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富氧燃烧高效低成本运行关键技术与示范
【研究背景】
我国以煤为主的能源禀赋决定了煤电将会在未来一段时间内充当托底角色，燃煤发电过程中产生的CO₂作为主要碳排放源，成为了“2030碳达峰、2060碳中和”愿景目标的现实约束。开发具有大规模CO₂捕集功能的新型低碳燃烧技术是实现“双碳”目标的关键。其中，富氧燃烧技术采用空分系统所产生的氧气(纯度>95%)代替助燃空气，同时采用烟气再循环调节炉膛内的介质温度和传热特性，实现烟气中CO₂高浓度富集，便于CO₂的分离与捕集，是最具发展前景的规模化碳捕集技术。
【成果介绍】
本成果提出了一种富氧燃烧高效低成本运行关键技术与其对应示范装置。着眼于发展经济、安全和可靠的富氧燃烧技术需求，本成果重点围绕两个关键科学技术问题：
(1)基于氧/燃料双向分级的富氧燃烧火焰组织、传热调控与污染抑制原理；
(2)基于静/动态仿真的富氧燃烧系统集成优化和控制技术，组织共性技术研发和工程示范。
本成果建立了常压与加压富氧燃烧条件下的分级燃烧、传热和污染物控制理论，开发了常压富氧燃烧的分级燃烧系统，研制了加压富氧燃烧的燃烧、换热及返料等关键装备，突破了酸性气体共压缩纯化等共性关键技术，掌握了常压富氧燃烧的系统集成、优化与控制方法，并提升富氧燃烧大型化设计能力。
其中，运用富氧压缩S/N/Hg一体化脱除技术，SO₂/NOx/Hg脱除率分别达到99%，93%和98%；35MWth富氧燃烧工业示范连续运行168h，锅炉燃烧效率90.68%，烟气中CO₂浓度71-82%，NOx浓度（等效空气燃烧）110mg/Nm³。相比空气工况，富氧工况下脱汞效率（以ESP前为基准）和ESP除尘效率进一步提升。
图2 应城35MWth富氧燃烧工业示范系统及现场实时运行
【技术优势】
与现有的其它碳捕集技术，包括燃烧前、燃烧后碳捕集技术，富氧燃烧碳捕集技术的改造成本更低，系统效率更高、生成成本更低、投资与碳减排成本更低。
【技术指标】
【资质荣誉】
获日内瓦国际发明展金奖(2017)、国际自动化学会电力工业设施奖(2017)、湖北省技术发明一等奖(2018)。
华中科技大学
2023-07-19
富锂层状及三元锂电池正极材料
富锂的层状结构 Mn 基氧化物及三元（NCM）材料具有高容量的特点，成本低廉，工作电压与现有电解液匹配，安全性好，考虑到振实密度，比容量等综合性能，其应用前景很好，适用于数码通讯类滇池、笔记本电脑、电动工具电池、汽车电池等。该项目具备产学研合作基础。
项目特色：
针对富锂锰基和三元正极材料首次充放电效率低，倍率性能交差，锂层中阳离子的混排、高电压下电极材料与电解液之间反应等问题，通过表面包覆、体相掺杂、颗粒微纳化和形貌控制等多种方法，以提高其电化学性能。
通过原位 XRD、XAS、EXAFS、电化学阻抗谱（EIS）、原位扫描电镜与透射电镜、扫描隧道显微镜、原位核磁共振、同步辐射和中子衍射等技术，获得无机材料及相关体系的原位分析与诊断新方法。
优化设计并研制新型电极，电池制备工艺技术，构筑高容量，长循环稳定性的新型锂电池。
市场应用前景：
扩大富锂层状与三元电极材料与新型锂电池技术成果的推广力度，促成成果转化和产业化，使中小型企业规模成长，提升电池行业研发水平和产业链结构优化，带动锂电池及储能产业发展。
