成果简介高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节， 占据炼铁的主导地位。 本项目将物联网、电子信息技术的最新进展引入高炉炼铁领域， 对于传统工业的现代化改造、 节能环保、 安全质量、 发展绿色经济等方面具有至关重要的作用。基于 zigbee、 无线 HART 等多种无线通信协议的工业无线网技术将为冶金行业节约大量昂贵的金属电缆， 不仅降低了系统的直接成本， 也降低了整个产业链中对于能源、 金属材料的消耗。本项目创新性地提出了采用无线传感网络技术的高精度高炉冷却壁循环水

采用基于有机朗肯循环（ORC）的工业余热回收动力装置是工业余能回收的一种有效途径。而ORC系统发动机（透平）是影响整个系统技术经济性能的关键设备。本项目主要对一种低成本、结构紧凑、流体适用范围广的带叶盘式附面层透平技术开展研究。与常见的向心透平和双螺杆透平等相比，盘式附面层透平具有结构简单、机械加工要求低和成本低廉等特点。此外，盘式附面层透平主要依赖于粘性流体与盘片间摩擦力矩实现热转功，而ORC系统一般采用的有机工质相对于水、空气等具有更高的粘性，这也使得盘式透平应用于ORC系统后，可能具有更佳的

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发展循环经济，提高资源生产力和生态效率，缓解我国资源短缺瓶颈和环境污染约束已经成为一项国家发展战略；化工行业具有高消耗、高污染特征，作为化工行业重要载体的化学工业园逐渐成为区域层面开展循环经济的重点；针对南通经济技术开发区化工园区，研究开发农药化工过程物质减量与循环利用技术以及水资源节约和梯级利用技术；提高资源和能源利用效率，大幅度减少污染物排放，增强生态工业园区的核心竞争力，为我国化工园区的发展提供循环经济新模式。研发成果：1. 以陶瓷膜分离为核心的草甘膦母液资源化技术 针对现有的草甘膦母液膜分离存在的通量小、易衰减以及不能同步资源化等问题，研制了针对该分离体系的膜材料，采用一级超滤膜、二级纳滤膜构建了多级膜分离耦合吸附分离装置  在预处理、分离、浓缩及净化等技术方面获得集成创新 解决了草甘膦母液分离过程中通量低、易衰减等技术难题 实现对草甘膦和盐的同步资源化多极膜分离主要技术指标 草甘膦截留率≥96% 草甘膦母液浓缩倍数≥3 盐纯度达到工业用盐二级标准 实现草甘膦与盐的同步资源化2. PVC母液膜资源化技术 制备了针对PVC母液分离体系的特殊结构的超滤陶瓷膜材料（2~50 nm） 构建了PVC母液超滤膜小试装置 优化了压力、温度、膜通量等操作参数，PVC的单步分离效率达95%3. 新型水处理药剂：高纯度ClO2先进制备技术 攻克了二氧化氯制备技术难题，开发了一种高纯度二氧化氯绿色制备集成新技术，填补了国内空白 发明了用过氧化氢配以适量氯离子的复合还原催化技术 创造性地采用双釜串联、梯级反应强化技术 发明了具有耦合作用的平衡管和排液管技术 上述技术的突破与创新提高了二氧化氯的品质与发生器的安全性，拓宽了二氧化氯的应用领域           4. 高纯度ClO2发生装置  高纯度ClO2制备技术主要技术指标 产品纯度从现有技术的60％～95％提高到99.9％ 原料转化率从现有技术的85％～95％提高到99.5％ 生产成本低，约为现有亚氯酸钠法的1/3，较同类氯酸钠法下降约10% 三废量少，废液量约为现有技术的1/2~2/3 安全性好，集成应用负压操作、自动连锁控制与报警技术5. 新型水处理药剂：高纯度ClO2工业化应用情况 经江苏省产品质量监督检验研究院检测，本技术各项技术指标大大优于相关国家标准质量指标 科技成果鉴定表明：本技术填补了国内空白，技术总体上达到国际先进水平，用该技术制备的二氧化氯纯度国际领先 形成四项国家专利（三项授权，一项公开，两项被欧洲专利局收录） 该技术的成套设备成功应用于废水处理、循环水杀菌灭藻、饮用水消毒等领域，设备运行稳定、效果良好           含氰废水处理工程        6. 工业冷却水闭路循环与节水减排技术 针对目前工业循环冷却水存在的滋生菌藻、管道腐蚀、换热效率降低、产生浓缩污水以及大量补充新鲜水等缺点，研究开发了冷却水零排放循环新技术 在多级循环冷却水技术、热管技术以及腐蚀与防护等技术方面形成集成创新 研究开发了一级循环系统中工艺设备和工艺条件的优化技术 、小温差高通量热管换热器 、绿色高效缓蚀剂与杀菌剂 实现了一级循环闭路循环、优质水与低质水分级联用以及循环冷却水零排放7. 循环冷却水闭路循环技术主要技术指标 一级循环冷却水系统高效稳定运行六年以上：碳钢换热器管壁的腐蚀速度<0 .05 mm/a； 铜合金和不锈钢的腐蚀速度<0.0005 mm/a ；工艺冷却面污垢热阻值<1×10-4 m2hc/kcal 小温差高通量热管换热器体积≤Φ2.0m×25m 二级循环系统废水达标排放或回用

水渣是指炼铁高炉矿渣。它在高温熔融状态下，经过用水急速冷却而成为粒化泡沫形状，乳白色，其质轻而松脆、多孔、易磨成细粉。它是泡沫硅酸盐建筑制品和矿渣吸音砖及隔热层、吸水层的松软材料。 水渣是把熔融状态的高炉渣置于水中急速冷却而形成的，主要有渣池水淬和炉前水淬两种方式。

