本项目以有机废水为燃料，综合环境工程、电化学、生物工程等交叉学科知识，在详细、深入开展单体微生物燃料电池产电性能基础上，通过选择不同的阴阳极材料，控制阳极室的不同工艺参数以及采用生物学手段提高微生物燃料电池的产电性能，实现了微生物燃料电池堆的优化组合。目前该技术已达到小批量样机生产的实用要求。该技术可用于一切需要进行有机废水处理的领域，主要包括产生高浓度废水的工业（例如处理畜牧场或者食品加工厂的废水等），在远离人群的驻地、工作站、舰船及极端条件下的封闭和半封闭系统中也具有很好的应用前景。

本发明公开了一种燃料电池膜电极组件的复合方法及其装置。该复合方法，通过机器视觉技术测定 GDL 偏角，催化剂层偏角，根据角度差值引导机械手对 GDL 旋转纠偏。纠偏完成后测定和计算 GDL两条边缘的交点坐标距离 GDL 采图相机视野中心的 X 和 Y 向偏差，测定和计算催化剂层两条边缘的交点坐标距离催化剂层采图相机视野中心的 X 和 Y 向偏差，并结合两个相机的机械安装位置，计算出 GDL与催化剂层的位置综合偏差，该综合偏差用于引导机械手将 GDL 与催化剂层精确复合。

我国的清洁船舶燃料油（重油型）缺口巨大，每年进口 1000 万吨以上。目前，国内外均采用调和技术生产船舶燃料油，国内大部分产品均为中高硫燃料油（硫含量约为 1.0～3.5%）。传统调和技术技术含量低、生产成本高，且无法实现对劣质原料的有效利用，造成清洁型燃料油产能的严重不足。以欧盟标准的低硫（硫含量<0.1%）清洁船舶燃料油为例，其需求量大且价格昂贵，当前国内无生产企业，全部依靠进口。2020 年，船燃硫含量标准将在全球范围内由现行<3.5%大幅提升至<0.5%。与此同时，国内石油炼化每年产出约 2500 万吨油浆或渣油，大部分作为劣质锅炉燃料低价销售，与清洁船舶燃料油之间存在巨大价差。因此，将劣质重油转变为清洁船舶燃料油具有十分重要的应用价值，潜在的市场价差每年可达 2000 亿人民币以上。 我课题组开发的生物炼化技术可弥补加氢法等在重油脱硫脱氮应用上的缺陷和弊端（如：粘度降低、催化剂中毒等），可重点去除高硫原油、渣油和油浆等劣质油品中的有机硫氮以及重金属等其它有害固杂成分，且保证油品的高粘度。已与多家企业合作完成 800 余次生物脱硫技术测试，脱硫效率可达 30～60%，并初步建立 1～5 吨的中试装置。试制的清洁型 180#和 380#船舶燃料油产品经国家权威检测机构鉴定优于国际标准。该项技术实现突破，可替代传统调和技术，为石化企业、船舶燃料油经销企业提供高品质清洁燃料油的生产和油品升级服务。仅需约 200～300 元/吨成本即可实现劣质油浆转化为优质清洁船舶燃料油（价差大于 1000 元/吨），具显著的经济、社会和环保效益。我课题组基于生物炼化核心技术（8 项专利）已开发以下四项技术，均有较好应用效果，可实现工业化。包括： 1）清洁船舶燃料油制备技术（中试） 2）油浆的生物清洗技术（中试） 3）生物乳化油制备技术（中试） 4）石油污染生物修复剂（产品成熟） 

