项目成果/简介: 工艺描述： 将电解铝火眼碳渣破碎，与脱碳药剂充分混合，加入高温炉进行脱碳，得到中间产品；中间产品磨粉，与脱钠药剂充分混合，加入高温炉进行脱钠，得到粗氟化铝；粗氟化铝加入水浸槽，洗盐后得到氟化铝。 技术亮点： 属于电解铝危废高值产品化技术，拥有发明专利3件；实现了碳渣的全量利用，节约了原生氟资源；整个工艺绿色，没有废水废渣产生，废气达标排放；单位能耗远低于原生氟化铝，有效减碳；氟化铝产品符合现有国家标准。 知识产权类型:发明专利知识产权编号:202011250785.X技术先进程度:达到国际先进水平成果获得方式:与企业合作获得政府支持情况:无获得经费:7.50万元自筹资金:100.00万元

工艺描述： 将电解铝火眼碳渣破碎，与脱碳药剂充分混合，加入高温炉进行脱碳，得到中间产品；中间产品磨粉，与脱钠药剂充分混合，加入高温炉进行脱钠，得到粗氟化铝；粗氟化铝加入水浸槽，洗盐后得到氟化铝。 技术亮点： 属于电解铝危废高值产品化技术，拥有发明专利3件；实现了碳渣的全量利用，节约了原生氟资源；整个工艺绿色，没有废水废渣产生，废气达标排放；单位能耗远低于原生氟化铝，有效减碳；氟化铝产品符合现有国家标准。 

超薄铜箱是电子、通信、航天等产业的关键材料，而大电流电解电源是超薄铜箔高效高质生产的关键装备，对电流纹波、稳定性、功耗等技术指标要求极高，实现难度大。罗安院士发明的多高频变压器PWM全控变换电解电源技术，解决了大电流、低纹波、低功耗铜箔电解的难题。他发明的铜箔电解电源结构及控制方法，实现了IGBT的零电压开通与关断， 工作频率达20kHz，电源模块电流突破50kA，研制出了高性能大电流(50kA)铜箔电解电源装备。他发明的多电源模块阻抗匹配自动均流控制方法，突破了多电源模块并联静动态均流的国际难题，均流误差≤0.5%。 高性能大电流(50kA)铜箔电解电源装备与国际知名DYNAPOWER 公司产品相比，电流纹波由2%下降到0.5%，电耗降低12% ，独占了铜箔生产用大电流整流电源市场，广泛应用于电镀、电解、表面处理等领域，市场占有率在50%以上。

应用固态电解质的二次电池有望解决目前商用二次电池的高安全隐患和低能量密度等重要问题。目前固态化的二次电池尚难实现商业化应用，除了材料性能有待提高之外，严格统一的测试标准和规范化的测试技术也是其实用化的主要瓶颈。固态电解质的主要性能参数包括：离子/电子电导率、电化学窗口、界面稳定性和与电极材料的界面兼容性等。本项目将基于电化学原理，应用计算机软件编程和接口技术，结合固态电解质的设计、制备和封装工艺等，将固态电解质的测试技术进行标准化整合为实际测试系统，实现固态电解质

本发明公开了一种铅液流电池及其电解槽。该铅液流电池包括电解槽、循环装置、正极板、负极板以及储液罐；所述电解槽包括正极插槽、负极插槽以及电解液腔，所述正极插槽以及负极插槽平行设置，且在垂直方向通过电解液腔连通；所述正极板以及所述负极板分别通过所述正极插槽以及负极插槽与所述电解槽固定；所述电解槽的侧面设置有进水口和出水口，所述进水口和出水口在水平方向与电解液腔连通；所述电解液腔以及所述储液罐中装有电解液，所述循环装置连接所述储液罐以及所述电解槽的进水口，同时连接所述电解槽的出水口以及所述储液罐。该铅液流