南开大学
2021-04-13
广州市富可士数码科技有限公司
广州市富可士数码科技有限公司，是一个以教育产业为核心，涉及生产制造、电子商务、教育培训、金融投资等多领域的综合性企业，由“广州市富可士数码科技有限公司、广州市富可士电子实业有限公司、广州市富可士商贸有限公司、佛山市南海富可士金属加工有限公司”等多家公司组成。经历了15的发展历程，拥有多媒体教学设备领域专业的设计研发团队，生产厂房10000多平方米，300多名年轻骨干职员。产品销往全国，以及韩国、日本、马来西亚、澳大利亚等20个国家和地区。为了提高质量，富可士公司全面导入ISO9001国际质量管理体系认证，ISO14001国际环境管理体系认证。产品通过了国家3C强制认证、欧盟CE强制认证，ROHS认证等多项国内外的认证，并荣获了几十项国家专利和软件著作权。先后获得了高新技术企业、小巨人企业及重合同守信用企业等荣誉称号。
广州市富可士数码科技有限公司
2021-12-07
水泥回转窑烧成带用镁铁铝尖晶石材料
该项目属于新材料领域的耐火材料无铬化、节能化主题；是解决制约我国水泥行业20多年的水泥回转窑烧成带耐火材料的无铬化难题。目前，用于水泥回转窑烧成带的耐火材料主要是镁铬砖，但镁铬砖在生产及使用中产生剧毒的六价铬，对人体、环境造成巨大危害。为替代镁铬砖，实现无铬化、节能化，本项目建立了反应烧结合成铁铝尖晶石（Hercynite）的理论、合成出了八面体结晶的Hercyntie、并制备出了高性能的镁铁铝尖晶石砖。经国内外200多条生产线的使用，不仅可以完全替代镁铬砖，彻底解决镁铬砖污染难题，而且技术性能处于国际领先水平。
北京科技大学
2021-04-11
一种镁铁氧/碳复合材料及其制备方法
本发明涉及一种镁铁氧/碳复合材料及其制备方法，将铁源、镁粉、液体碳源混合，转移到密闭反应容器内，密封并置于坩埚炉中，在550‑650℃下反应8‑12h，从而得到复合产物。本发明中镁粉、液体碳源、铁盐同时反应，生产的氧化镁与氧化铁形成均一相镁铁氧，液体碳源形成的碳层恰好包覆在颗粒表面。在此过程中，氧化镁与氧化铁的同步合成，在生成二元氧化物颗粒时，同步热解液体碳源得到碳包覆层，两种物质在化学反应的气氛下相互依附，碳包覆层与二元氧化物颗粒形成理想的核壳结构，一步构建碳复合材料。
曲阜师范大学
2021-05-07
镧掺杂铌镁算铅-钛酸铅透明陶瓷的制备方法
本发明属于物理化学材料制备技术领域，具体涉及一种镧掺杂铌镁酸铅-钛酸铅透明陶瓷的制备方法，先以MgO、Nb2O5、PbO、TiO2和La2O3为原料，用高能球磨法制备PMN-PT粉体，再用干压成型或冷等静压工艺压制陶瓷坯体，烧结后在氧气氛条件下间歇抽真空保温得到PMN-PT透明陶瓷。本发明的优点在于：（1）采用上述方法制备的PMN-PT陶瓷，具有不含焦绿石相的纯钙钛矿相，致密度高，红外波段透光率最高可达67%，接近其理论透光率。（2）本制备方法中采用高能球磨，而不是传统工艺中的行星球磨，转速快，得到的粉体粒径小、成分均匀，而且耗时短。（3）使用廉价的普通烧结炉，采用一步烧结，降低粉体制备工艺耗时，可以制备复杂形状透明陶瓷，适合工业化批量生产、成本低。新一代信息技术是当前国家十三五战略规划新兴产业，也是山东省新旧动能转化十大重点产业之一。在信息通信领域，电光开关、电光调制器是光通信领域的核心器件，而铌镁酸铅-钛酸铅基透明电光陶瓷则是开发上述器件的核心材料。铌镁酸铅-钛酸铅基透明电光陶瓷的专利技术与相关企业，如青岛海泰光电技术有限公司、青岛浦芮斯光电科技有限公司等单位，合作研发生产基于PMN-PT透明陶瓷的高性能电光器件，扩展其在光通信领域的应用，推进我国光通信网络建设。也可和相关企业转让，实现产业化。