本成果属于能源与动力工程技术领域，涉及节能、燃烧、传热学、热力 学、环境保护等等多个相关学科。 成果针对醇基燃料工业燃烧过程中存在积碳堵塞气化管道、燃烧效率 低、燃烧稳定性差、醇基燃料工业燃烧技术及装置不成熟等问题，创新研发了 60-350kW额定功率下负荷大范围变动（25%-120%）醇基燃料引射式自适应配风 燃烧技术： ①  首次开发了醇基燃料引射式自适应配风技术，获得了负荷大范围变动下引 射式自适应配风技术、关键工艺参数，燃烧中能根据热负荷大小自动调节燃烧所 需的配风量，实现燃料完全燃烧； ②  成功首创了低于醇基燃料析碳温度条件下促使其气化的恒温实时预气化 技术，能够在燃烧器的功率调节范围内，实现醇基燃料完全气化，且未见过热积 '③基于自主研发的醇基燃料引射式自适应配风技术、液体燃料无析碳恒温气 化技术，首创了具有自主知识产权的醇基燃料高性能引射式自适应配风燃烧技术, 解决了负荷大范围变化（25%-120%）时的自适应配风、无析碳实时气化、气化管 道堵塞、燃烧效率低、燃烧稳定性差、污染物排放较高等难题，燃烧效率达99. 9% 以上，且完全燃烧后，无粉尘排放，主要污染物排放（CxHy<lppm, C0<lppm, N0x<10ppm）远低于国家标准； ④应用本研究成果提出了适合于中小型燃煤、燃油工业炉的燃烧系统与装置, 并进行了工业应用，可将现有燃煤熔炼炉等中小型工业炉的热效率由25%-30%提 高至80%以上。

仪器概述 本仪器是根据中国石油化工行业标准SH/T0175《馏分燃料油氧化安定性测定法》设计制造的。适用于用加速法测定馏分燃料油的氧化安定性能。用加速氧化法测定中间馏分燃料油的固有安定性能，是油品开采、生产、使用单位，各相关院校、科研部门等测试馏分燃料油氧化安定性能首选的一种自动化仪器。 技术参数 1、工作电源：AC220V±10% 50Hz 2、显示方式：电脑触摸屏控制 3、恒温精度：95℃±0.2℃ 4、氧化计时：16h±0.2h 5、工作方式：自动加温，自动控温 6、氧 化 管：硼硅玻璃材质，符合SH/T0175标准 7、氧气流量：50±5ml/min 8、冷却计时：≤4h 9、试样数量：6路，同时可作6个试样 10、 氧化稳压阀：在流量计前配有稳压阀 性能特点 1、彩色触摸屏显示，单片机控制系统，控制全过程，启动开始实验后，免看守。 2、仪器由加热水浴，冷却暗箱，流量控制系统，温度控制系统组成。 3、控温精准，温度范围可达到 100℃，温度控制稳定精准，可达到 0.1℃。 4、温度控制安全方面，设有超温断电装置。具有故障自动诊断，自动报警。 5、流量计可测量 3±0.3 L/H 氧气，每个流量计配一套氧化装置，而且在流量计前配有稳压阀。 6、智能化控制，试样氧化时间自动控制，到时系统报警提示。 7、流量控制由流量计等组成。可直观方便的调节氧气流量达到试验要求。 8、配备的暗箱可以实现氧化管的冷却要求，可直接放入其中，进行室温冷却。 9、恒温浴全不锈钢材质，耐腐蚀，整机呈落地款式，底部装有活动支脚，搬移方便。 网址链接 http://www.csscyq.com/proshow.asp?id=749

本发明相对于传统的OFDM系统发射机模型，添加了一个N点IDFT运算，不需要太多额外的复杂度和硬件开销。相对于传统的OFDM，本发明大大降低了发送信号的PAPR，使发送信号功率分配更加均匀，降低了发射机功放的设计难度。本发明提出对添加Nzero个0后的N维信号进行CI扩展，相对于现有技术直接对N-Nzero调制符号进行CI扩展，保持了子载波的正交性，使得发射信号的PAPR获得了进一步的降低。

面向工业制造的非接触式在线摄影测量系统，结合了主动式面结构光投影测量和被动式双目视觉摄影测量的特点，对物体的三维形貌与变形进行在线测量。具有非接触、高精度、自动化、测量点密度大、实时、高效和不易受温度变化、振动等外界因素干扰等优点，对于提高切削加工效率、质量和降低成本具有重要意义，具有广泛的应用前景。