本技术提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案，即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构，建立新一代SEI模型，阐明SEI结构和形成机制，完整构建SEI与电池性能之间的内在联系，定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方，为开发新一代高能量密度电池提供可能。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 随着智能手机、笔记本电脑等消费电子产品的快速发展，锂离子电池（Lithium Ion Battery, 简写为LIB）已经成为最成功的电化学储能设备之一，并从根本上影响并改变了人们的日常生活方式。随着制造工艺的逐步成熟，LIB的能量密度已经接近其理论极限。另一方面，可移动电子设备的快速普及和汽车电动化的蓬勃发展也不断要求开发具有更高能量密度的充电电池以满足实际使用的需求，而最先进的LIB依然无法完全满足上述需求。因此，寻找更高能量比的锂电池电极材料，加快下一代新型锂电池关键技术的相关研究，已成为制约锂电池技术产业发展进步的关键问题。锂金属电池的能量密度虽足以达到下一代电动车的要求，但其自身的稳定性仍令人担忧，这主要是因为Li金属的反应活性过高，其几乎可与所有的电解液均能自发地发生化学反应。在电池的运行过程中，Li电极和电解液之间通过自发化学反应和电化学反应导致了固体电解质界面（solid electrolyte interphase，SEI）的形成。当所形成的SEI结构不均匀时会诱发电池体积膨胀，此外，充放电过程中锂的不均匀沉积会导致锂枝晶的形成，锂枝晶的不规则生长会刺穿SEI，导致SEI膜发生破裂，并产生死锂，降低锂金属电池库伦效率；更严重的是，锂枝晶的不断生长会刺穿隔膜，造成电池内部的短路，导致火灾和爆炸等安全事故，大大缩短了电池的使用寿命，严重阻碍了其大规模商业化发展。因此，SEI对LMB的性能具有至关重要的影响。良好且稳定的SEI可以阻止（或者大幅度减缓）负极界面上反应的持续发生，起到保护Li电极的作用。针对下一代高稳定性锂金属电池设计中存在的关键问题，结合国际研究进展与本团队前期研究基础，我们提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案，即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构，建立新一代SEI模型，阐明SEI结构和形成机制，完整构建SEI与电池性能之间的内在联系，定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方，为开发新一代高能量密度电池提供可能。本方案已形成完整的工作流，相关自动化软件已开发完成并交付使用，且具有完全的自主知识产权，可用于国内外上游电池生产研发企业积累原始电池性能数据，大范围筛选有效电解液组分，指导下一代高能量密度锂电池研制。 我们的技术优势与创新主要表现在： 1）首次在电池体系中实现了QM与MM的混合模拟与混合加速； 2）在电池体系模拟中实现了开放电子体系对电化学反应的热力学和动力学预测； 3）在保证精度的前提下，实现了在纳米尺度上对真实的实验SEI结构直接模拟； 4）通过耦合深度机器学习，实现了电解液组分大范围筛选与性能优化。

目前，生物法是工业废水处理的常用方法，但其在处理含盐高浓度有机废水时效果不理想。焚烧法是一种简单高效的化学处理方法。高浓度有机废液中的大分子有机物在高温下会氧化分解，转化为二氧化碳、水、氮氧化物等小分子物质，从而达到无害排放目的。 常见废水焚烧装置主要有三种：液体喷射炉、回转窑焚烧炉和流化床焚烧炉。这些焚烧炉的燃烧室大多由耐火材料砌成，对有机废水的盐分、pH要求较高，否则在焚烧过程中会产生低熔点共晶体，导致炉膛结焦、结渣以及造成炉膛酸碱腐蚀，严重影响焚烧炉使用寿命。 东南大学提供了一种含盐高浓度有机废水处理装置及方法，用于处理含盐高浓度有机废水。该工艺集蒸发除盐、喷射焚烧、废液浓缩、烟气处理等于一体，对于极难处理的苯环类、杂环类等各类含盐高浓度有机废水具有很好的处理效果，工艺简单，处理效率高，成本低。 本技术已申请国家发明专利2件（授权1件），发表学术论文8篇，获国家“973”、江苏省环保厅科技项目支持。