青岛大学
2021-04-13
高容量富锂锰基正极材料的合成与性能研究
本发明公开了一种富锂锰基正极材料及其制备方法。该方法采用共沉淀法制备前驱体[Ni(x-y/2)/x+(2-y)/3CoyMn((2-x)/3-y/2)/(x+(2-x)/3)](OH)2，然后采用高温固相法得到富锂锰基正极材料 Li[Li(1-2x)/3Nix-y/2CoyMn(2-x)/3-y/2]O2（0＜x＜0.5,0≤y≤0.15）。这些材料在 2.0-4.6V充放电比容量达到 200mAh/g 以上。本发明的制备方法工艺简单，成本低，适用于工业化大生产，所得到的富锂锰基正极材料在-20°C 下的放电容量可达到常温放电容量的 70%以上，可以广泛应用于电动汽车、通讯领域等。目前已经研究的体系有 Li[Li（1-x）/3Ni2x/3Mn （ 2-x ） /3]O2 ， Li[Li （ 1-x ） /3NixMn （ 2-2x ） /3]O2 ， Li[Li1/3-2x/3NixMn2/3-x/3]O2 ，Li1+x(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2+x/2 等。
江西理工大学
2021-05-04
一种富硒蚯蚓有机肥的制作方法
本发明公开了一种富硒蚯蚓有机肥的制作方法，该方法包括如下步骤：按照质量比1:1称取发酵后的畜禽粪便和菌渣，过筛，混合均匀得到饲养蚯蚓的基质；制备富硒饲养基质和普通饲养基质；在得到的富硒饲养基质和普通饲养基质中引入蚯蚓，饲养，分离蚯蚓和蚯蚓粪；制备蚯蚓匀浆液；酶解蚯蚓匀浆液，即得富硒氨基酸营养原液；制备蚯蚓粪提取液；将蚯蚓粪提取液与富硒氨基酸营养原液混合，灭菌，即得。本发明提供的富硒蚯蚓有机肥的制作方法具有生产成本低、制作周期短的特点，获得的产品具有储存时间长、蚯蚓分解彻底和有机硒含量高等优点。
中国农业大学
2021-04-11
利用中低品位磷钾矿制备富磷钾生物有机肥
1 成果简介化学磷钾肥的生产和施用中存在众多问题：（ 1）水溶性磷钾肥易随下雨和灌溉用水流失，磷肥利用率不到 20%；（ 2） 大量使用化学磷钾肥造成土壤酸化， 流失的磷元素又形成湖泊富磷化污染；（ 3）酸法生产磷肥耗酸量大且产生大量磷石膏废物；（ 4）我国磷矿以中低品位为主，选矿难度大成本高；（ 5） 有机农业的兴起，对有机肥中磷钾元素的补充也提出来如何替代化肥的现实需求。 “ 有机农业发展的肥料瓶颈、磷肥生产环节环境负担大、优质磷矿资源短缺、水溶性磷肥流失污染水系” 等一系列问题的形成是基于传统磷化肥的生产和施用体系。为此，我们开发了利用中低品位磷矿微晶化活化与在解磷解钾菌的促进下的有机肥发酵组合工艺，研制成新型长效富磷钾有机生物肥料和成套装备。该技术 2009 年通过教育部组织的专家技术鉴定，获得科技部农业科技成果转化项目的支持，现在山东完成规模化生产；建立了曹县牛粪复合发酵土壤有机化转换示范区、黄河三角洲生态农业示范区以及环太湖流域控磷环保示范区。