对于特殊工况条件下（如被测对象环境温度较高，且物料下落时会产生飞溅、出现粉尘等现象）动态物位的检测问题，已成为企业能否实现生产自动化的关键所在。虽然目前市场上出现了各种物位测量仪表，而且新的物位检测方法也不断产生，但对于散粒体在动态变化状态下、且料仓内还有散粒体的飞溅以及热气的蒸发等现象的物位测量，已有的物位测量仪表显得并不适用。 同时，在工矿企业中，当物料达到设定值以后，都是采用人工手动开关阀门去控制料位高度，这不单降低了控制精度，而且提高了工人的劳动强度；对于大型企业来说，一般被控对象是多目标、多参数的，采用这种传统的方法更显得无能为力。另外，由于被测对象的工作环境恶劣，系统各种随机干扰严重，加之物料采用风机通过管道输送，时滞较大，如采用传统的控制方法，控制效果也不甚理想。 综上所述，特殊工况条件下动态物位的检测是当前检测领域中的一个难题，也是实现企业生产自动化的前提，在此基础上，采用现代先进的控制方法实现对多目标被控对象的自动控制，降低工人劳动强度、提高企业生产效率和经济效益是必要而迫切的。基于此，本项目提出的基于激光测量原理的非接触式料位监测与控制系统是一种新的行之有效的方法，可以实现特殊工况条件下液体和固体的非接触物位测量。非接触式料位监测与控制系统，是总结了国内外相关技术经验，并综合了智能技术，计算机软件技术和先进控制理论而开发的高技术产品。与同类技术产品或成果相比，该系统测量精度高，开放灵活，可靠性高，且操作简单，易于维护。 技术特点：（1）综合了计算机技术、人工智能技术和先进控制理论；（2）核心算法采用了多层次结构，极大增强了系统的适应性、可靠性和易维护性，保证系统的长期优化运行；（3）非接触式激光料位监测与控制系统能够通过定制适应不同应用需求；（4）该系统测量精度高,与被测物不直接接触,安装维护方便；（5）非接触式激光料位监测与控制系统在特殊生产工况下控制精度可达到1mm；（6）可以实现远距离数据传输，具有自动报警功能；（7）全中文系统，具有控制操作、趋势显示、数据存储、报表打印、故障报警等功能；（8）低成本设计是本技术的着眼点之一。    应用范围： 本项目适用于化工生产和某些橡胶生产过程要求对高粘度介质的物位进行测量与控制；在采矿场、农产品贮仓、水泥库等地方要求对固体颗粒及粉料面位置的测控，连续铸钢锭时结晶器中钢水液面的测控等方面。有助于提高料位检测效率和精度，目前国内在特殊工况条件下(如被测对象环境温度较高，且物料下落时会产生飞溅、出现粉尘等现象)动态物位的检测研究仍处于起步阶段，现有的技术还存在这很大的不足，本项目的成功将有望在全国范围内推广，市场前景看好。

 长期以来，生化反应系统的建模与分析依赖于马氏假设，即反应物的随机运动不受以前状态的影响，而仅受当前状态的影响。然而，这种无记忆的假设是非常理想化的，实际的反应系统是带有记忆的，例如许多生物学实验已经证实：分子记忆广泛存在于基因表达调控系统中，并对基因表达水平有重要影响。由于分子记忆能够导致非马氏反应运动学，以及由于经典的马氏理论不能够直接应用于非马氏反应过程的建模与分析，从而导致许多理论挑战。