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农林生物质气化发电联产炭、热、肥的技术创新与产业化
世界首创的农林生物质气化发电联产炭、热、肥技术。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
该技术为南京林业大学周建斌教授团队于2002年在世界首创的农林生物质气化发电联产炭、热、肥技术，采用自主专利的气化多联产装置将农林生物质在不需要外加能源，也不需要添加任何化学药品、添加剂、催化剂的条件下同时生产气、固、液三相产物并分别进行高值化利用。产出的生物质可燃气、生物质炭、生物质提取液，在工业、农业和民用设置方面均有广泛用途。
创新提出了林农生物质气化发电联产炭、肥、热的理念，攻克了其规模化生产的技术瓶颈，解决了传统生物质气化、生物质炭等行业长期存在的产品单一、废水废渣污染（世界性难题）等问题，取得了系列原创性成果，获国家科技进步二等奖、江苏省和浙江省科学技术一等奖、梁希林业科学技术一等奖等各1项。
南京林业大学
2022-08-15
燃气天然气的热气机能源岛关键技术研究与示范
建筑节能已成为我国节能技术领域的重要议题.冷热电三联供技术是充分利用低品位热能的一种有效手段,该系统能源综合利用率高,一般均可达到70﹪以上.本文阐述了分布式区域冷热电联供系统的原理和特点,提出一种基于热气机的天然气能源岛系统.并指出充分推动分布式区域冷热电联供技术的应用,对于能源节约,环境保护,能源安全以及资本有效运作具有十分重要的意义.
上海交通大学
2021-05-04
生物质燃气锅炉的气-活性炭联产技术研究与应用
目前我国部分地区PM2.5雾霾等空气污染频频发生，为实现污染物总量控制目标、减少燃煤污染物排放，国内很多地区限制使用燃煤工业锅炉，这为生物质锅炉的发展提供了空间。与此同时，由于传统煤基活性炭原料(优质无烟煤和不粘煤)资源的不断减少及其不可再生性，造成了原料供应不足、生产成本提高的局面。本课题针对目前燃煤锅炉污染大、能耗高以及传统活性炭制备技术粗放、成本高的问题，开发一种新型生物燃气-活性炭联产技术，以木屑、木片、秸秆等农林废弃物为生物质燃料，通过高温气化转化为生物质可燃气，同时将所得生物质炭渣改性为具有高吸附性能的粒状或粉状活性炭，并将此气炭联产技术应用于实际燃煤锅炉改造，开发出融节能、减排及废弃物资源回收利用为一体的绿色生产技术。该技术不仅能排除生物质本身的缺陷, 扩大了农林废弃物的利用途径，而且生成了应用广泛、价值高的活性炭，做到了变废为宝，使得农林废弃物生物质的工业化、大规模、高效率利用成为可能。目前针对本课题已在实验室进行了初步的小试研究，在利用农林废弃物产生生物燃气的同时制得了生物炭，如下图所示。将结合企业实际需求进一步深入研究，并应用于实际。
同济大学
2021-04-11
燃气天然气的热气机能源岛关键技术研究与示范
项目成果/简介:建筑节能已成为我国节能技术领域的重要议题.冷热电三联供技术是充分利用低品位热能的一种有效手段,该系统能源综合利用率高,一般均可达到70﹪以上.本文阐述了分布式区域冷热电联供系统的原理和特点,提出一种基于热气机的天然气能源岛系统.并指出充分推动分布式区域冷热电联供技术的应用,对于能源节约,环境保护,能源安全以及资本有效运作具有十分重要的意义.
