整的设计方法介绍。本技术基于本课题组大量的试验与数值模拟研究并参考相关公开发表的文献，开发一套完整的热力设计方法和软件。 该项目是在教育部重点课题和“973”项目的大力支持下，经过多年的努力完成的。针对单壳程多管程单相介质流动换热的螺旋折流板管壳式换热器所开发的热力设计软件，该软件拥有完全的自主知识产权。本软件采用VB6.0、EXCEL2003和FORTRAN混合编程。VB形成可视化操作界面，可视化数据输入输出，实现数据传递功能；调用FROTRAN语言编制的可执行程序读取所需数据完成核心计算；调用EXCEL软件进行相关数据的保存和输入输出管理。

在石油、化工、冶金、热能动力等工程领域中，管壳式换热器被广泛地用于物料的蒸发、冷凝、加热及冷却等过程。传热效率低、体积大、操作费用高是普通管壳式换热器普遍存在的缺点。 华东理工大学机械与动力工程学院化工机械研究所受中国石化扬子石油化工股份有限公司的委托, 对扬子公司催化、芳烃、乙烯装置中的1978台换热设备进行性能标定、评定与高效化改进研究。在广泛调研的基础上从各类设备中发现90多台换热效果差，能耗大的换热设备。根据工艺条件和传热方式，对部分设备采用改善内部壳程结构和采用强化传热管的方法，进行高效化改造。对换热设备的管外采用杆式支撑等纵向流形式，或采用螺旋折流板支撑的螺旋流形式来替代传统的弓形挡板结构；换热管则根据不同的传热形式采用经多年自主研发或经测试性能优良的多孔表面管、波纹管或螺旋槽管等高效特型换热管，二者结合形成复合强化传热的结构。

技术创新性和领先性 （1）构建了基于元胞自动机方法的蚀刻模型，并结合浸没蚀刻和喷淋蚀刻 实验，揭示了蚀刻时间、蚀刻液成分及浓度、温度、线宽等因素对印刷电路板换 热器换热板蚀刻速率、侧蚀、表面粗糙度等蚀刻质量和表面形貌的影响机理，建 立了在特定蚀刻液下蚀刻速率随各因素变化的半经验公式，掌握了可控的印刷电 路板换热器换热板蚀刻工艺。 （2）构建了基于分子动力学方法的扩散焊接模型，并结合宏观扩散焊接和 拉伸实验，揭示了压力、温度和表面粗糙度等参数对印刷电路板换热器模块的扩 散层厚度、焊接强度的影响机理，掌握了印刷电路板换热器换热芯体的扩散焊工 艺。 （3）研究了印刷电路板换热器内超临界二氧化碳、高温氦气等介质的传热 和阻力特性，掌握了印刷电路板式换热器的热力设计和结构设计方法，具备自主 研发新型高效印刷电路板换热器的能力。 图 1 多种结构的印刷电路板换热器换热板 图 2 扩散焊获得的印刷电路板换热器芯体和焊缝金相组织 （2）技术成熟度 相关成果荣获 2016 年舰船热能动力技术学术会议优秀论文二等奖、2015 年 第三届节能控排传热进展国际会议最佳论文奖和 2015 年中国工程热物理学会传

新型换热器根据流体温度及流量由数目众多的波纹板叠放构成，组成多个通道，每 一通道内流过的介质都与其紧邻的通道内流过的介质不同，如图 1。两种流体分别在相 邻通道内逆流流动并进行换热，而在流道的两端需要进行两种流体的分流。 新型换热器可以采用的波纹通道为椭圆、正弦曲线和抛物线。 新型换热器材料的选取要考虑的因素就是材料的耐温度和强度，一般温度在 500℃ 以上的流体采用不锈钢即可。

换热器管板接头数量多，管子排列密集，且无法转动，如图1所示。手工焊接方法在换热器管板焊接中效率低、对工人的劳动强度高且焊缝质量难以保证。

相变换热器是在多根并联的密闭管排束构件内利用相变工质汽化潜热传递 热量，相变下段的水吸收热量汽化为饱和蒸汽，蒸汽在一定的压差下上升到相变 上段，放出热量，然后凝结成液体，饱和水经汽水分离器回到相变下段，并再次 汽化，往复循环，完成了把热量从高端向低端的单向导热。特点:在保证锅炉不停