2 应用说明本产品是采用经过活化的磷钾矿为主要原料，在特效菌种作用下与有机质共同发酵处理；其特点是长效缓释、非酸化、非水溶性，后效性显著，一季使用多季有效；该肥料可优化土壤矿物组成，避免化肥对农产品质量及土壤酸化等不良影响，达到增产、改善品质、绿色生态的效果。 该产品的原材料来源广泛，除中低品位磷钾矿外，发酵还可以利用各地畜禽粪便、食用菌残渣、泥碳、褐煤、风化煤、糖渣、部分发酵法制作食品类的废弃物、沼气残留物、禽畜粪便及屠宰废弃物及生活垃圾等，能减少环境污染、净化环境、也起到生态循环作用。经过两年多在小麦、蔬菜、冬枣等农林作物上的使用观察，其结果表明：此类有机肥的肥效等同于等量过磷酸钙，但比过磷酸钙具有跨季后效、生态环保、满足绿色有机农产品的生产。 图1 富磷有机生物肥生产工艺流程3 效益分析基本原料和加工成本约 600 元/吨（各地成本有所不同），市场销售价格在 1500 元/吨。形成 3 万吨生产能力的设备投入在 500 万元左右。4 合作方式技术服务。5 所属行业领域先进制造。
清华大学
2021-04-13
利用中低品位磷钾矿制备富磷钾生物有机肥
1 成果简介化学磷钾肥的生产和施用中存在众多问题：（ 1）水溶性磷钾肥易随下雨和灌溉用水流失，磷肥利用率不到 20%；（ 2） 大量使用化学磷钾肥造成土壤酸化， 流失的磷元素又形成湖泊富磷化污染；（ 3）酸法生产磷肥耗酸量大且产生大量磷石膏废物；（ 4）我国磷矿以中低品位为主，选矿难度大成本高；（ 5） 有机农业的兴起，对有机肥中磷钾元素的补充也提出来如何替代化肥的现实需求。 “ 有机农业发展的肥料瓶颈、磷肥生产环节环境负担大、优质磷矿资源短缺、水溶性磷肥流失污染水系” 等一系列问题的形成是基于传统磷化肥的生产和施用体系。为此，我们开发了利用中低品位磷矿微晶化活化与在解磷解钾菌的促进下的有机肥发酵组合工艺，研制成新型长效富磷钾有机生物肥料和成套装备。该技术 2009 年通过教育部组织的专家技术鉴定，获得科技部农业科技成果转化项目的支持，现在山东完成规模化生产；建立了曹县牛粪复合发酵土壤有机化转换示范区、黄河三角洲生态农业示范区以及环太湖流域控磷环保示范区。2 应用说明本产品是采用经过活化的磷钾矿为主要原料，在特效菌种作用下与有机质共同发酵处理；其特点是长效缓释、非酸化、非水溶性，后效性显著，一季使用多季有效；该肥料可优化土壤矿物组成，避免化肥对农产品质量及土壤酸化等不良影响，达到增产、改善品质、绿色生态的效果。 该产品的原材料来源广泛，除中低品位磷钾矿外，发酵还可以利用各地畜禽粪便、食用菌残渣、泥碳、褐煤、风化煤、糖渣、部分发酵法制作食品类的废弃物、沼气残留物、禽畜粪便及屠宰废弃物及生活垃圾等，能减少环境污染、净化环境、也起到生态循环作用。经过两年多在小麦、蔬菜、冬枣等农林作物上的使用观察，其结果表明：此类有机肥的肥效等同于等量过磷酸钙，但比过磷酸钙具有跨季后效、生态环保、满足绿色有机农产品的生产。图1 富磷有机生物肥生产工艺流程3 效益分析基本原料和加工成本约 600 元/吨（各地成本有所不同），市场销售价格在 1500 元/吨。形成 3 万吨生产能力的设备投入在 500 万元左右。4 合作方式技术服务。5 所属行业领域先进制造。
清华大学
2021-04-13