上海交通大学
2021-04-10
一种温控加热型太阳能燃气联合循环发电系统及其方法
能源与环境密切相关，是社会经济发展的重要战略保障。我国是世界上最大的能源生产消费国，环境污染、温室效应和化石能源短缺三大问题亟待解决。发展先进的供能系统是缓解能源与环境问题、落实我国节能减排战略的重大需求，与能源结构清洁化转型息息相关。太阳能燃气联合循环（ISCC）基于“温度对口，梯度利用”原则，是一种先进可靠的供能系统。ISCC系统中太阳能作为辅助热源加热给水，实现了能源互补，克服了单独太阳能热发电系统负荷变动大、需要大规模蓄热装置的缺陷，大大提升了太阳能的利用效率，减少了污染物排放。
创新点
为了增加变负荷下太阳能集热器出口蒸汽产量，提出从过热蒸汽管道或汽轮机中抽汽加热太阳能集热器进口水的方法，以达到最佳的蒸汽产量，提升联合循环的能量利用率且成本低。根据太阳辐射的强弱和排烟温度自动调整进入太阳能集热器的进水比例和过热蒸汽管道或汽轮机的抽汽量，保证太阳能集热器进口水温度达到其设计接近点温差对应的温度值，实现对能量的梯级互补和综合利用，提高太阳能联合循环系统的运行效率。
市场前景
中国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。根据国家能源局统计，截至2021年底，全国风电装机容量约3.3亿千瓦，太阳能发电装机容量约3.1亿千瓦。到2030年，风电和太阳能发电的总装机容量将达到12亿千瓦以上，且风电与太阳能发电的装机容量占比还要提高。但风电和太阳能发电严重受限于天气、季节、风力等自然气象条件。
太阳能与化石能源互补利用有利于加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系。然而燃煤电站灵活调峰能力尚且不足，现阶段燃气蒸汽联合循环系统以燃气轮机实现化石能向热能的转换，响应速度远快于燃煤锅炉。且集成太阳能集热器构建ISCC系统实现能源互补的技术比较成熟，作为太阳能利用的可靠方式受到了广泛关注。
本团队成果适用于槽式太阳能集热器与燃气蒸汽联合循环集成，可优化机组变负荷与太阳能辐射波动过程中的能量匹配规律，低成本实现多热源梯级利用，允许系统集成更大太阳能面积促进可再生能源利用，逐步推进双碳目标。
获奖情况
2021年12月大学生创新创业训练计划项目：基于温控的复杂热力系统优化北京市优秀。
华北电力大学
2023-07-19
一种电气化铁道接触网工频在线防冰融冰方法
一种电气化铁道接触网工频在线防冰融冰方法，其作法是：A、在电气化铁道牵引变电所的任一供电臂的首端和末端分别连接首端和未端动态无功补偿装置；在接触网上设置温度传感器，温度传感器与首端动态无功补偿装置和未端动态无功补偿装置的控制器相连；B、温度传感器监测接触网的温度，当检测出的温度低于0℃时，控制器控制首端、末端动态无功补偿装置由无功补偿工作状态进入防冰融冰工作状态。在接触线上产生特定的电流，进行防冰融冰。该方法能够在线路不停运、不影响供电的情况下，在线自动进行防冰融冰，使接触网在冻雨及冰雪等极端灾害天气情况下不结冰，确保列车运行的安全。
西南交通大学
2016-10-20
LNG-柴油双燃料发动机废气重整制氢装置
其他成果/n本发明公开了一种LNG-柴油双燃料发动机废气重整装置，包括外壳、中心隔板、两个端盖和两块螺旋板。所述两个端盖可拆卸地连接在所述外壳的两端，所述端盖与外壳之间设置有密封垫片。所述两个端盖的中心设置有中心换热管口和中心重整管口。所述两块螺旋板位于螺旋中心的一边分别固定在中心隔板的两侧，且同向环绕后形成螺旋形的换热通道和重整通道，所述重整通道的壁面上设置有催化剂层。所述换热通道、重整通道在螺旋中心处分别与中心换热管口、中心重整管口相连；所述换热通道、重整通道在其最外侧缩小形成的管状接口上分别设置有外侧换热管口、外侧重整管口。该装置占用空间小、催化效果好，有效提高了燃料利用率。