经过对非马氏生化反应系统的多年研究，作者建立起一套实用的理论与方法，主要包括静态广义化学主方程（stationary generalized chemical master equation）、静态广义福克-普朗克方程（stationary generalized Fokker-Planck equation）和静态广义线性噪声逼近（generalized linear noise approximation），揭示出：尽管各个反应物的暂态动力学可能是非马氏的，但生化反应系统的整个微观变量随时间演化最后都变成马氏变量，不管反应网络的拓扑如何复杂以及不管特征化分子记忆的等待时间分布的形式如何复杂。这三种一般性格式开辟了研究复杂生物分子系统的新方向，具有宽广的应用前景，特别是能够帮助人们发现新的生物学知识。

1. 高品质纳米钛白粉的研究及结构化成型纳米二氧化钛由于具有良好的化学稳定性、高比表面积、热稳定性、无毒性等特点，并易于与负载金属间产生SMSI效应，在催化工业中得到了广泛应用，诸如：火电厂尾气脱硝处理、VOCs(挥发性有机化合物)催化燃烧处理、柴油车尾气排放控制等。以火电厂的烟气脱硝SCR催化剂为例，纳米级钛白粉作为催化剂载体，占催化剂粉体的80‒90%，总成本的40‒50%，是SCR脱硝催化剂的重要组成。但是目前全球只有日本和欧洲的少数厂家可以生产高品级纳米钛白粉。在我国，目前应用于催化剂工业的纳米钛白粉尚未完全国产化，这是烟气SCR脱硝催化剂等环保催化剂的价格居高不下的主要原因之一。大多数国内SCR脱硝催化剂是通过引进技术、设备和纳米钛白粉粉体等原料，其后自行压缩制作蜂窝式、板式等催化剂，并没有完全掌握催化剂中所有成分的制作及依据不同燃料尾气进行配比的技术经验和诀窍。总体上说，SCR脱硝催化剂在国内基本还处于“来料加工”的状态(即使是国内市场份额较大的东方凯特瑞、无锡龙源等企业)。我们研究室通过探索钛白粉的物化性质、成型性及催化性能三者之间的关系，尝试从科学角度去构建适用于SCR脱硝催化剂等环保催化剂的纳米钛白粉的制备关键技术。进而在此基础上，制备高品级的纳米钛白粉，包括钨钛，硅钛，钒钛等一系列产品，达到国外同类产品技术水平。同时通过探讨不同因素在蜂窝状脱硝催化剂成型过程中的影响，制备工业级别的蜂窝状催化剂，从而最终改变目前国内烟道气脱硝催化剂尚处于的“来料加工”状态，掌握完全自主的知识产权。在研究中，我们采用改进的水热合成法，在较为温和的条件下(< 100°c的低温、常压下)，以偏钛酸为原料出发，制备具有高比表面积和良好耐热稳定性的纳米钛白粉(图-1)。同时在制备钛白粉的过程中，充分考察浆料的ph值、杂质含量、助剂(钨、硅)等的添加、煅烧温度等对最终产品的影响。另一方面，在催化剂成型中，我们对添加剂种类、加入顺序、加入量和操作条件等对催化剂机械性能和活性等的影响进行了彻底的研究。在充分考虑泥团的酸碱，硬度，塑性等多种指标的前提下，采用独自的多段搅拌技术制备了蜂窝状催化剂(图-2)。在纳米钛白粉粉体及成型性研究的同时，我们对其作为载体或催化剂在脱硝、脱臭及光化学催化中的应用也开展了研究，例如电厂、大型锅炉、垃圾焚烧厂、船舶(新型轻质波纹板催化剂)等大型设备的烟气SCR脱硝催化剂、VOCs(挥发性有机化合物)催化燃烧催化剂等，以及小型工厂、自动车、民用等SCR脱硝、VOCs催化燃烧等。图-3为纳米氧化钛在VOCs催化燃烧中的应用，图-4为工业级火电厂脱硝用纳米氧化钛挤出型蜂窝状SCR催化剂，图-5为工业级柴油车尾气脱硝用涂层式蜂窝状催化剂。与商业钛白粉的耐热性对比(900°C 9 h in air)    不同掺杂物质对纳米氧化钛比表面积的影响图-1 高比表面积和良好耐热稳定性的新型纳米钛白粉2. 