水渣是指炼铁高炉矿渣。它在高温熔融状态下，经过用水急速冷却而成为粒化泡沫形状，乳白色，其质轻而松脆、多孔、易磨成细粉。它是泡沫硅酸盐建筑制品和矿渣吸音砖及隔热层、吸水层的松软材料。

超临界水氧化技术是用于高浓度难降解有毒有机废水深度处理的一种高效技术。所用的氧化剂可以是纯氧气、空气或过氧化氢等。其工艺流程如图所示。用高压泵将废水打入热交换器，废水从换热器内管束中通过，之后进入缓冲罐内，同时启动氧气压缩机，将氧气打入氧气缓冲罐内。废水与氧气在管道内混合之后进入反应器，在超临界条件下，废水中的碳氢化合物被氧化分解成无害的CO2、H2O；含氮化合物被分解成N2等无害气体；S、P等元素则生成无机盐。由于气体在超临界水中的溶解度极高，在反应器中成为均一相，从反应器顶部排出；无机盐等固体颗粒在超临界水中的溶解度极低，沉淀于反应器底部。超临界水与气体的混合流体通过热交换器冷却后进入气液分离器进行分离。与常规的水处理技术相比，本技术具有明显的优越性：（1）氧化效率高，处理彻底，水溶液中有机物的去除率可达99.99%以上；（2）反应在密闭容器中进行，密封条件极好，有利于有毒、有害物质的氧化处理；（3）不产生二次污染，处理后的水直接排放或完全回用，节约了资源和能源；（4）应用范围广，几乎对所有有机污染物均可进行氧分分解；（6）由于均相反应停留时间短，反应器结构简单，使用较小体积的反应器就可处理较大流量的有机污染物，有利于工业运行。应用本技术时，需消耗一定的能量以加热废水及驱动高压泵，但废水中的含能物质COD在超临界状态下发生氧化反应时会放出一定的热量，为了降低过程的运行成本，本技术的应用与否取决于废水的COD浓度。研究表明，如果废水的COD小于30000 mg/L时，应用本技术时的运行成本较高，将达到150元/吨废水左右；如果废水的COD浓度为30000~45000 mg/L时，考虑到热量回收，其运行成本接近零；如果废水的COD浓度高于50000 mg/L时，考虑热量回收的价值，此时的运行成本将为“负值”，即在盈利状态下运行。这也是本技术与传统废水处理技术的最大区别：传统技术要求废水的污染越低越好，而本技术恰好相反，废水越污越好。采用本技术存在的最大问题在于过程中产生的腐蚀与盐堵问题。针对这种情况，我们进行了新型反应器的开发并申报了国家发明专利。目前，本技术已申请国家发明专利5项，获授权一项。本技术适用于高浓度难降解有毒有机工业废水，可广泛应用于化工、石油炼制、纺织印染、造纸、医药等行业。

目前国内染料厂、农药厂、制药厂、造纸厂、化工厂、食品厂等，每年排放的高浓度难降解废水约30亿吨左右。对这类高浓度难降解工业废水的处理一直是困扰国内环保界的难题。超临界水的特殊性质使其在有机废水治理方面所具有的无可比拟的优点。 现已成功完成一套固定式和一套撬装式超临界水氧化装置。采用自主建造的超临界水氧化反应器，分别对造纸黑液、印染废水、碱渣废水、农药废水、垃圾渗滤液、化工废水、印染厌氧污泥和PTA残渣等进行了测试，在进口COD（化学耗氧值）几万mg/L条件下，可保证出水COD浓度不高于60mg/L，并析出无机盐。

目前主流的抗菌膜制备方法是在基膜表面接枝抗菌物质，常用的抗菌材料包括氧化石墨烯、碳纳米管、抗菌聚合物、金属离子等，但这些材料普遍存在着接枝方式复杂，且对环境有危害的缺陷。相比而言，季铵盐类抗菌剂具有抗菌效果好，环境友好等特点，目前水溶性的小分子或高分子季铵盐抗菌剂已经广泛应用于水处理、食品、医疗卫生和包装材料等领域。然而，将季铵化合物直接接枝到膜表面所制备的抗菌膜仍存在制备流程复杂，成本较高等问题，这也使得目前开发的大部分季铵盐功能膜无法大规模应用于实际水处理系统。因此，为解决以上问题，开发新型亲水抗菌功膜的制备方法是目前业内所亟需的。 本成果中提出的制备方法将氯甲基化聚合物制备为中空纤维多孔膜，并制作为管壳式膜组件，之后采用过滤操作模式直接将叔胺化合物接枝到组件中的中空纤维膜丝上，从而制备出具有优良抗菌性能的季铵化功能膜组件。该制备方法简单便捷，且接枝稳定性高，适合长期大规模应用于实际膜法水处理体系中，且制备的超滤膜具有良好的亲水性和抗菌性。抗菌膜制备简单便捷，常温常压过滤操作即可完成接枝，且接枝稳定性高，成本低，对水体中微生物去除率99.9%以上，尤其能抑制微生物在膜上（内外表面，孔道壁面）生长。 图1.性能参数

本实用新型公开了一种循环抓取机构，设置在生产线上，用于实现物件在生产线上的抓取和放置的同步循环执行，其特征在于，该机构包括：导轨，其呈封闭的环形，设置在生产线的进料区和出料区之间；多个滑轨小车，其设置在导轨上，可在该导轨移动，实现各滑轨小车在循环进料区和出料区间移动；多个机械手，其可加紧或松开，以用于抓取物件或将物件松开，其中每个机械手固定在一个滑块小车上；各机械手在对应的滑轨小车的带动下沿导轨移动，依次将进料区的物件加紧后搬运到出料区放置，实现自动化搬运。本实用新型的机构可实现在生产线上同时抓取多