武汉理工大学
2021-04-11
车载含水乙醇低温重整制氢方法及其装置和应用系统
其他成果/n本发明公开了一种车载含水乙醇低温重整制氢方法及其装置和应用系统，该方法是利用汽车发动机余热将含水乙醇经过两级催化重整为富氢气体，再将富氢气体通入汽车发动机与燃油进行混合燃烧的过程，其装置和应用系统利用两级蜂窝钛网结构产生较大的催化剂接触表面积，有利于重整制氢装置的小型化，使车载在线产氢成为可能；两级催化的结构实现了催化剂的相互协同作用，解决了使用单一催化剂乙醇转化效率和氢气选择性较低等问题；在低温环境下通过碱性催化剂的相互协同作用，解决了催化剂的烧结和积炭问题，提高了催化剂的使用寿命。本发明利用汽车尾气余热，实现了汽车在线掺氢的目的以及提高化石燃料的燃烧效率，降低了汽车发动机有害物质的排放量。
武汉理工大学
2021-04-11
甲醇水液相重整制氢与燃料电池的联用
针对水和甲醇液相制氢反应的特点，采用 铂-碳化钼双功能催化剂 （其中铂以原子水平分散于立方相碳化钼纳米颗粒表面），在 低温下（150~190 ℃）无需强碱即可实现对水和甲醇的高效活化和催化重整 。在190 °C时，催化速率高达18,046 mol H2 /(mol Pt *h)，活性较传统铂基催化剂提升了两个数量级。首先比较了立方相碳化钼（α-MoC）和六方相碳化钼（β-Mo 2 C）在载体碳化钼中的不同比例对负载金属铂的结构和甲醇水液相重整制氢活性的影响。实验发现随着载体中立方相结构α-MoC比例的增长，甲醇重整活性急剧增加，Pt负载于纯α-MoC上（Pt/α-MoC）表现出了最高的甲醇重整活性。利用X-射线吸收精细结构谱和单原子分辨率的球差校正电镜对催化剂进行系统研究表征，证明在2 wt% Pt/α-MoC催化剂上存在着高密度原子级分散的铂。将Pt负载量降至0.2 wt%时，可实现所有负载金属铂呈原子级分散，极大提高了贵金属铂的原子利用率，TOF达到了18,046 mol H2 /(mol Pt *h) 。据估算，仅需含有6克金属铂的催化剂即可使产氢速率达到1 kg H2 /h，已基本达到商用车载燃料电池组的需求。而且，Pt/α-MoC具有较高的催化稳定性，经历了11次模拟类真实情况的“启动-停止-启动”循环反应仍维持原子级分散形貌和较高的催化活性。
北京大学
2021-04-11
Gleason制准双曲面齿轮的设计和加工软件包
该软件包是以王小椿教授提出的齿面三阶啮合理论为基础开发的融齿轮设计、加工、测量、误差修正等为一体的集成软件系统。它是设计加工Gleason制弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮的通用软件包。本软件包是服务于齿轮设计机加工全过程的全闭环计算机辅助设计制造软件系统。系统能自动生成国产、进口以及全CNC Free-form型等数十种机床的调整卡，是一个面向用户的软件系统。目前，系统已全面升级，升级版中基于Free-form型机床开发的一系列关键技术，充分发挥了这种新型机床的加工潜能，使齿轮的加工和啮合质量得到显著提高。 本软件功能相当完备，主要为： 设计部分 齿坯设计 承载校核 干涉检验 大轮加工 大轮粗加工调整卡 大轮精加工调整卡 小轮粗加工 小轮粗加工优化 小轮粗加工根深检验 小轮粗加工调整卡 小轮精加工 小轮精加工优化 小轮精加工根深检验 小轮精加工根切检验 小轮精加工调整卡 TCA分析 齿面接触区预控修正 全齿面干涉检验 修正部分 滚检修正 接触区位置修正 小轮修正调整卡 三坐标测量修正 生成测量网格 误差比较 含误差的TCA分析 仅修正小轮 小轮修正调整卡 同时修正大小轮 大小轮修正调整卡
北京交通大学
2021-04-13