新型金属整体式催化剂载体(PCT专利WO2005/089939A1，日本专利2011-31162) 催化剂的活性组份、结构化载体和反应器三者集成化的思想，已成为当前催化领域重要的且被逐渐接受的新思维。从宏观尺度出发研制的具有结构化的整体式催化剂，由于糅合了催化剂设计和反应器设计，从而具有传质传热好、床层压降低、紧凑小型、工程放大简单等优点，有利于提高催化反应的活性和选择性等。在大气环保和催化燃烧等气固相反应中已得到广泛应用，在多相反应中也显示了巨大的潜力。但传统的涂层式整体式催化剂，因活性组分涂层与基材物性(堇青石或金属合金)的较大差异，使得涂层的粘附稳定性不高，易剥离的问题尚未得到完善解决。针对传统涂覆法制备的金属基体整体式催化剂(MMC)的活性涂层易剥离的瓶颈，以及近年来发展的非涂覆式MMC的比表面积小、孔道难以调控的缺点，我们利用多孔阳极氧化铝材料(PAA)的金属自生长氧化铝膜与金属基体间具有高度粘附性的特点，在保持其有序孔骨架结构的前提下，通过“阳极氧化-扩孔-水热反应-焙烧”的方法，对其孔道结构和化学特性进行改性修饰，制备一种具有大比表面积的新型非涂覆式MMC。在材料合成过程中，结合阳极氧化和扩孔处理对多孔膜的几何参数的调变，解析水热反应中拟薄水铝石层的形成机制以及由此带来的封孔效应，创新性地利用金属自生长和原位相变技术在MMC上实现大范围尺度可调的规则双孔道结构。在此基础之上，我们通过探索PAA催化剂的构效关系，获得既利于分散和反应又有利于扩散传质的孔道特征，发展了一套面向具体反应可控合成MMC的新方法。改性PAA膜与金属基材间紧密的一体化构造，实现了反应场上热量的快速供给与转移。高度可塑性的金属基材使得催化剂可以具有复杂的立体结构，确保了装置的低压损和小型化(图-6)。采用Al/Fe–Cr–Ni Alloy/Al覆层铝材制备的高温型PAA载体，实现了快速通电加热，从室温到1000°C仅需数秒，大幅提升了系统启动性和响应性(图-7)。另外，开发了金属中间扩散层技术和微小龟裂技术用于改善PAA膜在剧烈机械或热冲击下的韧性和稳定性，在40000次通电加热1000°C – 室温急冷的循环测试中，未发现PAA膜的剥落。在研究PAA载体的同时，对其在环保和新能源领域，尤其是对系统压损、启动性、热应答性/热耦合、轻质化及小型化等具有严格要求的体系中的应用，均开展了长期的研究，例如自动车尾气脱硝处理，VOCs/CO/NH3的催化燃烧，甲烷/甲醇/乙醇/DME/煤油的重整制氢等等。3. 贵金属替代型高效催化燃烧(含尾气污染的催化燃烧治理)目前在工业催化燃烧中，主要以贵金属为活性组分，多使用颗粒状充填反应器或堇青石蜂窝状反应器。主要问题是：① 贵金属催化剂性能优异，但价格昂贵；② 设备较为庞大，能量利用率低和运转费用过高，从而严重限制了向中小型企业的普及应用。贵金属替代催化剂和高效节能的紧凑型反应器的开发成为该领域的主要发展趋势。我们对于有机挥发性气体VOCs、CO及NH3的催化燃烧净化，使用多种类型的催化剂进行了研究。主要包括：传统的粒状负载催化剂、负载型改性PAA整体式催化剂、Bulk型复合金属氧化物催化剂、改性TiO2催化剂、含碳素的非贵金属催化剂等。目前为止，所开发的Bulk型Cu-Co系、Cu-Mn系、Fe-Mn系等催化剂，在芳香族(苯、甲苯、二甲苯)的燃烧上接近贵金属催化剂。在CO、NH3、乙酸乙酯、己烷等的燃烧上达到或超越贵金属催化剂(表-1)。