HSAN-C吹脱回收硫酸铵技术： 新型吹脱塔是氨氮废水在碱性条件和一定温度下，通过高频超声的空化作用和专用塔板，在空气的动力作用下，使废水中的游离氨最大程度进入空气中，从而降低废水中氨氮含量的新型设备，吹脱出的氨气进入高效回收塔，可回收25%的硫酸铵产品，也可通过分离装置直接回收高纯度的硫酸铵晶体。 经过我公司多年的研究、改进和优化，吹脱塔一次性吹脱效率可达92%以上，该设备目前已广泛应用于煤化工、有色金属、精细化工等行业，并已出口至台湾。 蒸发回收铵盐技术： 对于偏酸性高氨氮废水，氨氮均以铵盐形式存在，如采用吹脱、蒸馏等技术需将氨氮转化为游离氨，不仅需消耗大量的液碱，而且铵盐转化为钠盐，未能根本解决出水达标问题；而采用低温多效蒸发技术，使铵盐结晶回收，冷凝出水达到回用标准，从而实现高氨氮废水处理的零排放。 特点：（1）利用负压多效蒸发技术，提高了生蒸汽的利用率，从而达到节约蒸汽的目的，通常二效或多效蒸发每吨废水蒸汽消耗量为0.28-0.33吨；（2）可直接回收高纯度的硫酸铵、氯化铵、硝酸铵和硫酸钠晶体，出水可达回用标准，从而实现废水处理的零排放； 双效节能汽提脱氨成套技术： 技术特点：（1）采用双效汽提＋精馏复合工艺流程，对氨氮废水进行汽提及精馏得到浓度为10—20％浓氨水或者高浓度氨气。不仅可以实现废水氨氮含量达标排放（<15mg/L），而且实现其中氨氮的资源化回收利用。（2）在氨氮废水处理系统中采用双效节能技术有效利用系统热量，使处理氨氮废水蒸汽单耗在汽提精馏脱氨成套技术的基础上再降低45％左右，一般为90—110 kg/吨废水。

在湿法聚氨酯合成革生产过程中，产生大量的合成革废水，其中含有约10～15%的二甲基 甲酰胺（DMF）。目前国内大都采用精馏法回收废水中的DMF，即以蒸发大量的水分的方法回收DMF。采用精馏法回收DMF耗能高，以精馏15m3/h的处理量，需耗标准煤约1.1吨。由于耗煤量高，由此产生的二氧化碳及二氧化硫的排放量也大，同时在回收过程中，由于DMF的水解会产生二甲氨臭味。 从合成革废水回收DMF技术采用萃取-精馏以及吸附-热解析方法，并采用高效新型的萃取设备，常压萃取，精馏分离溶剂及DMF，并以吸附-热解析处理使水得到重新利用。选择了具有较低汽化潜热的溶剂作为萃取剂，设计高效新型的涡轮萃取塔，使DMF的回收率达到98%以上，DMF的纯度达到99.5%；采用吸附-热解析使废水重新得到利用。 技术先进性： 1、萃取-精馏法能耗低，仅为单塔精馏的25%。可大大减少煤耗、二氧化碳及二氧化硫的排放； 2、萃取-精馏法不产生二甲氨臭味； 3、废水充分得到循环利用； 4、不产生新的污染。 技术创新点： 1、采用高效新型的萃取设备，使萃取效率大大提高，且能耗可降低60%以上； 2、回收的DMF纯度高，可循环使用； 3、废水经处理后可回收利用。 该技术可广泛用于湿法聚氨酯生产合成革领域。

自然水体受污水中氮素污染，富营养化日益严重。氨氮已经成为我国污染总量控制的限制性指标。高氨氮废水成分复杂，缺乏经济有效处理技术。厌氧氨氧化工艺是解决高氨氮废水脱氮难题的最佳方案。为高氨氮废水处理提供新途径，与现有技术比较，建设和运行费用分别降低 25%、35%以上。 厌氧氨氧化生物脱氮优点 : 电耗降低 60%左右 有机碳源需求为“0” 温室气体减排 90%以上 污泥产量降低 50%以上 根本改变现有高氨氮废水处理模式, 可持续的最佳生物脱氮模式 。