当前，我们在整合PAA改性修饰技术和复合金属氧化物技术的基础之上，正在从事负载非贵金属的PAA催化燃烧催化剂的开发，并把它用于化工供热源及大气污染的燃烧治理(VOC、NH3、CO、HC等)。充分利用金属整体式催化剂在可塑性和传热性上的优异性能，通过合理的催化剂成型及反应器设计，提高放/吸热耦合性，实现高效节能和小型化的目的(诸如采用Multi-tube型、Wall-type型、多层同心圆等反应器设计，在平板状催化剂的两侧分别设置燃烧反应和换热介质)。同时，在结合金属整体式催化剂特性的基础之上，根据具体的用途对反应体系进行合理的工艺设计。例如对于低浓度大风量尾气的处理，采用“浓缩–燃烧”一体化设计，并在反应启动阶段采用通电启动催化反应(图-8)。图-8 大中小型VOCs催化氧化处理系统4. 多功能型重整制氢催化剂的研究 (日本专利2011-31162) 碳氢化合物的重整制氢主要用途为PEFC燃料电池的制氢及H2和CO化工原料的制备。但是由于重整制氢多为强吸热反应，反应体系对吸/放热的耦合有严格要求，另外PEFC制氢的启动性和小型化等也被较多地关注。2004年起，我们启动了多功能重整制氢催化剂的开发(甲烷、DME、甲醇、乙醇、煤油等)，为降低催化剂成本，使用低价Ni为主要活性成分(图-9)。为解决镍催化剂中常出现的镍氧化、结焦、烧结等失活问题，在孔道控制的基础之上，通过Nickel Aluminate中间层及痕迹量贵金属添加等技术的开发，制备了具有较高寿命并且可以自活化•自复活的AAO镍催化剂。在与商业催化剂（SÜD–CHEMIE的RUA和FCR-4，新日本石油的RUA-2）的对比测试中，该催化剂表现出更加优异的性能。使用都市煤气13A为原料，3000h静态寿命测试及500回DSS模式测试(Daily startup and shutdown)均取得良好结果(图-10)。基于板式通电加热型PAA催化剂的水蒸气重整制氢的测试结果表明，采用阶段式通电加热，系统启动时间可从传统的外加热式的1h缩短为10min，从而为实现PEFC的快速启动提供了有力的技术保障。多用途是该催化剂的重要特点。除天然气的水蒸气重整之外，在甲醇、乙醇、灯油的水蒸气重整，甲烷直接部分氧化重整，甲烷二氧化碳重整等体系中均取得了良好结果。迄今为止，在非贵金属催化剂中，多功能型重整催化剂尚未见报道。目前的主要工作是：1) 催化剂的进一步改良优化；2) 以流程集成化和强化传热为目的，进行Multi-tube或Wall-type型反应器的设计(重整–燃烧一体化) (图-11)；3) 整合非平衡式“CO2吸附–重整”一体化设计，超越CO的SHIFT反应的平衡限制，例如采用CO2吸附技术，或催化膜反应器等；3) 生物质原料(生物质甲醇、乙醇、甲烷等)的重整制氢，及CO2的重整等研究；5. 整体式催化剂的新用途在上述研究的基础之上，我们根植于材料化学工程国家重点实验室和化学工程与技术国家一级重点学科，进行跨专业跨学科的合作，充分发挥整体式催化剂的特点，逐步拓展其在能源和环保等领域中的应用，例如：1) 金属基催化剂的放电电极和催化反应效果的叠加2) 再生式环控生保系统二氧化碳的Sabatier反应3) 加氢、裂解、C1及C2合成4) 水污染治理上的应用5) 传统化工领域的技术革新，例如，在催化精馏中实现流道设计用的塔填料与反应用的催化剂的一体化构造，用以实现装置的小型化、降低床层压降以及解决催化精馏常出现的液泛等问题。